CURVA GASTO CANAL DE LIMPIA

Nivel de Piso 3490.80 m.s.n.m.

CARACTERISTICACOTA CANAL DE LIMPIAmsnm s n

FLUJO LIBRE

3490.80 0 1.00 0.90 0.00 1.00 0.000 0.002 0.016 0.00 0.003490.90 0.10 1.00 0.90 0.10 1.20 0.083 0.002 0.016 0.53 0.053491.00 0.20 1.00 0.90 0.20 1.40 0.143 0.002 0.016 0.76 0.153491.10 0.30 1.00 0.90 0.30 1.60 0.187 0.002 0.016 0.92 0.273491.20 0.40 1.00 0.90 0.40 1.80 0.222 0.002 0.016 1.03 0.413491.30 0.50 1.00 0.90 0.50 2.00 0.250 0.002 0.016 1.11 0.553491.40 0.60 1.00 0.90 0.60 2.20 0.273 0.002 0.016 1.18 0.713491.50 0.70 1.00 0.90 0.70 2.40 0.292 0.002 0.016 1.23 0.863491.60 0.80 1.00 0.90 0.80 2.60 0.308 0.002 0.016 1.27 1.023491.70 0.90 1.00 0.90 0.90 2.80 0.321 0.002 0.016 1.31 1.183491.70 0.90 1.00 0.90 0.90 2.97 1.603491.80 1.00 1.00 0.90 0.90 3.21 1.743491.90 1.10 1.00 0.90 0.90 3.45 1.863492.00 1.20 1.00 0.90 0.90 3.67 1.983492.10 1.30 1.00 0.90 0.90 3.88 2.103492.20 1.40 1.00 0.90 0.90 4.09 2.213492.30 1.50 1.00 0.90 0.90 4.29 2.323492.40 1.60 1.00 0.90 0.90 4.48 2.423492.50 1.70 1.00 0.90 0.90 4.67 2.523492.60 1.80 1.00 0.90 0.90 4.85 2.623492.70 1.90 1.00 0.90 0.90 5.03 2.72

Y1

B1

H1

A1

P1

R1

V1

Q1

FLUJO SUMERGIDO

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.003490.00

3490.50

3491.00

3491.50

3492.00

3492.50

3493.00CURVA DE DESCARGA CANAL DE LIMPIA

Caudal m3/S

Co

ta (

m.s

.n.m

.)

CARACTERISTICACOTA CANAL DE LIMPIAmsnm s n

FLUJO LIBRE

3490.80 0 1.00 0.90 0.00 1.00 0.000 0.002 0.016 0.00 0.003490.90 0.10 1.00 0.90 0.10 1.20 0.083 0.002 0.016 0.53 0.053491.00 0.20 1.00 0.90 0.20 1.40 0.143 0.002 0.016 0.76 0.153491.10 0.30 1.00 0.90 0.30 1.60 0.187 0.002 0.016 0.92 0.273491.20 0.40 1.00 0.90 0.40 1.80 0.222 0.002 0.016 1.03 0.413491.30 0.50 1.00 0.90 0.50 2.00 0.250 0.002 0.016 1.11 0.553491.40 0.60 1.00 0.90 0.60 2.20 0.273 0.002 0.016 1.18 0.713491.50 0.70 1.00 0.90 0.70 2.40 0.292 0.002 0.016 1.23 0.863491.60 0.80 1.00 0.90 0.80 2.60 0.308 0.002 0.016 1.27 1.02

3491.70 0.90 1.00 0.90 0.90 2.80 0.321 0.002 0.016 1.31 1.18

3491.70 0.90 1.00 0.90 0.90 2.97 1.603491.80 1.00 1.00 0.90 0.90 3.21 1.743491.90 1.10 1.00 0.90 0.90 3.45 1.863492.00 1.20 1.00 0.90 0.90 3.67 1.983492.10 1.30 1.00 0.90 0.90 3.88 2.103492.20 1.40 1.00 0.90 0.90 4.09 2.213492.30 1.50 1.00 0.90 0.90 4.29 2.323492.40 1.60 1.00 0.90 0.90 4.48 2.423492.50 1.70 1.00 0.90 0.90 4.67 2.523492.60 1.80 1.00 0.90 0.90 4.85 2.62

3492.70 1.90 1.00 0.90 0.90 5.03 2.72

Y1

B1

H1

A1

P1

R1

V1

Q1

FLUJO SUMERGIDO

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.003490.00

3490.50

3491.00

3491.50

3492.00

3492.50

3493.00CURVA DE DESCARGA CANAL DE LIMPIA

Caudal m3/S

Co

ta (

m.s

.n.m

.)

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.003490.00

3490.50

3491.00

3491.50

3492.00

3492.50

3493.00CURVA DE DESCARGA CANAL DE LIMPIA

Caudal m3/S

Co

ta (

m.s

.n.m

.)

CURVA DE GASTO TOTAL

COTA

3490.80 0.003490.90 0.003491.00 0.003491.10 0.003491.20 0.003491.30 0.003491.40 0.003491.50 0.003491.60 0.003491.70 0.003491.80 0.003491.90 0.003492.00 0.003492.10 0.703492.20 1.993492.30 3.663492.40 5.633492.50 7.873492.60 10.353492.70 13.043492.80 15.93

QBARRAJE FIJO

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.003492.00

3492.20

3492.40

3492.60

3492.80

3493.00CURVAS DE GASTO TOTAL

Q(m3/s)

CO

T A

(m

.s.n

.m.)

MEMORIA DE CALCULO DE LA BOCATOMA

CURVA DE GASTO DEL RIO CURIPAMPA

CALCULO DEL COEFICIENTE DE MANNING

CARACTERISTICA PARAM. VALORTipo de material 0.022Grado de Irregularidad 0.007Cambios en lasSecciones 0.003Obstrucciones 0.010Vegetación 0.050Meandros m 1.00TOTAL n 0.092

Y (m) A (m2) P (m) R (m) S n V (m/s) Q (m3/s) FROUDE3490.50 0.00 0.00 0.00 0.003490.60 0.10 0.07 5.77 0.01 0.002 0.092 0.03 0.00 0.033490.70 0.20 0.19 6.00 0.03 0.002 0.092 0.05 0.01 0.043490.80 0.30 0.37 6.21 0.06 0.002 0.092 0.07 0.03 0.043490.90 0.40 0.61 6.40 0.09 0.002 0.092 0.10 0.06 0.053491.00 0.50 0.90 6.61 0.14 0.002 0.092 0.13 0.12 0.063491.10 0.60 1.43 6.85 0.21 0.002 0.092 0.17 0.25 0.073491.20 0.70 2.45 11.05 0.22 0.002 0.092 0.18 0.44 0.073491.30 0.80 3.94 15.74 0.25 0.002 0.086 0.21 0.81 0.073491.40 0.90 4.39 10.79 0.41 0.002 0.084 0.29 1.28 0.103491.50 1.00 5.52 12.16 0.45 0.002 0.082 0.32 1.78 0.103491.60 1.10 6.78 13.48 0.50 0.002 0.081 0.35 2.37 0.113491.70 1.20 8.16 14.49 0.56 0.002 0.080 0.38 3.11 0.113491.80 1.30 9.63 15.46 0.62 0.002 0.080 0.41 3.93 0.113491.90 1.40 11.19 16.14 0.69 0.002 0.079 0.44 4.96 0.123492.00 1.50 12.78 16.64 0.77 0.002 0.079 0.47 6.07 0.123492.10 1.60 14.39 16.67 0.86 0.002 0.079 0.51 7.39 0.13

1.0 PARAMETROS DE DISEÑO- Caudal de máximas avenidas 4.00 m3/s- Caudal de diseño captación Pinahua 0.20 m3/s

Caudal de diseño captación Carhuanil 0.10 m3/s- n de Manning n= 0.092- Pendiente del canal S= 0.002 m/m

1.01 Tirante Normal Para el Caudal de Maximas Avenidas

Yn Caudal Calculado1.30 3.931.40 4.96

===> Yn = 1.31 m

2.0 DIMENSIONAMIENTO DE LA VENTANA DE CAPTACION

2.1 Altura del Umbral de la Ventana de Captación:

- Considerando la altura de Saltación de los sedimentos del lecho, y sumando la altura de barras se sugiere una altura de umbral de: 0.60 m

n0

n1

n2

n3

n4

COTA (m.s.n.m.)

Qmax=Qd=

Qd=

Para un caudal de Max Avenidas QMAX=4.00m3/s

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

CURVA DE GASTO DEL RIO CURIPAMPA

GASTO (m3/s)

TIRA

NTE

(m)

VENTANA C1 PINAHUAb.2 Dimensionamiento de la ventana de captación 1

* Considerando un flujo tipo Vertedero y asumiendo una ventana de captacion tenemos:

(1)Donde :Q = Caudal de derivación

Ancho de la ventana de captaciónC= Coeficiente de descarga (1.84)

reemplazando en (1) tenemos :

Q (m3/s) H0.20 0.50 0.3670.20 0.60 0.3250.20 0.70 0.29 0.37

Considerando 10% de pérdidas,tenemos: h1= 0.32 m

Ln= 0.70 mH= 0.40 m

* Considerando un flujo por orificio tenemos:

(2)Donde :Q = Caudal de derivaciónC = Coeficiente de Descarga = 0.58H= Altura de carga de agua

Reemplazando datos tenemos :

Yo Y1 A Q (m3/s)0.50 0.40 0.28 0.38 Mayor a Qcapt ==> OK

2.2 Curva de Gasto de la Ventana de Captación

Nivel de Solera Aguas Arriba: 3491.40 m.s.n.m.

COTA VENTANA DE CAPTACIONmsnm Yo Ln

FLU

JO L

IBR

E 3491.40 0 0.70 0.40 0.00 0.00 0.003491.50 0.10 0.70 0.40 0.07 0.57 0.04 3491.60 0.20 0.70 0.40 0.14 0.80 0.113491.70 0.30 0.70 0.40 0.21 0.99 0.213491.80 0.40 0.70 0.40 0.28 1.14 0.32

FLU

JO S

UM

ERG

IDO

3491.80 0.40 0.70 0.40 0.28 1.98 0.323491.90 0.50 0.70 0.40 0.28 2.33 0.383492.00 0.60 0.70 0.40 0.28 2.66 0.433492.10 0.70 0.70 0.40 0.28 2.96 0.483492.20 0.80 0.70 0.40 0.28 3.23 0.533492.30 0.90 0.70 0.40 0.28 3.50 0.573492.40 1.00 0.70 0.40 0.28 3.74 0.613492.50 1.10 0.70 0.40 0.28 3.98 0.653492.60 1.20 0.70 0.40 0.28 4.20 0.68

Ln=

Ln

Y1

A1

V1

Q1

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.803491.00

3491.20

3491.40

3491.60

3491.80

3492.00

3492.20

3492.40

3492.60

3492.80

3493.00

CURVA DE DESCARGA CAPTACION

FLUJO LIBRE

Caudal m3/S

msnm

Q=CA √2 g( y02

y0+ y1)

Q=CLnH3 /2

Cálculo de las Pérdidas de Carga - Rejillas de la Ventana de Captación :

Se usará fierro o platinas de 1/4" @ 0.10 m de espesor para evitar el ingreso de materiales no deseados con un talud recomendable de 1 1/4 , para facilitar la limpieza

1 .1/4

Pero la colocación de estas rejillas nos ocupan areas las cuales deben ser recompensada con el cálculode las perdidas de carga

La perdida de carga la evaluamos con la fórmula de de Houk

(3)

Donde:perdida de carga en pulgadas

Ø = diámetro de las rejillas en púlgadas 0.25 pulgV = velocidad del flujo en las rejillas 0.71 28.11 pulg/sβ = angulo de inclinación de las rejillas [ 45º - 76º] 90.00 ºα = angulo de ingreso (captacion frontal = 0) 0.00 ºe = espaciamiento entre rejillas es 0.10 3.94 pulg

Reemplazando datos tenemos2.10 pulg0.05 m

Número de rejillas a colocarLn/e-1

6 und

Por lo tanto : la ventana de captación lleva rejillas de 1/4", espaciadas a 0.10 m

Pérdida por entrada:

(4)

0.01 mFinalmente:

(5)

0.07 mVENTANA C2 CARHUANILLAS

b.3 Dimensionamiento de la ventana de captación 2* Considerando un flujo tipo Vertedero y asumiendo una ventana de captacion tenemos:

(1)Donde :Q = Caudal de derivación

Ancho de la ventana de captaciónC= Coeficiente de descarga (1.80)

reemplazando en (1) tenemos :

Q (m3/s)

0.10 0.40 0.2680.10 0.50 0.2310.10 0.60 0.20 0.21

Considerando 10% de pérdidas,tenemos: h1= 0.23 m

Ln= 0.60 m0.30 m

* Considerando un flujo por orificio tenemos:

(2)Donde :Q = Caudal de derivaciónC = Coeficiente de Descarga = 0.58H= Altura de carga de agua

Reemplazando datos tenemos :

Yo Y1 A Q (m3/s)

0.40 0.30 0.18 0.22 Mayor a Qcapt ==> OK

hf1 =

hf1=hf1=

Nr=Nr=Nr=

Hf2 =

HfV=

Ln=

Ln

h1

h1=

hf 1=1 .32∗(φ∗Ve )2

∗sen β∗(sec α )158

h f 2=0 . 5( V2

2g )

∑ H f=h f 1+h f 2

Q=CA √2 g( y02

y0+ y1)

Q=CLnH3 /2

2.2 Curva de Gasto de la Ventana de CaptaciónNivel de Solera Aguas Arriba: 3491.40 m.s.n.m.

COTA VENTANA DE CAPTACIONmsnm Yo Ln

3491.40 0 0.60 0.30 0.00 0.00 0.003491.50 0.10 0.60 0.30 0.06 0.57 0.033491.60 0.20 0.60 0.30 0.12 0.80 0.103491.70 0.30 0.60 0.30 0.18 0.99 0.18

FLU

JO S

UM

ERG

IDO

3491.70 0.30 0.60 0.30 0.18 1.72 0.183491.80 0.40 0.60 0.30 0.18 2.12 0.223491.90 0.50 0.60 0.30 0.18 2.48 0.263492.00 0.60 0.60 0.30 0.18 2.80 0.293492.10 0.70 0.60 0.30 0.18 3.10 0.323492.20 0.80 0.60 0.30 0.18 3.38 0.353492.30 0.90 0.60 0.30 0.18 3.64 0.383492.40 1.00 0.60 0.30 0.18 3.88 0.413492.50 1.10 0.60 0.30 0.18 4.12 0.43

Cálculo de las Pérdidas de Carga - Rejillas de la Ventana de Captación :

Se usará fierro o platinas de 1/4" @ 0.10 m de espesor para evitar el ingreso de materiales no deseados con un talud recomendable de 1 1/4 , para facilitar la limpieza

1 .1/4

Pero la colocación de estas rejillas nos ocupan areas las cuales deben ser recompensada con el cálculode las perdidas de carga

La perdida de carga la evaluamos con la fórmula de de Houk

(3)

Donde:perdida de carga en pulgadas

Ø = diámetro de las rejillas en púlgadas 0.25 pulgV = velocidad del flujo en las rejillas 0.56 21.87 pulg/sβ = angulo de inclinación de las rejillas [ 45º - 76º] 90.00 ºα = angulo de ingreso (captacion frontal = 0) 0.00 ºe = espaciamiento entre rejillas es 0.10 3.94 pulg

Reemplazando datos tenemos1.27 pulg0.03 m

Número de rejillas a colocarLn/e-1

5 und

Por lo tanto : la ventana de captación lleva rejillas de 1/4", espaciadas a 0.10 m

Pérdida por entrada:

(4)

0.01 mFinalmente:

(5)

H1

A1

V1

Q1

FLU

JO

LIB

RE

hf1 =

hf1=hf1=

Nr=Nr=Nr=

Hf2 =

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.503491.00

3491.20

3491.40

3491.60

3491.80

3492.00

3492.20

3492.40

3492.60

3492.80

3493.00CURVA DE DESCARGA CAPTACION

FLUJO LIBRE

Caudal m3/S

msnm

hf 1=1 .32∗(φ∗Ve )2

∗sen β∗(sec α )158

h f 2=0 . 5( V2

2g )

∑ H f=h f 1+h f 2

0.04 mHfV=

∑ H f=h f 1+h f 2

3.00 Diseño del Barraje Fijo3.10 Nivel de Coronación

La cota del Barraje Fijo está determinada por el Nivel de Sedimentos observados frente a las ventanas de captación, más la altura de la ventana de captación propuesta, más un margen de seguridad (resguardo)

(6)donde

Altura de Umbral de la ventana de Captacion = 0.60 mAltura de Ventana de Captación = 0.40 mPerdida de Carga = 0.07 m Redondeando asumimos= 0.10Resguardo = 0.20 (depende de la perdida, por seguridad asumimos 0.20)

luego en Ec. (6) 1.20 m ==> 1.20 m

Cota de Fondo 3490.80 m.s.n.m.Nivel de Coronación: 3492.00 m.s.n.m.

3.20 Carga de Agua sobre Barraje Fijo

CAPACIDAD DE OPERACIÓN DEL BARRAJE FIJO

COTA BARRAJE FIJO

msnm C H

3490.80 2.10 10.60 0.00 0.003490.90 2.10 10.60 0.00 0.003491.00 2.10 10.60 0.00 0.003491.10 2.10 10.60 0.00 0.003491.20 2.10 10.60 0.00 0.003491.30 2.10 10.60 0.00 0.003491.40 2.10 10.60 0.00 0.003491.50 2.10 10.60 0.00 0.003491.60 2.10 10.60 0.00 0.003491.70 2.10 10.60 0.00 0.003491.80 2.10 10.60 0.00 0.003491.90 2.10 10.60 0.00 0.003492.00 2.10 10.60 0.00 0.003492.10 2.10 10.60 0.10 0.703492.20 2.10 10.60 0.20 1.993492.30 2.10 10.60 0.30 3.663492.40 2.10 10.60 0.40 5.633492.50 2.10 10.60 0.50 7.873492.60 2.10 10.60 0.60 10.353492.70 2.10 10.60 0.70 13.043492.80 2.10 10.60 0.80 15.93

Caso 1:

Se calcula la carga sobre el barraje, considerando la situación mas crítica, es decir que toda la Avenida pase sobre el Barraje

(7)Q = Caudal máximo 4.00 m3/s (Ref. Estudio Hidrologico)C = Coeficiente 2.10 Coeficiente de Descarga

Ancho total que tendrá el Barraje 10.60 m

Reemplazando en Ec. (7) tenemos 0.32 m

Redondeando el resultado obtenido en la ecuacion (7) 0.35 mFinalmente:

ho = hV =HfV=

PB=

LB

Q3

LB =

HB=

HB=

El nivel de máximo será la suma de la cota del nivel de coronación mas la carga sobre el barraje HB + PB

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.003492.00

3492.20

3492.40

3492.60

3492.80

3493.00CURVA DE GASTO DE BARRAJE FIJO

Q(m3/s)

Co

ta (

m.s

.n.m

.)

Q=CLB H32

B

PB=h0+hV+H fV+0 .20

1.55 mNAME= 3,492.35 m.s.n.m.

Altura Max Aven =

3.30 Altura del Muro de Encauzamiento Aguas Arriba

Criterio 1:* Tomaremos la altura del barraje fijo mas la suma de la carga de agua sobre el mismo y un borde libre:

Donde:1.20 m0.35 m

Borde Libre = 0.40 mEspesor de Losa de Mando 0.30 mReemplazando estos valores tenemos:

1.95 m ====> cota muros: 3492.75 m

Este valor a su vez debe ser coherente con el nivel de operación de la losa de mando, ya que consideraremos el nivel de muros al mismo nivel, para ello tenemos las dimensiones como los niveles de operación de la captación y del barraje movil:

Vent. de Capt. Canal de limpiaAltura de las Compuertas 0.40 0.90Nivel Operación min 3491.40 3490.80Nivel Operación max 3492.20 3492.60

Finalmente:La altura de la losa de mando y el de los muros de encauzamiento serán de:

1.95 m2.25 m

Cota de losa de mando sera de : 3493.05 m.s.n.m.

3.40 Dimensionamiento del Barraje :

* Calculo del Perfil CreaguerDe acuerdo a los perfiles WES (Water Experimental Station), y con la pendiente vertical de carga aguas arriba el perfil tipo Creaguer tenemos :

Donde : x, y = son coordenadas de perfil de la cresta, con origen en el punto mas alto:

Altura de diseño para un caudal máximo Se tiene: 0.35 m

Despejando Y en la Ec. 11 resulta :

tabulando estos datos tenemos :

PERFIL CREAGUER

Nº X Y1 0.00 0.000 0.002 0.10 0.017 -0.023 0.20 0.062 -0.064 0.30 0.132 -0.135 0.40 0.224 -0.226 0.50 0.339 -0.347 0.60 0.474 -0.478 0.70 0.631 -0.639 0.80 0.808 -0.81

10 0.90 1.004 -1.0011 1.00 1.220 -1.2212 1.10 1.456 -1.4613 1.20 1.710 -1.7114 1.30 1.983 -1.9815 1.40 2.274 -2.2716 1.50 2.584 -2.5817 1.60 2.912 -2.9118 1.70 3.257 -3.26

Los Valores que se establecen se hallan en Función de la cargas de agua del barraje, por ello se tiene las siguientes medidas

PB =HB =

HA-ARRIBA=

Hmuros=Hlosa=

H B=HB =

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 2.60 2.80 3.00

-3.50

-3.00

-2.50

-2.00

-1.50

-1.00

-0.50

0.00

PERFIL CREAGUERX

Y

H AARRIBA=PB+HB+BL

X1 .85=2HB

0 .85Y

Y=X1.85

2H B0.85

0.08 m0.19 m0.10 m0.05 m0.03 m0.19 m0.09 m0.04 m0.01 m

* Esquema del Dimesionamiento que llevará el Barraje Fijo.

* Calculo de la Base del Barraje Fijo

Donde:

Así obtenemos: 1.31 m ≈ 1.40 m

* Calculo de la Profundidad de Poza Para el cálculo de la Profundidad de Poza necesitamos el valor del Tirante en la sección 2, por ello primero aplicaremos la ecuacion de bernoulli en el tramo 0-1 y por tirante conjugado obtendremos el valor del tirante en la sección 2Contamos con los siguientes datos:Nivel de Coronación Zo = 3492.00 m.s.n.m.N.de Solera Aguas Abajo Z3= 3490.50 m.s.n.m.Tirante Normal = 1.31 (calculado inicialmente)

Aplicamos la ecuación de Bernoulli:

R1 =0.235 HB =R2=0.530 HB =X1 =0.284 HB =X2 =0.147 HB =X3 =0.082 HB =Y1 =0.530 HB =Y2 =0.247 HB =Y3 =0.127 HB=Y4 =0.021 HB =

Ht=altura de carga totalγC=peso especifico del concreto (Tn/m3)

BB=

10

21

11

2

0 22 fC

C hg

VYZ

g

VYZ

0

0

1

1

2

2

R

R>0.5HB

NAME

YC

PB

Y1

Y2

PP

1

10

LP

12

1

5

PD2

?/2

Yn

?

AD1

PD1

BB

HB

AD2

E

P1

P2

D1

Db

LA

3

3

HLA

BB=H t

( γ c−1 )1/2

R1

X2=0.147H

Y2=0.247H

X1=0.284H

Y3=0.021H

Y1=0.53H

X3=0.082H

R1=0.235H

R2=0.530H

Y3=0.127H

X

Y

HB

NAME

0

Previamente procederemos al cálculo del tirante Crítico y Velocidad Crítica:

===> Se Obtiene: 0.24 m

==> Se Obtiene: 1.55 m/s

Tomamos como Perdida de Carga la siguiente expresión:

Para el cálculo inicial asumimos una profundidad de poza 0.40 m

Asi Aplicando la ecuación de Energía entre la sección 0 y 1 tenemos:

1.10 m

1.45 0.07 1.38 1.45IGUALES → OK

===> 0.60 m

Finalmente haciendo la verificacion:

Asi obtenemos: 1.71 m > 0.60 m OK

Verifiquemos el Tirante Aguas Abajo:

Sección 0 Sección 1 Sección 2

Cota 3492.00 3490.10 3490.10Tirante 0.32 0.07 0.60

Cota N. de agua 3492.32 3490.17 3490.70

Cota Tirante Normal

3491.81 F. Subcritico OK

*Calculo de la Longitud del Colchón Disipador

Longitud de Poza de Disipación:===> obtenemos: 3.15 m ≈ 3.40 m

* Cálculo de la Transicion Curvada en pie de barraje:Al pie del Barraje daremos una Transición Curvada la cual viene dada por la siguiente expresión:

===> R= 0.16 m ≈ 0.20 m

* Cálculo de Espesor del Colchon Disipador

Se calcula con la ecuación propuesta por Taraimovich:

donde :Z = Viene dado con la siguiente expresionq = Caudal por Unidad de Ancho 0.38 m3/s/m

Altura de Barraje Fijo 1.20 mAltura de Carga de agua sobre Barraje Fijo 0.32 m

Yn = Tirante Normal 1.31 m

Reemplazando en la expresión tenemos Z= 0.21 m ===> E= 0.08 m ===> 0.20 m

YC=

Vc=

Zo-(Z3-PP)=

(Z0-Z

3-P

P)+Y

C+V

C2/2g Y

1 (ASUMIDO)V

12/2g Y

1+V

12/2g

Calculo del Tirante Conjugado Y2:Y2=

LP=

PB =HB =

)(6 12 YYLP

E=0 .2q0 .5Z0 .25

Z=PB+HB−Y n

Y c=3√ Q2

b2g

V C=QA

Y 2=−Y 1

2+√ 2Y 1V 1

2

g+Y 1

2

4

PP+Y n≥Y 2

∑h f 0−1=0 .1V C

2

2g

R>0 .5HB

* Cálculo del Dentellón Aguas Abajo

Se calcula con la formula de Vigsvgo:

Donde :k = Esta en función de la longitud del colchon disipador y el tirante normal aguas abajo

Para el talud asignado se tiene : 1:10 ===> 3.40 m

pero : 2.72 m

De la tabla: TABLA Nº 1K

<5 1.405.00 1.30

10.00 1.2020.00 1.00

2.08 > K = 1.40 (Tabla 1)Luego: El valor de Z viene dado con la expresión: ===> 0.21 mluego :

q = 0.38 m3/s/m

Finalmente se tiene el valor del dentellón aguas abajo: 1.36 m ≈ 1.40 m

* Cálculo de la Socavación del Barraje FijoSegún Jager viene dado por la expresión:

donde :Tirante Normal 1.31 m (calculado inicialmente)

q = Caudal por Ancho Unitario 0.38 m3/s/mZ= 0.21 m

40.00 mm

Reemplazando datos en la expresión obtenemos: 1.20 m ≈ 1.35 m

* Cálculo de Longitud del Enrocado de Protección o EscolleraSegún Bligh viene dado por la expresión:

donde :q = Caudal por Ancho Unitar = 0.38 m3/s/m

4.002.02 m1.05 m0.96 m ===> 2.00 m

LP =

LS = 0.8 * LP LS=

LS/Y

n

LS/Yn=

PD2=

Yn =

D90=

PD1=

CBLIGH=LT=LC=

LENROCADO=

PD 2=k (q (Z )1/2

)1/2

−Y n

PD1=[ αh5 /3

068∗β∗μ∗ϕ∗Dm0 . 28 ]1

1+z

Z=PB+HB−Y n

LT=0 .67C√Db q LC=0 .60C √D1LENROCADO=LT−LO

*Control de la FiltraciónSe debe cumplir la siguiente Condicion:

Donde S viene dada por la expresión:

Y asi con los siguientes valores obtendremos4.00 (Coeficiente de BLIGH)

1.31 mΔh = 0.21 m

7.40 m4.10 m

S= 6.57 m > 0.85 m OK¡

Diametro del Rip - RapSegún la expresión de la Universidad de MinesotaDonde:

1.31 m10.60 m

A= 13.86 m2P= 13.21 mR= 1.05 m

4.00 m3/sS= 0.0020 m/m

Reemplazando datos en la expresión tenemos: 0.02 m ===> 0.40 m

FINALMENTE:

Las Dimensiones para el Ploteo del Barraje Fijo se muestran a continuación:

1.20 m 0.25 m0.32 m 0.50 m1.35 m 0.60 m0.30 m 3.40 m1.40 m 0.40 m0.30 m E= 0.20 m

R= 0.20 m 2.00 m1.40 m 0.40 m2.00 m

4.00 Diseño de la longitud y Poza de disipación de energia en el canal de limpia:Para el cálculo de la Profundidad de Poza necesitamos el valor del Tirante en la sección 2, por ello primero aplicaremos la ecuacion de Bernoulli en el tramo 0-1 y por tirante conjugado obtendremos el valor del tirante en la sección 2Contamos con los siguientes datos:Cota en sección 0 (Zo) = 3490.80N.de Solera Aguas abajo Z3= 3490.50

03

2

1

Para el presente diseño, se considera un flujo sumergido ya que la captación se hará en condiciones sumergidas (ver curva de descarga de Canal de Limpia) y según nuestro caudal de evacuación por el canal de limpia se tiene los siguientes valores:

1.18 m3/s ===>0.90 1.31

Aplicando la ecuación de Bernoulli en la sección 0 a 1:

CBLIGH =Yn =

ΣLH=ΣLV=

Yn =LB =

Qmax=

DRIP - RAP=

PB= HLA=HB= P1=

PD1= P2=AD1= LP=PD2= PP=AD2=

LENROCADO=BB= DRIP - RAP= LA=

QLIMPIA = Y0 V0

DRIP−RAP=(118 S13/6RQP )

2/5

S≥CBLIGH Δh

S=13∑ LH+∑ LV

Considerando además la perdida de carga con la siguiente expresión:

Tenemos:Asumiendo un valor de Pp para el cálculo inicial: 0.40 m

0.70 m

1.68 0.22 1.45 1.68IGUALES → OK

(11)

1.03 mProcedamos al Calculo de Tirante Normal aguas abajo, para ello nuestro canal contará con las siguientes medidas

B = 1.00 mS = 0.002n = 0.016 Rugosidad del Concreto

1.41 2.02 OK

1.41 m (12)

Finalmente haciendo la verificacion:

Asi obtenemos: 1.81 m > 1.03 m OK

Longitud de Poza de Disipación: 3.63 m ≈ 4.00 m

Verificación del Tipo de Flujo

Como: < Yn F. Subcritico

3491.70

3491

.13

3491

.91

0.90

3490.80 3490

.32

Y2 =1.03Yn =1.41

3,490.50Y1 =0.22

3490.10

Zo-(Z3-PP)=

(Z0-Z3-PP)+Yo+Vo2/2g Y1 (ASUMIDO) V1

2/2g Y1+V12/2g

Calculo del Tirante Conjugado Y2:

Y2=

Yn

Q CALCULADO

Yn=

LP=

Y2

Y 2=−Y 1

2+√ 2Y 1V 1

2

g+Y 1

2

4

∑ h f 0−1=0 .1V 0

2

2 g

PP+Y n≥Y 2

5.1 Diseño de la longitud y Poza de disipación de energia en la captación C1 (PINAHUA)Para el cálculo de la Profundidad de Poza necesitamos el valor del Tirante en la sección 2, por ello primero aplicaremos la ecuacion de bernoulli en el tramo 0-1 y por tiranteconjugado obtendremos el valor del tirante en la sección 2Contamos con los siguientes datos:Cota en sección 0 (Zo) = 3491.40 Qd= 0.20 m3/sN.de Solera Aguas abajo Z3= 3491.20

03

2

1

Para el presente diseño, se considera un flujo sumergido ya que la captación se hará en condiciones sumergidas (ver curva de descarga de captación) y según nuestro cálculo inicial en la ventana de captación se tiene los siguientes valores:

0.60 2.66

Aplicando la ecuación de Bernoulli en la sección 0 a 1:

Considerando además la perdida de carga con la siguiente expresión:

Tenemos:Asumiendo un valor de Pp para el cálculo inicial: 0.30 m

0.50 m

1.42 0.06 1.36 1.42IGUALES → OK

(11)

0.52 mProcedamos al Calculo de Tirante Normal en el canal de transición, para ello nuestro canal contará con las siguientes medidas

B = 0.70 mS = 0.002n = 0.016 Rugosidad del Concreto

Yn Q Calculado0.60 0.43 OK

0.60 m (12)

Longitud de Poza de Disipación: 2.80 m

Y0 V0

Zo-(Z3-PP)=

(Z0-Z3-PP)+Yo+Vo2/2g Y1 (ASUMIDO) V1

2/2g Y1+V12/2g

Calculo del Tirante Conjugado Y2:

Y2=

Yn=

LP=

Y 2=−Y 1

2+√ 2Y 1V 1

2

g+Y 1

2

4

∑ h f 0−1=0 .1V 0

2

2 g

Verificación del Tipo de Flujo

Como: Y2 < Yn F. Subcritico

3492.00

3491

.42

3491

.80

0.60

3491.40 3490

.96

Y2 =0.52Yn =0.6

3,491.20Y1 =0.06

3490.90

5.2 Diseño de la longitud y Poza de disipación de energia en la captación C2 (CARHUANILLA)Para el cálculo de la Profundidad de Poza necesitamos el valor del Tirante en la sección 2, por ello primero aplicaremos la ecuacion de bernoulli en el tramo 0-1 y por tiranteconjugado obtendremos el valor del tirante en la sección 2Contamos con los siguientes datos:Cota en sección 0 (Zo) = 3491.40 Qd= 0.10 m3/sN.de Solera Aguas abajo Z3= 3491.20

03

2

1

Para el presente diseño, se considera un flujo sumergido ya que la captación se hará en condiciones sumergidas (ver curva de descarga de captación) y según nuestro cálculo inicial en la ventana de captación se tiene los siguientes valores:

0.60 2.80

Aplicando la ecuación de Bernoulli en la sección 0 a 1:

Considerando además la perdida de carga con la siguiente expresión:

Tenemos:Asumiendo un valor de Pp para el cálculo inicial: 0.30 m

0.50 m

1.46 0.03 1.43 1.46IGUALES → OK

(11)

0.41 m

Y0 V0

Zo-(Z3-PP)=

(Z0-Z3-PP)+Yo+Vo2/2g Y1 (ASUMIDO) V1

2/2g Y1+V12/2g

Calculo del Tirante Conjugado Y2:

Y2=

∑ h f 0−1=0 .1V 0

2

2 g

Y 2=−Y 1

2+√ 2Y 1V 1

2

g+Y 1

2

4

Procedamos al Calculo de Tirante Normal en el canal de transición, para ello nuestro canal contará con las siguientes medidas

B = 0.60 mS = 0.002n = 0.016 Rugosidad del Concreto

Yn Q Calculado0.60 0.34 OK

0.60 m (12)

Longitud de Poza de Disipación: 2.26 m ≈ 2.80 m

Verificación del Tipo de Flujo

Como: Y2 < Yn F. Subcritico

3492.00

3491

.31

3491

.80

0.60

3491.40

3490

.93

Y2 =0.41Yn =0.6

3,491.20Y1 =0.03

3490.90

Yn=

LP=

CURVAS DE GASTO

CURVA GASTO CANAL DE LIMPIA

CURVA GASTO TOTAL