Unidad III. Obras hidráulicas
Transcript of Unidad III. Obras hidráulicas
�� ������
���������� ������� �� �� ��������� ��� �� ����� ��
� ����� �� �� ����� ���� ������� ��� ������� ����� � �� ����
� ������ ��� ����� ����� ����� � �� ����� ��������
�������������������� ���
� ������ ��� ����� ����� ����� � �� ����� ��������
��� �� ������� �� ���������� � ������ � ��� ������ ��� ���
������ ��� ���� � ������ ��� ���� ������ ����� ����� ��� � �����
�� �����
���� ��������
�������� ����������� ���
�������� ���
��������������
�����������
�� ��������
�������
������
�����������
�� ������ ����
������
��� ������
���������
�������� ����������� ���
� ����
����� ���
� �������������
����������������
����������������������
���������
������
��� ������������
��������������� �
��� ������������
��������� �������
��������������
!�����
!���
������
"�#�
� �$�%&&�� �
'&�(�� �(�%&&�� �
� �(�'&�� �
�������� ����������� ���
"�#� � �(�'&�� �
����������������������������
� �������� ����� ����
��� ���� �! ������� � �
�������� � ��� ���
����������
���� ��������������
"����"����
� #�� ������ ���
��������� ��� ��
���� � �� ����������
� $�� �
������ ���� �����
� "����� ���� �����
� #�� ������ ���
������ ��� � ���
������� � �� �����
�������� ����������� ���
������� ��
�� � �����
�������������������� ������ ������������
� �������� � ������� �
��������
� $�� ������ � ������� � �
�������� � ��� ����%����� �
��� � ��������� � ������
��������������������������
������� � �� �����
� �� �����
� "����������
������ � ������
� ������ ���
��������� ��� ��
������� ������ ���
�������������
�&�$"$'��'�&�$"$'��'
�(&)�"�)�(&)�"�)
� ��������� ������������� � ����
� ����� �� �������� ���������*���� �� ������ ����� ����� �
�� �+���� ����������
� #�� ����*�� ��������� ��� ��������� ���������
� "���������� � �%�� ������ � ��� ����� ��������� ���� ��������
�����
� ���� ��������� ��� ��������� ���� �������! ����! ������ �
������
�������� ����������� ���
�&�$"$'��'�&�$"$'��'
,-�&&",-�&&"
������
� $� ������ � ���� ������ � ����������
� $� ��������� � �� ����*� ������ � ���� ������������� �
�������� � �����
�&�$"$'. -/,"$�&�$"$'. -/,"$
� ����� ���������� ��� ������ � ����� � ����� � �������� �
������
� $� ��0� �� ����*� � ������ ����� �������������
�������� ����������� ���
�������� ����������� ���
����������������
��������� �����
�������� ����������� ���
����� ��
��!������
����� ��
"������
������� �� �
���� �������)���� *
� $�'�� �����'������'�'���%����'�'�������'1�'2�333'�'1�'42�333'�'������'�'
������!'�'�������'1�233'�'1�1�333'���'������'�'����'���'� �����
� $�'�� �����''������'�'��������'�������������'��������������'��'���!'�����'
�������� ����������� ���
���# $����������$����������� $��%�� �����������
���%�'�'��'������
� �����'������'���� ���'�������'���'������'�'����!'��'�������!'*����'
��������'�'��������!'������'�'����!'����'�'�5�������
� "'������'�'���'�������� �����'�����������'��'������'��������'��'������
������� !���� ���������������" #����$
���� �+�������� *
�� ����'�����'��������'����
�� 6�������'��'���'�'�����'�'�'���'�����������'����5���'���� ��'����� ���'���'
��������������'�'��������'�'��'����� �'��'���� �'��
� (�������*�!'�����'�������'�'�����' ��'��� �����'��'�����'��'������
� ��������'�'���'���'�'���'������
�������� ����������� ���
� ���� �'��'����'�������
� �5������'�'�����'���� ������'�'����������
� $���� ��'�'�������'�'������'�5�������
� ���� �����
� &��������'�'���'������
� ��� ���� �'�'���'�������
� ���������'���� ��'�'��'*���
���� �+�������� *
� ���'��'�������'��'�����+��'������'�����'�����'�'�����'���%�'�'�'��'
�����'��'�%�'��������'�'�� ����� �!'���'���������'�����'12'�'73'
�� ��
�����&������ '����� � ��������������(�)�
����������
�������� ����������� ���
�����&������ '����� � ��������������(�)�
8��'�������� �'��'��'�����'�'13'
� �����'�'�������'�'���'��'
���'������
�������'�'��'
�������� �
913': 12'� �����;
���� �+�������� *
�6�������'��'����'�'��� ������ �����'���'��������'����� �� �'������
� <��� ������'�������'�'��������'�'������'���� ������'���'���%�'��'
����'�'�����'���� �����
� �5������'�'*����'���������'�����������'��'���*�� ����
� �������'�'������
�������� ����������� ���
� �����'�'���'� ��������'�'��������� �'���������'
� ���� ��'�������'��������������'�'���'� ��������'��������'��'���'
���������'��'���'�'�����'�'���'���+� �����
� ,�� ���'������!'��������'�'�5������ �!'������'�'��������'
�������!'�����'������
���� �� ��������� * ��'���� ���'�������
� "������'��'���!'�������'�����!'�������� �'
� -����� �� �'�'���'�� ����'����'���'��������'����
� (�����'�'����'��'��'�� �����'������'��'������ �'9�������;!'����'����'��'
������'�'��'�����'�'���'����*��' ��'���+��'��'����
� (���'� �5� �'��'���'������'��'����� �
� &�������'����'�'�����'�'�����'�'���������'�'������'��'���
�������� ����������� ���
� ��������'� �5� �'����'��������'������'�'��������
���� �!� �������� *
� ������ ��� ��� ������� � ��� �������� ������� ���������� ����� ���
���������� ��������� �� ���� � � ������������!����0� � ��� ����� ����
����� ������ � �������� ����������
� �� ������ ����� ����� ������ ����� ��� ����� ������ � ������ �� ���
� ����� �� ����������
%��& ���%��& ���������
%& �& '�()�%& �& '�()� (������* �(������* ���%�������%���������& �� ������& �� ��
&%���&%���
������
����������
� (� �� �������
����� ����
��������� ����
�� ������
������
� $� ������ �
���� �������
� $� ������ ���
� ���������
� �������
������� �
��������� ����������!
����������� �
�������� . ��������
����������� �������
� &� ����
�������
�������� ����
�� ����� � �
�������� �
������
SELECCIÓN DEL TIPO DE PRESA
�������� ����������� ���
������ ����������� �������
�����������
������
��� �����
� 8���� �� ����
�������
� #��� �� ����
��������� ���� ��
��� � �� �����
�����
� $� ������ �
���� �������
� . ����
�������� �
���������
� . �������� ���
�����������
������� � ���� �
��������
� . ��������
�������� ���� ������!
����� � ������� � �
�������
� ��� �� �������
��� ��������%���
%��& ���%��& ���������
%& �& '�()�%& �& '�()� (������* �(������* ���%�������%���������& �� ������& �� ��
&%���&%���
�������� � (� �������
� <��������
��� �����
������ �
��������
� "������� �
���������
� �������� ���
�������� �������
�5��������! ��� ����
���� �������
� &� ����
�������
�������� ����
�� ����� � �
�������� �
������
�������� ����������� ���
��������� ������
����� ��
���������
��
*" ������+
� (� ��
�������
� $� ������ ����
���� ��
������
����������
� &��� ����
���� ����������
� =����
�������� �
��������
� (� ��� ��������
����� ���� ��� ��
�� ����������
�������� ���
�������� ��
��������
� (� ����
����� � �
������
� (� �� ����
������
������ ����
�������� �
�����
%��& ���%��& ���������
%& �& '�()�%& �& '�()� (������* �(������* ���%�������%���������& �� ������& �� ��
&%���&%���
����� ��
�����������
*�������+
� >����� ���������
�� ����� � ?8@ �
?>@
� $��� ���
����� �
�����A������ B 2
� &��� ���� � ��
���� �������� �
��%� ������
� ����� � ������
�� ������ � ���
������
� $������ � ��� �
������ ����
�� ����� �����
�������
� 8���������
�����������
�������� ����������� ���
����� ��
�����������
*��� ���'� +
� (� ����������
� $� ��������� ��
����
������������
�������
� . �� �5������
�� �� ��� ������
� ������
� . ���� ��������
� ��������!
� $������ � ��� �
������
� 8���������
�� ����� � �����
� ������*� �
��������
� (� ����
��������� �
�������
� ���������
�������
�������� ����
�� ����� � �
������� �
�����
��%����� ���������%��
�������� ����������� ���
������& ���& � �� ��%� � �� ���
� (� ������ �� �� ������� � �� ���� �
� ������� �� �%� ������ �� ������ ����� � �� ������ 9����; � ����� �
��������� �
� ������� ����� ������������ � ��� 2�3 �!� ����5�� ���� 14�3 �
� �� ���� � *���� ������� �� ������ �� �� ��� �������� �� ���������� C������
������� ������� � � �� �����!�� ���� � � �� ������ ������ �� ����� D
�������� ����������� ���
������� ������� � � �� �����!�� ���� � � �� ������ ������ �� ����� D
� ��8�$� =����� ��&��������� �������� �� ��������� ���� ������� � �����!���
� � D �� �������
36.3 3 −= Ha
5.14.5 3 −= Ha 35
+= Ha
���� �������� ��� ������ ������,���� ��������� � �� �� � �� ��� � ���� ��������
��� ������� ����� ���������� �� ������� ����� �� ����������� ��� � �� �� ����� �!
�� ���� ���� ������ �����
� $� ������ ��� ���� ����� � 7 – 12 pies (US ARMY )
0,2 – 0,4 % H (USBR)
�������� ����������� ���
%����� +%�&��
� $� �%�� ������ ��������� �� ���� � � �5�������� �� ����� �������� �����
� �� � ����� � ������ ��� ������������� ���������� ��������
� ������� � �� *������ � ������ � �� ���� �
%��& ������%��& ������ ����%)�%��������%)�%����%��& ���%��& ���
(� �����* �(������* �%�����%�����
E����� �������
����� 4�1': F�1
�������� ����������� ���
��,�"-������,�"-����� E���� � �������
=���� G'4�1
� $����� ���� ����������� =���� 7�1'�'4�1
���$.$�� �����$.$�� ��
� (+���� ������ � ����
�������� ��������� � �����
� �������
&���'�����
"�����'�'������'��'
��������
1�H�1'������
1�4�1'��������
� (+����� ��������� &���1�I�1'������
1�J�1'��������
(��%&��
$� ���� �� *���� � ������ � ����� �� ������� ��� �� �+���� � �� ������ � ���
���������
� ������� ����� ���%� � ����� ������ ��� �������
��������� ����� �� ������� �������������
$������������ ��� ���� ����� �� ��� ���������� ���� ������������ ���� ���
������
�������� ����������� ���
������
���� ��������������
����� ���� �� ������� �� �� ������ ��� �������� ������ � ������ ��� ��
������
� ������� ����� ����� � ����� � ������ � �� ��0� ��� �� ���������� �� �������
��������� ������� ��� ����� ��� �� ����0� ��5�� � 123 ���
� ���������� ��� ������ ������
� D��*�������� ����� � 43 ��� "����
����� � F3 ��� 6����
����� ��������� ���� ��������� ������� ����� 23 �� � 1�3 ��
� >�������� � �������� ����� � 4�23 � 7�3 ��
��� ����� � ��������� � �� ���� ��������� ������� ����� 7�23 � F�3
�������� ����������� ���
��
�&%���* � � �&� %������
� ���� !��� !������
�������� ������ � ������� � � ����
� ������� ��������
� ���� ������ �������� ��������
� ���������� ����� ��� ���� � �������
� �� 8�$� =����� �� &����� ���� ����� ��� ��� � �� ������� ���� � �� �
�������� ����������� ���
� �� 8�$� =����� �� &����� ���� ����� ��� ��� � �� ������� ���� � �� �
����������� K3 �� ��� �������������
� �� 8�$� ����� ��
��������! ����� ���
�� ��������
�������� ����������� ���
��� ���/������
����������������
����� !��� !��#��
������ � ���� � � ������ � ��� �������
� �� *����
� ���� � ����� ������� ��� �������
� ��� � � 73 �� �
� ������� � ����� : ������� � 12 �� �
�������� ����������� ���
� ������� � ����� : ������� � 12 �� �
�������
� ��������� � � ���� �� ���*�������
���� ��0��� � ����%�� �� �����%�� ���
����������������
� 8�� � 6����5����
��
� �������� ��� � ������� ������ ����� �� �����*�� �� ������� �����������
� $� ���*�� ���� ������� D G I � ���
�������� ����������� ���
���������������������������������������
$� ��� �� ������ ��%�� � �� ������ ��
����� 13 : 12L � �� ����
$� ��� �� ����� � � ���� ��� �0� �
�� ������ ����� ����� 42L � J2 L � ��
������ ����� ���%� � �� ����� � ����
�������� ����������� ���
� �� ����� ��������%��
$� ���������� �� ������ ��%�� �
� ����� � ����� �� � ������
���� ����� ������� �������
$� ���� �� ����� ����� � ��� ��� �����
�� M ��� N 9 13 : 133; M ����������
����� ������������� �������
������� �� �� ����� �� �������� �� '��������
� #� ���� � �� ���� �%� � �� �������� � � �� �������
��� ���� ��������� ��0��
� #� ���� ����� ���%� ���� ������ ���� ��� �������
� 3�H�1 � 3�I�1
� #� ���� ����� ����� ���� ��� ������� � ������
����� 3�32�1 � 3�1�1! � ��� ������ ����� ���� � �������
�������� ����������� ���
����� 3�32�1 � 3�1�1! � ��� ������ ����� ���� � �������
������� � ���� ������ ������ ��� ������� �����
3�1�1 � 3�F�1
� #� ������ �� ���� � ������ �� ������� ���� ��
������ ��(���. ��� � � ) ����� ��
� ������� � ������ ����� � ��� �� ����� ����� �
�� ����� �� � ��� � �� ���� ���� ��� ������� �
��������� � � ������ ��
��&��,���* � � �� ��� �& ����(������� �� ���,���&
� %� �(�����* �
��� �������(������� ��������%��
�������� ����������� ���
� ����-����%& �� %����
�'��� � �.& / �'���
�� � ����% ��
�&��%����* � � �� ���
& ,�����& !���&
�������� ����������� ���
� ����-����%& ��
���& � �� ���
�& ����(����* �
�%&�& � ��� ������ � (��.&�
1�O ������� �� ��� ��������� ���������������������� ��������
ANÁLISIS DE FILTRACIONES (LÍNEAS DE FLUJO)
a
bc
Línea de Corriente Superior
�������� ����������� ���
a d
� ���������� ����� ������ ���� � �� � �� ���� ����� �� ��� ��� ��� �����
� ���������
� ���������� ����� �� � �� ���� ����� � ���� � ���� ����� �� ��� ����� �
���%�
4�O ���������� ��� ���� �� � ���� � �� ����� � �������� ��� ������ �����
����� � � ������ �� ������ ��������%�! ������ � �� � ������ �� ����������
�������� ����������� ���
7�O ���� �� ����� ��� � � �� ����� � �������� �� ���� ��������� ������ �����
��O ���� �����*�� � �� ����� � �������� �� ���� ������ ���� . = �� ���� ������� �
�������� � � �� �������� ����� ��� �� �������� ������� #� ������ . = N 3!73 =��
#����! ������ ������ �� ?�@ �� �� ������ � �� ��������! �� ��%� ������ 6. � #�
������ P� ���� ���� ������������ ?<@�
�������� ����������� ���
A
E M B
DG
Y0Y0/2
F
d
��O ���� �����*�� ��� �� �� ������ � �������� � � �� �������� ! �� �� �� �������
<D �� ��� ����� ��� ����� � ���� ����� ! �� ���� ���� ��� F! � �� ������ . D
��� ��� �� �� �� ��� �� � ��� ��� � ���� ������ #����! �� ���� ��� ������ 1! 4! 7
� F � �� ���*�����. D ��� ������� ?<@� <���� ����! �� ���*�� ���*�������� ������ ��
������ �� ����� �� �������<D! ��� �� ������ ������� ��� ������������ �����
������������ ����������� �� ������ � ?<@�
��O ������ ��� �� �������� �����! �� ���� �������� ����� ������� ����������� ����
�������� ����������� ���
��O ������ ��� �� �������� �����! �� ���� �������� ����� ������� ����������� ����
��������� ����� � �������� ��������
A
E M B
DG
Y0Y0/2
F
d
4
3
2
1
H4321
C0
C
�O #� ������ ���� ��������� � �%�! � ������ �� ���� �� ���� �� ��� ����
�� ����� ?�@ � ����� �� ����� ��� ���� ���� �� ��� ������� �� ����� � ��
����� � Q� A 9Q� R �; ������� �� �� ������ �� �� � ������! ������ �� 9� R
Q�; �� ������ � ���� � �� ���� ���� ��O� � Q� ���� �� ���� ���� ��O� O�
<���� ����! � ������ ��! �� � � �� ������ ������ � �� ���� ������� �
�������� ��������
�������� ����������� ���
��O ������� �� ������ � ���� �� ������ �� ����� � �������� �������
E M B
�������� ����������� ���
A
DG
Y0Y0/2
F
d
�
����� �� (��0�
A
B
D
Líneas de Flujo
Espacios Equipotenciales
�������� ����������� ���
8�� ��*���� �� � ���� � ���%�!� ������� �� ���� ����� �� ���� ����� ����������
� ����������� ����� �� ����� ��
����
S� ����������� � ����� 9� 7A���A� ; �� ���� � ����� ������ ������
��*�� �����
M� ������� ���� ����� (�� (T� ������� ���%�
(�� (T � �������� �����������
NeNf
hKQ **=
A
�%� ����������������%��
����� ���� ������ ����� +�� ���� ������� ������
� . ���� � ���,�%���� <�������� =���� . �����
� . ���� � �����0��
�������� ����������� ���
,� ��� "�0����
�������� ����������� ���
�� ����� � 9,A� 4; U �� ������ � �� ����� 9� ;U ����� ���� ��������� 9,A� 7;U
1� ������ � ���� � ������ ��� ������U 2� ������ � ��,���
3���� !��� ��0��'�� ��.�� ��� ��'����� �� ��4�� �� �
�������� ����������� ���
� ���,���& �
.#��$� � ���
#�� �������� ����� �� ���� � � ������� ��� �5����� � ���� �� ���������� �� ��
�� �����!� ������� � ���
�$� �������� �� ������ ����� � �� ����� � � ��������� �� ����� ����5���
�$� �������� �� �� �� ������ �0���������������������%�
�������� ����������� ���
�$� �������� �� �� �� ������ �0���������������������%�
�����$ � ���$5$� ��� �6�7 �
S '� �����'� �5� �'�'����'���'��*'��������'��'��������'�'��0�'�'������'��'
�� �����
��6 899 �:�� ������� � ���� � ���� �����������
�� 6 ;99 �:�� ��������� �������G 73 � ��
�� 6 8)999 �:� � �� �� ������ ������ ����� ����� � ����������
� � ���� � ���� � �����
��,�� ��� ��� "�� ������ � #� ��$5$� ���
�������� ����������� ���
����$.$���$< � � ���� ����$5$� ��� �
�$�� � ��.�#=��$�� � ��.�#=�
��'!����������������/��,�> �
#?$���$< � � ���#?$���$< � � ���
��$5$� �����$5$� ���� $��!���� � $� �����
�������� ����������� ���
��� ���������
����@����������
��"#���$< � � ��
�� ��"���� �
� ��'���������� ����� ������� ����*��� !'� �+� ����
�$�� �� ��
����#��#���� ��
�� � #��$< �
�������� ����������� ���
�0� ����5� ��
�$�� �� ������#��#���� ���$�� �� ������#��#���� ��
�� � #��$< ��� � #��$< �
�������� ����������� ���
������� ?� �
�$�� �� ������#��#���� ���$�� �� ������#��#���� ��
�� � #��$< ��� � #��$< �
�������� ����������� ���
�������� ��� �� �'�����5� ����
�$�� �� ������#��#���� ���$�� �� ������#��#���� ��
�� � #��$< ��� � #��$< �
�������� ����������� ���
�0!���� ��!���� � �������