Proyecto: “CAPTACION DE AGUA SUPERFICIAL CON BOCATOMA”

= =
"MEJORAMIENTO Y AMPLIACIÓN DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BÁSICO
0
EN EL CENTRO POBLADO ANCAHUACHANAN, DISTRITO DE HUANCABAMBA, PROVINCIA DE 0
OXAPAMPA, REGIÓN PASCO"

Localidad: Ancahuachanan Distrito: Huancabamba Provincia: Oxapampa

"MEJORAMIENTO Y AMPLIACIÓN DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO

Proyecto: BÁSICO EN EL CENTRO POBLADO ANCAHUACHANAN, DISTRITO DE HUANCABAMBA,
PROVINCIA DE OXAPAMPA, REGIÓN PASCO"
Región: Pasco Fecha: 12/19/2021

DISEÑO HIDRAÚLICO DE CAPTACIÓN BARRAJE FIJO SIN CANAL DE DERIVACION (Qdiseño=1.50lps)

I. MURO DE ENCAUZAMIENTO
DATOS: VALORES DESCRIPCIÓN
Fb = 0.6 Factor de Fondo segú n Blench(material grueso)
FS = 0.1 Factor de orilla segú n Blench(material lig. cohesivo)
Qmaxd= 0.0015 m3/seg. Caudal má ximo diario a ser captado
Qmax = 0.941 m3/seg. Caudal má ximo de avenida
Qmin = 0.037 m3/seg. Caudal mínimo de estiaje
a = 0.75 Pará metro que caracteriza al cauce de la quebrada (zona de planicie)
B = 2.00 m, Ancho del Quebrada
S = 0.001 Pendiente de la Quebrada

≈
1.ANCHO DEL ENCAUZAMIENTO.
Br= 2.00m 2.00m
 Proyecto: “CAPTACION DE AGUA SUPERFICIAL CON BOCATOMA”

= =
"MEJORAMIENTO Y AMPLIACIÓN DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BÁSICO EN EL
CENTRO POBLADO ANCAHUACHANAN, DISTRITO DE HUANCABAMBA, PROVINCIA 0 DE OXAPAMPA,
0
REGIÓN PASCO"

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II. CÁLCULO DEL TIRANTE NORMAL DEL QUEBRADA

𝑛= 0.05 Material considerado

𝐵𝑟= 2.00 Ancho de la quebrada en metros
DATOS GENERALES. 𝑄_𝑟í𝑜 0.941 Caudal que transporte la Quebrada en m³/seg
=
𝑆_𝑟í𝑜 0.0010 Pendiente del Quebrada
=
g= 9.81 m/seg2

5 1
𝑄_𝑅=(𝐴^(5/3).𝑆 ❑ ❑ 5 /3 1/2
𝐴 3 . 𝑆 2 =((𝐵
^(1/2))/ .𝑌
〖 𝑟(𝐵_ 𝑟^ 𝑛𝑟 ) . )𝑆〗
.𝑌_𝑛𝑟^
𝑄 𝑅= ¿ 〖
(𝑛.𝑃^(2/3) ) 23 ^(5/3).𝑆^(1/2))/(𝑛
❑ 2/ 3(
𝑛. 𝑃 𝑛(2 𝑌 + 𝐵)
2𝑌_𝑛𝑟^ +𝐵)𝑛𝑟〗 ^(2/3) )

Tanteo, H canales
QR Br n S Ynr Q QR - Qi =0
Luego por
tanteo: 0.941 2.00 0.05 0.0010 0.4068 0.225 0.7160
OK

≈
Ynr=
0.4068m 0.41m

también Tirante critica Yc

𝑌_𝑐=∛( 〖𝑄
𝑟〗 ^2/(𝑔. 〖𝐵 Yc = 0.28259m ≈ 0.28m
𝑟〗 ^2 ))

III. CÁLCULO DE LA VELOCIDAD MEDIA DE LA QUEBRADA

𝑉_𝑟=𝑄_𝑟/𝐴_
𝑟 Vr = 1.15m/s

𝐴_𝑟=𝑌_𝑛𝑟.𝐵
_𝑟 Ar= 0.82m
 Proyecto: “CAPTACION DE AGUA SUPERFICIAL CON BOCATOMA”

= =

"MEJORAMIENTO Y AMPLIACIÓN DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO0 BÁSICO EN EL0CENTRO

POBLADO ANCAHUACHANAN, DISTRITO DE HUANCABAMBA, PROVINCIA DE OXAPAMPA, REGIÓN PASCO"

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IV. CÁLCULO DE DISEÑO DE LA CRESTA CREAGER

CARGA SOBRE EL BARRAJE:

𝑄=2/3 (𝑢.𝑏.√2𝑔)[(ℎ_𝑑+𝑣^2/2𝑔)^(3/2)−
( 〖𝑣 /2𝑔 〗 ^2 )^(3/2) ]

Donde: Descripción Variables valores Otros

u= Coef.segun forma de la cresta u= 0.75
b= Ancho del encausamiento b= 2
v= Velocidad de acercamiento de la quebrada v= 1.15m/s
g= Gravedad g= ###
hd = Altura de carga hidrá ulica o tirante de agua sobre la cresta del vertedero hd = 0.260 m tanteo:

Q= 0.75 m3/s

Cá lculo de la velocidad de agua sobre la cresta del azud

𝑉=𝑄/𝐴
𝑄=𝑉.𝐴 V= 1.45m/s

𝐴=𝑏.ℎ𝑑 A= 0.520 m²

CÁLCULO DE CARGA ENERGÉTICA: (he)

ℎ𝑒=ℎ+𝑣^2/2𝑔
he = 0.37m
Gráficos

CRESTA DEL BARRAJE:

hd = 0.260 m
Perfil Creager-Curva Y'
* 0.282𝑥ℎ_𝑑= 0.073m 0.000
* 0.175𝑥ℎ_𝑑= 0.046m -0.08 -0.07 -0.06 -0.05 -0.04 -0.03
-0.005
Luego: -0.010
-0.015
𝑦^′=0.724.((𝑥+0.27ℎ_𝑑)/( 〖ℎ𝑑〗 _^0.85 ))^1.85+0.126ℎ_𝑑 -0.020
−0.4315 〖ℎ𝑑〗 _^0.375. 〖 (𝑥+0.27ℎ𝑑) 〗 ^0.625 -0.025
-0.030
𝑦=𝑥^1.85/(2.
-0.035
〖ℎ𝑑〗 ^0.85 )

y
x y Perfil Creager-Curva Y
0.01 -0.0003
0.0000
0.05 -0.0062
60
00
20
40

80
00
20
40
60
0.

0.
0.
1.
1.
1.
1.
0.
0.

0.20 -0.0800 -0.5000

y' 0.40 -0.2884
x y 0.50 -0.4359 -1.0000
-0.07 -0.032 0.60 -0.6107
-1.5000
-0.06 -0.019 0.80 -1.0398
-0.05 -0.014 1.00 -1.5712
-2.0000
-0.04 -0.013 1.05 -1.7197
1.10 -1.8742 -2.5000
1.15 -2.0349
1.20 -2.2015 -3.0000
1.25 -2.3742
-3.5000
1.40 -2.9281
LA ALTURA DEL AZUD

Donde:

Z =Altura del vertedero(m)

Br=Ancho del encauzamiento
Q=Caudal max. de Diseñ o
a=Altura del umbral del vertedero de captació n
hv=Altura de la ventana de captació n
P=Altura Azud
 Proyecto: “CAPTACION DE AGUA SUPERFICIAL CON BOCATOMA”

𝑍=𝑃+𝑟…….𝐶𝑜𝑛𝑑𝑖𝑐𝑖ó𝑛

P = 0.85m valores recomendados

Z = 1.45m P r
b hv a 0.500=r≤1.00
0.15 0.10 0.60 0.60
asumido
a. Dimensionamiento:
a.1 Por relación de áreas

El area hidraulica del canal desarenador tiene una relacione de 1 /10 del area obstruida por el aliviadero, teniendose :

N de pilares= 1.00
A1 = Area del barraje movil
A1 = A2 /10 …………(1) donde:
A2 = Area del barraje fijo
N de comp.= 1.00

P= 0.85 m

Ld ( 2.00 - Ld)

A1 = P x Ld A2= P ( 2.00 -Ld)

Remplazando estos valores, tenemos que:

P x Ld = P(10.00-Ld)/10
0.85 m * Ld = 0.85 * (10.00 - Ld) /10
Ld = 0.18 Ld = 0.50 m se asume

Entonces : ( 2.00 - Ld) = 1.50 m

 = =
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EN EL CENTRO POBLADO ANCAHUACHANAN, DISTRITO DE HUANCABAMBA, 0 PROVINCIA
0 DE
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V. DISEÑO DEL COLCHON DISIPADOR

A) Fórmula aproximada de Merriam
Valores Descripción Formulas
V= 1.45 m/s
Q= 0.94 m/s ℎ_2=0.45 𝑞/√(ℎ_1 )
B= 2.00 m/s
Donde: h1 = Tirante contrario o espesor de la lá mina vertiente al pie del azud
h2 = profundidad agua abajo 𝑞=𝑄/𝐵
Ynr= 0.41 m/s
g= 9.81 m/s
q= Caudal específico de agua sobre el azud
Tanteo
Para este cá lculo efectuamos tanteos suponiendo un Δh aproximado:
Δh = 0.066m

La velocidad de caida será : 𝑉_1=√(2∗𝑔∗∆ℎ)

V1 = 1.14m/s
q= A*V1 = (h1*1.00)*V1 (Caudal por un metro de ancho)

𝑞=𝑄_𝑟𝑖𝑜/𝐵 q= 0.471
_𝑟

h1 = 0.100 m asumido
Reemplazando en la Fó rmula de Merriam:
ℎ_2=0.45 𝑞/√(ℎ_1 )
h2 = 0.670m

Verificando:
La altura de agua He sobre el lecho de la quebrada aguas arriba es:

𝐻_𝑒=𝑃+ℎ_𝑑+𝑉^2/2𝑔
He = 1.22m

Por tanto, la profundidad del colchon será :

𝐻_𝑒−Δℎ−ℎ_1 = 1.0505084005

La profundidad de Aguas abajo será :

h'2 = -0.6405084

De acuerdo a la Fórmula de Merriam, el requerimiento de aguas abajo es:

observacion:

Si: h2 > h'2 Cumple la condicion de diseño.

Si: h2 < h'2 No Cumple la condicion de diseño.

ℎ_2=0.45
𝑞/√(ℎ_1 ) 0.670m > -0.64m Cumple
OJO:
Si no cumpliese la condición se debe aumentar la profundidad del colchon en su respeciva diferencia

B) Longitud del Colchon Disipador

* L = 4.h2 = 2.6781m Longitud Promedio:
* L= 5(h2-h1) = 2.8477m LCD = 2.072m
* F1 = V1/(g.h1)^0.5 = 1.1489m
* L = 6.h1.F1 = 0.6893m Tomamos: LCD = 2.10m

CÁLCULO DE LA LONGITUD DE PROTECCION Y ENRROCADO

𝐿_𝑠=0.6.𝐶.𝐷^(1/2)
[1.12((𝑞.𝐷_𝑏)/𝐷_1 )^(1/2)−1] 4-8C=para gravas y arenas
5 C=

𝑞=𝑄_𝑟𝑖𝑜/𝐵
P= 0.85m 𝐷_1=𝑃−𝑌_𝑛𝑟 𝐷_𝑏=𝐷_1+𝑌_𝑛𝑟 _𝑟

Ynr = 0.41m D1 = 0.440m Db = 0.85m q= 0.471m3/s

Reemplazando: Ls = 1.21m 0.70m Se considera
* Dz = (P + hd - Ynr) = 0.70m 0.80m recomendado
* HD = 1.Dz = 0.80m
𝐻_𝑆=𝐾.√(𝑞√𝐷𝑧) Es la profundidad del dentello del colchon disipador aguas abajo
* −𝑌_𝑛𝑟 Hs : para evitar la socavación de la quebrada. Según VYSGO:

K: encontramos en la Tabla con:

𝐿_𝑆/ 2.96m k = 1.4
𝑌_𝑛 =
reeplazando: HS = 0.4982m 0.70m tomamos según criterio
 CÁLCULO DE "e": espesor para resistir el impacto del agua que baje al colchon disipador:

Por criterio estructural 𝑒=4/3 (𝛾/𝛾_𝑐 )

ℎ_𝑠𝑝 𝛾= 1800kg/m3
𝛾_𝑐= 2400kg/m3 hsp = 0.30m

e= 0.30m

CÁLCULO DEL RADIO DE ENLACE

Donde:
𝑅= 〖 10 〗 ^[(𝑉 R =Radio de enlace(m)
1+6.4.ℎ𝑑)/ v =velocidad en 1(pies/s)= 4pies/s
(3.6ℎ𝑑+64)] hd=(pies)= 0.85 pies

Donde: 𝑄 =𝑄/𝑄
𝑉_1=𝑄/
𝑉𝐴_1
1=
¿(ℎ_1.𝐵
𝐴1 _𝑟h)1 . 𝐵𝑟

V1 = 4.71m/s V1 > 1.5m/s

V1 = 15 pies/s

luego:
hd = 2.80 pie

reemplazando:

𝑅= 〖 10 〗 ^[(𝑉
1+6.4.ℎ𝑑)/
(3.6ℎ𝑑+64)]
R = 0.33m
 = =
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0
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"MEJORAMIENTO Y AMPLIACIÓN DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO

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= =
VI. BLOQUE DE AMORTIGUAMIENTO
0 0

d1= 0.100
DATOS: d2= -0.641
F= 1.149 0.105
0.0525 -0.51240672
De la figua 12 . Del libro BOCATOMAS-Ing Msc José Arbulu Ramos. 0.028
Altura de los bloques amortiguadores y del umbral terminal

h3 / d1 = 1.40 h3 = 0.14m

h4 /d1 = 1.25 h4 = 0.13m

 = =
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VII. DISEÑO DE VENTANA DE CAPTACIÓN

CALCULO DE LA SECCION DE LA VENTANA

Tenemos la ecuación general para un orificio N° ventanas: 1
𝑄_0=𝐶.𝐴.
( 〖 2.𝑔.ℎ 〗 _𝑚 )
donde: Valores ^(1/2) Simbologia Resultado
Qd = Caudal de derivación Qd= 0.0015
Qo = Caudal del orificio de descarga 0.0015
C= Coef. Del vertedero C= 0.6
g= gravedad g= 9.81
hm = Altura desde el medio de la ventana hasta N.A hm= 0.46
hv = alto de la ventana se estima (0.10-
hv = 0.1 0.3m)
L= Long. De la ventana
A= Area de la ventana = hv.L = 0.1 *L
𝐿=𝑄_𝑂/
Despejando: (𝐶.ℎ_𝑣.√(2.𝑔.ℎ_𝑚 ))

(considerando
L= 0.00832169111 Tomamos: L= 0.20 m para la
compuerta)

hv = 0.10m

L= 0.20 m
 Proyecto: “RED DE AGUA POTABLE PARA LA PROVINCIA DE CARHUAZ-ANCASH”

DISEÑO DEL CANAL DE DERIVACION O CAPTACION

Por Manning:
𝑄=(𝐴.𝑅^(2/3).𝑆
^(1/2))/𝑛

donde:
Q = 0.00253 m3/seg caudal a derivar= Qmd
n= 0.014 coef.de manning
S= 0.05 5% pendiente m/m
Vmáx = 5.00m/s CONDICIÓN
Y = Tirante del canal

𝑌=𝐵/
considerando Máxima eficiencia hidráulica 2

A = 2Y^2 𝑄=(𝐴^(5/3).𝑆^( 𝑄=( 〖〖 (2𝑌 〗 ^2)

B = 2Y 1/2))/
(𝑃^(2/3).𝑛) 〗 ^(5/3).𝑆^(1/2))/
P = 4Y ( 〖 (4𝑌) 〗 ^(2/3).𝑛)

Y = 0.034m

B = 0.0689
Tomamos:
Y = 0.15m
B = 0.25m

AGUA POTABLE II-ING.SANITARIA