Applied And Interdisciplinary Physics">
Bocatoma Calculo
Bocatoma Calculo
Bocatoma Calculo
Qmax= 45 m3/s
Q min = 0.3 m3/s
1. CAUDAL DE DISEÑO
Qd= 45.00 m³/s
El canal deberá diseñarse para un caudal de Q del canal= 0.300 m³/s (Q demanda)
angulo sera de = 90
Ángulo de inclinación de la ventana y el rio = 90
PROMEDIANDO LOS DOS VALORE OBTENIDOS POR PERDIDA POR REJILLA OBTENEMOS:
hr = 0.05
1.25 M
0.60 m
= =
DISEÑO DE CAPTACION DE QUEBRADA
0 0
PROYECTO: “MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA DE RIEGO CANAL TOMA ALTA – PRINCIPAL, DISTRITO DE EL
PARCO – BAGUA – AMAZONAS”
P= 1.25 m.
P= 1.25
= =
DISEÑO DE CAPTACION DE QUEBRADA
0 0
PROYECTO: “MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA DE RIEGO CANAL TOMA ALTA – PRINCIPAL, DISTRITO DE EL
PARCO – BAGUA – AMAZONAS”
a. Dimensionamiento:
El area hidraulica del canal desarenador tiene una relacione de 1 /10 del area obstruida por el aliviadero, teniendose :
N de pilares= 1
A1 = A2 /10 …………(1) donde: A1 = Area del barraje movil
A2 = Area del barraje fijo
N de comp.= 1.00
P= 1.25 m
Ld ( 10.00 - Ld)
Ld = 0.91 m Asumimos LD = 1
e = Lcd /6 = 0.17 m
e= 0.17 m Asumimos = 0.2
1.00 m 9.00 m
CÁLCULO DE LA CARGA HIDRAÚLICA:
PROYECTO: MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA DE RIEGO CANAL TOMA ALTA – PRINCIPAL, DISTRITO DE EL PARCO – BAGUA –
AMAZONAS
hd
hv
H he
d2
h1= V1² / (2g)
P= 1.25 m
d1
Donde:
H: Carga de Diseño
he: Altura de agua antes del remanso de depresión
hv: Carga de Velocidad
P: Longitud de Paramento
Cuando venga la máxima avenida o caudal de diseño por el ría se abrirá totalmente las compuertas de limpia dividiéndose el caudal en dos
partes: lo que pasa por encima del aliviadero y lo que va por las compuertas de limpia, obteniéndose la siguiente igualdad:
4. Descarga en el Cimacio:
La fórmula a utilizar para el cálculo de la carga del proyecto es:
Qc = C x L x H3/2
…………….(B)
Qc: Dercarga del Cimacio
C: Coeficiente de Descarga
L: Longitud Efectiva de la Cresta
He: Carga sobre la cresta incluyendo hv
Si se hace uso de esta ecuación se debe tener en cuenta que la longitud del barraje disminuye debido a para la cresta de cimacio sin control.
"H" se calcula asumiendo un valor , calcular el coeficiente de descarga "C" y calcular el caudal para
el barraje fijo y movil. El caudal calculado debe ser igual al caudal de diseño.
Cálculo del coeficiente de descarga variable para la cresta del cimacio sin control:
C = Co x K1 x K2 x K3 x K4
(ver abaco diseño de estructuras de control)
Los valores del 2º miembro nos permiten corregir a "C" sin considerar las pérdidas por rozamiento:
Los coeficientes se pueden calcular del manual de pressas pequeñas .
1.25
CÁLCULO DE LA CARGA HIDRAÚLICA:
PROYECTO: MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA DE RIEGO CANAL TOMA ALTA – PRINCIPAL, DISTRITO DE EL PARCO – BAGUA –
AMAZONAS
Grafico extraido del libro: ESTRUCTURAS HIDRAULICAS-BOCATOMAS (Parte I)-UNPRG/ Ing. Msc. José Arbulú Ramos
P / Ho = 1.25 Co = 3.80
( el valor Co fue sacado del grafico Fig 3 )
Grafico extraido del libro: ESTRUCTURAS HIDRAULICAS-BOCATOMAS (Parte I)-UNPRG/ Ing. Msc. José Arbulú Ramos
he = Ho he / Ho = 1.00 K1 = 1.00
( el valor K1 fue sacado del grafico Fig 3 )
c) Por efecto del talud del paramento aguas arriba: (Abaco K2=C1/Cv)
Grafico extraido del libro: ESTRUCTURAS HIDRAULICAS-BOCATOMAS (Parte I)-UNPRG/ Ing. Msc. José Arbulú Ramos
PROYECTO: MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA DE RIEGO CANAL TOMA ALTA – PRINCIPAL, DISTRITO DE EL PARCO – BAGUA –
AMAZONAS
Grafico extraido del libro: ESTRUCTURAS HIDRAULICAS-BOCATOMAS (Parte I)-UNPRG/ Ing. Msc. José Arbulú Ramos
PROYECTO: MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA DE RIEGO CANAL TOMA ALTA – PRINCIPAL, DISTRITO DE EL PARCO – BAGUA –
AMAZONAS
Grafico extraido del libro: ESTRUCTURAS HIDRAULICAS-BOCATOMAS (Parte I)-UNPRG/ Ing. Msc. José Arbulú Ramos
Remplazando en la formula de "Q" (caudal sobre la cresta de barraje fijo) tenemos que:
Qc = C x L x H3/2 Qc = 37.24 m³/s
L = 1.00m
Cálculo del coeficiente de descarga variable para la cresta del cimacio sin control:
C= Co x K1 x K2 x K3 x K4 …………….(D)
PROYECTO: MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA DE RIEGO CANAL TOMA ALTA – PRINCIPAL, DISTRITO DE EL PARCO – BAGUA –
AMAZONAS
b) Por efecto de las cargas diferentes del proyecto:
he = Ho he / Ho = 1.00 K1 = 1.00
PROYECTO: MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA DE RIEGO CANAL TOMA ALTA – PRINCIPAL, DISTRITO DE EL PARCO – BAGUA –
AMAZONAS
Remplazando en la formula de "Q" (caudal sobre la cresta de barraje movil) tenemos que:
Qcl = C x L x H3/2 Qcl = 7.98 m³/s
Qt = 45.22 m³/s
2
1
Dc = 1.12 m
hv1=0.56
P = 1.25 m
d2=1.87
d1=0.61
LP = 6.00 m
Qc= 37.24
Lefectiva cresta= 10.00
z + dc + hvc + e = d1 + q2/(2*g*d12)
d13 - 3.37 + d1 20.71 = d1= 0.4825 0.035
=
0
0 V1= 7.72 m/s
hv1= 3.04 m
2
d d 2v 2 d
d2 1 ( 1 1 1 )
2 4 g d2= 2.19 m
v
F 1 F= 3.55
g *d1
Es un resalto bastante estable y como V1: 7.72 se usara un tipo de poza
como se muestra en la fig. 12
a) Número de Froude:
Con el valor de F, se puede determinar el tipo de Estanque que tendrá la Bocatoma, el cual segúnel manual será:
F= 3.55
TIPO I
V1= 7.72
Profundidad de la Cuenca:
S = 1.25 d1= 0.603 m S 0.70 m
L c H * (0.642 q 0.612)
Le= 2.894 m
Le= 3.00 m
Longitud del Solado Delantero: Ls = 5Ho Ho= 1.000
Ls= 5.00 m 5.00 m
9. CALCULO DE LA CRESTA DEL CIMACIO:
Perfil Creagger :
y / Ho = - k ( x / Ho) n
P= 1.25 m.
Ho = 1.00 m. De la Fig. 1, obtenemos: ( Pag 06 bocatomas parte 1)
V = 7.72 m/s K = 0.519
hv = 0.56 m. n = 1.842
hv / Ho = 0.5612
Ho = 1.00 m. 2.000
Xc
0 1 X
2
Yc
R1
3
R2
4
10
Y
y=-2.65*0.519(x/2.65)1.842
Usaremos los valores del Perfil Creager para calcular el perfil del Barraje
para ello calculamos la carga energética sobre el vertedero
Xt= 1.9991
Yt= 1.8010
x y
Pt= 1.999 1.801
Cálculos
Xc= 0.283
Yc= 0.126
R1= 0.530
R2= 0.234
R1-R2= 0.296
-0.400
x y
-0.600
0.000 0.000
0.100 0.007 -0.800
0.200 0.025 -1.000
0.300 0.054
0.400 0.092 -1.200
1.100 0.596
1.200 0.701
1.999 1.801
Xc 2 Yc 2 Yc
R donde : Tan 1
2 sen Xc
α= 24
R= 0.38
En la Poza de Amortiguamiento : H = 1.25*d2
H = 3.00 m.
Adoptamos H = 3.00 m.
10. Espesor de la Poza Amortiguadora:
h
La subpresión se hallará mediante la siguiente formula: Sp bc ' h h' ( Lx)
L
donde: Peso especifico del agua 1000 kg/m3
b = Ancho de la sección 1.00 m.
c = Coeficiente de subpresión, varia ( 0 - 1 ) 0.20 Para concreto sobre roca de
h = Carga efectiva que produce la filtración mediana calidad
h' = Profundidad de un punto cualquiera con respecto a A, donde se inicia la filtración.
(h/L)Lx = Carga perdida en un recorrido Lx
Mediante la subpresión en el punto "x", se hallará el espesor de la poza, asumimos espesor de: 0.40
736.55
0.25 (P+H)
Ho = 1.00 m
h = 0.60 m.
(P+H)= 2.25 m.
P = 1.25 m. d2=2.19 m.
735.76
e=0.45 0.48 m.
0.7 m. 0.90
3.35 m. 6.00 m
5.00 m. 9.35 m. 3.00 m.
e=0.30
17.35 m.
0.40 m. 1.80 m.
7.25 m. 0.40 m.
0.80 m.
0.80 m.
0.80 m.
0.40 1.80
7.25 0.40
0.80 0.50
0.80
0.80
1.25 m.
P1
1.00 m. Sv
Sh
W
Fh
P2
Ea O
Sp
Fh = Fuerza hidrostática
Ea = Empuje activo del suelo en suelo friccionante
Wa = Peso de la estructura
Sp = Sub - Presion
Sh = Componente horizontal de la fuerza sismica
Sv = Componente vertical de la fuerza sismica
Ve = Empuje del agua sobre la estructuraocacionado por aceleracion sismica
Me = Es el momento producido por esta fuerza.
P1 = ( Pc * H1) + (Pa * H)
P2 = (Pf * H2 ) + (P' * Ka * H2 ) + P1
Donde :
Pf = 1000.00 kg/m³
P' = Peso especifico del suelo sumergido
P' = (Ps - 1) = 1.08 Tn/m³
Remplazando tenemos:
P1 = 1.85 Tn/m²
P2 = 2.80 Tn/m²
Ea = 1.63 Tn/m
N° ancho (m) Alto (m) Area (m²) x (m) y (m) A*x A*y
1 0.800 0.800 0.64 0.40 0.40 0.26 0.26
2 0.500 1.200 0.60 0.97 0.60 0.58 0.36
3 3.350 0.400 1.34 1.68 1.00 2.24 1.34
4 1.800 0.400 0.72 0.90 1.40 0.65 1.01
5 0.200 0.400 0.08 1.87 1.33 0.15 0.11
6 1.200 1.300 1.56 0.60 2.25 0.94 3.51
7 0.600 1.300 0.78 1.40 2.03 1.09 1.59
8 0.200 0.100 0.02 0.13 2.93 0.00 0.06
9 1.000 0.100 0.10 0.53 2.93 0.05 0.29
Suma 5.84 8.48 14.88 49.49 86.92
Xc = 1.856 m.
Yc = 1.156 m.
W = 14.02 Tn/m
Sp = c * Pa * H * L / 2
Donde : c = 0.50 fines de diseño
L = 7.70 m.
Sp = 1.92 Tn/m
Sismo.
Ve = 0.726 * Pe * y
Donde:
Aumento de presion de agua en Lb/ pie² a cualquier
elevacion debido alas oscilaciones sismicas y se calcula
por la siguiente formula:
Pe = c * i * Pa * h
y=0 c=0 Pe = 0 Me = 0
y = 1.00
h = 1.00
y/h = 1.00
c = 0.73
i = 0.32
Pa = 62.4 lb/pie³
h = 3.28 pie
Reemplazando :
Me = 0.29 * Pe * y²
Me = 149.17 lb - pie
Ve = 0.169 Tn/m
Me = 0.068 Tn - m
Fh Ea Sh Ve TOTAL
F horz (ton) -2.523 -1.625 -1.402 -0.169 -5.720
Brazo (m) 0.559 0.326 1.156
Mot (m) -1.410 -0.530 -1.620 -0.068 -3.628
Sp Sv W TOTAL
F vert. (ton) -1.924 -0.420 14.016 11.672
Brazo (m) 5.131 1.856 1.856
Mot (m) -9.871 -0.780 26.014
Mr (+) = 26.014
Ma (-) = -14.280
Excentrecidad (e)
e = L/2 - Xr = 2.843 m
Estabilidad al volteo
Estabilidad al deslizamiento.
Fuerza resistente Fr = u * Fv
u = Coeficiente de friccion entre el concreto y el terreno
u= 0.80 para terreno rocoso
Fr = 9.337 ton/m
Fh = 5.720
Debe cumplir que Fh < Fr OK!
Entonces no necesitaría un dentellón, pero los emplearemos cuyas dimensiones fueron
asumidas en los gráficos anteriores