p2 galerias filtrantes
DESCRIPTION
Galerias filtrantesTRANSCRIPT
![Page 1: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/1.jpg)
Contenido
2.1 Introducción
2.2 Clasificación
2.3 Consideraciones generales para su diseño
2.4 Tomas Laterales
2.5 Toma tirolesa
2.6 Toma Cáucaso modificado
2.7 Galerías filtrantes
160Obras hidráulicas I: Obras de toma en cauce
![Page 2: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/2.jpg)
161Obras hidráulicas I
GALERÍA FILTRANTE• Son obras horizontales destinadas a la captación
de aguas sub-superficiales ubicadas en loslechos de los ríos o márgenes por medio deorificios, drenes o bóvedas.
• Constan de una canalización, túnel o tuberíasranuradas.
• Pueden descargar su flujo por gravedad (aniveles más bajos que la galería, se necesitarecorrer una cierta distancia) y por bombeo(desde una cámara situada a un extremo de lagalería)
![Page 3: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/3.jpg)
162Obras hidráulicas I
GALERÍA FILTRANTE
Foto Galería Zamora en Cochabamba (PRONAR, 2011)
![Page 4: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/4.jpg)
163Obras hidráulicas I
GALERÍA FILTRANTE
Esquema Galería Zamora en Cochabamba (PRONAR, 2011)
![Page 5: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/5.jpg)
164Obras hidráulicas I
GALERÍA FILTRANTE
Esquema Galería Zamora en Cochabamba (PRONAR, 2011)
![Page 6: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/6.jpg)
165Obras hidráulicas I
GALERÍA FILTRANTE
• El uso de galerías filtrantes es adecuado en lossiguientes casos:
o Cuando una toma superficial no es confiableo Cuando la construcción de una galería podría
ser la forma más económica de captar el flujotemporal subsuperficial o superficial.
o Cuando no es posible fundar la presaderivadora en material impermeable, lo quepuede causar pérdidas de agua.
![Page 7: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/7.jpg)
166Obras hidráulicas I
Ventajas de las galerías construidas enmateriales no consolidados• Fáciles de excavar o perforar.• Posición favorable para recibir la recarga de los
ríos y lagos (ubicación favorable donde nivelespiezométricos están muy próximos a la superficie).
• Suelos con alta porosidad efectiva, permitendisponer de mayor cantidad de agua subterránea.
• Permeabilidad más elevada con respecto a otrasformaciones.
• Disponibilidad de recursos hídricos en estiaje eincremento de los mismos en época lluviosa.
![Page 8: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/8.jpg)
167Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESA. Según aspectos constructivos
i) Galerías propiamente dichas
• Son excavaciones horizontales que se inician conun emboquillado o boca de entrada, desde dondese procede a excavar la galería.
• La parte inferior de la galería se encuentra ubicadadebajo del nivel de agua en la zona de saturación,y la parte superior en la zona húmeda.
![Page 9: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/9.jpg)
168Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESA. Según aspectos constructivos
i) Galerías propiamente dichas
• La sección transversal tiene dimensionessuficientes para permitir desplazamiento deequipos y personas encargadas de suconstrucción (1.80 x 0.80 m)
• Las pendientes del piso están entre uno y diez pormil. Deben excavarse pozos de ventilación cada40 o 100 m a fin de ventilar la galería.
![Page 10: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/10.jpg)
169Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESA. Según aspectos constructivos
i) Galerías propiamente dichas
![Page 11: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/11.jpg)
170Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESA. Según aspectos constructivosii) Zanjas o trincheras• Están compuestas por excavaciones a cielo abierto• Normalmente, las profundidades no excecen los
seis metros.• Son utilizadas cuando el agua subsuperficial está
muy próxima a la superficie del suelo y no serequieren provocar grandes descensos del nivelfreático
• Esta expuesta a problemas de crecimiento dealgas, erosión, obstrucción por vegetación ocontaminación superficial.
![Page 12: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/12.jpg)
171Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESA. Según aspectos constructivos
ii) Zanjas o trincheras
![Page 13: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/13.jpg)
172Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESA. Según aspectos constructivos
iii) Drenes
• Están compuestos por perforaciones horizontaleso excavaciones de zanja en cuyo interior seinstalan tuberías perforadas o ranuradas
• Los drenes se instalan en la zona húmeda delacuífero y se encuentran cubiertos con materialseleccionado para garantizar un adecuadorendimiento.
• Los diámetros son mayores a 200 mm, conpendientes que fluctúan entre uno y cinco por mil.
![Page 14: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/14.jpg)
173Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESA. Según aspectos constructivos
iii) Drenes• Dependiendo de la longitud de los drenes y del
número de ellos, se instalan buzones de reunión.
![Page 15: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/15.jpg)
174Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESA. Según aspectos constructivos
iv) Mixtas
• Resultan de combinaciones de galeríaspropiamente dichas y drenes con las captacionesverticales (pozos radiales)
• Son construidas cuando el nivel de las aguassubterráneas se encuentran a mucha profundidad
• Consisten de un pozo vertical hasta nivel freático,con emboquillados o bocas de entradaperpendiculares al flujo de agua subterránea.
![Page 16: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/16.jpg)
175Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESB. Según características del acuífero
Se clasifican en:
i) Patrón de flujoii) Por régimen de escurrimiento
i) Los patrones de flujo pueden ser:
• Líneas de flujo horizontales con equipotencialesverticales.
• Líneas de flujo radiales con equipotencialescilíndricas o semicilíndricas.
![Page 17: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/17.jpg)
176Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESB. Según características del acuíferoi) Patrones de flujo
Líneas de flujo horizontales con equipotenciales verticales característico de las galerías que comprometen todo el espesor del acuífero y está representado por las galerías tipo
trinchera, zanja o socavón (Figura extraída de OPS-CEPIS, 2002)
![Page 18: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/18.jpg)
177Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESB. Según características del acuíferoi) Patrones de flujo
Líneas de flujo radiales y equipotenciales cilíndricas se presentan en acuíferos profundos con galerías superficiales del tipo dren (Figura extraída de OPS-CEPIS, 2002)
![Page 19: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/19.jpg)
178Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESB. Según características del acuífero
ii) Por régimen de escurrimiento
Pueden existir dos condiciones:
• De equilibrio
o Se produce la estabilización de la velocidad deescurrimiento
o Es indispensable que el caudal extraído de galería seamenor o igual al caudal suministrado por el acuífero
o Nivel de agua en el acuífero se abata hasta un puntofijo que permita el escurrimiento del caudal que seextrae.
![Page 20: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/20.jpg)
179Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESB. Según características del acuífero
ii) Por régimen de escurrimiento
• De desequilibrio
o No permiten la estabilización del escurrimiento
o Abatimiento o depresión aumenta con el tiempomientras que las velocidades disminuyen
o Propio de terrenos saturados con baja capacidadde recarga
![Page 21: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/21.jpg)
180Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESB. Según características del acuífero
De la combinación de los factores i) patrón de flujo; yii) régimen de escurrimiento, se pueden definir lassiguientes condiciones:
• Galerías que comprometen todo el espesor delacuífero bajo condiciones de: Equilibrio, oDesequilibrio
• Galerías superficiales bajo condiciones de:Equilibrio, o Desequilibrio
Las galerías para abastecimiento de agua deben serdiseñadas para trabajar bajo condición de equilibrio,presentamos algunos casos comunes:
![Page 22: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/22.jpg)
181Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESB. Según características del acuífero
a) Galerías que comprometen todo el espesor delacuífero
Galería que comprometen todo el espesor del acuífero y ubicada en acuífero con escurrimiento propio (Figura extraída de OPS-CEPIS, 2002)
![Page 23: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/23.jpg)
182Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESB. Según características del acuífero
a) Galerías que comprometen todo el espesor delacuífero
Galería que comprometen todo el espesor del acuífero y ubicada en acuífero con recarga superficial (Figura extraída de OPS-CEPIS, 2002)
![Page 24: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/24.jpg)
183Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESB. Según características del acuífero
b) Galerías que comprometen la parte superior delacuífero
Galería que comprometen parte la superior del acuífero y ubicada en acuífero con escurrimiento propio (Figura extraída de OPS-CEPIS, 2002)
![Page 25: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/25.jpg)
184Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESB. Según características del acuífero
b) Galerías que comprometen la parte superior delacuífero
Galería que comprometen parte la superior del acuífero y ubicada en acuífero con recarga superficial (Figura extraída de OPS-CEPIS, 2002)
![Page 26: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/26.jpg)
185Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESB. Según características del acuífero
c) Galerías en acuíferos con recarga superficial
Galería en acuíferos con recarga superficial y ubicado en acuífero de gran espesor (Figura extraída de OPS-CEPIS, 2002)
![Page 27: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/27.jpg)
186Obras hidráulicas I
CLASIFICACIÓN GALERIAS FILTRANTESB. Según características del acuífero
c) Galerías en acuíferos con recarga superficial
Galería en acuíferos con recarga superficial y ubicado en acuífero de poco espesor (Figura extraída de OPS-CEPIS, 2002)
![Page 28: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/28.jpg)
187Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESConsideraciones generales
• Diseño de galerias filtrantes basado en laexperiencia, normalmente sin un detalladoestudio hidrogeológico
• Necesidad de calcular por diferentes métodosvariando los parámetros dentro de un rangorazonable de magnitud
• Selección de resultados más probables yconfiables
![Page 29: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/29.jpg)
188Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESConsideraciones generales
• Disponibilidad de varios métodos de cálculounos deducidos a partir de la ecuación deDupuit-Forcheimer y otros identificados con elapellido del autor.
• Necesidad de identificar los parâmetros ofactores de mayor influencia.
• Para el uso de formulaciones matemáticas teneren cuenta las características del acuífero y delas características del dren.
![Page 30: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/30.jpg)
189Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESCaracterísticas de acuífero• Conductividad hidráulica o permeabilidad: kf [m/s]• Profundidad o espesor del acuífero: H [m]• Transmisividad (kf*H): T [m2/s]• Espesor dinámico del acuífero en el punto de
observación: Hb [m]• Espesor dinámico del acuífero en la galería: Hd [m]• Pendiente dinámica o gradiente del acuífero: i [m/m]• Porosidad efectiva: n [adimensional]• Radio de influencia del abatimiento: R [m]• Distancia entre la galería y el pozo de observación: L [m]• Distancia entre la galería y el punto de recarga: D [m]
![Page 31: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/31.jpg)
190Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESCaracterísticas físicas de la galería• Radio del dren: r [m]• Tiempo de extracción del agua de la galería: t [s]• Abatimiento del nivel freático a la altura de la galería: s
[m]• Mínimo tirante de agua encima del lecho del curso o
cuerpo de agua superficial: a [m]• Profundidad del estrato impermeable con respecto a la
ubicación del dren: b [m]• Profundidad de ubicación del dren con respecto al
fondo del curso o cuerpo de agua superficial: z [m]
![Page 32: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/32.jpg)
191Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESCaracterísticas físicas de la galería
• Carga de la columna de agua sobre el dren: pd [m]
Adicionalmente, se tiene el caudal de explotación de lagalería de filtración y que puede ser:
• Caudal unitario por longitud de dren: q [m3/s-m]
• Caudal unitario por área superficial: q’ [m3/s-m2]
![Page 33: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/33.jpg)
192Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESA. Galerías que comprometen todo el espesor delacuíferoi) Acuífero con escurrimiento propio y alimentado poruna cara
(Figura extraída de OPS-CEPIS,
2002)
Yo
![Page 34: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/34.jpg)
193Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESA. Galerías que comprometen todo el espesor delacuíferoi) Acuífero con escurrimiento propio y alimentado poruna cara
Caudal unitario:
Nivel dinámico a una distancia L:
Escurrimiento aguas debajo de la galería:
Siendo: qa = caudal unitario suministrado por el acuífero [m3/s-m]qb = caudal unitario extraído de la galería [m3/s-m]
![Page 35: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/35.jpg)
194Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESA. Galerías que comprometen todo el espesor delacuíferoii) Acuífero con escurrimiento propio y alimentado porambas caras
(Figura extraída de OPS-CEPIS, 2002)
Caudal unitario:
Caudal máximo:
Radio de influencia:
t: Tiempo de extracción del agua hasta el equilibrio
![Page 36: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/36.jpg)
195Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESA. Galerías que comprometen todo el espesor delacuíferoiii) Acuífero con recarga superficial
(Figura extraída de OPS-CEPIS, 2002)
Caudal unitario:
Donde:
D: Distancia entre lagalería y el punto derecarga (m)
![Page 37: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/37.jpg)
196Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESB. Galerías que comprometen la parte superiordel acuíferoi) Acuífero con escurrimiento propio
(Figura extraída de OPS-CEPIS,
2002)
![Page 38: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/38.jpg)
197Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESB. Galerías que comprometen la parte superiordel acuíferoi) Acuífero con escurrimiento propio
Caudal unitario y radio de influencia:
Ecuación general:
![Page 39: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/39.jpg)
198Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESB. Galerías que comprometen la parte superiordel acuíferoi) Acuífero con escurrimiento propio: Drenes paralelos
(Figura extraída de OPS-CEPIS, 2002)
![Page 40: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/40.jpg)
199Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESB. Galerías que comprometen la parte superiordel acuíferoi) Acuífero con escurrimiento propio: Drenes paralelos
Ecuación de Hooghoudt (caudal unitario por áreasuperficial)
Además:
Siendo: d = Profundidad equivalente y Dd = Separación entre drenes (m)
Nota: Para relaciones de “Dd/Hd” menores a 3,18, la deducción de losvalores de Fh y Fr se debe calcular para una profundidad (Hd) igual a Dd/3,18
![Page 41: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/41.jpg)
200Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESB. Galerías que comprometen la parte superiordel acuíferoii) Acuífero con recarga superficial
(Figura extraída de OPS-CEPIS, 2002)Caudal unitario:
![Page 42: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/42.jpg)
201Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESC. Galerías en acuíferos con recarga superficiali) Galería en acuífero de gran espesor
(Figura extraída de OPS-CEPIS, 2002) Caudal unitario:
En la practica:
![Page 43: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/43.jpg)
202Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESC. Galerías en acuíferos con recarga superficialii) Galería en acuífero de poco espesor
(Figura extraída de OPS-CEPIS, 2002)
Caudal unitario:
En la practica:
![Page 44: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/44.jpg)
203Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESConductividad hidráulica
(Tabla extraída de OPS-CEPIS, 2002)
![Page 45: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/45.jpg)
204Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESConsideraciones complementariasa) Emplazamiento de las galerías
• Lejos de fuentes de contaminación (descargasde PTAR, vertimientos comerciales, etc.)
• No estar expuesta al fenómeno de erosión(profundidad mínima mayor a la profundidad desocavación)
• Ubicación en dirección perpendicular al flujo deagua subterránea (paralela si existiese recargaconstante de uma fuente superficial)
![Page 46: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/46.jpg)
205Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESConsideraciones complementariasa) Emplazamiento de las galerías
• Emplazamiento en márgenes planas de loscursos y cuerpos de agua, con poca diferenciade elevación entre el nivel del agua y superior delterreno.
• La distancia mínima entre el emplazamiento dela galería y la zona de recarga debe ser de 15 m.
• En acuíferos muy delgados, colocar el dren en elfondo. Para acuíferos de espesor mediano,realizar análisis económico (excavación)
![Page 47: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/47.jpg)
206Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESConsideraciones complementariasa) Emplazamiento de las galerías
![Page 48: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/48.jpg)
207Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESConsideraciones complementariasb) Información básica
• Plano cartográfico de la zona.• Plano geológico y perfiles transversales.• Perfil estratigráfico.• Mapa de niveles de las aguas subterráneas y su
variación en el año hidrológico.• Parámetros hidrogeológicos determinados por
ensayos de bombeo.• Análisis físico-químico y bacteriológico del agua.
![Page 49: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/49.jpg)
208Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESConsideraciones complementariasc) Conducto colector
i. Diámetro:• Debe garantizar el esucrrimiento del caudal de
diseño con um tirante no mayor al 50%.
• En caso de tuberías, no deberá tener menos de200 mm para facilitar limpeza y mantenimientode los drenes.
• En casos de galerías muy largas, es posible usardistintos diámetros
![Page 50: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/50.jpg)
209Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESConsideraciones complementariasc) Conducto colector
i. Diámetro:
(Figura extraída de OPS-CEPIS,
2002)
![Page 51: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/51.jpg)
210Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESConsideraciones complementariasc) Conducto colector
ii. Tipo de material• Tuberías de PVC, hierro fundido, hormigón simple
y armado, otros.iii. Velocidad
• La tubería del dren debe tener una pendienteadecuada que facilite su autolimpieza.
• La velocidad de escurrimiento del agua en el drendeber ser menor a 0.90 m/s (mínimo 0.60 m/s)
![Page 52: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/52.jpg)
211Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESConsideraciones complementariasc) Conducto colector
iii. Velocidad• La velocidade de autolimpieza requiere
pendientes que varíen de 1 a 5 por miliv. Área abierta
• Máxima velocidad de entrada permisible paraevitar arrastre de partículas finas entre 2.5 a 5.0cm/s (recomendable 3 cm/s)
• Utilizar un coeficiente de contracción de entradade orificio de 0.55.
![Page 53: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/53.jpg)
212Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESConsideraciones complementariasc) Conducto colector
iv. Área abierta• El área aberta por unidad de longitud de
conducto, será:
Donde:A = Área abierta por unidad de longitud del conducto (m2)Qu = Caudal de diseño de la galería por unidad de longitud (m3/s)Ve = Velocidad de entrada. (m/s)Cc = Coeficiente de contracción
![Page 54: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/54.jpg)
213Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESConsideraciones complementariasc) Conducto colector
v. Forma, tamaño y distribución aberturas• Las dimensiones de las perforaciones dependen
de la abertura y tamaño del conducto.
• La relación que debe existir entre la mayordimensión de la abertura y el tamaño de losgranos del filtro:
![Page 55: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/55.jpg)
214Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESConsideraciones complementariasc) Conducto colector
v. Forma, tamaño y distribución aberturas
• La relación de diâmetros entre el paquete o forrofiltrante y el material granular del acuífero:
![Page 56: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/56.jpg)
215Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESc) Conducto colector
(Figuras extraídas de OPS-CEPIS, 2002)
![Page 57: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/57.jpg)
216Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESConsideraciones complementariasd) Paquete o forro filtrante• Tiene como función principal, impedir que el
material fino del acuífero llegue al interior delconducto sin que sea afectada la velocidad defiltración.
• Debe ser mucho más permeable que la formacióndel acuífero.
• Es similar a la capa soporte de los filtros dearena, y pueden aplicarse las recomendacionesdel cuadro siguiente:
![Page 58: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/58.jpg)
217Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTES
Consideraciones complementariasd) Paquete o forro filtrante
Granulometría del Paquete o forro filtrante (Tabla extraída de OPS-CEPIS, 2002)
![Page 59: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/59.jpg)
218Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTES
Consideraciones complementariasd) Paquete filtrante
Distribución de capas concéntricas en el forro
filtrante. (Figura extraída de OPS-CEPIS, 2002)
![Page 60: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/60.jpg)
219Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTES
Consideraciones complementariasd) Paquete filtrante
Proceso constructivo del pozo filtrante (Figura
extraída de OPS-CEPIS, 2002)
![Page 61: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/61.jpg)
220Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESConsideraciones complementariase) Sello impermeable• Consiste en sellar la parte superior del relleno de
la galería
• Utilizado en galerias ubicadas en las márgenesde los ríos y en los acuíferos con escurrimientopróprio.
• El sello se ejecuta con material impermeable paraevitar que el agua estancada se filtre hacia lagalería y pueda contaminar el agua captada.
![Page 62: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/62.jpg)
221Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESConsideraciones complementariase) Sello impermeable• Puede estar formado por una capa de arcilla de
unos 30 cm de espesor.
• Adicionalmente, la función del sello impermeablees aumentar la longitud de recorrido del aguasuperficial y así mejorar su calidad.
• Se puede complementar colocando en su parteinferior, papel impermeable o geomembrana.
![Page 63: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/63.jpg)
222Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESConsideraciones complementariase) Sello impermeable
Para evitar que el aguasuperficial se estanque:
• La capa impermeabledebe quedar a un nivelmás alto que el terrenocircundante
• La pendiente debe facilitarel drenaje del aguasuperficial lejos del dren
(Figura extraída de OPS-CEPIS, 2002)
![Page 64: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/64.jpg)
223Obras hidráulicas I
DISEÑO HIDRAÚLICO DE GALERIAS FILTRANTESConsideraciones complementariasf) Pozo colector y cámaras de inspección
(Figuras extraídas de OPS-CEPIS, 2002)
![Page 65: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/65.jpg)
224Obras hidráulicas I
Ejemplo 9. Se ha diseñado una galería de filtración tipozanja en un acuífero con escurrimiento propio quecompromete todo su espesor. El largo de la galería [L] es de100m, la profundidad del acuífero [H] es de 8m y laconductividad hidráulica [kf] es de 0.0005m/s.Calcular:a) la máxima capacidad de producción de agua;b) la capacidad de captación de la galería si se produjera unabatimiento de la napa de agua [s] de 2m y la alimentaciónse realizará por ambas caras de la galería; yc) para condiciones similares a (b) pero con alimentación poruna sola cara de la galería. Mediante pruebas de bombeo seha determinado que la pendiente del acuífero [i] es de10.6%.
Galerías filtrantes: Diseño Hidráulico
![Page 66: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/66.jpg)
225Obras hidráulicas I
Ejemplo 11. Calcular la máxima capacidad de producción deagua de una galería de filtración de 100m de largo quecompromete la parte superior de un acuífero conescurrimiento propio de 15m de profundidad y conductividadhidráulica (kf) de 0.0005m/s. Se estima que la pendiente delacuífero es de 11.2% y la galería está compuesta por undren de 200mm de diámetro ubicada 2m por debajo del nivelestático del acuífero.
Galerías filtrantes: Diseño Hidráulico
![Page 67: p2 Galerias Filtrantes](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052122/55cf8fc7550346703b9fb79c/html5/thumbnails/67.jpg)
226Obras hidráulicas I
Ejemplo 12. Calcular la máxima capacidad de producción deagua de una galería de filtración de 100m de largo ubicadoen el fondo de lago correspondiente a un acuífero profundode 25m con una conductividad hidráulica (kf) de 0.0005m/s.La galería está compuesta por un dren de 200mm dediámetro ubicada 2 m por debajo del lecho del lago y con untirante de agua es de 0.20m.
Galerías filtrantes: Diseño Hidráulico