programa de acueducto uniguajira septimo semestre.docx

7/26/2019 PROGRAMA DE ACUEDUCTO UNIGUAJIRA SEPTIMO SEMESTRE.docx

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HUMBERTO PEARANDA MENDOZAIngeniero Civil

Especialista en Ingeniera anitaria ! A"#ientalUniversi$a$ $e Cartagena

UNIDAD TEMATICA No. 01

1. INTRODUCCION (Semana 01)

ORIGEN DEL ACUEDUCTO

La palabra ACUEDUCTO provene !el vo"ablo la#no $a%&ae!&"#&' %&e'n*"a $"on!&""+n !e a&a . ,or all- en el ao /00 A.C. el Re !e A'raSena%&erb (2er ar"3vo ASIRIA IMAGEN) man!+ a "on'#r&r &n a"&e!&"#opara proveer !e a&a a '& "ap#al N4nve. ,or e'a m'ma 5po"a E6e%&4a' re!e 7&!- man!+ a "on'#r&r &n a"&e!&"#o %&e '&r#era !e a&a a 7er&'al5n.E'#e 'e "on'#r&+ "omo &n #8nel a #rav5' !e la ro"a #ene &na lon#&!apro9ma!a !e ::; me#ro' &na 'e""+n #ran'ver'al !e &n an"3o en#re 0.:< 0.=: me#ro' &na pro*&n!!a! en#re 1.1 ;.> me#ro'. (2er ar"3voACUEDUCTO DE 7ERUSALEM). ,ero lo' ran!e' "on'#r&"#ore' !ea"&e!&"#o' en la an#?e!a! *&eron lo' romano'. En la 5po"a !e '&e'plen!or Roma #en4a on"e a"&e!&"#o' "on'#r&!o' en &n per4o!o !e :00ao'. El prmero %&e "on'#r&eron *&e &n a"&e!&"#o '&b#err-neo !e &no' 1=@l+me#ro' !e lon#&! !enomna!o A%&a Apa en 3onor al Empera!or ApoCla&!o alre!e!or !e ;10 A. C. (2er ar"3vo ACUEDUCTOS DE ROMA).

Generalmen#e "on'#aban !e &na #oma !e a&a &n !ep+'#o para alma"enarel a&a "ap#a!a. Sempre %&e era po'ble el #ran'por#e !el a&a 'e 3a"4a porme!o !e "anale' aber#o' '+lo en "on#a!a' o"a'one' 'e l6aba"on!&""+n a pre'+n. Ca' 'empre el "anal 'e "on'#r&4a 'obre el '&eloapoa!o en m&ro' "on ar"o para *a"l#ar la e'"orren#4a '&per*"al. Alen"on#rar'e eleva"+n !el #erreno el "anal %&e!aba en#erra!o en la ro"a*orman!o &na aler4a '&b#err-nea. En lo' '#o' !on!e 'e en"on#raba &na!epre'+n e'#a era 'alva!a "on'#r&en!o "ompl"a!o' ''#ema' !e ar"o' ala al#&ra a!e"&a!a para man#ener el *l&o. En la a"#&al!a! par#e !e lo'a"&e!&"#o' !e la an#&a Roma *&n"onan #o!av4a '&mn'#ran!o a&a a la'

*&en#e' romana'. (2er ar"3vo ACUEDUCTO DE ROMA B).

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LOCALIACION DE ASIRIA

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ACUEDUCTO DE 7ERUSALEM

ACUEDUCTO ROMANO

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ACUEDUCTO ROMANO ORMA DE SAL2AR UN RO

ACUEDUCTO ROMANO ORMA DE SAL2AR UNA DE,RESION

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Nombre Ao !e "on'#r&""+n Lon#&!(@m) Al#&ra enla *&en#e (m) Al#&ra enRoma (m)

Capa"

!a!(mF!4a

)

Hl'

Aqua Appia 312 a. C. 16,561 30 20 73.000 845

Anio Vetus 272 - 269 a. C. 63,640 280 48 175.920 2036

Aqua Marcia 144 - 140 a. C. 91,424 318 59 187.600 2171

Aqua Tepua 125 a. C. 17,745 151 61 17.800 206

Aqua !uia 33 a. C. 21,677 350 64 48.240 558

Aqua Vir"o 19 a. C. 20,697 24 20 100.160 1159

Aqua Asietina 2 a. C. # 32,815 209 17

15.680

$no

pota%e&

181

Aqua Cau'ia 38 - 52 68,681 320 67 184.280 2133

Anio (o)us 38 - 52 86,876 400 70 189.520 2194

Aqua Traiana 109 32,500 - - -

Arcus Ae*an'riana 226 22 - - -

1.1 AS,ECTOS GENERALES

+no 'e os coponentes 'e a pro%etica 'e aneaiento /sico 'e ascouni'a'es, pequeas o "ran'es, es e suinistro 'e a"ua pota%e.n'epen'iente 'e su e*tensin sica as couni'a'es 'e%eran contar, coo

nio, con os ser)icios 'e Acue'ucto Acantaria'o a que 'e esa anera sepue'e esperar un eor 'esarroo socia econico , o s iportante, sepue'e "arantiar a re'uccin 'e as tasas 'e or%ii'a', proporcin 'e personasque eneran en un u"ar tiepo 'eterina'o, ortai'a' 'e su po%acin,so%re to'o 'e a inanti.

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http://es.wikipedia.org/wiki/Aqua_Appiahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Anio_Vetus&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Aqua_Marciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Aqua_Tepulahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Aqua_Julia&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Aqua_Virgohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aqua_Alsietinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Aqua_Claudiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Anio_Novushttp://es.wikipedia.org/wiki/Aqua_Traianahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Arcus_Alexandriana&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Anio_Vetus&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Aqua_Marciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Aqua_Tepulahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Aqua_Julia&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Aqua_Virgohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aqua_Alsietinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Aqua_Claudiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Anio_Novushttp://es.wikipedia.org/wiki/Aqua_Traianahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Arcus_Alexandriana&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Aqua_Appia


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Tan iportante es e tra%ao 'e os n"enieros en e 'iseo apiacin 'e ossisteas 'e acue'uctos en os "ran'es centros ur%anos coo a construccin 'ea inraestructura en as couni'a'es pequeas 'an'o soucin a os pro%eas

que se ori"inan por no contar con os ser)icios 'e a"ua pota%e 'isposicin 'eas e*cretas. %)iaente para 'ar cupiiento a to'o esto es necesariooptiiar e recurso econico a que e iso es %astante escaso en nuestropas.

ara po'er suinistrar a"ua pota%e a una po%acin se :ace in'ispensa%e aconstruccin 'e una serie 'e o%ras :i'ruicas para a captacin, puriicacin,con'uccin, aacenaiento 'istri%ucin 'e a"ua.

Coo enseana a'iciona, en o reaciona'o con to'o o que tiene que )er con eparetro a"ua, po'eos 'ecir o si"uiente;

,obla"+n M&n!al a la *e"3a Apro9ma!amen#e />00 mllone'.,obre6a ab'ola Apro9. El 1>.:J o 'ea 1.0/; mllone'. ,er'ona' %&e'&b''#en "on meno' !e 1B: !+lare' !aro' (K;./:0.00). (Da#o' !e an"om&n!al).,ara n&e'#ro pa4' 'e8n el DANE !&ran#e el ao "ompren!!o en#re &loB01B &no B01; el por"en#ae !e per'ona' en '#&a"+n !e pobre6aab'ola 'e '#&+ en 10.1J. E n la' "abe"era' m&n"pale' en =.:J en el

re'#o en B1. mllone'm&eren an#e' !el prmer me' !e v!a. BJ !e la' m&er#e' '&"e!en en >Bpa4'e' !e bao' nre'o'. E'#ma la ONU %&e el =;J !e e'a' m&er#e' 'ep&!eran ev#ar ' 'e "&mpleran al&na' norma' !e 'al&! en#re ella'!'poner !e b&eno' 'erv"o' !e a&a po#able 'aneamen#o e 3ene!om5'#"a.Cober#&ra Na"onal a B01: 'e8n la SS,. J en la par#e &rbana /


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Lo' prome!o' no 'on &ale' en #o!o el #err#oro por%&e en la' ran!e'"&!a!e' #enen '& "ober#&ra a!e"&a!a. oo#- por eemplo #ene &na"ober#&ra !el J en a"&e!&"#o !el .J (;.:B0 m;). A '& ve6 e'#a 8l#ma 'e '&b!v!e !e la '&en#e *ormaLao' !e a&a !&l"e =/.>J(B.;/B>< m;) 3&me!a! !el '&elo 1B.BJ(>B>>m;) R4o' 1.=J(:=;B m;) a#m+'*era .:J (;;>> m;) ,lan#a' anmale' 0.


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CARACTERISTICAS ISICAS

Cara"#er4'#"a'4'"a'

E9pre'a!a' "omo 2alor m-9moa"ep#able

Coor Aparente +ni'a'es 'e atino Co%ato U,C 15or a%or Acepta%e o no Acepta%e Acepta%e

Tur%ie'a'+ni'a'es (eeotricas 'e

Tur%ie'a' UNT2

,OTENCIAL DE PIDROGENO (,P) esi'uos i'os.4.- Contar peranenteente con un %uen contro 'e a cai'a' 'e a"ua. (2er lo'ar#4"&lo' B1 BB !e la Re'ol&"+n B11: !e B00/ !el Mn'#ero !e Amben#e).5.- peentar pro"raas 'e


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Eas enere'a'es 'e ori"en :'rico pue'en ser 'e tipo en'ico, propias oe*cusi)as 'e 'eterina'as re"iones, o espor'icas as s counes son;


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1.3.1.3 istea 'e TrataientoTenien'o en cuenta que actuaente e a"ua 'e que 'isponeos no es apta para

e consuo :uano se :ace necesaria a construccin 'e o%ras para 'are etrataiento a'ecua'o, aunque sea e nio, a 'esineccin, para eiinar osor"anisos pat"enos 'urante su con'uccin :asta a entre"a ina.

1.3.1.4 %ras 'e Con'uccin

e'es 'e ?istri%ucin


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1.3.2.1 istea riario


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Ea %ase 'e 'iseo 'e un roecto 'e Acue'ucto es a canti'a' 'e a"ua que se'e%e entre"ar a os usuarios. Tenien'o en cuenta que as estructuras 'e os'ierentes coponentes 'e istea son "eneraente 'e "ran en)er"a'ura, se

:ace necesario que e sistea satisa"a as necesi'a'es 'e a couni'a' 'uranteun pero'o ar"o 'e tiepo.ara que esto se cupa es necesario e estu'io 'e paretros taes coo;

1.4.1 erio'o 'e 'iseo1.4.2 o%acin 'e 'iseo1.4.3 Hrea 'e 'iseo1.4.4 Bi'roo"a 'e 'iseo1.4.5 +sos 'e a"ua1.4.6 n)ersin 'e capita

1.4.1 ? ?< ?


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+no 'e os paretros s iportante para a concepcin 'iseo 'e un sistea'e acue'ucto es e ccuo 'e nGero 'e personas que po'rn 'isrutar 'e nue)o

acue'ucto. ara po'er pre'ecir cu ser a po%acin utura a ina 'e pero'o 'e'iseo es necesario tener en cuenta as caractersticas sociaes, econicas cuturaes 'e a po%acin en e pasa'o en e presente :acer pre'icciones 'eco ser su uturo 'esarroo in'ustria, econico :asta turstico.+na po%acin no es un ente r"i'o uerto sino por e contrario es 'inico.Crece porque se 'an os naciientos, se pro'ucen oas ini"ratorias 'ecrecenpor a uerte 'e sus :a%itantes ta%in por as oas ei"ratorias. Ta )e ecreciiento que se pue'e pre'ecir con enor acierto es e creciiento coercia ein'ustria, e cua en "ran parte 'epen'e 'e as poticas econicas que e"o%ierno centra incua en su pro"raa 'e 'esarroo naciona.i no teneos en cuenta os actores 'e creciiento econico e in'ustria ecreciiento 'e una po%acin representa'o "ricaente tiene ora 'e S.


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?on'e se )a :acer e


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PucPci=kd(TucTci) - REGLA DE ARRO (La n#eral !e*n!a !e &na

*&n"+n "on#n&a *(9) en &n n#ervalo "erra!o (ab) e' &al a la !*eren"aen#re lo' valore' %&e #oma &na *&n"+n prm#va G(9) !e *(9) en lo' e9#remo'

!e !"3o n#ervalo.

kd=PucPciTucTci

?n'e;J' K en'iente 'e a rectauc K o%acin 'e Gtio censoTuc K Ao 'e Gtio censoci K o%acin 'e censo inicia


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Aqu rrepresenta a tasa 'e creciiento anua.

Conocien'o a inoracin 'e 'os censos es posi%e cacuar a rata 'e

creciiento anua 'e a si"uiente ora.


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MTM


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M


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7.800

6.300

r 2=

- 1 K 0.027

8.900

7.800

r3=

1=0.011


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a& para e quinto ao nter censa.

%& e no)eno ao post-censa e'iante increentos aritticos "eotricos.

?atos conoci'os;

ci K 111.000 :a%uc K 171.000 :a%.Tci K 2006Tuc K 2016

?atos a cacuar;

1 K o%acin para e ao 2011

2 K o%acin para e ao 2025

?e acuer'o a os 'atos conoci'os o priero es cacuar para a%os to'os atasa 'e creciiento. +na )e conoci'a esta contareos con to'o os eeentosnecesarios para cacuar as po%aciones que nos soicitan.

METODO LINEAL O ARITMETICO

kd=PucPci

TucTci

>eepaan'o en a ecuacin anterior por )aores nuricos, teneos;

kd=171.000hab111.000hab

2016ao2006ao =

60.000hab10ao

=6.000hab /ao

20

AO OLACION

2006 111.000

2016 171.000


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C-l"&lo !e la pobla"+n para el B011

T K 5 aos K 5 aos

(ue)aente epeaos a rua para a proeccin 'e a po%acin por eto'o arittico.

Pf=Puc+k(TfTuc)

Pf=111.000hab+6.000hab

ao(2011ao2006ao )=111.000hab+30.000hab=144.000hab.

C-l"&lo !e la pobla"+n para el B0B>

T K 2025 aos

Pf=171.000hab+6.000habao

(2025ao2016ao )=171.000hab+54.000hab=225.000hab.

METODO GEOMETRICO

"ua que en e to'o arittico o priero que 'e%eos :acer es cacuar en'ice o rata 'e creciiento anua r. ara eo epeaos a si"uiente rua;

PfPuc

r=

1

>eepaan'o en a ecuacin anterior os )aores nuricos teneos;

171.000

111.000

r=

1=1,041=0,04


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Conoci'a a tasa 'e creciiento, epeaos a rua 'e to'o "eotricopara e ccuo 'e a proeccin 'e a po%acin.

C-l"&lo !e la pobla"+n para el B011

uc K 111.000r K 0.04Tuc K 2.006T K 2.011 K #

1+0.04

Pf=111.000hab

C-l"&lo !e la pobla"+n para el B0B:

uc K 171.000:a%r K 0.04Tuc K 2.016T K 2.025

K #

1+0.04

Pf=171.000hab

Eer""o 0;.+na pequea couni'a' rura presenta un creciiento coo eostra'o en a ta%a; ?eterine a po%acin utura.


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Ba%itantes ei"ra'os - - 550

METODO LINEAL O ARITMETICO

kd=PucPciTucTci

>eepaan'o en a ecuacin anterior por )aores nuricos, teneos;

kd=8.0005.0002.0051993

3000

12 =250hab /ao

Ea po%acin 'e 2015 ser a cacua'a por a rua para a proeccin 'epo%acin por e to'o inea o arittico enos a po%acin que ei"r.


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>eepaan'o en a ecuacin anterior os )aores nuricos teneos;

8.000

5.000

r=

- 1=0.06

Apican'o a rua para e ccuo 'e a proeccin 'e a po%acin por e to'o"eotrico, teneos;

1+r

Pf=Puc

>eepaan'o por )aores nuricos;

1+0.06

Pf=8.000

Coo en e to'o anterior a po%acin rea en e 2015 ser a cacua'aanteriorente enos a que ei"r.

14.320550=13.770hab.

1.: DOTACION O CONSUMO DE AGUA (Semana 0;)

1.:.1 GENERALIDADES

?espus 'e :a%ar anteriorente 'e )ouen 'e a"ua o cau'a 'e 'iseo para eproecto 'e un acue'ucto 'e a po%acin 'e 'iseo, es necesario entrar en e

tea 'e consuo 'e a"ua utiia'o por una persona para satisacer susnecesi'a'es 'iarias.


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se pu'iera 'isponer 'e esa inoracin, 'e o contrario :a%a que %asarse en ainoracin 'e otras po%aciones 'e a re"in. Bo e >A 2000 nos proporciona,'e acuer'o a ni)e 'e copei'a' en que se enarca a po%acin, a 'otacin

que se 'e%e consi'erar para e proecto 'e acue'ucto que nos ocupa. Eassi"uientes ta%as nos in'ican e ni)e 'e copei'a', ta%a 3,1, a 'otacin, ta%a3.2.

Tabla ;.1 A'na"+n !el Nvel !e Comple!a!

Tabla ;.B Do#a"+n ne#a 'e8n el nvel !e "omple!a! !el ''#ema

RESOLUCION 10= DE B000RAS ,AG. .;1

RES. B;B0 DE B/IB00

Nvel !e"omple!a!

Do#a"+n ne#am4nma

(l#3ab.!)

Do#a"+n ne#am-9ma(l#3ab.!)

Do#a"+nne#a

m4nma(l3ab.!4a)

Do#a"+nne#a

m-9ma(l3ab.!4a)

/ao 100 150 90 100Me'io 120 175 115 125

Me'io Ato 130 125 135Ato 150 140 150

1.:.B ACTORES HUE INCIDEN EN EL CONSUMO

Eos actores a tener en cuenta para o%tener e 'ato 'e a ?otacin son, entre otrosos si"uientes;

1.5.2.1 Teperatura


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canti'a' 'e a"ua, e aseo persona se :ar con aor recuencia, os ar'ines sere"aran s intensaente.

Tabla ;.; 2alora"+n a la !o#a"+n ne#a 'e8n el "lma el nvel !e"omple!a! !el ''#ema

Nvel !e "omple!a! !el''#ema

Clma "-l!o (VB


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Cuan'o se anean "ran'es presiones en un sistea 'e acue'ucto es "ico quese presenten aores pr'i'as a a%rir a a)e 'e a)aanos, 'uc:as, a)a'erosetc. As iso 'e%i'o a as atas presiones es s ci que suce'an s

rupturas en as 'ierentes tu%eras ocasionan'o 'e esta anera un aor)ouen 'e a"ua per'i'a por o tanto un aor consuo per cpita.

1.5.2.6 A'inistracin

+na %uena a'inistracin 'e sistea 'e acue'ucto se )er reea'a en unare'uccin 'e consi'eracin 'e os 'esper'icios 'e a"ua ocasiona'os por as u"as 'aos que continuaente se presentan en as re'es 'e acue'ucto o"ran'o conesta eiciencia re'ucir e consuo por :a%itante 'e a po%acin.

1.5.2.7 Me'i'ores Tarias

A iniciar a operacin 'e un nue)o acue'ucto pue'e suce'er que no se instaene'i'ores se co%re una taria ia 'e acuer'o a estrato 'e ca'a usuario. Cuan'oeso pasa os usuarios a%usan 'e uso 'e a"ua su consuo se :ace e*cesi)o.ero cun'o a epresa instaa e'i'ores a taria se co%ra por o que ca'a cuaconsue, coiena a %aar ostensi%eente e consuo por usuario :asta que'espus 'e cierto tiepo e"a a esta%iiarse se antiene 'entro 'e unosran"os acepta%es.

1.:.; CLASIICACION DEL CONSUMO DE AGUA


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G%ico

Ea)a'o 'e caesMata'erosBospitaes

>ie"o parquesEa)a'o 'e acantaria'o

80.40.6

93

u%tota 156

r'i'as 'esper'icios

?e acuer'o a >A para ni)e 'ecopei'a' ato a'optaos un 20

31

Consuo tota paracau'a 'e 'iseo

1


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?e acuer'o a o aniesta'o anteriorente otros 'e os actores que inuen en econsuo son a teperatura e 'esarroo socioeconico.


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ara po'er 'isear os 'ierentes coponentes 'e un sistea 'e acue'ucto esnecesario cacuar e cau'a requeri'o para ese coponente.


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1.=.; Ca&!al m-9mo 3oraro HMP


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costu%res son casi que:oo"neas, ientras queen as "ran'es

ciu'a'es as costu%resson s :etero"neaso que :ace que e pico 'ea 'ean'a sea enosacentua'o. ?e%i'o a estoos coeicientes'e aoracin 'e cau'a *io 'iario para o%tener e cau'a *io :orario)ara as;

Coparacin 'e os actores 'e aoracin, se"Gn estu'ios reaia'os enCoo%ia Hrica

Cuan'o se tiene un sistea 'e re"uacin 'e cau'a, as estructuras 'eacue'ucto se cacuan con e cau'a *io 'iario.


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i iraos a ta%a 3.1, Asi"nacin 'e ni)e 'e copei'a' $>A& nos 'aoscuenta que por a canti'a' 'e :a%itantes e ni)e 'e copei'a' es Me!o por otanto po'eos suponer que se trata 'e una couni'a' rura.

A:ora si iraos a ta%a 3.2, 'otacin neta se"Gn e ni)e 'e copei'a' 'esistea, )eos que para un ni)e 'e copei'a' e'io a 'otacin neta estentre 115 125 ts:a%.'. ara nuestro eepo toareos entonces 120ts:a%.'.i toaos coo cierto e )aor 'e a proeccin 'e a po%acin encontra'o en asoucin 'e eercicio 01 que es 'e 14.248 :a%.

Ao ,obla"+n #o#al !e "&!a!

1973 5,100 :a%itantes

1985 6,300 :a%itantes

1993 7,800 :a%itantes

2005 8,900 :a%itantes

2030 14248 :a%itantes

Con os 'atos 'e a ta%a po'eos cacuar os consuos en ca'a uno 'e os aosque aparecen en a ta%a epean'o a rua 'e ?( ten'reos.

Consuo 1973

Q=log51001.8

0.014 =

(3.711.80)0.014

=136 hab.d

Consuo 1985

33


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Q=log63001.80

0.014 =

(3.801.80)0.014

=143 hab.d

Consuo 1993

Q=log78001.8

0.014 =

(3.891.80)0.014

=149 hab.d

Consuo 2005

Q=log89001.8

0.014 =

(3.951.80)0.014

=154 hab.d

Consuo 2030

Q=log142481.80

0.014 =

(4.151.80)0.014

=168 hab.d

ara a'optar e actor 'e aoracin, L1, para RM? L2 para RMB nos reitiosa as ta%as 3.7 3.8 encontraos que os )aores son; ara L1, 1.3 L2, 1.6.

NOTA MARGINAL Am5r"a La#na 'e "ara"#er6a por 'er &na !e la' par#e'!el m&n!o m-' &rban6a!a "er"a !el /


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Colomba alre!e!or !el 0J !e la pobla"+n 'e "on'!era &rbana. Snembaro e' mpor#an#e !e'#a"ar %&e lo' *a"#ore' para !e#ermnar lo &rbano lo r&ral !*eren !e &n pa4' a o#ro por eemplo en 2ene6&ela M59"o 'e

"on'!eran "omo r&ral a%&ella' "om&n!a!e' menore' !e B:00 3ab#an#e'men#ra' %&e en Aren#na Colomba 'e "on'!era r&ral la' "om&n!a!e'menore' !e B000 3ab#an#e'.

UENTES DE AASTECIMIENTO (Semana 0:)

4.1 =


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Ea cur)a 'e 'uracin resuta 'e anisis 'e recuencias 'e a serie :istrica 'ecau'aes e'ios 'iarios en e sitio 'e captacin 'e un proecto 'e suinistro 'ea"ua. e estia que si a serie :istrica es suicienteente %uena, a cur)a 'e'uracin es representati)a 'e r"ien 'e cau'aes e'ios 'e a corriente por otanto pue'e utiiarse para pronosticar e coportaiento 'e r"ien uturo 'ecau'aes, o sea e r"ien que se presentar 'urante a )i'a Gti 'e a captacin.


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>.B E2ALUACION DE LA CANTIDAD DE AGUA ara e)auar a canti'a' 'e a"ua o cau'a 'e una uente supericia, po'eosacu'ir a os re"istros :i'rotricos, por e'io 'e inetros, re"as "ra'ua'as

cooca'as )erticaente perectaente ni)ea'as con reerencia a un pano'a'o, o a e'iciones 'irectas en a uente. i se trata 'e a"ua su%terrnea se:acen poos 'e prue%a prue%as 'e %o%eo equii%rio para 'eterinar acapaci'a' 'e acuero 'e poo.ara :acer as e'iciones 'e cau'a en as corrientes supericiaes se pue'eutiiar cuaquiera 'e os si"uientes to'os. %)iaente se 'e%er esco"er eque s se auste a as caractersticas 'e a corriente.

1.- Me'i'or ars:a2.- Verte'eros3.- Veoci'a' supericia4.- Correntetros5.- .B.1 MEDIDORES ,ARSPALL

37


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,

45Q

? S C

Ba

B%

/M T =

8 ?

/8CAT8MA ?< @8(?8

C8>T< A -A

CAMA>A ?T +/1A ?eia

A 'esarena'or

C ara 'e aquietaiento

:.;.1.10 D'eo !e la #&ber4a !e !e'a?e !e e9"e'o'.


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A 2000 e pero'o 'e 'iseo para aso%ras 'e captacin en e ni)e 'e copei'a' e'io ato es'e 25 aos

Capaci'a' 'e 'iseo; e"Gn e >A 2000 para ni)e e'io ato 'e copei'a' acapaci'a' 'e 'iseo es 'e 1,5 )eces e cau'a *io'iario cuan'o se trata 'e estructuras 'e captacin.

Anc:o 'e ro ; 6 etrosEon"itu' 'e a presa; 4 etros


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Qmin=113ls=0,113

m3

sara 'isear a %ocatoa, se 'e%e )eriicar en prier u"ar que e cau'a 'e

'iseo sea inerior a cau'a nio 'e ro en e sitio 'e captacin. Ea presa a"ar"anta 'e a %ocatoa se 'isean coo un )erte'ero rectan"uar con 'o%econtraccin. Ea capaci'a' 'e 'iseo 'e as o%ras 'e captacin, para un ni)e 'ecopei'a' e'io ato, 'e%e ser, se"Gn e >A 2000, $pa". /51& i"ua a 1.5 )ecese cau'a *io 'iario.

Qdiseo=1.5Qmax .diario=1.542.82ls=0.06423

m3

s

Qmin.r8o=Q diseo0,113m3

s>0,06423

m3

s ok

ara 'eterinar e )aor 'e a ina 'e a"ua para as con'iciones 'e 'iseo

para as con'iciones *ias nias 'e ro, se apica a ecuacin;

Q=1.84( 2

3

1.B CALCULO DE LOS NI2ELES DEL RIO EN LOS DIERENTES ESTADOSDEL RIO

1.B.1 CZLCULO NI2EL MAIMO DEL RO

=[ Q1.84( ]2

3

=[ 0.8m3

s1.844 m ]

2

3

=0.23m

&=Q

-=

0.8m

3

s

0.23m4 m=0.87

m

s

1.B.B CALCULO NI2EL MEDIO

67


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=

[0.288

m3

s1.844 m

]

2

3

=0.12m

&=0.288

m3

s

0.12m4 m=0.6

m

s

1.B.; CZLCULO NI2EL MNIMO

=[0.113m3

s1.844 m ]

2

3

=0.06m

&=0,113

m3

s

4 m0.06m=0,47

m

s

Tenien'o en cuenta que esta )eoci'a' 'e%e estar entre 0.3s 3.0s, as

cacua'as estn oL.

1.; DISEO DE LA ,RESA

1.;.1 An"3o !e la ,re'a. .m. or o tanto, a ina 'e a"ua en as con'iciones 'e 'iseo es;

=[ 0.06423m3

s1.844m]

2

3

=0.04m

Ea correccin 'e a on"itu' 'e )ertiiento por as 'os contracciones ateraes 'e)erte'ero es;

(+=(0.1n

(+=4 m0.120.04m=3.99m


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?on'e ncorrespon'e a nGero 'e contracciones ateraes E` es a on"itu'corre"i'a.

Ea )eoci'a' 'e a"ua a pasar so%re a presa 'e%e cupir con a reacin;0.;m' X 2r X ;m'

Veoci'a' 'e ro so%re a presa;

&r= Q

( + =

0.06423m

3

s

4m0.04 m=0.40

m

sok

Eo anterior perite apicar as ecuaciones 'e acance 'e c:orro para a

'eterinacin 'e anc:o 'e cana 'e a'uccin.

1.> DISEO DEL CANAL DE ADUCCIN


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7s=-lcancedel filo su#erior del chorro(m )

7i=-lcance del filo inferior del chorro(m)

&r=&elocidaddel r8o(

m

s)=Profundidad dela l9mina de agua sobre la #resa (m )3=-ncholibre del canal (m )

1.: DISEO DE LA RE7ILLA.

Ea captacin 'e a"uas supericiaes a tra)s 'e reias se utiia especiaente en

os ros 'e onas ontaosas, os cuaes estn suetos a "ran'es )ariaciones 'ecau'a entre os perio'os 'e estiae os perio'os 'e crecientes *ias, con ein 'e iitar a entra'a 'e ateria otante :acia as estructuras 'e captacin.

1.:.1 2elo"!a! !el *l&o en la rella. Ea )eoci'a' eecti)a 'e uo a tra)s 'e areia 'e%e ser inerior a 0.15 s, con e in 'e e)itar e arrastre 'e ateriaesotantes $nuera /.4.4.5.5 ] nora >A 2000&.

1.:.B Dmen'one' !e la rella. A 2000 /.4.4.5.4&. e"Gn iteraturaespeciaia'a, e anc:o nio 'e a reia es 'e 0.40 a on"itu' nia 'e%e

ser 'e 0.70 . Eas 'iensiones son con e o%eto 'e aciitar as a%ores 'eipiea anteniiento 'e a estructura.

1.:.; Separa"+n en#re barro#e'. Ea separacin entre %arrotes, para e caso 'eestructuras 'e captacin en ros con "ra)as "ruesas, 'e%e ser entre 75 150. ara ros caracteria'os por e transporte 'e "ra)as inas, a separacin entre%arrotes 'e%e ser entre 20 40 $nuera /.4.4.5.3 ] nora >A 2000&.

?ietro 'e %arras; ' K b K 0.019 n K nGero 'e espacios %arras

Zrea ne#a !e la rella

Cacueos e rea neta 'e a reia para e cau'a 'e 'iseo toan'o coocoeiciente 'e pr'i'as en a reia, C' K 0.9.

70


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Q=Cd-n 2gh=Cd- n&r

?espean'o -n teneos;-n=

QCd &r

A:ora %ien, 'ice e >A 2000 que a )eoci'a' en a reia 'e%e ser enor 'e0.15 s. ara nuestro caso asuaos que esa )eoci'a' es 0.10 s ten'reos;

-n=0.06423

m3

s

0.90.10m

s

=0.71m2

i teneos en cuenta e )aor 'e anc:o 'e cana cacua'o en e nuera 1.5po'eos asuir que ese ser e anc:o 'e a reia conocien'o e rea netapo'eos cacuar e ar"o 'e a isa as;

-n= bb+d

3 r(r

(r=-n(b+d )

b 3r

=0.71 m

2 (0.04m+0.019m )0.04 m0.8m

=1.31m

o'eos a'optar una on"itu' 'e reia i"ua a 1.50 etros entonces e reaneta ser;

-n= 0.04m

(0.04m+0.019m )0.8m1.31m=0.81m2


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he=( Q2

g 32 )

1

3=( 0.06423

2

9.81m

s20.82 )

1

3=0.09m

ho=[2he2+(hei (r3)2

]0.5

2

3i (r

ho=[20.09m2+(0.09m0.02(1.50m+0.30m)3 )2

]0.5

2

30.02(1.50m+0.30m ) m=0.41m

o=ho+3(=0.41m+0.10m=0.51m

Ea )eoci'a' 'e a"ua a ina 'e cana ser;

&e= Q

3he=

0.06423m

3

s

0.80m0.09m=0.89

m

s

1.=CAMARA DE RECOLECCION O AHUIETAMIENTO

Aqu cacuareos esta cara coo una 'escar"a i%re 'es'e e cana :acia ea,por o tanto ta%in sern apica%es as ecuaciones 'e acance 'e c:orro;

7s=0.36&2

3+0.64

7

V K Veoci'a' 'e a"ua a ina 'e cana K 0.89 sB K Atura 'e a ina 'e a"ua en e cana a"uas a%ao K 0,09

0.89ms

0.09m

7s=0.36

72


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Asuios coo 'iensiones 'e a cara 1.50 a otra 'iensin ser 'e2.00 .

1./ C-l"&lo !el "a&!al !e e9"e'o'.

1.


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, 'epen'e 'e a ora 'e a )aria. ara nuestro caso a )aria es re'on'a su)aor es i"ua a 1,79.


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Coo e cana 'e a'uccin Gnicaente 'e%e con'ucir e cau'a 'e 'iseo, ecau'a 'e e*ceso 'e%e ser re"resa'o a ro. ara eo es necesario 'isear e

)erte'ero a cara que reci%e ese cau'a, as coo a tu%era que o con'ucir'e re"reso a ro.

R capt. ?is. K


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3c9maraexcesos=0.85m+0.40m=1.25m

Eas 'iensiones inaes 'e a cara 'e aquietaiento 'e a 'e e*cesos sernas si"uientes; Anc:o K / K 1.50 e ar"o $incuen'o e espesor 'e uro& ser3.60 .$2.00O0.10O1,5&

1. DISEO DE LA TUERIA DE DESAGUE DE ECESOS

Ea tu%era 'e e*ceso sir)e para e)acuar e cau'a 'e e*ceso 'es'e a cara 'ee*cesos :asta e ro. ?e acuer'o a as con'iciones topo"ricas 'e sitio 'ecaptacin se tiene a si"uiente inoracin.Eon"itu' 'e a tu%era E K 30 Cota 'e entra'a K 98.67en'iente 'e terreno K 3

Tu%o VC con un coe. 'e ru"osi'a' 'e Baen Siia C K 140

0.54


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Eemplo 0B

e 'esea 'isear a estructura 'e captacin 'e un sistea 'e acue'ucto, para ocua se cuenta con a si"uiente inoracin;

(i)e 'e copei'a' 'e sistea es ato.Ea 'ean'a 'e a"ua tota %ruta es; 125 sEos estu'ios topo"ricos e :i'ro"icos presentan os si"uientes resuta'os;io 'e a parte ontaosa con "ran'es )ariaciones 'e ni)e 'e cau'a, 'urantee cico :i'ro"ico %uena cai'a' 'e a"ua para e trataiento. e requiere unanea 'e con'uccin ar"a entre a %ocatoa a panta 'e trataiento, pero e*istesuiciente 'isponi%ii'a' :i'ruica.

@uente 2.Rin. K 1.25 3sRe'. K 2.00 3sRa*. K 3.10 3s

Cau'a a 95 'e tiepo en a cur)a 'e 'uracin 'e cau'aes e'ios 'iarios K1.625 3s.(i)e nio 'e a"uas K 995.55 .s.n.. $tirante nio K1.20 &(i)e *io 'e a"uas K 996.05 .s.n.. $tirante *io& K 1.70 &

Anc:o 'e a seccin 'e ro en e sitio 'e toa K 12.00 .

77


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>o 'e a parte %aa 'e a cuenca con re'uci'as )ariaciones 'e ni)e 'e cau'a'urante e cico :i'ro"ico, con cai'a' 'e a"ua re"uar para e trataiento en'on'e se perite a na)e"acin 'e pequeas anc:as. Ea po%acin est u%ica'a

so%re as ri%eras 'e ro, cerca 'e sitio 'e captacin, no :a suiciente ca%ea:i'ruica para con'ucir e a"ua por o que se requiere un sistea 'e %o%eo.

eeccione a uente s apropia'a 'isee a %ocatoa que eor satisa"a ascon'iciones 'e a isa.

e usar una reia con as si"uientes caractersticas;a.- Varias cua'ra'as 'e acero con un anc:o 'e 58Z un coeiciente K 1.83%.- eparacin entre %arrotes 'e 15 .c.- ncinacin; ?e on'o; 20 Eatera; 80Q'.- Coeiciente 'e 'escar"a C' K 0.75

SOLUCION

C-l"&lo !el "a&!al !e !'eo

(i)e 'e copei'a'; AtoCau'a e'io 'iario %ruto; q'iario K 125 s

Cau'a *io 'iario; Coo no teneos esa inoracin nos )aos a a ta%a3.7, COEICIENTE DE CONSUMO MAIMO DIARIO 1 DE ACUERDO ALSISTEMA DE COM,LE7IDAD p". 26, encontraos que ese )aor es; L1 K 1.2.A recoien'a en e aparta'o .>.>.B $,ara el nvel al#o !e "omple!a! la"apa"!a! !e !'eo !e la' obra' !e "ap#a"+n !ebe 'er &al a !o' (B) ve"e'el HMD. ?e acuer'o a esto;

Qdiseo=2150ls=300

ls

H!'eo ^ ;00l' ^0.; m;'

Sele""+n !e la *&en#e !e aba'#e"men#o

78


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i iraos e cau'a 'e 'iseo a uente 'e a%asteciiento que se necesita 'e%esatisacer ese cau'a en cuaquier oento. i nos ateneos a este concepto nos'aos cuenta que a uente 2 no tiene pro%ea para cupir con este requisito,

ientras que a nGero 1 tiene un Rin i"eraente inerior a R'iseo, estosi"niica, en teora, que en a poca 'e intenso )erano no es capa 'e 'ar ecau'a requeri'o. ero no 'e%eos o)i'ar que tanto e RM? coo e R'iseoestn aecta'os por un coeiciente 'e se"uri'a' que :ace que estos )aores estncon uc:a :o"ura. A:ora %ien )ae a pena re)isar otra inoracin 'isponi%e no es otra que a cur)a 'e 'uracin 'e cau'aes e'ios 'iarios. ?e acuer'o a>A, nuera .;.;.B.: Can#!a! "a&!al m4nmo $En #o!o' lo' "a'o' el"a&!al "orre'pon!en#e al :J !el #empo !e e9"e!en"a en la "&rva !e!&ra"+n !e "a&!ale' !aro' H: !ebe 'er '&peror a !o' (B) ve"e' el"a&!al me!o !aro. Aqu esto se cupe para a%as uentes a que e 'o%e'e RM? K 2Y125s K 250s e R95 es i"ua a 800 s para a uente nGero 1 1.625 s para a 2. or Gtio ta%in anaiceos a inoracin que tiene que )ercon a cai'a' 'e a"ua otros aspectos reaciona'os con as uentes, taes cooque e sistea pue'a tra%aar por "ra)e'a' o por %o%eo, con sus "ran'escostos por e )aor 'e a ener"a. Miran'o anaian'o to'a esta inoracin'isponi%e po'eos concuir que a uente s a'ecua'a es a nGero 1, a pesar'e que no cupe, tericaente, a con'icin 'e que e Rin. ?e%e ser aor quee R'is.

Tpo !e bo"a#oma

?e acuer'o a os panteaientos 'a'os anteriorente ta%in 'e acuer'o a a'eterinacin toa'a 'e que a uente esco"i'a es a nGero 1, recoen'aosuna %ocatoa 'e on'o con reia 'e%i'o a as caractersticas que presentan estauente.

Cara"#er4'#"a' !e la rella

/arrotes en )arias cua'ra'as 'e acero


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h=k&

2

2 g

?on'e;J K Coeiciente 'e pr'i'as enores 'e ener"a?e acuer'o a >A, nuera 4.4.5.6 est 'a'o por a rua si"uiente;

db

k==

1.59

1.5

k=(1.83 )

e"Gn e >A a )eoci'a' 'e a"ua a tra)s 'e a reia 'e%e ser enor a 0.15s, nuera 4.4.5.5 velo"!a! !el *l&o en la rella.

ara este eepo toeos coo )eoci'a'; ) K 0.15 s cacueos as

pr'i'as enores.

h=(0.39 )((0.15m

s )2

29.81ms 2

)=4.4710(4 ) m=0.45mmEa pr'i'a 'e ca%ea :i'ruica que "enerara esta reia es u pequea. Eo quesi"niica que a o%struccin a uo es u pequea, por o tanto se requiere unaina 'e a"ua u %aa para "arantiar a )eoci'a' 'e paso recoen'a'a 'e

0.15 s.

D'eo !el !%&e !e #oma

?e%eos cacuar as inas 'e a"ua as )eoci'a'es para ca'a con'icin 'euo en e ro. Mnia, e'ia *ia.

80


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>eaente a con'icin 'e nio :istrico no se :a teni'o en cuenta, puestoque es una con'icin no 'esea%e que conore a os actores 'e se"uri'a'teni'os en cuenta para o%tener e cau'a 'e 'iseo, se espera que esta con'icin

no se presente 'urante e perio'o 'e 'iseo 'e a estructura 'e captacin. or oanterior se tra%aar con e cau'a 'e 'iseo.

Ea presa se 'isea coo un )erte'ero sin contracciones, por o tanto recor'eosa ecuacin 'e )erte'ero rectan"uar.

Q=1.84( 3/2

Q1.84(

=

0.3m3

s1.846m

diseo=

1.3m3

s11.04 m

med=

2.8m3

s11.04 m

max=

Conocien'o e )aor 'e a ina 'e a"ua en ca'a con'icin 'e ro po'eos,apican'o a ecuacin 'e continui'a' cacuar a )eoci'a' en ca'a con'icin.

81


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&diseo=0.3

m3

s

6.0m0.09m=0.55

m

s

&med=1.3

m 3s

6.0m0.24 m=0.90

ms

&max=2.8

m3s

6.0m0.4 m=1.17

m

s

Tenien'o en cuenta que esta )eoci'a' 'e%e estar entre 0.3s 3.0s, ascacua'as estn oL.

A:ora es necesario c:equear coo es a )eoci'a' a tra)s 'e a reia en acon'icin 'e 'iseo;

=k(&2

2 g)

?espean'o e )aor 'e V, teneos;

&= 2gk>eepaan'o en esta ecuacin ca'a trino por su respecti)o )aor teneos;

&=

29.81m

s20.09m

0.39

K 2.13ms

i nos 'eteneos a irar este resuta'o nos 'aos cuenta que aun en a niacon'icin 'e ro a )eoci'a' a tra)s 'e a reia es uc:o s ata 'e arecoen'a'a, que es 'e 0.15s.


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Aunque esto au'a, a )ariacin no es si"niicati)a a que as )ariaciones 'ecau'a en e ro son u "ran'es.


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niciaente o cacuaos con a con'icin que s se repite en e ro que es a'e cau'a e'io. Ea con'icin nia es a enos crtica si cupe con ae'ia, ta%in cupir con a nia.

Ea ecuacin es a si"uiente;

7s=0.36&2

3 O0.6 4

7

0.9ms

0.24m

7s=0.36


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0.08 D B1/ D 0.5, a:ora %ien ireos si esto se cupe para as 'ierentescon'iciones 'e cau'a en e ro.

Con!"+n m4nma

1=+&2

2 g=0.09m+

(0.55ms)

2

29.81m

s2

=0.11m

13=

0.11m1.0m

=0.11ok

Con!"+n me!a

0.9m

s2

1=0.24m+

13 =

0.28m1.0m =0.28ok

Con!"+n m-9ma

1=0.401+(1.17ms)

2

29.81m

s2

=0.47m

13=0.47m

1.0m=0.47ok

C-l"&lo !el #ran#e !e la' !men'one' !el "anal

ara encontrar e tirante acor'onos 'e a rua 'e Mannin".

86


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Q=- 6

2

3!1

2

n

Toeos un cana con as si"uientes caractersticas;

eccin rectan"uar>e)estiiento en concreto n K 0.012Veoci'a' en e cana Vcana N 2.0 s K 3

Anc:o 'e cana / K 0.80

anteaos a rua para ca'a una 'e as con'iciones 'e ro e 'aos a ca'atrino su )aor pro%aos con 'ierentes )aores 'e tirante para en"on#rar &n

valor %&e 'a#'*aa la e"&a"+n.

0.8my0.8m+2y

0.03

0.8myQ=

Eos )aores 'e tirante en as 'ierentes con'iciones 'e ro son os si"uientes;

ymin=0.202m

ymed=0.285m

ymax=0.343m

A:ora 'e%eos cacuar as )eoci'a'es para e )aor 'e os tirantes encontra'ostenien'o en cuenta que a )eoci'a' recoen'a'a 'e%e estar entre 2s 5 s.

?e a ecuacin 'e continui'a' teneos;

&=Q

-


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&min=0.610

m3s

0.8m0.202m=3.77

ms

&med=0.996

m3s

0.8m0.285m=4.37

ms

&max=1.285

m3s

0.8m0.343m=4.68

ms

A c:equear as )eoci'a'es nos 'aos cuenta que to'as estn 'entro 'e ran"o

recoen'a'o. 2.0DVD5.0 sara tener a se"uri'a' 'e que a reia siepre )a a tra%aar a supericie i%re esnecesario auentar e )aor 'e tirante *io con un %or'e i%re. or o tanto'ireos que e tirante ser 'e 0.50 .

C-mara !e re"ole""+n o a%&e#amen#o

Aqu cacuareos esta cara coo una 'escar"a i%re 'es'e e cana :acia ea,por o tanto ta%in sern apica%es as ecuaciones 'e acance 'e c:orro;

7s=0.36&

2

3+0.6

4

7

4.68m

s

0.343m

7s=0.36


89/176



reia o%strui'a. ero no 'e%eos o)i'ar que 'e%i'o a os cau'aes e'ios *ios 'e rio se captan aores cau'aes que no es necesario entre"ar a asestructuras que )en"an s a'eante, porque as :ara antieconicas. Eue"o o

"ico es :acer re"resar e cau'a 'e e*cesos nue)aente a roZ


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Eas 'iensiones inaes 'e a cara 'e aquietaiento 'e a 'e e*cesos sernas si"uientes; Anc:o K / K 1.60 e ar"o ser 2.60 .

D'eo !e la #&ber4a !e !e'a?e !e e9"e'o'

Ea tu%era 'e e*ceso sir)e para e)acuar os cau'aes 'e e*cesos 'es'e acara 'e e*ceso :asta e ro. ?e acuer'o a as con'iciones topo"ricas 'esitio 'e captacin se tienen as si"uientes con'iciones;

Eon"itu' 'e a tu%era K 10.0 etrosCota 'e entra'a K 1.655.40en'iente proe'io 'e terreno K 3Tu%era en VC con un coe. 'e ru"osi'a' 'e Baen ] Siia C K 140

0.54


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93/176



i o%ser)aos estas pr'i'as nos 'aos cuenta que son u atas, o quesi"niica que a tu%era 'e%er u%icarse %astante enterra'a $2,50 & conrespecto a ni)e *io 'e a"ua en a cara 'e e*cesos. Con esto po'eos

conse"uir que a tu%era pue'a estar, posi%eente, 'e%ao 'e ec:o 'e ro oque acarreara "ran'es pro%eas para a cientacin a esta%ii'a' 'e aestructura. Ante esta e)entuai'a' se recoien'a auentar e 'ietro 'e atu%era. A :acero es necesario )o)er a cacuar as pr'i'as 'e ener"a.

Con!"+n me!a

0,696m3

s

0.750.2919m2

h=

0.6096m2

@

2=Q

-

=40.696

m3

s

Con!"+n m-9ma

0.6096m

40.985m

3

s

0.75@21

29.81m

s2

=1.03m

h=

93


94/176



0.6096m2

@

2=40.985

m3

s


95/176



Q1.84(

0.0151.841.0

=


96/176



Q1.84(

0.05m3

s1.841.0

min=

Q med

1.84(

0.2m

3

s

1.841.0m

med=

Qmax1.84(

1.0

m3

s1.841.0m

max=

?e acuer'o a estas inas 'e a"ua se cacuan as )eoci'a'es.

&=

Q

(*

&min=0.05

m3

s

0.99m0.09m=0.56

m

s

96


97/176



&med

=0.2

m3

s

0.99m0.23m=0.88

m

s

&max=1.0

m3

s

0.99m0.67m=1.51

m

s


98/176



7s=0.36(1.51m

s)

2

3+0.6(0.67m)4

7=0.95m

3=0.95m+0.10=1.05m

Ea on"itu' 'e a reia e nGero 'e oriicios ser;A'optaos;Anc:o "rosor 'e os %arrotes ] s K Ub ] 0.0127 eparacin entre %arrotes ] % K 0.04 . e"Gn e >A 2000, nuera 4.4.5.3eparacin entre %arrotes. $La 'epara"+n en#re barro#e' para el "a'o !ee'#r&"#&ra' !e "ap#a"+n en r4o' "on rava' r&e'a' !ebe 'er en#re /: mm 1:0 mm. ,ara r4o' "ara"#er6a!o' por el #ran'por#e !e rava' *na' la'epara"+n en#re barro#e' !ebe e'#ar en#re B0 mm >0 mm.Veoci'a' 'e uo a tra)s 'e a reia; 0.14 s. se"Gn e >A 2000, nuera4.4.5.5 La velo"!a! !el *l&o a #rav5' !e la rella !ebe 'er menor !e 0.1:m' "on el *n !e ev#ar arra'#re !e ma#erale' *lo#an#e'.ncinacin 'e a reia; 20 K 11.31Q

Coo priero se 'e%e conocer as per'i'as enores que ocurren en a reiae'iante a si"uiente ecuacin;

h=k&2

2 g

?on'e;

: K pr'i'as enores en a reia $&L K coeiciente 'e pr'i'as enoresV K )eoci'a' 'e uo so%re a reia $s&" K aceeracin 'e a "ra)e'a' $s2&

e coeiciente 'e pr'i'as enores se cacua e'iante a si"uiente ecuacin,

se"Gn e >A 2000, nuera 4.4.5.6.

sb

k== ?on'e;

98


99/176



K Varia cua'ra'a K 2.42

0.0127m0.04m

k=(2.42 )

Eas pr'i'as sern;

0.14m

s

(229.81m

s2)=0.0001m

h=(0.10 )

Ea reia tra%aa coo un oriicio, por o tanto se cacuar coo ta.

Q=Cd-n 2 g

-n= Q

Cd2g

Cd=0.6 (Coeficiente de descarga)

- n=0.015

m3

s

0.629.81m

s20.04m

=0.03m2

ero ta%in - n es i"ua a;

b+sb

- n= ( ) ( 3 (r )

99


100/176



(r=-n(b+s )

3b

?e esta anera po'eos cacuar e ar"o 'e a reia. >eepaan'o en aecuacin anterior teneos;

(r=0.03m

2(0.04m+0.0127m )0.40m0.04m

=0.10m

Tenien'o en cuenta que a"unos trata'istas su"ieren que as 'iensionesnias 'e a reia, para aciitar e acceso a cana, para anteniiento, 'e%en

ser 40 cs Y 70 cs, aqu esco"eos un ar"o $ (

r

i"ua a 0.70 .

Con estas 'iensiones reaes 'e a reia cacuaos nue)aente e rea neta 'ea isa.

-n=( 0.04 m0.04m+0.0127m )(0.4m0.7m )=0.21m2


101/176



Qca#.med=0.60.21m2

29.81m

s20.23m=0.27

m3

s

Qca#.max=0.60.21m2

29.81m

s20.67m=0.46

m3

s

or e'io 'e a ecuacin 'e acance 'e c:orro cacueos en as con'iciones*ias e anc:o 'e cana.

7s=0.36(1.51m

s)

2

3+0.6(0.67m)4

7=0.95m

3=0.95m+0.10=1.05m

ara a con'icin *ia 'e ro se necesita un anc:o 'e cana aor a aon"itu' ' a presa.


102/176



Q1.84(

0.0151.84150

=


103/176



Q max

1.84(

1.0m

3

s

1.841.50m

max=

?e acuer'o a estas inas 'e a"ua se cacuan as )eoci'a'es.

&= Q(

&min=0.05

m3

s1.50m0.09m

=0.48m

s

&med=0.2

m3

s1.50m0.17m

=0.78 ms

&max=1.0

m3

s

1.50m0.51m=1.31

m

s


104/176



7i=0.18&4

7+0.743

4

3=7s+0.10

?on'e;

7s=-lcancedel filo su#erior del chorro

&=&elocidad del rio sobre la #resa=-ltura de la l9mina de agua sobre la #resa

7s=0.36(0.48m

s)

23+0.6(0.031m)

47=0.30m

3=0.30m+0.10=0.40m< 0.40m

or e'io 'e a ecuacin 'e acance 'e c:orro cacueos en as con'iciones*ias e anc:o 'e cana.

7s=0.36(1.31m

s

)2

3+0.6(0.51m)4

7=0.84m

3=0.84 m+0.10=1.00m

e toa coo anc:o 'e cana 1.00

La lon#&! !e la rella el n8mero !e or*"o' 'er-

A'optaos;Anc:o "rosor 'e os %arrotes ] s K Ub ] 0.0127

eparacin entre %arrotes ] % K 0.04 . e"Gn e >A 2000, nuera 4.4.5.3eparacin entre %arrotes. $La 'epara"+n en#re barro#e' para el "a'o !ee'#r&"#&ra' !e "ap#a"+n en r4o' "on rava' r&e'a' !ebe 'er en#re /: mm 1:0 mm. ,ara r4o' "ara"#er6a!o' por el #ran'por#e !e rava' *na' la'epara"+n en#re barro#e' !ebe e'#ar en#re B0 mm >0 mm.

104


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Veoci'a' 'e uo a tra)s 'e a reia; 0.14 s. se"Gn e >A 2000, nuera4.4.5.5 La velo"!a! !el *l&o a #rav5' !e la rella !ebe 'er menor !e 0.1:m' "on el *n !e ev#ar arra'#re !e ma#erale' *lo#an#e'.

ncinacin 'e a reia; 20 K 11.31Q

Coo priero se 'e%e conocer as per'i'as enores que ocurren en a reiae'iante a si"uiente ecuacin;

h=k&

2

2 g

?on'e;

: K pr'i'as enores en a reia $&L K coeiciente 'e pr'i'as enoresV K )eoci'a' 'e uo so%re a reia $s&" K aceeracin 'e a "ra)e'a' $s2&

e coeiciente 'e pr'i'as enores se cacua e'iante a si"uiente ecuacin,se"Gn e >A 2000, nuera 4.4.5.6.

sb

k== ?on'e;

K Varia cua'ra'a K 2.42

0.0127m0.04m

k=(2.42 )

Eas pr'i'as sern;

105


106/176



0.14m

s

(229.81ms2)=0.0001m

h=(0.10 )

Ea reia tra%aa coo un oriicio, por o tanto se cacuar coo ta.

Q=Cd- n 2 g

-n=

Q

Cd2g

Cd=0.6 (Coeficientededescarga) $Cuan'o e oriicio es 'e pare' 'e"a'a no

coeteos error si e 'aos un )aor i"ua a 0.6&

- n=0.015

m3

s

0.629.81m

s20.031m

=0.032m2

ero ta%in - n es i"ua a;

b+sb

- n= ( ) ( 3 (r )

(r=-n(b+s )

3b

?e esta anera po'eos cacuar e ar"o 'e a reia. >eepaan'o en aecuacin anterior teneos;

(r=0.032m2(0.04m+0.0127m )

0.40m0.04 m =0.11m

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Tenien'o en cuenta que a"unos trata'istas su"ieren que as 'iensionesnias 'e a reia, para aciitar e acceso a cana, para anteniiento, 'e%en

ser 40 cs Y 70 cs, aqu esco"eos un ar"o $ (r i"ua a 0.70 .

Con estas 'iensiones reaes 'e a reia cacuaos nue)aente e rea neta 'ea isa.

-n=( 0.04 m0.04m+0.0127m )(0.4m0.7m )=0.21m2


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hei (r

3

2he

2+ ( 2 )0.52

3i (r

ho=

(c=(r+es#esor del muro=(r+0.30

ara que a entre"a a a cara 'e aquietaiento se :a"a a supericie i%re se'e%e cupir que;

he=hc


109/176



0.015m

3

s2

0.40m

he=hc=

e=he O$ hohe+ i (c+3(


A&a' arrba

hei (r

3

2he2+ ( 2 )0.5

2

3i (r

ho=

0.050.030.70m

3

2(0.05m )2+(2 )0.52

30.030.70m=0.07m

ho=


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Ea )eoci'a' 'e a"ua a ina 'e cana ser

&c=0.015m

3

s

1.00m0.05m=0.30

m

sest9 entre 0.3

m

s y 3.0

m

s ok

A3ora "al"&lemo' lo' nvele' en la "-mara !e a%&e#amen#o en la'"on!"one' m-9ma' !el r4o.

Reempla6an!o para a&a' abao

1.0m

3

s2

0.40m

he=hc=e=he O$ hohe+ i (c+3(


A&a' arrba

hei (r

3

2he

2+ ( 2 )0.52

3i (r

ho=

110


111/176



0.860.030.70m

3

2(0.86 m)2

+ ( 2 )0.5

2

30.030.70m=1.47mho=


112/176



&c

hc

1.16m

s

0.86m

7s=0.35

&c

he

1.16ms

0.86m

7i=0.18


113/176




114/176



L-mna 'obre la pre'aCon e cau'a 'e 'iseo 100.00O0.03K 100.03Con e cau'a *io 100.00O0.51K 100.51

Con e cau'a proe'io 100.00O0.17K 100.17Corona !e lo' m&ro'De "on#en"+n 100.00O1.00K 101.00Canal !e a!&""+n@on'o a"uas arri%a 100.00 ] 1.72K 98.28@on'o a"uas a%ao 100.00 ] 1.75K 98.25Eina a"uas arri%a 98.28 O1.47K 99.75Eina a"ua a%ao 98.25 O 0.86K 99.11C-mara !e re"ole""+n@on'o 'e a cara 'e


115/176



0.385m

3

s

1.842.0m

=

Ea )eoci'a' 'e e*cesos

&=0.385

m3

s

0.22m2.0m=0.88

m

s

oL ]


116/176



97.5096.43

s=


117/176



0.385m3

s

0.38

150

0.0214

0.205

D=

o'eos toar una tu%era 'e 14b'e VC.

Eemplo 0>.

?isear una %ocatoa atera para e si"uiente a%asteciiento 'e a"ua 'e unaocai'a' con po%acin 'e 'iseo 'e 25630 :a%itantes.

Eos si"uientes son os 'atos in:erentes a pro%ea;

?otacin neta 130 :a%. ?aAnc:o 'e ro 7.0 en'iente 'e rio sua)eCota on'o 'e rio 1970.00 .s.n..(i)e 'e a"uas nio 1971.60 .s.n..(i)e 'e a"uas *io 1.974.00 .s.n.

Cau'a nio 1.5 m3

s

Cau'a *io 25 m3

sSol&"+n

1.- Mireos en e Ttuo A 'e >A 2000, pa". 22, A.3.1 (V


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'otacin neta ta%in e sistea 'e copei'a' es e'io ato. ?e otra anera,o%ser)an'o nue)aente e >A 2000, pa". 38, nuera /.2.6 ?TAC( />+TAencontraos a ecuacin para cacuar a 'otacin %ruta, que se e 'ato necesario

para e ccuo 'e os cau'aes. Ea ecuacin es;

dbruta= dneta1A#


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A 2000.

>eepaan'o en a ecuacin anterior;

0.0254m0.15m

"=2.42

?e acuer'o a os trata'istas a )eoci'a' 'e uo so%re a reia 'e%e ser enor'e 0.75 s.


120/176



,5r!!a' en la rella

0.6m

s2

9.81m

s2

hr="&2

2g =0.214

Cuan'o e*ista o%struccin en a reia, por arrastre acuuacin 'e ateria

otante en suspensin as pr'i'as se )ern aecta'as porque su )aor auentaa que e espesor 'e a )aria se pue'e consi'erar que se :ace aor por ao%struccin. or o tanto 'e%i'o a esto se :ace necesario aectar e )aor 'e aspr'i'as por un actor 'e se"uri'a' $@& i"ua a tres $03&.


121/176



=&2

2g=

0.49

m2

s2

29.81m

s

2

=0.03m

A:ora po'eos cacuar -n

-n= Qmin

Cd 2g=

1.5m

3

s

0.629.81m

s20.03m

=3.26m2

Con este 'ato cacuaos a on"itu' 'e a reia, (r

(r=-n(b+s )

3rb =

3.26m2(0.15m+0.0254m)0.40m0.15m

=9.53m .


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R; Cau'a que ue por e canaA; Hrea 'e a seccin 'e a"ua

>; >a'io :i'ruico $Hrea oa'aperetro oa'o&; en'iente 'e cana. Ee 'aos una pen'iente 'e 3 K 0.03(; Constante cuo )aor 'epen'e 'e recu%riiento 'e cana, para este casoconcreto K 0.012

ara este caso asuios coo anc:o 'e cana, % K 0.40 una )eoci'a' 'e2.5 s. $aor 'e 2 s&

Apican'o a rua, por iteracin, e 'aos 'ierentes )aores a tirante :astaencontrar a i"ua'a' 'e a ecuacin.

0.40y

(0.40m+2y )

0.03

0.5

Q

-=

ara un tirante K 0.113, se cupe a ecuacin.

Eas 'iensiones 'e cana sern; anc:o- %K 0.40 : K 0.113O0.30 K 0.413

or Gtio 'e%eos encontrar a car"a so%re e cana con os 'atos cacua'os

Conocien'o e cau'a a pasar, e 'e 'iseo; R K 0.0663s e rea 'e a seccin;A K 0.4Y0.113 K 0.0452 2, sa%ien'o que e cana actGa coo un oriicio,

po'eos encontrar a car"a so%re e.

122


123/176



Q

Cd-

0.066m3

s

0.60.0452m2

= 1

2g

DESARENADOR (Semana 0)

=.1. GENERALIDADES ,RETRATAMIENTO


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125/176



ONA B. eacin ar"o anc:o

125


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Con e propsito 'e apro*iarse o s posi%e a uo a pistn, es recoen'a%econstruir un tanque rectan"uar con una reacin ar"o-anc:o $L& entre 31 51.

6.2.4.- roun'i'a' nia *ia

Ea proun'i'a' nia aconsea'a es 'e 1.50 etros a *ia 4.50 etros.

6.2.5.- roun'i'a' 'e aacenaiento 'e o'os

Ea proun'i'a' *ia aconsea%e es 'e 1.50 etros. Eas pen'ientes 'e on'o'e%en estar copren'i'as entre e 5 e 8 con e in 'e que os o'os pue'anro'ar con acii'a' :acia a tu%era 'e 'esa"^e sea se"ura a acti)i'a' 'eipiea.

6.2.6.- ero'os 'e retencin :i'ruicos


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Ea 'ensi'a' $=m&

y m=$& . A reepaar en a ecuacin 'e arri%a que'a a ec.

$1&.

?n'e;V K Vouen 'e a partcua K 'ensi'a' 'e a"ua, $L"3& K V K1.00 "c3

;f=em#u/e hidros9aticoo fuer%a deflotacin

;g=$1 g& $2&;g=;uer%a gra2itacional

$1=densidad del a #articula=2.65 g

cm3

Ea presencia 'e o)iiento en a partcua "enera una uera, @r, que es uncin'e a )eoci'a' 'e se'ientacin 'a'a por a e*presin;

;r=Cd-$&s

2

2$3&

?n'e;

@r K @uera 'e riccinC' K Coeiciente 'e roaiento

A K Hrea trans)ersa 'e a partcua

@

@"

Eas ueras que actGan so%re una partcua en un ui'o en reposo son; @, uera'e otacin o epue i"ua a peso 'e qui'o 'espaa'o por a partcua, 'eacuer'o a principio 'e Arque'es, a uera "ra)itaciona, 'a'a por a rua 'e(ehton a uera 'e riccin.Cuan'o e*iste equii%rio entre a uera 'e epue a "ra)itaciona, tericaentea partcua se encuentra en esta'o esttico. Cuan'o estas ueras no estnequii%ra'as se pro'uce a se'ientacin, a uera 'es%aancea'a o resutante,@r, estar 'a'a por a si"uiente e*presin;

;r=;g;f $4&

?e acuer'o a esto po'eos 'ecir que a reacin entre eas es a si"uiente.

127


128/176



;r+;f=;g

i reepaaos ca'a )aor 'e @ por su i"ua teneos;

Cd-$&s2

2=$

1&g$&g=&g ($

1$)

&s2=

2&g ($1$ )Cd-$

?on'e

&s=&elocidadde sedimentacionde la #articula(cm

s )

g=-celeracion de la gra2edad(cm

s2)

$1=Densidad de la #art8cula . -renas=2.65 gr

cm3

$=Densidad del flu ido . -gua=1.00 gr /cm3

cm2

sB=&iscosidadcinematicadel fluido

&

ara uo ainar se tiene que;

Cd=24

6 e=

24B&sd

&olesf=4 @ r3

3 =

4@d3

38 =

@ d3

6

-reaesf=@ d2

4

&olesf-reaesf

=@d34@d26

=2d3

128


129/176



>eepaan'o en a ecuacin 'e Vs;

&s2

=

22dg ($1$ )&sd

324B$

&s=g d2 ($1$ )18$B

A:ora %ien si :aceos;

"=g ($1$ )18$B

(os que'a o si"uiente

&s=" d2

ero;

&s=Q

-s

>eepaan'o en a ecuacin anterior, teneos;

Q

-s=" d2

i 'espeaos e )aor 'e !

d= Q

- s"

?e esta ecuacin se pue'e concuir que a )eoci'a' 'e se'ientacin 'e unapartcua es 'irectaente proporciona a cua'ra'o 'e su 'ietro.

Anaian'o a e*presin anterior nos 'aos cuenta que para un cau'a 'a'o, e'ietro 'e a partcua que :a 'e reo)erse es uncin 'e rea supericia 'e

'esarena'or

Ea reocin 'e partcuas es ta%in uncin 'e a proun'i'a' 'e 'esarena'or,a que si esta 'isinue se reten'r a partcua con 'ietro ! en un tiepoenor, o que equi)ae a 'ecir que se reten'r un nGero aor 'e partcuas con

&s 0 enor que &2 .

129


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Trae"#ora' !e par#4"&la' en el !e'arena!or

e 'eine coo partcua crtica 'e 'ietro !a aquea que entra por a partesuperior 'e tanque, 'e%i'o a que ten'r que recorrer una atura B, una on"itu'E, antes 'e ser reo)i'a.


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or otra parte, a reacin&Q

es aa'a per4o!o !e re#en"+n 3!r-&l"a (_)

&2 es e tiepo, $#)que tar'a a partcua crtica en ser reo)i'a.


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&

Q

&s

=,

t=

&s &

Q=&s

-!Q=

&sQ

-!

=&s&&

(11)


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c.- Ea )eoci'a' :orionta 'e%e ser enor que a )eoci'a' 'e arrastre 'e aspartcuas con e in 'e e)itar a resuspension 'e se'iento.

heocin 'e partcuas, arenas, :asta 'e 0.05 'e 'ietro con un "ra'o 'ereocin 'e 75.

Teperatura K 15QC

Viscosi'a' cinetica K 0.01059 cm2

s

=ra'o 'e 'esarena'or n K 1>eacin on"itu'; anc:o K 3;1

Cota 'e a ina 'e a"ua a a entra'a 'e 'esarena'or K 99.05C-l"&lo !e lo' par-me#ro' !e 'e!men#a"+n

Veoci'a' 'e se'ientacin 'e as partcuas, ' K 0.05

?e a rua 'esarroa'a por Baen ] toLes;

134


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1$$

&s= g

18

$1=2.65 gr

cm3

$=1.00 gr

cm3

cm0.005

&s=

981cm

s2

18 (2.651.00 )

0.01059cm2

s

K 0.212 cm

s

?e a ta%a 6.3, para n K 1 reocin 'e 75, o%teneos,

t=3.0

uponien'o a proun'i'a' Gti 'e se'ientacin, B, i"ua a 150 cs, e tiepoque tar'ara a partcua 'e 'ietro, ' K 0.005 cs en e"ar a on'o seria 'e;

t=&s=

150cm

0.212cms

=708 s


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A:ora po'eos cacuar e )ouen, V, 'e tanque, tenien'o en cuenta osi"uiente;

,=&Q

&=,Q=2124 s0.015m3

s=31.86m3

A:ora cacuaos e rea supericia 'e tanque a que conoceos e )ouen $V& a proun'i'a', asui'a, $B& K 1.50

-=&

=31.86m

3

1.5m =21.24m2

Conocien'o e rea supericia a reacin ar"o, $E&, anc:o, $/&, i"ua 3;1po'eos cacuar as 'iensiones 'e tanque as;

(3=-

332=-

3=-3=21.24m2

3 =2.66m

(=32.66m=7.98m

Anteriorente 'eostraos que a car"a :i'ruica supericia, %, ser;

q=Q- s

ara nuestro caso sera a si"uiente;

q=

0.015m3

s

21.24m2=0.000706m

s=0.0706cm

s =T< E(=

99.35

98.98 99.05 99.04 99.04 99.0298.87

98.55 98.55

97.5597.557.515

97.30

97.15

148

>


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LINEA DE CONDUCCION (Semana 11)

/.1 GENERALIDADES

Ea nea 'e con'uccin es aquea 'estina'a a transportar e a"ua trata'a 'es'e apanta 'e trataiento :asta os tanques 'e aacenaiento o as re'es 'e'istri%ucin. =eneraente sin entre"a 'e a"ua en ruta. ?e acuer'o a >A 2000,(uera /. 6.4.1 ero'o 'e 'iseo. A2000, 'e%e ser, para os ni)ees 'e copei'a' %ao e'io e Cau'a M*io?iario, HMD, a trino 'e pero'o 'e 'iseo, si se cuenta con aacenaiento,en caso contrario se 'isear con e Cau'a M*io Borario, HMP.


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EA(8


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Fig. 7.2 Conduccin "i$re

+!u# se trata de una tu$er#a ,u*endo a tu$o ""eno o parcia"ente ""eno. &n este

caso no se tiene pro$"ea desde e" punto de 'ista -idru"ico. &n este caso si-aceos una perforacin en "a "#nea de conduccin e" agua no se e"e'a por "a

coincidencia de "a "#nea piezo/trica con "a tu$er#a. &s u* e)trao encontrar

este tipo de caso.

7.2. (%E+!A )'+ E"&!A #E LA L!"EA )!E*'E(+!&A

TA( R+

E(CA

9 >


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TA(R+A 2000 e cau'a 'e 'iseo, para e sistea 'e copei'a' al#oes i"uaa cau'a *io :orario,HMP.

A 2000 a presin pieotrica nia para e sistea al#o 'e copei'a'es 'e 15ca.

DISEO DE LA LINEA DE CONDUCCION

Ea nea atri o 'e con'uccin entre e tanque a entra'a a a po%acin unciona apresin a tu%era tiene as si"uientes caractersticas;Tu%era VC>u"osi'a' a%souta K 0.0000015 Teperatura 'e a"ua K 18Q CViscosi'a' cinetica K 0.00000106 2sCota 'e ni)e a"ua tanque K 62.70 Cota terreno nu'o 1 K 42.55 Cota pieotrica nu'o 1 K 57.55 Eon"itu' con'uccin K 200 2er el !'eo !e la l4nea ma#r6 o !e "on!&""+n en la #abla !e ECEL.

DISTRIUCION DE LOS CAUDALES EN LA RED

Ea 'istri%ucin 'e cau'aes o :areos por e to'o 'e cau'a unitario por etro 'etrao 'e re'. ?e acuer'o a esto teneos;

RMB K 0,029 3s

175


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Eon"itu' tota tu%. K 3.724.26

q=QM(total

=0,029

m3

s3724,26m

=0,00000779m3

s

programa de acueducto uniguajira septimo semestre.docx

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