2.-Hidraulica Proyectos Hidraulicos Estruct Hidraulicas Semana 2 3

ING. DANTE SALAZAR SANCHEZ

OBRAS HIDRAULICAS

PROYECTO HIDRAULICO

PROYECTO HIDRAULICO

Desde el punto de vista de hidráulica debemos interpretar y entender al Proyecto hidráulico como un sistema o varios sistemas interactuando a la vez.

El sistema se identifica por un esquema hidráulico que tiene por objeto el de aprovechar el recurso hídrico, para cumplir con uno o varios propósitos o multipropósitos.

El esquema hidráulico lo conforman un conjunto de elementos diferentes que se les conoce como Estructuras Hidráulicas, que se agrupan con el propósito de aprovechar el recurso de agua disponible a fin de satisfacer una demanda determinada de la población.

ESQUEMA HIDRAULICO SANTA - LACRAMARCA - NEPEÑA - CASMA

CARLOS LEIGHT L = 30.00 Km.

CANAL DE DERIVACION SAN BARTOLO L = 2,417 Km.

CANAL DE DERIVACION SANTA L = 15.514 Km.

CANAL CHIMBOTE L = 23.282 Km.

TOMA SN. BARTOLOKM. 06 + 310

Q = 02.300 M3/Sg.

750.65358

HA.USUARIOS

530 1,155.52

HA.

TOMA SANTA

USUARIOS

KM. 12 + 820

Q = 02.200 M3/Sg.

CANAL DERIVAC.

LA VIBORA L = 2.53 Km.BOCATOMA LA VIBORA

KM. 20 + 950

USUARIOS HA.

Q = 15.00 M3/Sg.

1,045 2,717.29

CA

NA

L LAT

ER

AL

C.D.CUARENTISIETE L = 6.684 Km.

BOCATOMA LA HUACA

Q = 35 M3/Sg.

M.S.N.M = 232

Q = 0.10-0.15 M3/Sg.

KM. 45 + 254TOMA CUARENTISIETE

HA.USUARIOS

11 44.28

C.D.SUCHIMAN L = 9.518 Km.

C.D.TABLONES L= 1.65 Km.

Q = 0.10-0.12 M3/Sg.

71.2320

USUARIOS HA.

34.9006

HA.USUARIOS

TOMA SUCHIMAN KM. 49 + 287

Q = 0.10-0.30 M3/Sg.

TOMA TABLONES KM. 51 + 280

SISTEMA LA VÍBORA-SANTA-CHIMBOTE

SISTEMA MENORES A = 150.41Has.

TO

MA

S R

US

TI C

AS

TO

MA

S R

US

TI C

AS

SISTEMA LA HUACA-NEPEÑA-CASMA

Q = 32.00m³/s Q = 25.00m³/s

Q =

7.0 0m³/s

Q = 6.50m³/s

Q = 2.00m³/s

Q = 1.50m³/sPOTABILIZACION

PLANTA DE

A = 33,810 Has.

TO

MA

S P

RI N

CI P

AL E

S

POR EJECUTAR

A = 4,210 Has.

L=

15.

9 0 K

m.

CA

NA

L IN

TE

GR

AD

OR

L=

15.

9 0 K

m.

CA

NA

L IN

TE

GR

AD

OR

SAN ANTONIO

CASCAJAL -NEPEÑA L= 70.50KM.CANAL IRCHIM L= 39.881KM. NEPEÑA - CASMA L = 62.50KM.

Océano Pacífico

TUMBES

IRRIGACION PUERTO EL CURA

PERU

ECUADOR

AREA A IRRIGAR : 11,485 Ha.

ESTACION DE BOMBEO

PUERTO EL CURA 1

SUMINISTRO

DE ENERGIA

ELECTRICA

EQUIPAMIENTO

ELECTROMECANICO

(6 BOMBAS DE 1.5 m3/s

MOTORES ELECTRICOS DE 1,750 HP.)

CANAL ALIMENTADOR(1.75 Km., 7.50 m3/s)

CANAL PRINCIPAL

PUERTO EL CURA - LA PALMA

(36.84 Km., 7. 5-5 m3/s)

INFRAESTRUCTURA DE RIEGO

9 LATERALES: 28 Km.

SUBLATERALES : 21.5 Km.

INFRAESTRUCTURA DE DRENAJE

3 EMISORES FINALES: 28.2 Km.

22 COLECTORES PRINCIPALES : 161.2 Km.

DRENES SECUNDARIO : 71.7 Km.

ESQUEMA HIDRAULICO PROPUESTO AMPLIACION IRRIGACION PUERTO EL CURA

Esquema Nº 2

Este conjunto integrado de elementos de acuerdo con el

esquema detallado, se administra y entra en operación de forma de generar Renta o ingresos (Producción agrícola, energía, previsión de daños, transporte, etc.).

Ejemplo: Una presa ubicada en el rio. Un sistema que almacena volumen de agua, otro sistema que permite la descarga de un caudal regulado (Q) y finalmente sabemos que la obra de presa constituye un riesgo en las cuencas donde se producen avenidas. Un sistema que actúa paralelo y protege a la presa lo constituye el aliviadero. En caso de arrastre de sedimentos, habría otro sistema.

Para establecer un esquema hidráulico para un propósito determinado podemos efectuar un planeamiento del problema y considerar dentro de otros:

1.- Evaluar el área a servir, población que demanda (irrigar, prever de energía, agua potable, proteger inundación….).

2.- Establecer el caudal que se requiere (Q diseño)

3.- Identificar ríos, cuencas divisorias, estaciones de aforo, hidrología, posibilidad de transvase y su caudal, cantidad de rendimientos, cantidad de avenidas.

Estación de Aforos Condorcerro – río Santa

Aguas abajo Estación de Aforos Condorcerro – río Santa

4.- Establecer como cubrir el caudal de demanda (Análisis de diagramas de masa e hidrología).

Demanda (Requerimiento) vs oferta (aportes del rio)

Si Q demanda < Q rio ------- Entonces Toma Directa

Si Q demanda > Q rio ------- Entonces Regulación – Reservorio – Represa

5.- Determinar el esquema hidráulico

6.- Proyectar las estructuras hidráulicas

COMPONENTES DE UN SISTEMA DE OBRAS HIDRAULICAS

Para alcanzar el logro del propósito del proyecto (sea de: producción agrícola, abastecimiento de agua, generación de energía, descargas de desagüe, protección y control de flujos de avenidas, control de polución, etc).

El recurso hídrico a entregarse en un punto determinado (área de riego, turbinas, planta de tratamiento, etc) debe proveerse por un sistema eficiente y confiable.

Los puntos de entrega generalmente están ubicados a distancia de la fuente de abastecimiento (rio), por ello el canal y componentes o elementos (estructuras hidráulicas) se diseñan, construyen y operan para el transporte desde la fuente de captación hasta el punto de entrega para su transformación ya sea en energía, o consumo por la población o distribución en el área bajo riego. El canal y componentes conforman el sistema o sistemas.

Captamos o derivamos (Q) de la fuente (bocatoma o por una presa) se transporta por el canal a través del terreno y obstáculos naturales y/o artificiales haciendo entrega y posterior distribución para satisfacer el requerimiento o la demanda.

Es pues un sistema el que nos permite alcanzar el propósito. Varios y diversos componentes estructurales conforman el sistema.

Cada componente o estructura es de forma diferente, tiene una hidráulica propia, características de operación, es decir una función propia.

BOCATOMA MOCHE

El sistema de canal o tubería y estructuras hidráulicas diversas deben desarrollar sus funciones:

1.- De forma eficiente y competitiva

2.- A lo largo de la vida útil del proyecto se debe alcanzar el mínimo de mantenimiento y limpieza.

3.- Operación fácil

4.- Mínimo de pérdidas de agua

Desde el punto de vista de la Ingeniería de Proyectos Hidráulicos debemos entender los criterios de diseño de las estructuras y componentes, lo que significa:

1.- Establecer el dimensionamiento de la estructura, sus formas y elementos

2.- Diseño hidráulico y estructural (diseñar y verificar que el flujo sea correcto, que las dimensiones correspondan a las cargas y velocidades que se pueden alcanzar en la estructura).

3.- Satisfacer el requerimiento funcional que se requiere en cada tramo del sistema de conducción.

4.- Eficiencia de operación, de mantenimiento y de limpieza.

Las estructuras hidráulicas se diseñan y construyen de varias partes, con predominio del concreto armado (CA), tuberías y elementos de metal, resultan obras especiales para trabajar con agua en movimiento y reposo.

Todo elemento o componente cumple una función y estos pueden ser:

1.- Captación o toma de un caudal de la fuente

2.- Almacenar en un reservorio, abastecer en sequía y guardar en crecidas

3.- Transporte de un lugar a otro

4.- Regulación de un caudal, en todo instante circule un determinado Caudal Q

5.- Control de agua o nivel de superficie para permitir desviación

6.- Medición de un caudal, conocer lo que se tiene para distribuir

7.- Entrega (Tomas Laterales)

8.- Protección contra daños de escorrentía importantes

CANALES

Los principales elementos identificados son: (Estructuras Hidráulicas EH)

Bocatoma, Desarenador, Represas, Sifón, Acueducto, Cruce de vía, Caída, Túnel, Partidor, Aliviadero, Estructura de Descarga, Medidor Parshall, Vertedero, Compuertas.

PRESA “GALLITO CIEGO”PRESA “GALLITO CIEGO”JUNTA DE USUARIOS

JEQUETEPEQUE REGULADO

BOCATOMA TALAMBO-BOCATOMA TALAMBO-ZAÑA ZAÑA

BOCATOMABOCATOMA

BOCATOMA TALAMBO-BOCATOMA TALAMBO-ZAÑAZAÑA

REGULACION DE SALIDA REGULACION DE SALIDA DE BOCATOMA TALAMBO-DE BOCATOMA TALAMBO-

ZAÑA ZAÑA

ALIVIADERO DE DEMASIAS ALIVIADERO DE DEMASIAS BOCATOMA TALAMBO-BOCATOMA TALAMBO-

ZAÑAZAÑA

Toma LateralToma Lateral

TUNELTUNEL

SIFONSIFON

CANALCANAL

TOMA TP 2TOMA TP 2CANAL CANAL

CHEPENCHEPEN

CANAL CHEPENCANAL CHEPEN

PARTIDORPARTIDOR

COMPUERTA RADIAL DEL COMPUERTA RADIAL DEL PARTIDOR “CHAFAN”PARTIDOR “CHAFAN”

TOMA GAVILAN TOMA GAVILAN SECTOR DE RIEGO JEQUETEPEQUESECTOR DE RIEGO JEQUETEPEQUE

TOMA SAN PEDRO - SAN TOMA SAN PEDRO - SAN JOSE ANTESJOSE ANTES

TOMA SAN PEDRO - SAN TOMA SAN PEDRO - SAN JOSE AHORAJOSE AHORA

CASETA DE GUARDIANIA CASETA DE GUARDIANIA TOMA SAN JOSE TOMA SAN JOSE

TOMA JEQUETEPEQUETOMA JEQUETEPEQUE

CANALES LATERALES

Vertedero Rectangular

Aforadores ParshallAforadores Parshall

MEDIDOR PARSHALL – EN MEDIDOR PARSHALL – EN CANAL MATRIZ I - CANAL MATRIZ I -

LIMONCARROLIMONCARRO

MIRA LINNIMETRICA EN MEDIDOR MIRA LINNIMETRICA EN MEDIDOR PARSHALL I – LIMONCARROPARSHALL I – LIMONCARRO

MIRA LINNIMETRICA EN CANAL MIRA LINNIMETRICA EN CANAL DE RIEGO LIMONCARRODE RIEGO LIMONCARRO

Parshall

ING. DANTE SALAZAR SANCHEZ

HIDRAULICA

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS

1. Aspectos GeneralesLas estructura hidráulicas son las obras de ingeniería necesarias para lograr el aprovechamiento de los recursos hídricos y controlar su acción destructiva. Trabajan en la mayoría de los casos en combinación con elementos y equipos mecánicos. Se construyen en beneficio del hombre y el desarrollo de la humanidad.

Al proyectar una obra hidráulica se debe buscar en lo posible que su utilización sea de uso múltiple para beneficiar varios sectores de la economía, entre los cuales están:

1.Hidroenergía: utilización de la energía de las aguas fluviales o marítimas.

2. Transporte acuático: utilización de las aguas fluviales, de lagos y mares para la navegación.

3. Mejoramiento hídrico: utilización de las aguas para irrigación de tierras agrícolas

4. Suministro de agua para el consumo humano

5. Control de avenidas e inundaciones

6. Recreación

7. Utilización de otras reservas hídricas: cría de peces, extracción de minerales, sales, algas, etc.

8. Control de contaminación ambiental

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

Estructuras de Captación

BOCATOMA CHAVIMOCHIC

BOCATOMA MOCHE

BOCATOMA Y BARRAJESDentro de las estructuras de captación, también se encuentran los DESARENADORES

Los Desarenadores son obras que se construyen inmediatamente después de las bocatomas con el objeto de retener por sedimentación, el material en suspensión que arrastran los ríos especialmente en época de crecidas, antes de que continúen por el canal. Estas estructuras son indispensables en el caso de las conducciones para fines de generación de energía eléctrica para poder asegurar la decantación de las partículas más pequeñas que sea posible, evitando de esta manera causar mayores daños a las paletas y/o agujas de las turbinas.

Busca separar los sedimentos o caudal sólido del flujo de agua derivado del rio, este volumen de sedimentos que:1.- Erosiona las estructuras hidráulicas2.- Reduce la efectividad del transporte

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

Estructuras de Regulación

REPRESA GALLITO CIEGO

(570 MMC)

REPRESA DE CONDOROMA

P.E. MAJES SIGUAS

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

Estructuras de Conducción

CANAL CALACHACA Canal Carlos Leight JU IRCHIM

Aducción Colca - Siguas (88 Km.)

SIFON INVERTIDO

CAIDAS

RAPIDAS

ALCANTARILLAS

VERTEDEROS

PUENTE CANAL

TOMA LATERAL

Otras estructuras hidráulicas de conducción

Elección del tipo de estructuraCuando el nivel del agua es menor que la rasante del obstáculo, se puede utilizar una alcantarilla.Cuando el nivel de la superficie libre del agua es mayor que la rasante del obstáculo, se puede utilizar como estructura de cruce; un puente canal o un sifón invertido o la combinación de ambos.El puente canal se utilizará cuando la diferencia de niveles entre la rasante del canal y la rasante de la quebrada o río, permita un espacio libre, suficiente para lograr el paso del agua.El sifón invertido se utilizará si el nivel de la superficie libre del agua es mayor que la rasante del obstáculo.

Para cruzar una depresión, se debe recurrir a una estructura de cruce, en cada caso se escoge la solución más conveniente para tener un funcionamiento hidráulico correcto, la menor pérdida de carga posible y la mayor economía factible. Los cuales pueden ser:

Puente canalSifón invertidoAlcantarilla

AcueductoEl puente canal es una estructura utilizada para conducir el agua de un canal, logrando atravesar una depresión. Está formado por un puente y un conducto, el conducto puede ser de concreto, acero, madera u otro material resistente, donde el agua escurre por efectos de la gravedad.

Sifón InvertidoLos sifones invertidos son conductos cerrados que trabajan a presión, se utilizan para conducir el agua en el cruce de un canal con una depresión topográfica o quebrada, también para pasar por debajo de un camino, una vía de ferrocarril, un dren o incluso otro canal.

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

Estructuras de Medición

Aforador ParshallAforador Parshall Aforador RBCAforador RBC

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

Estructuras de Protección

Construcción de Construcción de dique con enrocadodique con enrocado

Protección ribereña Protección ribereña con GAVIONEScon GAVIONES

MUCHAS GRACIAS