Diseño de Bocatoma, Compuerta, Canal

Diseo CompletoESTRUCTURAS HIDRULICASI.CAUDAL DE DEMANDA (Qd)Actividad de usoMiniCentral HidroelctricaQd0.133m3/scalculado en demanda elctricaII.OFERTA DE RECURSO - ASPECTO HIDROLGICOCuenca en estudio1CAUDAL MNIMO (Qmin)Segn aforos del cauce, en tiempo de estiaje Qmn0.5m3/s

2CAUDAL MXIMO (Qmx)Criterio:

2.1CALCULO DEL TIMPO DE CONCETRACION

Criterio:L : long. Cauce principal4.98kmLc: Long. Al centroide2.3kmS: pendiente cauce pri5%c0.45tabla IITc2.01horas

ingresar a las curvas de intensidad y calcular staTc120.5minutosTr (para ros)20aos

2.2CALCULO DE LA INTESIDADde la grficaI15mm/hEL CAUDAL MAXIMO:Entonces:

DATOS PARA CALCULARA EL CAUDAL MAXIMOTipo del area de drenajeDe tabla II, Coeficienntes de escorrentia segn Bentes (1980)C0.45de tabla anteriorI15mm/hA2209hectareasQ max41.419m3/sQmin0.5m3/smedido en poca estiajeQdemanda0.133m3/sPor la demanda elctrica de la poblacionQecologico Qmin oferta0.367m3/s

IIIASPECTO TOPOGRAFICO1calculando la pendiente del rio para la tomaDatosLongitud tramo ABmcotas superiormcota inferirmS del ro5.00%Ya calculado anteriormenteIVASPECTO GEOLOGICO1Estudio geologicoEstudio SuelosVASPECTO GEOMETRICO - HDRICO - ESTRUCTURAL

5.1DISEO DE VERTEDERO DE AFOROCriterio:C=coeficiente de descarga b=ancho del vertedero H=altura sobre la cresta P=altura del cresta A)Caso I: si se tiene ancho del ro, Calculamos HCaso II: si no se tiene ancho de ro, Escogemos la geometria del vertedero

Escogiendo la seccion 2 de laTabla 9.1, Hidrulica Aplicada, Andrew SimonH1.2mescogidoM1.99mde tabla 9.1C0.620valor recomendadoQmaximo41.42m3/sB)Hallamos b, para el Qmax

b11.47meditar graficaC)Determinacion de P, para QmnS del ro5%v: Qmintg() = S de roL1.32mP0.066mmuy pequeo6.602cmP0.8masumidoD)Calculando H2

H/P1.5 dato para ingresar el graficografico 9.14 Hidraulica Aplicada,Andrew SimonH2/P1.7Vertedero Salto Hidraulico. del grafico 9.14

H21.36m

editaEsquemacurvatura del vertederotabla 3Criterio:pendiente agua arribaKn021.850.331.9361.8360.661.9361.81611.8731.176Datos sacados de tabla 3, para pendiente aguas arriba: que se aproxime a S=5.00%pendientes agua arriba0.33k1.936n1.836x (asumidos)y0.1-0.00646992320.2-0.02309884140.3-0.0486288220.4-0.08246720380.5-0.12422472770.6-0.17361403110.7-0.23040883430.8-0.29442341210.9-0.36550083431-0.44350561781.1-0.5283188367

Caudal del Nivel de Agua Mxima Estacionaria (Q NAME)Si H total = H + P2mAsumiendo alto de muro2.5mdebe ser mayor a Htotalentonces Altura NAME2.5malto del muroQ NAME124.548m3/seg5.2DISENO DE LA TOMA - COMPUERTA (ORIFICIO DE DESCARGA LIBRE)1calculo de H mn: altura sobre la cresta con el Qmin

c0.620mismo del vertederoHmn0.063macLa compuerta se disea con el QdQd0.133m3/seg bac0.2masumido aprox la mitad de Hobmlongitud a calcularHo = Hmin + P - 0.100.763m0.10mts: altura recomendada bajo la compuertaingreasar a la figura 9.7. Hidraulica aplicada, Andrew SimonHo/a3.82entrar a la figura 9.70.624de fig 9.7Cd0.6035de fig 9.7Criterio para diseo de Compuertas: Formula de FRANCKE0.2

b0.307m0.3075.3RESALTO HIDRAULICO EN LA COMPUERTA ( SIGUIENTE HOJA)5.4DISEO DEL CANALCriterio:A partir de La Compuerta: Seccion RectangularDISEO DE CANALE REVESTIDO (SECCION RECTANGULAR)Frmula de ManingDATOS DE INGRESOQ d0.133m3/sPendiente: S0.008asumiendo una S < a la del ro.Coef. Rugosidad: n0.016tabla 1, Silvio A. para concreto de losa encofrada con maderaancho solera: b0.307mYa se tiene calculado el de la compuertatirante: y0.35mprobar valores hasta tener Q semejantesCALCULOSArea Hidraulicab*y0.10745m2perimetro Mojadob+2y1.007mRadio Hidraulicoby/(b+2y)0.1067030785mQ calculadoA*R(2/3)*S(1/2)/n0.1351292595m3/segy/b1.1400651466aproximado a 0.67Velocidad1.2576012982< V. erosivafc =210kg/cm2. V.Erosiva = 3.3m/sN Froude0.6786946897Flujo subcriticodecisinANALIZANDO SI SE REQUIERE DE UN VERTEDERO LATERALQue pasara si la compuerta est abierta todo el tiempoa0.2mb0.307m

Qmax de ro41.419m3/segHo = P+H-0.101.9m Recomienda 0.10mts debajo la compuertaEl Ho es para QmaxCriterio: Q en Compuertas, Formula de FRANCKE

9.5dato para la fig. 9.7 - hidraulica aplicada, Andrew Simon0.622valores de dicha fig.cd0.607valores de dicha fig.remplazamos en Qmax demanda0.22043m3/segEs el Q que admite el canal en maximas avenidas

Q exedente0.0874m3/segPor tanto se requiere de un VERTEDERO LATERAL

NUEVO DISEO DE CANAL RECTANGULAR: Solo cambiar "y"DATOS DE INGRESOQ max demanda0.22043m3/sPendiente: S0.008asumiendo una S < a la del ro.Coef. Rugosidad: n0.016tabla 1, Silvio A. para concreto de losa encofrada con maderaancho solera: b0.307mYa se tiene calculadotirante: y0.54masumido y probar valoresCALCULOSArea Hidraulicab*y0.16578m2perimetro Mojadob+2y1.387mRadio Hidraulicoby/(b+2y)0.1195241528mQ calculadoA*R(2/3)*S(1/2) n0.224868m3/segy/b1.7589576547aproximado a 0.67Velocidad1.3564239842< V. erosivafc =210kg/cm2 V. erosiva = 3.3m/sN Froude0.5893375003Flujo subcriticodecisinLuego: Y entrada al vertedero0.54mts Y salida despues del vertedero0.35mts

Canal antes de vertedero lateral Canal despues del vertedero lateral (TRANSICION)0.54mts0.35mts

0.307mts0.307mts5.5DISEO DE VERTEDERO LATERALHOJA APARTE - MET. ESCALONADO5.6DISEO DE CANAL DESPUS DE LA TRANSICIONSe disear con un Canal de seccion Trapesoidal, por mayoy eficiencia y se tiene buenas condicionesDISEO DE CANAL REVESTIDO (SECCION TRAPESOIDAL)DATOS DE INGRESOQ diseo0.133m3/sPendiente: S0.008tiene la misma S del canal rectangularCoef. Rugosidad: n0.016misma tipo de construccion del canal rectangularancho solera: b0.307mya se tiene calculadotirante: y0.226masumido y probar valoresTalud (Z)0.57mxima eficienciaCALCULOSArea Hidraulica(b+zy)y0.09849532perimetro Mojadob+2y(raiz(1+Z2))0.8272714384Radio Hidraulicoby/(b+2y)0.1190604624QcaluladoA*R(2/3)*S(1/2) n0.13326m3/segy/b0.7361563518aproximado a 0.67Velocidad1.352913574< V. erosivafc =210kg/cm2. V. erosiva =3.3m/sN Froude0.9086179892Flujo subcriticodecisinokCanal despues de la Transicion0.12mts10.226mtsz=0.570.307mtsDISEO DE BORDE LIBRE DEL CANALUsando la fig. 12. Manual de Silvio Agropecuario se tieneQd0.133m3/segQd4.6969pie3/segEntoncesAltura de revestimiento0.3piesDe fig 12. Manual de Silvio Agropecuariosobre superficie del agua0.12mHH+Hgrfico5.7DISEO DE CADAS. TIPO SAF 5 (ARCHIVO APARTE)0.0000.000ERROR:#DIV/0!ERROR:#DIV/0!ERROR:#DIV/0!0.0000.000ERROR:#DIV/0!ERROR:#DIV/0!ERROR:#DIV/0!0.0000.000ERROR:#DIV/0!ERROR:#DIV/0!ERROR:#DIV/0!0.0000.000ERROR:#DIV/0!ERROR:#DIV/0!ERROR:#DIV/0!