Dis. Hidr. Bocatomas Tipo I, II y III.xlsx

1.0 ESTIMACIÓN DE AGUAS MÁXIMAS Estimar las aguas máximas es muy complejo cuando no se tiene datos hidrológicos o meteorológicos; el caudal máximo se ha calculado por el método empírico, cuya metodología se adjunta al presente análisis. El caudal máximo calculado Qmax = 0.25 m³/seg Se requiere derivar las aguas de las quebradas en su margen dereha. 2.0 DISENO DE LA BOCATOMA 2.1 Características Hidráulicas en el río Longitud de barraje (B) 0.5 Cota en el cauce del río en 0+000 2000.8 Cota en el cauce del río en 0+022.50 (Co) 2000 Longitud del tramo del río 6 Pendiente en el río (S) 0.133 Factor de rugosidad en el río 0.045 2.1 Altura de Barraje (P) Según Mansen y Rosell la altura de barraje se determina con la siguiente fórmula: Cc = Co + P = Co + (ho + h + ΔH) = ΔH = 0.00 P= 0.7 ho = 0.50 h = 0.20 Longitud de barraje (B) 0.5 Cota canal en 0+000 2000.5 Cc = P 2.2 Carga Sobre la Cresta del Vertedero (He) Qmax = Cd x L x He¹˙⁵ Qmax es dato 0.25 He = (Qmax / (Cd x L))¹⁄¹˙⁵ siendo C = 0.81 Cd = (2/3) (2g)¹⁄² C 2.392 He = 0.352 m op¡ Hv He Hd Y P h INSTAL. DE BOCATOMAS DISEÑO DE BOCATOMA TIPO III CON BARRAJE FIJO 2000.70 2000.70 ΔH 2000.50 ho Co = 2000.00 2.3 Velocidad de Llegada (V) Q P + He = Y + Hv 0.25 Hv = Q² / (2g x B² x Y²) 0.009/Y^2 Carga devido a la velocidad de llegada (Va^2/2g) P = ho + h + ΔH = 0.70 1) 0.70 + 0.352 = 1.052 = Y + Q² / (2g x B² x Y²) = Y + 0.013 /Y² Por tanteo Y = 1.244 → f(Y) = 1.252 Hd = He - Hv 0.343989 V = Q / (B x Y) 0.40 2.4 Forma del Perfil de la Cresta de Barraje Vertedero Como el paramento del barraje es vertical, entonces: Xⁿ = k (Hd)ⁿˉ¹ Y donde: n = 1.85 k = 2.00 X¹˙⁸⁵ = 0.807 Y Xc= .282Hd .282Hd = 0.097 .175Hd .175Hd = 0.060198 X R= 0.20Hd R= 0.5Hd Y . X Y X Y X Y 0.00 0.00 0.60 0.48 1.40 2.31 0.10 0.02 0.84 0.90 0.20 0.06 1.00 1.24 0.30 0.13 1.20 1.74 0.40 0.23 1.25 1.87 0.50 0.34 1.32 2.06 2.5 Curva de Transición Entre el Escarpe y el Solado de la Poza R Ø = Arc Tg (1/z) 63.4349 1 T = R Tg (Ø/2) z R Se recomienda: Ø 0.5Hd ≤ R ≤ 2.3Hd Se ha toma el valor de: 0.791 R = 0.70 Según el perfil de cresta vertedero Z = 0.50 Ø = 63.435º T = 0.43 Ancho del Cimiento = 0.282Hd + X + T = 1.370 Tomar 2.00 T 2.6 Cálculo de Y₁ (Tirante al Pie del Barraje del Vertedero) Aguas Arriba: p. CALCULO DE LAS COORDENADAS DEL CIMACIO Eo = Co + P + Hd + V² /2g Según Sciemmi Por Bernoulli tenemos: E₁ = C₁ + Y₁ + V₁² / 2g Eo = E₁ + Hf₀-₁ V₁ = (2g (C₀ - C₁ + P + Hd - Y₁ + VH²/2g - Hf₀-₁))⁰˙⁵ r = C₀ - C₁ = 0.20 Hf₀-₁ = 0.10 VH²/2g Y₁ ≥ 0.10 0.102 V₁ = (2g (r + P + Hd - Y₁ + 0.90 x VH²/2g))⁰˙⁵ 4.75 Comprobación: V₁ = Q / A₁ 4.90 O.K. Y₂ = - Y₁/2 + (Y₁²/4 + 2 V₁² Y₁ / 9.81)⁰˙⁵ 0.64 V₂ = 0.79 2.7 Dimensionamiento de la Poza Profundidad = r = C₀ - C₁ = 0.20 Longitud de la poza = L = 4 Y₂ U.S. Bereau of Reclamation 2.542798 Tomamos 3.00 2.8 Cálculo del Tirante Aguas Abajo La condición óptima: Y₂ = Yn + r Pocas veces se presenta, por lo que González y Mansen recomiendan: Yn+r = 1.15 Y₂ Yn = 0.53 2.9 Longitud de Cimentación y Control de Filtración H = N.A. Arriba - N.A. Abajo C₁ = N.A. Arriba = C₀ + P + Hd N.A. Abajo = Cn + Yn H = (Aguas máximas) Según Krochin, considera la siguiente fórmula: LC = (1/3) ∑ LH + ∑ LV ≥ CL x H ∑ LH = 6.50 ∑ LV = 3.60 (1/3) ∑ LH + ∑ LV = 5.77 CL = (Según tabla para gravas y arenas ) 3.50 LC = 5.766667 CL x H = 1.80 → 5.76667 ≥ 1.80 O.K. 2.10 Espesor del Solado o Colchón Disipador (t) Peso de la estructura (W) ≥ Supresión (Sp) δc x A x t = δH₂O x A x Sp Sp = ω b c' (h + h' - (h/L)x c' = factor de subpresión para material permeable 1.00 Sp = 0.50 t = 0.28 t = Redondeando 0.30 2.11 Sifonamiento C = LC / H > Al valor de 3.5 C = 11.24 11.24 > 3.50 → La estructura desde el punto de vista hidráulico sí cumple con todas las condiciones. 0.51 1999.80 1.04 0.53