ALCANTARILLADO COMBINADO
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INGENIERIA CIVIL
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ALCANTARILLADOS
COMBINADOS
CUANDO POR UN SOLO DUCTO SE TRANSPORTA
A.R.D Y LA ESCORRENTA SUPERFICIAL
LA UNICA VARIACION QUE SE REALIZA AL CAUDAL
SANITARIO ES EL CORRESPONDIENTE A LA
CONTRIBUCION POR CONEXIONES ERRADAS QUE SE
TRABAJA CON ALCANTARILLADO PLUVIAL
LOS PARMETROS DE DISEO SON LOS
CORRESPONDIENTES AL ALCANTARILLADO PLUVIAL
TIADTESCORRENODTSANITARIDT QQQ
-
ALIVIADEROS Disminuir los costos de conduccin de los flujos hasta el sitio de
disposicin final o de tratamiento de las aguas residuales.
deben permitir que el caudal de aguas residuales
de tiempo seco contine por el colector hasta la
planta de tratamiento o lugar de disposicin final
Colector
combinado Aliviadero
Canal
aguas
lluvias
Colector aguas negras
PT
-
TIPOS DE ALIVIADEROS
LATERALES,
TRANSVERSALES
TIPO VRTICE
-
LATERALES
Consisten en un vertedero que debe
dimensionarse adecuadamente para
cumplir la funcin de impedir el
vertimiento de las aguas negras antes
de que stas tengan determinada
dilucin y verter el exceso cuando el
volumen que llega, debido a las lluvias ,
es mayor.
-
LATERALES
-
CORTE A-A
-
CORTE B-B
-
Carga residual diluida
Factor de dilucin 1:2
Caudal diludo= 3 QARD
-
MTODOS DE CLCULO
a) GMEZ NAVARRO:
2/375.0 H
QL
L = longitud del vertedero en mts
H= altura de lmina de agua aguas arriba en mts
Q = caudal a verter en m3/seg
-
MTODOS DE CLCULO
b) Frmula de COLEMAN,SMITH Y
DEMPSTER
)1()1(****417.1 5.01
5.0
2
13.0
1 HHHVWL
L = longitud del vertedero en mts
V= Velocidad de llegada en mt/seg
W= Ancho medio del canal o del colector en mts
H1= altura de lmina de agua aguas arriba en mts
H2= altura de lmina de agua aguas abajo en mts
-
MTODOS DE CLCULO
c) Frmula de BABBIT
2
1log***55.7H
HVdoL
L = longitud del vertedero en mts
V= Velocidad de llegada en mt/seg
do= dimetro del conducto de llegada en mt
H1= altura de lmina de agua aguas arriba en mts
H2= altura de lmina de agua aguas abajo en mts
-
d) Frmula de ENGELS
87.1
1
1.1
51.0h
QL
87.1
1
1.1
51.0h
QL
L = longitud del vertedero en mts
h1= altura de lmina de agua aguas abajo en mts
Q = caudal a verter en m3/seg
-
Ejemplo
En un determinado sitio de una red de
alcantarillado combinado, se debe proyectar
un aliviadero, se conocen los siguientes
datos:
Caudal de aguas residuales : 20 lts/seg
Caudal de aguas lluvias: 800 lts/seg
Caudal de diseo del colector combinado :
20 lts/seg+800 lts/seg =820 lts/seg
-
Conducto de llegada:
Qd aguas combinadas = 820 lts/seg
Dimetro de llegada : De = 24" concreto
Pendiente = 1.2%
Se analizan dos condiciones: Utilizando
Coolebrook-white
-
Cuando transporta
slo el caudal de
aguas combinadas
d d Yn/d Yn Theta A P R Q v D FRO v2/2g
S(m/m) (m) (plg) (-) (m) (rad) (m^2) (m) (m) (Lt/s) m/s m m
0.012 0.61 24.0 0.8247 0.503 4.555 0.257 1.388 0.185 820.00 3.2 0.56 1.365 0.52
-
Cuando transporta slo el caudal de aguas
negras diludas.
Dilucin 1:2
QA.N. DILUIDAS = 3 * 20 lts/seg =60
lts/seg
d d Yn/d Yn Theta A P R Q v D FRO v2/2g
S(m/m) (m) (plg) (-) (m) (rad) (m^2) (m) (m) (Lt/s) m/s m m
0.012 0.61 24.0 0.1799 0.110 1.75 0.04 0.53 0.07 60.00 1.7 0.08 1.945 0.14
-
Conducto de salida:
QA.N. DILUIDAS = 60 lt/seg
S = de la tubera de salida del aliviadero
para transportar las aguas negras =
0.75%
Se determina el dimetro de la tubera
para transportar el QA.N. DILUIDAS :
d d Yn/d Yn Theta A P R Q v D FRO v2/2g
S(m/m) (m) (plg) (-) (m) (rad) (m^2) (m) (m) (Lt/s) m/s m m
0.0075 0.30 12.0 0.5420 0.165 3.31 0.04 0.50 0.08 60.00 1.5 0.13 1.301 0.11
-
Diseo del aliviadero :
Caudal a aliviar:
El caudal que se pretende aliviar y el
cual se vertir a la fuente ms cercana,
corresponde a la diferencia entre el
caudal de aguas combinadas y el
caudal de aguas negras diludas.
QALIVIO = 820 lts/seg - 60 lts/seg
= 760 lts/seg
-
Longitud del aliviadero:
Utilizaremos varias de las ecuaciones con el objeto de escoger la que ms se ajsute a las condiciones del proyecto:
a) GMEZ NAVARRO:
L = longitud del vertedero en mts
H = diferencia de altura de lmina en el conducto de llegada bajo condiciones de transporte de caudal total combinado y caudal diludo
H= (0.503 m-0.11m )=0.393 m
Q = CAUDAL A VERTER O ALIVIADO= 0.76 m3/seg
mseg
m
L 11.4393.075.0
376.0
2/3
-
b) Frmula de COLEMAN,SMITH
Y DEMPSTER
L = longitud del vertedero en mts
V= Velocidad de llegada = 3.2 mt/seg
W= Ancho medio del canal o del colector= 0.61 mts
H1= altura de lmina de agua cuando transporta
Caudal combinado=0.503 mts
H2= altura de lmina de agua cuando transporta
caudal diludo= 0.11mts
mmm
mseg
mmL 19.6)503.0
1()11.0
1(*503.0*2.3*61.0*417.1 5.05.013.0
-
c) Frmula de BABBIT
L = longitud del vertedero en mts
V= Velocidad de llegada=3.2 mt/seg
do= dimetro del conducto de llegada =0.61 mt
H1= altura de lmina de agua cuando transporta
Caudal combinado=0.503 mts
H2= altura de lmina de agua cuando transporta
caudal diludo= 0.11mts
msegmmL 99.711.0
503.0log*2.3*61.0*55.7
-
d) Frmula de ENGELS
L = longitud del vertedero en mts
h2= altura de lmina de agua cuando
transporta caudal diludo= 0.11mts
Q = caudal a verter =0.79 m3/seg
53.2311.0
76.051.0
87.1
1.1
L
-
alternativas
ECUACION LONGITUD ALIVIADERO EN MTS
GMEZ NAVARRO 4.1
COLEMAN,SMITH Y DEMPSTER
6.2
BABBIT 8.0
ENGELS 23.5
-
Evaluando las cuatro alternativas de longitud de alivio se escoge la menor obtenida que corresponde a la ecuacin de Gmez Navarro.
Caudal combinado
Qc=820 lt/seg
Por lo tanto la longitud del alivio es de 4.1 m
-
ALIVIADERO
Caudal aliviado o
vertido
Hacia el ro=760 lt/s
Q diluido a
PT
Caudal
combinado
Qc=820 lt/seg
-
Determinacin del perfil Hidrulico(cauela o cada en el fondo) Caudal diluido :
Radio hidrulico inicial : 0.07 mts
Radio hidrulico final : 0.08 mts
Radio hidrulico promedio : 0.075
R2/3 = 0.075 2/3 = 0.178
Velocidad promedio Vp: (1.7 m/seg + 1.5 m/sg )/2 = 1.58 m/seg ( V llegada y V salida de aguas negras diludas).
Aplicando Manning:
3
2
2
1
R
nVS
p
%8.101777.0178.0
015.058.12
S
-
Prdidas por friccin en L = 4.1 mts =
4.10 * 0.018 = 0.07 mts = 7 cms
Prdidas de energa por transicin He:
K= 0.20 por disminucin de la velocidad
00.0006.0)14.011.0(*20.022
12
22
m
g
V
g
VKHe
-
Condiciones de empate de energa para el caudal de aguas negras diludas:
Cota terreno tubera de llegada = 100.36
Cota clave tubera de llegada= 99.01
Cota fondo de tubera de llegada = 98.40
Cota de energa en tubera de llegada = 98.4 +0.11+0.14 = 100.30
Cota de fondo de tubera de salida = 98.40-0.07= 98.33
Cota clave de tubera de salida = 98.33 + 0.30 = 98.66
Cota de energa en tubera de salida = 98.33+ (0.165+0.11) = 98.44
E = 100.30-98.44 = 1.86 m
-
PERFIL
Y1=0.11
Y2=0.165
V1 2/2g=0.14
V2 2/2g=0.11
HP=0.07
99.01 CLAVE
98.40 FONDO
100.30 ENERGIA
98.44ENERGIA
98.66 CLAVE
HE=1.86
98.33 FONDO
100.36
TERRENO
-
Cotas de la cresta del vertedero
Aguas arriba ( a la llegada) = 98.4+0.11
=98.51
Cota aguas abajo ( a la salida)
=98.33+0.17 = 98.50