DISEÑO HIDRAÚLICO IIUNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR.

TOMA

LATERAL

Estructuras Componentes de una Toma Lateral

Tal como se muestra en la

figura, describiremos las

partes de una toma de

acuerdo al sentido del

flujo del agua derivado:

Dimensionamiento General

Forma de la Cresta del Barraje Vertedero Es recomendable dar formas a la cresta de modo tal que eviten la presencia de

presiones negativas que podrían generar capitación que causen daños al concreto. Es

conveniente aplicar la fórmula del W.E.S. (U.S. Army Engineers, Waterways Experiment

Station) para el dimensionamiento preliminar pero, es recomendable dar un poco de

robustez debido a que por lo general las fórmulas dan secciones muy esbeltas y fáciles

de ser dañadas por las erosión del rió (ver fig. 2)

Barraje Vertedero o Azud.

Altura del Barraje Vertedero.

La altura del barraje vertedero está orientada a elevar o

mantener un nivel de agua en el río, de modo tal que,

se pueda derivar un caudal hacia el canal principal o

canal de derivación.

También debe permitir el paso de agua excedente por

encima de su cresta.

Es lógico que el nivel de la cresta dará Ia carga

suficiente para derivar el caudal diseñado para irrigar

las tierras servidas por la bocatoma.

De acuerdo a la figura 12 se puede definir

que la cota Cc de la cresta del barraje

vertedero será:

Cc = Co + ho + h + 0.20 (en metros)

Donde:

Cc= cota del lecho detrás del barraje

vertedero (del plano topográfico).

ho= altura necesaria para evitar el

ingreso de material de arrastre (se

recomienda ho ≥ 0.60 m).

h= altura que necesita la ventana de

captación para poder captar el caudal

de derivación Qd (asumir que funciona

como vertedero.)

Seguridad= 0,20m. (Sumando de

seguridad con el fin de corregir efectos

de oleaje y de coeficientes de la

fórmula, pudiendo ser mayor de ser

posible).

Rejilla.

Su objetivo básico es impedir que los materiales de arrastre y

suspensión ingresen al canal de derivación, los cuales causan

obstrucción y desborden aguas abajo de la captación.

Las rejillas platinas unidas mediante soldadura formando paneles.

La separación entre rejillas se recomienda tomarla de eje a eje; y

dependiendo del tipo de material que se quiere impedir su ingreso la

separación variará entre 0.025m y 0.10m (material fino) y de 0.10m a0.20m (material grueso

La colocación de la rejilla puede ser vertical o con una pequeña

inclinación de 1:1/4 para facilitar su limpieza.

Esta limpieza se recomienda que se haga mediante acciónmecánica ya que cuando es manual en épocas de avenidas es casi

imposible ejecutar con la frecuencia debida.

V : velocidad de ingreso a través de la

rejilla, en pies/s (Se recomienda V = 1

m/s).

A : ángulo de rejilla con la horizontal

(ver fig. “A”)

B : ángulo de aproximación (Ver figura “B”)

D : separación entre ejes de cada platina,

en pulgadas.

Rejilla. Sus dimensiones son calculadas en función

del caudal a derivar y de las condiciones

económicas más aconsejables.

Para dimensionar la ventana de captación

se debe tomar en cuenta las siguientes

recomendaciones:

Ho : altura para evitar ingreso de material de

arrastre; se recomienda 0.60 m. como

mínimo.

Otros recomiendan ho > H/3, aunque esobvio que cuanto mayor sea ho menor

será el ingreso de caudal sólido.

h : altura de la ventana de captación; es

preferible su determinación por laformula de vertedero:

DISEÑO REJA DE ENTRADA

Diseño de la rejilla.

DATOS:

QDISEÑO: 3.5m3/s

QCRECIDA: 35m3/s

Ancho de rio: 20m

Paramento del azud: 2.50m

Pendiente: 2,2%

Cota de fondo: 2444 m.s.n.m.

Calculo de la longitud total o ancho libre de la reja

El ancho libre (b) necesario para la reja se calcula a partir de la expresión para vertederos

de cresta delgada. Q = K*S*Mo*b*H3/2

Donde:

Q = Caudal Que pasa a través del orifico (m3/s)

K = 0.85 corresponde a un coeficiente adicional de pérdida lateral producida por los barrotes.

b= ancho libe de la rejilla.

Mo = Coeficiente de descarga

S = Sumergencia.

H = Carga sobre el vertedero.

Normalmente el orificio debe trabajar sumergido

P

Qc Qc=

H=

H

H=

Para el caso de vertedero libre de cresta delgada el

coeficiente de descarga Mo puede ser calculado con las

siguientes expresiones:

La velocidad de aproximación esta incluida en el mismo y

no es necesario considerarla en la carga H.

En caso de sumergencia del azud, el coeficiente Mo se

descarga debe ser multiplicado por un factor de

corrección S de sumergencia

H

Descarga

Altura de los Muros de Encauzamiento: (Muros Laterales)

Altura del Muro Lateral es: Con el objeto de proteger las riveras aguas arriba y aguas debajo de la presa se diseñan muros de encausamiento y protección.

Hmuro = H + fb

Para designar el valor del borde libre tomaremos el criterio de acuerdo al caudal, mediante el empleo de la siguiente tabla:

Espesores mínimos de muros:

- Con h > 3 m. mas 30 cm.

- Con h < 3 m. 15cm

- Con recubrimiento de 5 cm. o mas 20 cm.

- Espaciamiento máximo de refuerzo 30 cm.

Hmuro = H + fb

Hmuro: Altura del muro

Fb= borde libre

H= P + He

Donde:

P= paramento del azud

He= altura de carga de agua

Hmuro = H + fb

Fb= 0.30

H= 3 + 0.66 = 3.66m

Hmuro = 3.66 + 0.30= 3.96m

Hmuro= 4.00m