Tabla de contenido 1. RESUMEN ............................................................................................................... 2

2. INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 2

OBRAS DE TOMA ...................................................................................................... 2

LOCALIZACIÓN DE LA TOMA ............................................................................... 3

TOMA LATERAL ....................................................................................................... 3

3. DESARROLLO DEL DISEÑO DE LAS OBRAS .................................................. 4

3.1 Diseño del Azud................................................................................................. 4

3.2 Diseño de Compuerta y Canal de Purga ............................................................ 8

Diseño de la compuerta ............................................................................................ 8

3.3 Diseño de los Muros de Ala ............................................................................. 13

3.4 Diseño del Cuenco Disipador de Energía ........................................................ 17

3.5 Diseño de la rejilla ........................................................................................... 20

1. RESUMEN

2. INTRODUCCIÓN

El presente trabajo tiene como objetivo el diseño de una Toma Lateral para un Sistema

de Riego para lo cual es necesario conocer en que consiste.

Un Sistema de Riego está conformado por varias estructuras hidráulicas como son: obras

de toma, canal principal, canales secundarios y terciarios, obras de medición y

distribución de aguas a las tierras de cultivo. Como fuente de agua (captación) se utiliza

ríos, lagos o pozos que posean un caudal suficiente para satisfacer las necesidades de las

plantas. El agua proveniente de estos lugares puede ser captada por bombeo o a gravedad.

En el presente trabajo se va a diseñar con una captación en un río de montaña y se va a

captar a gravedad por medio de la implementación de una Toma Lateral.

OBRAS DE TOMA

El propósito de la toma, es el de derivar la cantidad de agua necesaria a través de una

estructura, para cubrir una demanda estipulada. Una toma debe cumplir los siguientes requisitos: Debe poder evacuar los caudales de crecida determinados por la hidrología, de

modo que no cause ningún daño a la estructura. Debe ser capaz de captar el caudal de diseño ya sea en estación seca como en

estación de lluvias. Debe captar agua de manera tal que no se contamine y en lo posible se produzca

una mejoría de la calidad físico-química de las aguas.

La carga sedimentada debe poder lavarse hidráulicamente para ello, serán

necesarias estructuras adicionales. La selección del punto de toma debe ser, por tanto, adecuado a los requerimientos

que debe cumplir la toma. A veces se requiere la construcción de un pequeño dique en el río, que ayude a captar agua en la cantidad requerida, pero ello dependerá de la topografía del sitio, de las condiciones geotécnicas, de la altura

de las riberas de los ríos en el lugar del dique, de la cantidad de agua que se desea captar y de los costos que ello implique.

LOCALIZACIÓN DE LA TOMA

La localización de una obra de toma, es fundamental para su funcionamiento; se debe

tender a localizar las tomas de modo que la carga de sedimentos que lleva el río, se mantenga en el lecho del mismo y no entre en la toma, y que la materia en suspensión sea evacuada con desarenadores y no con la toma.

Cuando las secciones de los ríos son rectas, la carga de sedimentos corre paralela a las riberas de los ríos de acuerdo a la pendiente del fondo del río. Si se presentan curvas, se

da origen a un flujo helicoidal y a la deposición de sedimentos en la parte inferior del meandro. Las tomas deben ser localizadas en la curva externa, siempre que ello sea posible. En el

caso de tener las tomas en secciones rectas, se podría inducir una curva en el flujo para tener condiciones de curva externa; de todos modos, si se plantea tomar más del 50% del

caudal total, se deben tomar las precauciones necesarias para mantener la mayor parte de la carga de sedimentos en el río, por ello se debe prever un aquietador y canal de lavad o antes de la patilla de fondo en la toma.

TOMA LATERAL

Los ríos de montaña tienen caudales relativamente pequeños, gradientes relativamente

grandes y corren por valles no muy amplios. En crecientes llevan cantidades apreciables

de material sólido.

La estructura de captación o toma, está ubicada por lo general aguas arriba del barraje

vertedero, siempre tratando de estar en un lugar donde el ingreso de sedimentos sea en

mínimo (cabe recalcar, que la parte ideal es el lado exterior de la parte cóncava de una

curva).

Esquema de toma convencional (pág.26 diseño Hidráulico. SVIATOSLAY KROCHIN)

3. DESARROLLO DEL DISEÑO DE LAS OBRAS

3.1 Diseño del Azud

El azud es una estructura muy habitual para elevar el nivel de un caudal o río con el fin

de derivar parte de este caudal a las acequias.

El azud, es parte importante en los sistemas de regadío por métodos tradicionales, en los

que los azudes, junto a la acequia formaban un sistema hidráulico, que además de servir

de uso para riego, alimentaba los lavaderos, abrevaderos para animales, e incluso se

utilizaba la fuerza del agua para los molinos de agua, (EN ESTE CASO PARA RIEGO)

Por lo general son estructuras de hormigón y su sección transversal es de forma curvilínea

para adaptarse a los principios de la mecánica de fluidos, de esta manera se minimiza el

rozamiento del agua con la superficie del azud para evitar la erosión.

Datos:

Qd=Caudal de diseño= 1.8 m3/s

B= Ancho del río = 30.1 m

Qc= caudal crecida = 8.945 m3/s

P= altura azud = 2.22 m

S0= Pendiente del río= 3%

R2,

25

cta río: 2415 m.s.n.m

cta 2: 2417.483 m.s.n.m

X2

R2

P

Hdcta 1: 2417.22 m.s.n.m

X1

R1

La

ESQUEMA DE LAS VARIABLES DEL AZUD

Z= cota del río= 2415 m.s.n.m.

Nomenclatura

Q = Caudal Crecida = 8,945 𝑚3/s

C = Coeficiente = 2.2

L = Ancho del Azud

Hd = Altura encima del paramento

R1 y R2 = Radios

X1 y X2 = Longitud de Radios

Altura de diseño (Hd)

Hd=(𝑸𝒄

𝑪∗𝑳)

𝟐

𝟑

Hd= altura de diseño

L=B= ancho del azud

C= 2.2 valor asumido

Hd=(8.945 𝑚3/𝐬

2.2∗30 .1𝑚)

2

3

Hd= 0.263 m

Perfil del azud

k n Pendiente Aguas Arriba

2 1,85 vertical

1,936 1,836 3 a 1

1,936 1,810 3 a 2

1,873 1,776 3 a 3

X Y

2,50 2,047

2,25 1,934

2,00 1,815

1,75 1,688

1,50 1,553

1,25 1,408

1,00 1,248

0,75 1,068

0,50 0,858

0,25 0,590

0,00 0,000

yHkx n

d

n 1

Esquema del perfil Creager

Radios de Curvatura

𝐑𝟏 = 𝟎,𝟓 ∗ 𝐇𝐝

𝐑𝟏 = 0,5 ∗ 0,263m

𝐑𝟏 = 𝟎,𝟏𝟑𝟐 𝐦

𝐗𝟏 = 𝟎,𝟏𝟕𝟓 ∗ 𝐇𝐝

𝐗𝟏 = 0,175 ∗ 0,263m

𝐗𝟏 = 𝟎,𝟎𝟒𝟔 𝐦

𝐑𝟐 = 𝟎,𝟐 ∗ 𝐇𝐝

𝐑𝟐 = 0,2 ∗ 0,263m

𝐑𝟐 = 𝟎,𝟎𝟓𝟑 𝐦

𝐗𝟐 = 𝟎,𝟐𝟖𝟐 ∗ 𝐇𝐝

𝐗𝟐 = 0,282 ∗ 0,263m

𝐗𝟐 = 𝟎,𝟎𝟕𝟒 𝐦

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500

PERFIL DEL AZUD

Radio de curvatura del zampeado:

Z= P+Hd

Z= 2.22 m + 0,263 m

Z= 2.483 m

V = √𝟐 ∗ 𝒈 ∗ (𝒁 − (𝟎. 𝟓 ∗ 𝑷))

V = √2 ∗ 9.81 ∗ (2.483 − (0.5 ∗ 2.22))

V = 5.19 m/s

R = 𝟏𝟎(

𝑽+𝟔,𝟒∗𝑯𝒅+𝟏𝟔

𝟑,𝟔∗𝑯𝒅 +𝟔𝟒)

R = 10(

5.19+(6,4∗0.263 )+16

(3,6∗0.263)+64)

R= 2.25 m

Longitud del Azud

𝐿𝑎 = 𝑋1 + 𝑋 + 𝑅

Donde:

X1= 0.282 Hd (m)

X= máximo valor cuando Y=2.50 m

R= 2,25 m

𝐿𝑎 = 0.074 + 2.047 + 2.25

𝐿𝑎 = 4.371 𝑚

X1=0,046 m

X2=0,074 m

R1=0,132 m

R2=0,053m

La=4,371 m

ESQUEMA DEL PERFIL DEL AZUD EN CORTE

P=

2,2

2 m

R2,

25 m

cta 2: 2417.483 m.s.n.m

cta río: 2415 m.s.n.m

cta 1: 2417.22 m.s.n.m

Hd=0,263 m

3.2 Diseño de Compuerta y Canal de Purga

Una compuerta de purga que se ubica en un extremo del azud, al lado de la reja de entrada.

Generalmente el río trae en creciente una gran cantidad de piedras que se acumulan aguas

arriba del azud pudiendo llegar a tapas la reja de entrada con lo cual el caudal de captación

se reduce considerablemente o puede ser totalmente interrumpido. La función de la

compuerta es eliminar este material grueso.

Por lo general la eficiencia de la compuerta de purga es pequeña, pero por lo menos se

consigue mantener limpio el cauce frente a la rejilla. La compuerta se abre en las

crecientes, cuando sobra agua, y por lo tanto cumple una función adicional de aliviar el

trabajo del azud y hasta cierto gado, regular el caudal captado.

Diseño de la compuerta

Datos:

P = 2.22 m

K = 0,96

g = 9, 81 m/s²

Vcanal = se asume (2.5 m/s)

Vr=0.45 m/s

m =0,25

b = 1,20 m ancho del canal de la compuerta (valor adoptado) debido a que

transporta rocas de diámetro de 1.00 m a 1.20 m.

Nomenclatura

P = altura del paramento

g =aceleración de la gravedad

Vr= velocidad aguas arriba

a = abertura de la compuerta

K = coeficiente de velocidad

cta: 2418,22 m.s.n.m

P

ESQUEMA DE LAS VARIABLES DE LA COMPUERTA

Y2

a

Lr

Y1

cta río: 2415 m.s.n.m

b= ancho del canal de purga

e = f (a/H) coeficiente de contracción

0,95 > k < 0,97

[k*e ] = coeficiente de descarga (Cd)

[Cd*A]=velocidad

Abertura de la Compuerta del Canal de Purga

Se asume un valor de abertura de la Compuerta de Purga de 𝑎 = 0,80 𝑚

Coeficiente de Contracción

𝑪𝒄: 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑑𝑜 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 0.52 − 0.62

Altura del agua a la salida de la compuerta

𝒚𝟏 = 𝒂 ∗ 𝑪𝒄

𝑪𝒄 = 𝟎.62 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑎𝑑𝑜𝑝𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 0.52 − 0.62

𝑦1 = 0,8 𝑚 ∗ 0,52

𝑦1 = 0,416 𝑚

Coeficiente de Velocidad

𝑪𝒗 = 𝟎, 𝟗𝟔𝟎 + 𝟎,𝟎𝟗𝟕𝟗 ∗ (𝒂

𝑷)

𝐶𝑣 = 0,960 + 0,079 ∗ (0,8

2,22)

𝐶𝑣 = 0,988

Coeficiente de Descarga

𝑪𝒅 =𝑪𝒄 ∗ 𝑪𝒗

√𝟏 +𝑪𝒄 ∗ 𝒂

𝑷

𝐶𝑑 =0,52 ∗ 0,988

√𝟏 +𝟎,𝟓𝟐 ∗ 𝟎, 𝟖

𝟐,𝟐𝟐

𝐶𝑑 = 0,47

COMPROBACIÓN DE CAUDAL

𝐐 = 𝑪𝒅 ∗ 𝐛 ∗ 𝐚√𝟐𝐠 ∗ 𝐏

𝐐 = 0,47 ∗ 1,20 ∗ 0,8 ∗ √2(9,81)(2,22)

𝐐 = 𝟐, 𝟗𝟗 𝐦𝟑

𝐬⁄

Comprobación en Programa HCanales

Esquema Utilizando HCanales

Cálculo del Resalto Hidráulico por la Compuerta Utilizando HCanales

Tirantes conjugados

𝐲𝟏 = 𝟎, 𝟐𝟑 𝐦

𝐲𝟐 = 𝟐, 𝟐𝟐 𝐦

Longitud del Resalto

𝐋𝐫 = 𝟓(𝐲𝟐 − 𝐲𝟏) 𝑭ó𝒓𝒎𝒖𝒍𝒂 𝒅𝒆 𝑴𝑨𝒁𝑻𝑲𝑬 (𝟏𝟗𝟑𝟔)

𝐋𝐫 = 5(2.22 m − 0,23 m)

𝐋𝐫 = 𝟗.𝟗𝟒 𝐦

Diseño del Canal de Purga

Datos:

Qd = 1.8 m3/s

H=P = 2.22m

Bc = 1.20 m

K = 0,95 – 0,97

V =0,5 m/s

Nomenclatura:

Qd= caudal de diseño

P= altura del azud = paramento

Bc = ancho del canal

K= coeficiente de velocidad

V= velocidad aguas arriba

Pero como este canal es para evacuar los sedimentos y materiales que se acumulan al pie

de la cara vertical del vertedero para su diseño tenemos que tener en cuenta que la

velocidad y la pendiente deben ser lo suficientemente altas para poder arrastrar con

facilidad estos sedimentos y materiales.

Por lo que se adoptara una pendiente del 3% y un n= 0,017.

ESQUEMA DE LA COMPUERTA DE LIMPIEZA

Lr = 9,94 m

cta: 2418,22 m.s.n.m

cta río: 2415 m.s.n.m

a=

0,8

m

Y2=

2,2

2 m

P=

2,2

2 m

Y1=0,23 m

Cálculo del calado normal del canal

𝑸 =𝟏

𝒏∗ 𝑨 ∗ 𝑹𝒉

𝟐𝟑⁄ ∗ 𝑺

𝟏𝟐⁄

2.9886 =1

0,017∗ (1 ∗ 𝑦) ∗ (

1 ∗ 𝑦0

1 + 2𝑦)

23⁄

∗ (0,03)1

2⁄

𝑦0 = 0.56 𝑚

Como condición se debe tener en cuenta que la velocidad después de la compuerta debe

ser mayor a 2,5 m/s.

Calculo de la velocidad en el canal

𝒗 =𝑸

𝑨

𝑣 =2.9886

(1,2 ∗ 0,387)

𝒗 = 𝟒. 𝟒𝟔 𝒎

𝒔 > 𝟐, 𝟓

𝒎

𝒔 𝑶𝑲‼

Como podemos observar la velocidad en el canal es superior a 2,5 m/s, entonces el diseño

de nuestro canal seria de 1,20 m de ancho y 0.75 m de altura.

Finalmente, el canal de purga quedara con las siguientes medidas.

Base = 1,20 m

Altura= 2.25 m

cta río:m.s.n.m

So

ESQUEMA DE VARIABLES DEL CANAL DE PRUGA

Yo

bc

Longitud = 7 m para que los sedimentos y otros materiales caigan nuevamente en el

lecho del río más no en el colchón disipador.

COMPROBACIÓN EN HCANALES

Esquema de resultados del programa Hcanales

3.3 Diseño de los Muros de Ala

Los muros de ala se pueden diseñar de forma monolítica con los estribos o bien se pueden

separar de la pared del estribo mediante una junta de expansión y diseñar para que trabajen

de forma independiente.

Las longitudes de los muros de ala se deberán calcular utilizando las pendientes

requeridas para la carretera. Los muros de ala deberán tener una longitud suficiente para

retener el terraplén de la carretera y proveer protección contra la corrosión.

cta río: 2415 m.s.n.m

So= 3%

ESQUEMA DEL CANAL DE PRUGA

Yo

= 0

.55

9 m

bc=1,2 m

Datos:

Qc= caudal de crecida= 8,945 m3/s

P=H= altura azud = 2,22 m

Hd= altura carga de agua = 0,263 m

L1 = longitud del muro = 5 m

Z=2,483 m

Altura del muro de ala

𝐻𝑎 = 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑢𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑙𝑎

𝐻𝑠 = 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑

𝐻𝑠 = 𝑃 + ℎ𝑑 = 2,22 + 0.263 = 2.483 𝑚

𝐻𝑎 = 𝑃 + ℎ𝑑 + ℎ𝑠

𝐻𝑎 = 2.22 + 0.263 + 2.483

𝐻𝑎 = 4.966 𝑚

sin 𝜃 =𝑙

𝐿

𝑙 = 𝑠𝑒𝑛 15 ∗ 5

𝑙 = 1.294 𝑚

Tabla No. 1 Altura del muro de ala parte inferior del Azud:

Ancho de la Solera Borde Libre (fb)

Hasta 0,80 m 0,40 m

0,8 – 1,5 m 0,50 m

1,5 – 3,0 m 0,60 m

3,0 – 20,0 m 1,00 m

Muro de Ala Aguas Abajo del Azud

L1

H

ESQUEMA DE VARIABLES DEL MURO DE ALA

e

Ha

b

Hd

Ha

𝑯𝒂𝒃. = 𝑷 + 𝒇𝒃

Como el ancho de la solera es de 26.312 m tomamos el valor de fb=1m de la Tabla No. 1

ℎ𝑎𝑏. = 2,22 𝑚 + 1,0 𝑚

ℎ𝑎𝑏. = 3,22 𝑚

Espesor de los muros de ala

Si la altura de ha es mayor a 2 m se recomienda un espesor e= 0.30 m

Por tanto, el espesor del muro de ala será de 0.30 m

Longitud real del Azud

𝐿 = 𝐵 − 2𝑙 − 𝑙𝑝𝑢𝑟𝑔𝑎

𝐿 = 30.1 − 2 ∗ 1.294 − 1.2

𝐿 = 26.312 𝑚

Longitud del Azud

𝑳𝒂𝒛𝒖𝒅 = 𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑅í𝑜 ∗ 𝑐𝑜𝑠 𝛼

Como el valor del ángulo α de be estar entre 17° - 21°, Asumimos un valor de α = 18°

𝑳𝒂𝒛𝒖𝒅 = 26.312 𝑚 ∗ 𝑐𝑜𝑠 18°

𝑳𝒂𝒛𝒖𝒅 = 25.024 𝑚 ≈ 25 𝑚

L1=5 m

Hd=0,263 m

cta río: 2415 m.s.n.m

cta 2: 2417.483 m.s.n.m

cta 1: 2417.22 m.s.n.m

cta 3: 2422.796 m.s.n.m

cta 4: 2418.22 m.s.n.m

Hab

=2

,45 m

ESQUEMA DEL MURO DE ALA

Ha=

4,9

66 m

e=0,3 m

3.4 Diseño del Cuenco Disipador de Energía

En una obra hidráulica está destinada a amortiguar y disipar la energía cinética del agua.

Estos dispositivos son necesarios en:

La parte inferior de un vertedero, ya sea libre o provisto de compuertas;

La salida de las turbinas de una central hidroeléctrica. Cuanto más calma está el

agua al salir de la usina, mejor se habrá aprovechado la energía disponible en el

salto;

La descarga de fondo de las represas. Se crea, mediante un obstáculo en el lecho

del río, una reducción de la sección, y consecuentemente una “poza de agua” que

actúa como amortiguador en la caída del chorro de agua que sale a alta velocidad

por la descarga de fondo. El obstáculo puede ser de concreto, o simplemente

dejando de excavar la roca existente en el lugar;

La descarga de agua de las esclusas;

La salida de una línea de impulsión, o de una tubería en general.

Aguas abajo de la cuenca de disipación el curso de agua debe haber perdido su

capacidad de erosión a causa de su turbulencia.

Datos:

𝑄𝑐 = 8.945 𝑚3/𝑠 𝑃 = 2.22 𝑚 𝐵 = 26,312 𝑚 𝐻𝑑 = 0.263𝑚 𝑍𝑜 = 2415 𝑚𝑠𝑛𝑚 𝐶𝑜 = 2

Cálculo de calados contraídos

Y1 y Y2 = calados contraídos

𝑦1 =𝑞

𝑘 ∗ √2 − 𝑔 ∗ (𝑧 − 𝑦1)

Nivel Z

𝑍 = 𝑦1 + 𝐻𝑑

Asumiendo y1=y2=1.0 m

𝑍 = 1.0 + 0.263

𝑍 = 1.263 𝑚

𝒒 =𝐐𝐜𝐫𝐞𝐜𝐢𝐝𝐚

𝑳

𝑞 =8.945

26.312

q= 0.34 m3/s

Velocidad al ingreso del azud

𝒗 = √2 ∗ .981 ∗ (1.263 − 0.5 ∗ 2.22)

𝒗 = 𝟏. 𝟕𝟑 𝒎/𝒔

Coeficiente de (K)

𝑦1 =𝑞

𝑘 ∗ √2 − 𝑔 ∗ (𝑧 − 𝑦1)

𝑦1 =0.34

0.95 ∗ √2 − 9.81 ∗ (1.263 − 𝑦1)

𝑦1 = 0.074 𝑚

Cálculo de Nro de Froude

𝐹 =𝑉

√𝑔 ∗ 𝑦1

𝐹 =1.73

√9.81 ∗ 0.074

𝐹 = 2.03

Cálculo de Y2

𝒚𝟐 =𝒚𝟏

𝟐∗ (√𝟏 +

𝟖𝒒𝟐

𝒈 ∗ 𝒚𝟏𝟑− 𝟏)

𝑦2 =0.074

2∗ (√1 +

8 ∗ 0.342

9.81 ∗ 0.0743− 1)

𝑦2 = 0.529 𝑚

Longitud del Resalto

𝐋𝐑 = 𝟓(𝐲𝟐 − 𝐲𝟏)

𝐋𝐑 = 5(0.529 m − 0,074 m)

𝐋𝐑 = 𝟐. 𝟐𝟕𝟓 𝐦

Comprobación en HCanales

Cálculo del calado normal reingreso al cauce

Asumiendo que la morfología del río es aproximadamente un canal rectangular se obtiene

lo siguiente:l

Datos:

𝑄𝑐 = 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑐𝑟𝑒𝑐𝑖𝑑𝑎 = 8.945 𝑚3/𝑠 𝐵 = 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑟í𝑜 = 30.1 𝑚 𝑆𝑜 = 𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑟í𝑜 = 0.03 𝑛 = 0.045 (𝑐𝑎𝑢𝑐𝑒 𝑐𝑜𝑛 𝑣𝑒𝑔𝑒𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛)

Utilizando HCanales

Condición a cumplir Y2<Yo

Yo= calado normal del rio (0.216 m)

Y2= calado conjugado (0.53 m)

Cumple con la condición 0.529 > 0.216

Cálculo de altura de bloque al pie del azud reingreso al cauce del río

𝑒 = 𝑟 = 1.15 ∗ 𝑦2 − 𝑦𝑜

𝑒 = 1.15 ∗ 0.529 − 0.216

𝑒 = 0.392 𝑚

3.5 Diseño de la rejilla

Una reja de entrada que impide que pase hacia la conducción material sólido flotante

demasiado grueso. Para esto el umbral de la reja se pone a cierta altura sobre el fondo del

río y la separación entre barrotes normalmente no pasa de 20 cm.

En vista de que a pesar de esto, parte del material sólido alcanza a pasar, al otro lado de

la reja se deja una cámara llamada desripiador para detenerlo.

El desripiador debe tener una compuerta hacia el río a través de la cual periódicamente se

lava el material acumulado en el fondo.

Qdiseño= caudal de crecida= 1.8 m3/s

P= altura azud = 2.22 m

Hd= altura carga de agua = 0,263 m

L = ancho del azud = 26.312 m

Y1=Y2 altura al umbral de la rejilla < 0.8 m

Hr = altura de la rejilla= 1 m

S = coeficiente de sumersión

M = coeficiente de descarga

b = ancho libre rejilla

br= ancho real de la rejilla

cta : 2414.869 m.s.n.m

cta : 2414.801 m.s.n.m

Y1= 0,074 m

Y2 = 0,529 m

Lr=2,275 m

e= 0,392 m

Hd=0,263 m

cta 1: 2417.22 m.s.n.m

ESQUEMA DEL DISIPADOR DE ENERGÍA

cta río: 2415 m.s.n.m

cta 2: 2417.483 m.s.n.m

P=

2,2

2 m

𝐇𝐝 = 𝟎, 𝟐𝟔𝟑 𝐦

𝒚𝟏 = 𝒚𝟐 = 0.8 𝑚

𝐐 = 𝐊 ∗ 𝐒 ∗ 𝐌 ∗ 𝐛 ∗ 𝐇𝐝𝟑𝟐

𝒉𝒎 = 𝑯𝒅 − 𝒁

𝒉𝒎 = 0,263 𝑚 − 0,1 𝑚

ℎ𝑚 = 0,163 𝑚

𝒚𝟏 = 𝑷 + 𝒉𝒔 + 𝒉𝒓

𝑦1 = 2.22 + 0.20 + 1.00

𝑦1 = 3.42 𝑚

𝑯 = 𝒚𝟏 + 𝒉𝒓

𝐻 = 3.42 + 1.00

𝐻 = 4.42 𝑚

Cálculo del Coeficiente de Sumersión S

𝐒 = 𝟏, 𝟎𝟓 ∗ (𝟏 − 𝟎, 𝟐 ∗𝐡𝐦

𝐘𝟐) ∗ √

𝐙

𝐇

𝟑

S = 1,05 ∗ (1 − 0,2 ∗0,163

3.42) ∗ √

0,10

4,42

3

S = 0,294

Cálculo del Coeficiente del Vertedero M

𝐌 = (𝟎,𝟒𝟎𝟕 +𝟎,𝟎𝟒𝟓∗𝐇

𝐇+𝐘𝟏) (𝟏 + 𝟎, 𝟐𝟖𝟓(

𝐇

𝐇+𝐘𝟏)

𝟑

) √𝟐𝐠

M = (0,407 +0,045∗4.42

4.42+3,42) (1 + 0,285 (

4.42

4.42+3,42)

3

) √2 ∗ 9,81

M = 2,013

Ancho Libre de la Rejilla

𝐛 =𝐐𝐃𝐢𝐬𝐞ñ𝐨

𝐒∗𝐌∗𝐇𝟑𝟐

b =1.8

0,294 ∗ 2.013 ∗ (1)32

b = 3.04 m ≈ 3.00 m

Número de Barrotes

𝑺𝒃 = 𝑺𝒆𝒑𝒂𝒓𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝒆𝒏𝒕𝒓𝒆 𝑩𝒂𝒓𝒓𝒐𝒕𝒆𝒔 = 0,2𝑚

𝒏𝒆𝒔𝒑𝒂𝒄𝒊𝒐𝒔 =𝐛

𝐒𝐛

𝒏𝒆𝒔𝒑𝒂𝒄𝒊𝒐𝒔 =𝟑

𝟎,𝟐𝟎

𝒏𝒆𝒔𝒑𝒂𝒄𝒊𝒐𝒔 = 𝟏𝟓

𝐀𝐧𝐜𝐡𝐨 𝐌ó𝐝𝐮𝐥𝐨𝐬 =𝐁

# 𝐌ó𝐝𝐮𝐥𝐨𝐬

𝐀𝐧𝐜𝐡𝐨 𝐌ó𝐝𝐮𝐥𝐨𝐬 =𝟏𝟐,𝟗𝟐

𝟑

𝐀𝐧𝐜𝐡𝐨 𝐌ó𝐝𝐮𝐥𝐨𝐬 = 𝟒,𝟑𝟏 𝐦 ≈ 𝟒,𝟓 𝐦

Ancho real de la Rejilla

𝒃𝒓 = 𝑩 + (𝑨𝒃 ∗ 𝑵)

𝑵 = 𝒏 − 𝟏

𝑁 = 65 − 1 = 64

𝑨𝒃 = 𝑨𝒏𝒄𝒉𝒐 𝒅𝒆 𝒍𝒐𝒔 𝑩𝒂𝒓𝒓𝒐𝒕𝒆𝒔 = 𝟎, 𝟏 𝒎

BT = 12,92 + (2 ∗ 0,2) + (2 ∗ 0,3)

BT = 13,92 m ≈ 14 m

Ángulo de inclinación de la Rejilla Respecto al río

𝜶 = 𝒂𝒓𝒄 𝒄𝒐𝒔𝒗

𝒗𝒆

Velocidad en la Rejilla (ve)

𝐴𝑠𝑢𝑚𝑖𝑚𝑜𝑠 𝑢𝑛 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 1,5 𝑚/𝑠

Velocidad del Río

𝒗 =𝑸𝒎

𝑨𝒓𝒊𝒐

𝑸𝒎 = 𝟏𝟓,𝟐𝟎 𝒎𝟑

𝒔

𝑨𝒓𝒊𝒐 = 𝑪𝒂𝒍𝒂𝒅𝒐 𝑵𝒐𝒓𝒎𝒂𝒍 𝒅𝒆𝒍 𝑹í𝒐 ∗ 𝑨𝒏𝒄𝒉𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝑹í𝒐

𝐴𝑟𝑖𝑜 = 0,398𝑚 ∗ 30𝑚

𝐴𝑟𝑖𝑜 = 11,94 𝑚2

𝑣 =15,20

𝑚3

𝑠11,94 𝑚2

𝑣 = 1,27 𝑚

𝑠

𝜶 = 𝒂𝒓𝒄 𝒄𝒐𝒔𝒗

𝒗𝒆

𝜶 = 𝒂𝒓𝒄 𝒄𝒐𝒔𝟏,𝟐𝟕

𝟏,𝟓

𝜶 = 𝟑𝟐,𝟏𝟓°

DESRIPIADOR

Desripiador, o trampa para piedras, se ubica a continuación de la galería y en vista que

una gran cantidad de arena y piedras pequeñas entran por la rejilla, es imprescind ib le

construir un desripiador eficiente.

Para que el desripiador tenga una salida al río con una longitud dentro los limites

económicos, este debe tener una gradiente de por lo menos 3%. O sea que este tipo de

toma solamente es práctico en los torrentes o río de montaña y no se ha utilizado para

caudales mayores de 10 m3/s. El desripiador lleva una compuerta de fondo, que facilita

la purga de material de arrastre que alcanzó a entrar por la rejilla, se recomienda operar

esta compuerta cuando la demanda para riego es menor al que capta la toma.

Datos/Nomenclatura

Qdiseño = caudal de diseño= 6 m3/s

M = coeficiente del vertedero= 2,26

S = corrección por humersión= 0,58

Bt = ancho total de la rejilla= 14,0 m

Y1= altura al umbral de la rejilla = 2,4 m

Calculo del Coeficiente de Sumersión S

𝐒 = 𝟏, 𝟎𝟓 ∗ (𝟏 − 𝟎, 𝟐 ∗𝐡𝐦

𝐘𝟐) ∗ √

𝐙

𝐇𝐝

𝟑

S = 1,05 ∗ (1 − 0,2 ∗0,458

3,40) ∗ √

0,10

0,558

3

S = 0,58

Calculo del Coeficiente del Vertedero M

𝐌 = (𝟎,𝟒𝟎𝟕 +𝟎,𝟎𝟒𝟎∗𝐇𝐝

𝐇𝐝+𝐘𝟏) (𝟏 + 𝟎, 𝟐𝟖𝟓(

𝐇𝐝

𝐇𝐝+𝐘𝟏)

𝐙

) √𝟐𝐠

M = (0,407 +0,040∗0,558

0,558 +3,40) (1 + 0,285 (

0,558

0,558+3,40)

0,10

) √2 ∗ 9,81

M = 2,26

𝐐 = 𝐒 ∗ 𝐌 ∗ 𝐁𝐃 ∗ (𝐇𝐧)𝟑

𝟐

𝟔 = 𝟎, 𝟓𝟖 ∗ 𝟐,𝟐𝟔 ∗ 𝐁𝐃 ∗ (𝟎,𝟗)𝟑

𝟐

𝐁𝐃 = 𝟓, 𝟑𝟔 𝐦

𝒛 = 𝒀 + 𝑯𝒏

𝒛 = 𝟐, 𝟒 + 𝟎, 𝟗

𝒛 = 𝟑, 𝟑 𝒎

𝐳 = 𝐝𝟏 +𝐐 𝟐

𝟐𝐠 ∗ 𝐛𝐫 ∗ 𝐝𝟏𝟐

𝟑, 𝟑 = 𝐝𝟏 +𝟔𝟐

𝟐(𝟗,𝟖𝟏) ∗ (𝟏𝟒)𝟐∗ 𝐝𝟏𝟐

𝐝𝟏 = 𝟎, 𝟎𝟓𝟒 𝐦

𝒒 =𝑸

𝑩𝒅

𝒒 =𝟔

𝟏𝟒

𝒒 = 𝟎,𝟒𝟑 𝐦𝟑/𝐬

𝐝𝟐 =𝐝𝟏

𝟐(−𝟏 + √𝟏 +

𝟖 𝐪𝟐

𝐠∗ 𝐝𝟏𝟑)

𝐝𝟐 =𝟎,𝟎𝟓𝟒

𝟐(−𝟏 + √𝟏 +

𝟖(𝟎,𝟒𝟑)𝟐

𝟗,𝟖𝟏∗ (𝟎,𝟎𝟓𝟒)𝟑)

𝐝𝟐 = 𝟎, 𝟖𝟏 𝐦

Comprobación de Resalto Sumergido

𝐝𝟐 < 𝐳

𝟎, 𝟖𝟏 < 𝟑,𝟑 OK!!!

Longitud del Resalto

𝐋 = 𝟐,𝟓(𝟏,𝟗𝐝𝟐 − 𝐝𝟏)

𝐋 = 𝟐,𝟓(𝟏,𝟗(𝟎,𝟖𝟏) − 𝟎,𝟎𝟓𝟒)

𝐋 = 𝟑,𝟕𝟏 𝐦 ≈ 𝟒,𝟎𝟎 𝐦

Canal del Desripiador

Yn= altura al umbral de la rejilla = 2,4 m

n = 0,025 (Valor tomado debido a que en el canal va existir la presencia de piedras

y otros materiales.

b = 0,8 m (Valor asumido en base al ancho de la compuerta)

En el momento de abrir la compuerta de lavado del desripiador , todo el caudal debe irse

por este sin que nada quede entre el, o sea que el calado del canal no debe ser mayor a

0,81 m.

Área Mojada

𝐀 = 𝐘𝐧 ∗ 𝐛

𝐀 = 𝟐,𝟒 ∗ 𝟎,𝟖

𝐀 = 𝟏,𝟗𝟐 𝐦𝟐

Perímetro Mojado

𝐏 = (𝟐 ∗ 𝐘𝐧) + 𝐛

𝐏 = (𝟐 ∗ 𝟐,𝟒) + 𝟎,𝟖

𝐏 = 𝟓,𝟔𝟎 𝐦

Radio Hidráulico

𝐑 =𝐀

𝐏

𝐑 =𝟏,𝟗𝟐

𝟓,𝟔𝟎

𝐑 = 𝟎,𝟑𝟒𝟑 𝐦

Velocidad

𝐕 =𝐐

𝐀

𝐕 =𝟔

𝟏,𝟗𝟐

𝐕 = 𝟑, 𝟏𝟐𝟓 𝐦/𝐬

Pendiente

𝐒 =𝐕𝟐 ∗ 𝐧𝟐

𝐑𝟒

𝟑⁄

𝐒 =𝟑,𝟏𝟐𝟓𝟐 ∗ 𝟎,𝟎𝟐𝟓𝟐

𝟎,𝟑𝟒𝟑𝟒

𝟑⁄

𝐒 = 𝟐, 𝟓𝟒%

Comprobación

𝐏𝐞𝐧𝐝𝐢𝐞𝐧𝐭𝐞 𝐝𝐞𝐥 𝐂𝐚𝐧𝐚𝐥 > 𝐏𝐞𝐧𝐝𝐢𝐞𝐧𝐭𝐞 𝐝𝐞𝐥 𝐑í𝐨

𝟐, 𝟓𝟒% > 𝟏,𝟒% OK!!!

Compuerta del Desripiador

Qdiseño = 6 m3/s

a = abertura de descarga = 0,80 m

H=P= altura azud = 3,96 m

L = ancho del azud = 30m

k = coeficiente de velocidad = 0,95 a 0,97

V = velocidad aguas arriba = 0,38 m/s

Abertura de la Compuerta

Como el calado en el canal va a ser de 0,81m se asume una abertura de la compuerta de

𝑎 = 1,0 𝑚

Coeficiente de Contracción

𝑪𝒄: 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑑𝑜 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 0.52 − 0.62

Altura del agua a la salida de la compuerta

𝒚𝟏 = 𝒂 ∗ 𝑪𝒄

𝑪𝒄 = 𝟎.62 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑎𝑑𝑜𝑝𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 0.52 − 0.62

𝑦1 = 0,81 𝑚 ∗ 0,62

𝑦1 = 0,502 𝑚

Coeficiente de Velocidad

𝑪𝒗 = 𝟎, 𝟗𝟔𝟎 + 𝟎,𝟎𝟗𝟕𝟗 ∗ (𝒂

𝑯)

𝐶𝑣 = 0,960 + 0,0979 ∗ (2

2,4)

𝐶𝑣 = 0,98 ≈ 1,0

Coeficiente de Descarga

𝑪𝒗 = 𝑪𝒄 ∗ 𝑪𝒗

𝐶𝑣 = 0,62 ∗ 1,0

𝐶𝑣 = 0,62

COMPROBACIÓN DE CAUDAL

𝐐 = 𝐤 ∗ 𝐞 ∗ 𝐚 ∗ 𝐛 ∗ √𝟐𝐠 (𝐇 +𝐕𝟐

𝟐𝐠− 𝐞 ∗ 𝐚)

Coeficiente de Compuerta Libre

𝒌 = 𝟎,𝟗𝟓 − 𝟎, 𝟗𝟕

Entonces adoptamos un valor de k = 0,96

𝒂

𝑯=

𝟏,𝟎

𝟐,𝟒

𝑎

𝐻= 0,417 → 𝑒 = 0,63528

Para encontrar el valor de e se utilizó la Tabla adjunta y realizando la interpolación entre

los valores indicados.

TABLA TOMADA DEL LIBRO KROCHIN

a/H E

0 0,611

0,1 0,615

0,15 0,618

0,2 0,62

0,25 0,622

0,3 0,623

0,35 0,628

0,4 0,63

0,45 0,638

0,5 0,645

0,55 0,65

0,6 0,66

0,65 0,675

0,7 0,69

0,75 0,705

0,8 0,72

0,85 0,745

0,9 0,98

1 1

𝐐 = 𝐤 ∗ 𝐞 ∗ 𝐚 ∗ 𝐛 ∗ √𝟐𝐠 (𝐇 +𝐕𝟐

𝟐𝐠− 𝐞 ∗ 𝐚)

𝐐 = 0,96 ∗ 0,63528 ∗ 1,00 ∗ 0,8 ∗ √2(9,81)(2,4 +3,1252

2(9,81)− 0,645 ∗ 1,20)

𝐐 = 𝟓, 𝟔𝟖 𝐦𝟑

𝐬⁄ ≈ 𝟔 𝐦𝟑

𝐬⁄

TRANSICIÓN

La transición es una estructura que se usa para ir modificando en forma gradual la sección

transversal de un canal, cuando se tiene que unir dos tramos con diferente forma de

sección transversal, pendiente o dirección. La finalidad de la transición es evitar que el

paso de una sección a la siguiente, de dimensiones y características diferentes, se realice

de un modo brusco reduciendo así las perdidas de carga en el canal. Las transiciones se

diseñan tanto a la entrada como a la salida de diferentes estructuras tales como: Tomas,

rápidas, caídas, desarenadores, puentes canal, alcantarillas, sifones invertidos

Datos:

B1=7 m

B2 = 1,5 m

Longitud Horizontal

𝑳 =𝑩𝟏 − 𝑩𝟐

𝟐 ∗ 𝒕𝒈 ∝

𝑳 =𝟕 − 𝟏, 𝟓

𝟐 ∗ 𝒕𝒈𝟏𝟐,𝟓°

𝑳 = 𝟏𝟐,𝟒𝟎 𝒎

Radio de Curvatura

𝑹 ∗ 𝒄𝒐𝒔 ∝

𝑳𝟒⁄ ∗ 𝒄𝒐𝒔 ∝

=𝑳

𝑳 ∗ 𝒕𝒈 ∝

𝑹 =𝑳

𝟐 ∗ 𝟐𝒔𝒆𝒏 ∝

𝑹 =𝟏𝟐,𝟒𝟎

𝟐 ∗ 𝟐𝒔𝒆𝒏 𝟏𝟐,𝟓°

𝑹 = 𝟏𝟒,𝟑𝟐 𝒎

DESARENADOR

El principio consiste en reducir la corriente del agua a una velocidad mínima y distribuir la

uniformemente a lo largo de la sección de la cámara. El tiempo de transcurso del agua

por la cámara, no debe ser menor que el tiempo que la partícula en suspensión necesite

para depositarse. El tiempo de sedimentación (ts) debe ser mas corto que el tiempo de

recorrido o desplazamiento del agua a lo largo de la cámara. En general las materias en

suspensión, están compuestas de partículas de diferentes tamaños de grano. El agua

ingresa al desarenador con turbulencia. Para lograr una corriente tranquila uniforme hay

que prever un tramo de transición bien diseñado.

Canal

Datos

Q = 1.8 m3/s

Tp (Tam. Particula) = 0,5 mm

W = 0,054 m/s

m = 0,5

V = 0,3 m/s

Tabla tomada del Libro de Krochin (Velocidades de Sedimentación)

Área

𝐐 = 𝐕 ∗ 𝐀

𝐀 =𝐐

𝐕

𝐀 =6

0,3

𝐀 = 𝟐𝟎,𝟎𝐦𝟐

Relación Geométrica

𝐟 =𝐀𝐧𝐜𝐡𝐨 𝐝𝐞 𝐅𝐨𝐧𝐝𝐨

𝐏𝐫𝐨𝐟𝐮𝐧𝐝𝐢𝐝𝐚𝐝= 𝟐,𝟓

Altura del Desarenador

𝐀 = 𝐟 ∗ 𝐡𝟐

𝐡 = √𝐀

𝐟

𝐡 = √20

2,5

𝐡 = 𝟐,𝟖𝟑 𝐦 ≈ 𝟑,𝟎 𝐦

Ancho del Desarenador

𝐛𝐃 = 𝟐 ∗ 𝐡

𝐛𝐃 = 2,0 ∗ 2,83

𝐛𝐃 = 𝟓, 𝟔𝟔 𝐦

Espejo de Agua

𝐓𝐃 = 𝐛𝐃 + (𝟐𝐦 + 𝐡)

𝐓𝐃 = 5,66 + [(2 ∗ 0,5) + 2,83]

𝐓𝐃 = 𝟗,𝟓𝟎 𝐦

Longitud Activa del Desarenador

𝑲 = 𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒒𝒖𝒆 𝒗𝒂𝒓𝒊𝒂 𝒆𝒏𝒕𝒓𝒆 𝟏,𝟐

− 𝟏,𝟓 𝒅𝒆𝒑𝒆𝒏𝒅𝒊𝒆𝒏𝒅𝒐 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒊𝒎𝒑𝒐𝒓𝒕𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒐𝒃𝒓𝒂

𝐋𝐃 = 𝐊 ∗𝐡 ∗ 𝐕

𝐖

𝐋𝐃 = 𝟏,𝟐 ∗𝟐,𝟖𝟑 ∗ 𝟎,𝟑

𝟎,𝟎𝟓𝟒

𝐋𝐃 = 𝟏𝟖,𝟖𝟕 𝐦

Longitud de la transición de entrada al desarenador

𝐋𝐭 =𝟗,𝟓𝟎−𝟏,𝟓

𝟐𝐭𝐚𝐧 𝟏𝟐,𝟓°

𝐋𝐭 = 𝟏𝟖,𝟎𝟒 𝒎

Calculo del vertedero del Desarenador

𝒃 =𝟔

𝟏,𝟖𝟒∗𝟎,𝟐𝟓𝟑

𝟐⁄

𝒃 = 𝟐𝟔,𝟏𝟎 𝒎

Cálculo del ángulo (α) y radio (R)

∝=26,10 ∗ 180

3,14 ∗ 9,5∗ (1 − 𝑐𝑜𝑠 ∝)

Por tanteo se determina que el ángulo α es:

∝= 𝟒𝟒°

𝑹 =𝟏𝟖𝟎∗𝒃

𝝅∗𝒂

𝑅 =180∗26,10

𝜋∗44°

𝑅 = 33,97 𝑚

Cálculo de la proyección longitudinal del vertedero

𝑳𝟏 = 𝑹 ∗ 𝒔𝒆𝒏 ∝

𝐿1 = 33,97 ∗ 𝑠𝑒𝑛 44°

𝐿1 = 23,60 𝑚

Cálculo de la longitud final (LT) del desarenador

𝑳𝑻 = 𝑳𝒅 + 𝑳 + �̅�

�̅� =𝒃+𝑳𝟏

𝟐

𝐿 =26,10+23,30

2

𝐿 = 24,70 𝑚

𝐿 𝑇 = 18,04 + 18,87 + 24,70

𝑳𝑻 = 𝟔𝟏,𝟔𝟏 𝒎

Cálculo de la caída de Fondo

∆𝒁 = 𝑳 ∗ 𝑺

∆𝑍 = 43,57 ∗ 0,03

∆𝑍 = 1,31 𝑚

𝑳 = 𝑳𝑻 − 𝑳𝒕

𝐿 = 61,61 − 18,04

𝐿 = 43,57 𝑚

Cálculo de la profundidad del desarenador frente a la compuerta de lavado

(H)

𝑯 = 𝒉 + ∆𝒁

𝐻 = 2,83 + 1,31

𝐻 = 4,14 𝑚

Cálculo de la altura de carga de agua desde la superficie hasta el fondo del

desarenador (hc)

𝒉𝒄 = 𝑯 + 𝑯𝟎

ℎ𝑐 = 4,14 + 0,25

ℎ𝑐 = 4,39 𝑚

Cálculo de las dimensiones de la compuerta de lavado

𝑄 = 𝐶𝑑 ∗ 𝐴 ∗ √2 ∗ 𝑔 ∗ ℎ

𝑎 = 𝑎𝑏𝑒𝑟𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑢𝑒𝑟𝑡𝑎 = 1,0 𝑚

𝑏 = 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑢𝑒𝑟𝑡𝑎 = 2,5 𝑚

𝒉 = 𝒉𝒄 −𝒂

𝟐

ℎ = 4,39 −1

2

ℎ = 3,89 𝑚

Ilustración: Caída de Fondo del Desarenador

𝑄 = 0,62 ∗ (1,0 ∗ 2,5) ∗ √2 ∗ 9,81 ∗ 3,89

𝑸

= 𝟏𝟑,𝟒𝟕 𝒎𝟑

𝒔⁄ 𝐴𝑙 𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑟 𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑐𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑏𝑒 𝑠𝑒𝑟 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 𝑎𝑙 𝑑𝑜𝑏𝑙𝑒 𝑑𝑒𝑙

𝑐𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑎𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑎𝑟 𝑒𝑙 𝑑𝑒𝑠𝑎𝑙𝑜𝑗𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑠𝑒𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠.

Cálculo de la velocidad de salida de la purga

Como el ancho de la compuerta fue de 2,5 m entonces dividimos a esta en 2

compuertas de 1,25m de ancho y determinamos el caudal que va a pasar por cada

una de ellas.

𝑄 = 6,74 𝒎𝟑

𝒔⁄

𝐸𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 𝑐𝑜𝑛 𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑙𝑎 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎.

𝑣 =𝑄

𝐴

𝑣 =6,74

(1 ∗ 1,25)

𝑣

= 5,4𝑚

𝑠 𝑞𝑢𝑒 𝑒𝑠 𝑢𝑛 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑞𝑢𝑒 ℎ𝑎𝑟𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑙𝑎 𝑙𝑖𝑚𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 𝑠𝑒𝑎 𝑟𝑎𝑝𝑖𝑑𝑎

Transición de salida del desarenador

𝐋𝐭 =𝐓𝟏 −𝐓𝟐

𝟐𝐭𝐚𝐧 𝟏𝟐,𝟓°

Lt = 18,04 𝑚 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑀𝑖𝑛𝑖𝑚𝑎

Canal de descarga

Q = 6 m³/s

n = 0,017

J = 1,0%

B1 = 1,5m

𝑸 =𝟏

𝒏∗ 𝑨 ∗ 𝑹𝒉

𝟐𝟑⁄ ∗ 𝑺

𝟏𝟐⁄

6 =1

0,017∗ (1,5 ∗ 𝑦) ∗ (

1,5 ∗ 𝑦

1,5 + 2𝑦)

23⁄

∗ (0,01)1

2⁄

𝑦 = 1,15 𝑚

Perímetro Mojado

𝐏 = (𝟐 ∗ 𝐘𝐧) + 𝐛

P = (2 ∗ 1,15) + 1,5

P = 3,80 m

Radio Hidráulico

𝐑 =𝐀

𝐏

𝐑 =𝟏,𝟕𝟐𝟓

𝟑,𝟖𝟎

𝐑 = 𝟎,𝟒𝟓 𝐦

Velocidad

𝐕 =𝐐

𝐀

𝐕 =𝟔

𝟏,𝟕𝟐𝟓

𝐕 = 𝟑, 𝟒𝟖 𝐦/𝐬