Trabajo Abastecimiento de Agua

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

FACULTAD INGENIERIAS Y ARQUITECTURA

ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE

INGENIERÍA CIVIL

TRABAJO SEMESTRAL

“AFORO DEL RIO YUCAES”

DOCENTE : ING. LEON PALACIOS, Edwar

CURSO : ABASTECIMIENTO DE AGUA

ALUMNOS :

CALDERON ZEVALLOS, Marco

CUYA OGOSI, Joel

DAVILA VILCAS, Alexandra

MARCA YUPANQUI, Hernan

YAULI RIVERA, Marco Antonio

YUCRA AGUILAR, Samuel

AYACUCHO – PERÚ

2015

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS – INGENIERIA CIVIL

ABASTECIMIENTO DE AGUA 2

INDICE

1.-INTRODUCCION Pág. 3

2.-OBJETIVOS Pág. 4

FUNDAMENTO TEORICO Pág.5

3.-AFORO DE AGUAS Pág. 5

3.1.-METODOS DE AFORO DE UN RIO Pág. 6

3.1.1.-METODO VOLUMETRICO Pág. 6

3.1.2.-METODO DEL FLOTADOR Pág. 6

3.1.3.-METODO DEL VERTEDERO Pág. 6

3.1.4.-METODO DEL VERTEDERO Pág. 7

3.2.-CORRECCION DE LA VELOCIDAD (c) Pág. 7

UBICACIÓN DEL RIO YUCAES Pág. 8

4.-UBICACIÓN APROXIMADA Pág. 8

4.1.-NACIMIENTO DEL RIO YUCAES Pág. 8

PROCEDIMIENTO DE AFORO Pág.11

5.-PROCEDIMIENTO Pág.11

5.1-MATERIALES A UTILIZAR Pág.11

5.1.1.-Cuerda Pág.11

5.1.2.-Wincha Pág.11

5.1.3.-Flexometro Pág.11

5.1.4.-Cronometro Pág.12

5.1.5.-Flotador Pág.12

5.2.-SECCION DE MEDICION Pág.13

5.3.-LARGO DEL RIO Pág.13

5.4.-ANCHO DEL RIO Pág.13

5.5.-TIRANTE DEL RIO Pág.13



CALCULO DEL CAUDAL Pág.17

6.-CALCULO Pág.17

6.1.-MEDICION DE LA SECCION A-A Pág.17

6.2.-MEDICION DE LA SECCION B-B Pág.18

6.3.-MEDICION DEL TIEMPO Pág.19

HALLANDO TIEMPO PROMEDIO (Tp) Pág.19

HALLANDO VELOCIDAD SUPERFICIAL (Vs) Pág.19

HALLANDO VELOCIDAD MEDIA (Vm) Pág.19

HALLANDO AREA PROMEDIO Pág.20

HALLANDO CAUDAL Pág.20

7.-CONCLUSIONES Pág.21

8.-RECOMENDACIONES Pág.22

9.-BIBLIOGRAFIA Pág.23

ANEXO Pág.24



1.-INTRODUCCION

La medición del caudal o gasto de agua que pasa por la sección transversal de

un conducto (río, riachuelo, canal, tubería) de agua, se conoce como aforo o

medición de caudales. Este caudal depende directamente del área de la sección

transversal a la corriente y de la velocidad media del agua. El método del flotador

se utiliza cuando no se tiene equipos de medición y para este fin se tiene que

conocer el área de la sección y la velocidad del agua, para medir la velocidad se

utiliza un flotador con él se mide la velocidad del agua de la superficie, pudiendo

utilizarse cómo flotador cualquier cuerpo pequeño que flote: como una pelota,

una botella, pelotas de tenis o también un fluido que se pueda distinguir en el

agua. En el caso del aforo que se efectuó en el río Yucaes se aplicó el método

de flotador para determinar el caudal de dicho río y en este informe se aplicaron

todos los procedimientos para calcular los resultados de los datos obtenidos en

el aforo.



2.-OBJETIVOS

Calcular el caudal máximo del punto de aforo.

Calcular el caudal máximo del rio por el método volumétrico.

Calculo de la velocidad media del rio y ésta depende de la velocidad

superficial del rio.

Calculo del factor KC (Factor de corrección de la velocidad del rio).

Calculo de la velocidad con el método del flotador.

Calculo del área de la sección trasversal.



FUNDAMENTO TEORICO

3.-AFORO DE AGUAS

Una estación de aforo es un conjunto de equipamientos que se instala en el

cauce de un río para medir los caudales de agua que circulan por él. Esta

información resulta de interés por su aplicación en muy diversas áreas: estudios

biológicos, ecológicos, geológicos, hidráulicos, ingenieriles, de protección civil,

etc. También pueden medirse en estas estaciones las características físico-

químicas del agua para conocer su estado y su capacidad de albergar vida, así

como algunas variables meteorológicas, como la lluvia, la temperatura y la

humedad del ambiente, la velocidad y dirección del viento, la radiación solar, etc.

El aforo es la operación de medición del caudal en una sección de un curso de

agua. En los ríos se mide en forma indirecta, teniendo en cuenta que:

Q [m3/seg] = V [m/seg] x A [m2]

CAUDAL = VELOCIDAD x AREA

El método consiste entonces en medir la sección del curso y la velocidad en la

misma. Ello se hace a través de verticales referidas a las márgenes en las que

se mide profundidad y velocidad. Se determinan así áreas parciales y

velocidades medias en las áreas parciales con las cuales se determinan

caudales parciales, cuya sumatoria arroja el caudal total.

Q= A1 V1 + A2. V2 + A3. V3 +. . . . . .



En ríos poco profundos el velocímetro debe ser suspendido por medio de una

varilla de vadeo. En ríos más profundos, debe suspenderse de un cable o varilla

desde un puente torno, vagoneta o bote.

Sin embargo un aforo sólo se puede realizar periódicamente ya que insume

bastante tiempo, entre media hora a una hora, según el río a medir y el método

a utilizar.

3.1.- MÉTODOS DE AFORO DE UN RIO

Existen varios métodos para determinar el caudal de agua y los más utilizados

en los proyectos en zonas rurales son los métodos volumétrico y de velocidad-

área. El primero es utilizado para calcular caudales hasta con un máximo de 10

lts./seg. y el segundo para caudales mayores a 10 lts./seg.

3.1.1.- METODO VOLUMETRICO

El método consiste en tomar el tiempo que demora en llenarse un

recipiente de volumen conocido. Posteriormente se divide el volumen en litros

entre el tiempo promedio en segundos, obteniéndose el caudal en lts./seg.

3.1.2.- MÉTODO DEL FLOTADOR

Con este método se mide la velocidad del agua superficial que discurre

de la fuente tomando el tiempo que demora un objeto flotante en llegar de un

punto a otro en una sección uniforme.

Se toma un trecho de la corriente; se mide el área de la sección; se lanza un

cuerpo que flote, aguas arriba de primer punto de control, y al paso del cuerpo

por dicho punto se inicia la toma del tiempo que dura el viaje hasta el punto de

control corriente abajo. El resultado de la velocidad se ajusta a un factor de 0.8

a 0.9.

En nuestro caso se ha calculado con un factor de corrección Kc

3.1.3.- MÉTODO DEL VERTEDERO

Aforo con vertedero es otro método de medición de caudal, útil en

caudales pequeños. Se interrumpe el flujo del agua en la canaleta y se produce

una depresión del nivel, se mide el tamaño de la lámina de agua y su altura. El



agua cae por un vertedero durante cierto tiempo, se mide la altura de la lámina

y se calcula la cantidad de agua que se vertió en ese tiempo.

3.1.4.- MÉTODO DEL VERTEDERO

En un río cualquiera, para determinar el caudal que pasa por una sección

transversal, se requiere, a su vez, saber el caudal que pasa por cada una de la

subsecciones en que se divide la sección transversal. Para eso, se realiza el

siguiente procedimiento para registrar las observaciones y calcular las

velocidades y caudales. El correntómetro nos da el valor de las velocidades en

el punto en donde se le sumerge.

3.2.-CORRECCION DE LA VELOCIDAD (c)



K = 0,06 paredes lisas conservadas de hormigón, madera o metálicas

K = 0,16 hormigón no perfectamente alisado, con salientes de mampostería de ladrillo

y/o piedra tallada

K = 0,46 hormigón descuidado con algo de vegetación, aguas turbias con depósitos

en las paredes. Mampostería de piedra común no perfilado.

K = 0,85 tierra con sección rectangular eventualmente revestida con guijarros, poco

depósito en el fondo, sin vegetación.

K = 1,30 tierra de sección rectangular, con hierbas en el fondo y matas en los taludes,

limpiezas periódicas.

K = 1,75 tierra en malas condiciones de conservación, matas de vegetación abundante,

depósitos de peñascos o guijarros, irregularidades, erosiones, conservación

descuidada.

K = 2,40 cursos naturales de agua canales excavados en el terreno.

UBICACIÓN DEL RIO YUCAES

4.-UBICACIÓN APROXIMADA

En WGS84DATUM ZONA: 18L Coordenadas en UTM:

NORTE: 8550977.22

ESTE: 587078,73

En coordenadas Geográficas:

LATITUD: 13°6’22.46’’S

LONGITUD: 74°11’48.04’’0

4.1.-NACIMIENTO DEL RIO YUCAES

El rio Yucaes nace de un manantial o naciente es una fuente natural de agua

que brota de la tierra o entre las rocas.

Ésta se origina por la filtración de agua de lluvia y de una laguna existente a más

altura de ella que penetra en un área y emerge en este lugar que es de menor

altitud donde el agua no está confinada en un conducto impermeable.



Cuya ubicación geográfica del nacimiento es:

Latitud: 13°20'47.84"S

Longitud: 74°12'56.90"O

Altitud: 4155 msnm

Grafico que nos muestra cómo nace un manantial

Ramificación de los ríos que forman un solo curso de agua



Lugar donde nace el rio

La ubicación de los ríos respectivos



PROCEDIMIENTO DE AFORO

5.-PROCEDIMIENTO

El método flotador es el que utilizamos para realizar este proceso que consiste

en un elemento natural o artificial que esté en condiciones de flotar, el cual es

arrastrado por las aguas ya sea parcial o totalmente sumergido a ella.

5.1- MATERIALES A UTILIZAR

5.1.1.- Cuerda

La cuerda se utiliza para limitar el tramo del rio en el cual se va realizar el

aforo,estas se colocaran en un tramo de 20 metros.

5.1.2.- Wincha

Para poder realizar la medida de cuanto están distanciados los límites de aforo

.

5.1.3.- Flexómetro

Se sabe que se llama flexómetro a la cinta métrica menor de 5 metros, este

instrumento nos ayuda a seccionar la cuerda a medidas pequeñas, ya sea 1 m o

0.5 m de acuerdo a criterio del responsable.



5.1.4.- Cronometro

Instrumento indispensable para realizar el aforo, este aparato nos ayudara a

controlar el tiempo en que el flotador recorre desde punto del límite aguas arriba

de la sección a aforarse.

5.1.5.- Flotador

Objeto que flota, puede ser una pequeña pelota, envase de plástico o algún otro

que tenga la característica de flotar.

FOTOGRAFÍA Nº 1: Materiales usados en el campo



5.2.- SECCIÓN DE MEDICIÓN

El lugar donde se va a efectuar la medición se conoce como sección transversal

del curso de agua y donde se va medir se le conoce como la velocidad del agua,

esta debe estar emplazada en un tramo del cauce o canal donde el flujo de agua

tenga las siguientes características:

El tramo debe ser casi uniforme de cauce, que sus márgenes sean rectas

y paralelas, por lo menos en un tramo mínimo de 10 metros.

Debe tener un lecho estable.

Una sección transversal de flujo relativamente constante a lo largo del

tramo recto

5.3.- LARGO DEL RIO

En este proceso realizado constamos en medir con una wincha un trayecto más

o menos recto del rio en el que no haya tantas turbulencias variantes en el

agua que puedan perjudicar el trabajo. Dado las circunstancias procedimos a

medir un trayecto del rio de 10 metros.

5.4.- ANCHO DEL RIO

Este proceso lo realizamos al medir el ancho del rio en la parte superior y final

del rio con la cual obtenemos el promedio del ancho del rio con un margen de

error pequeño, para nuestro caso 14.8 y 15 metros.

5.5.- TIRANTE DEL RIO

Este proceso de medición se realiza para obtener el área de la sección

transversal. Para obtener el área se sumerge el bastón marcado los centímetros

con un flexómetro para medir los tirantes del río.

La imagen que se muestra abajo es el rio Yucaes, ubicada a 500 metros Puente

arriba el cual se realice el aforamiento en tramo recto de 10 metros lineales.



FOTOGRAFÍA Nº 02: Vía de acceso al lugar de aforo

FOTOGRAFÍA Nº 03: Lugar de donde se realizan los datos de aforo



FOTOGRAFÍA Nº 04: Se mide el ancho en dos zonas en la parte superior del rio y en el final para limitar el tramo a aforar con cuerdas y que aproximadamente estén distanciados, en este caso es de 14.8 m en la parte superior y 15m en la parte final.

FOTOGRAFÍA Nº 05: Seguidamente medimos la profundidad del rio donde la parte más profunda mide 55 centímetros siendo medido cada metro en el ancho del rio. Donde en el punto de seccionamiento sumergimos el bastón al fondo del rio para luego utilizar el flexómetro y así tomar la lectura del tirante del rio.



FOTOGRAFÍA Nº 06: Realizando la toma de datos del Aforo, empezamos a medir la profundidad cada 50 centímetros a lo ancho del rio.

FOTOGRAFÍA Nº 07: Ahora soltamos el envase en la línea de partida, luego cronometramos el tiempo que el envase tarda en llegar a la línea de meta, este mismo procedimiento lo realizamos diez veces dando como resultado un promedio de 6.94 segundos.



CALCULO DEL CAUDAL

6.-CALCULO

Con los datos obtenidos se procede a realizar los cálculos respectivos

6.1.-MEDICION DE LA SECCION A-A

SECCION A-A (Aguas abajo)

X(m) Y(m)

0 0.15

1 0.30

2 0.33

3 0.50

4 0.58

5 0.63

6 0.60

7 0.48

8 0.55

9 0.38

10 0.34

11 0.34

12 0.34

13 0.14

14 0.12

14.8 0.04



6.2.- MEDICION DE LA SECCION B-B

SECCION B-B (Aguas arriba)

X(m) Y(m)

0 0.13

1 0.27

2 0.35

3 0.50

4 0.60

5 0.60

6 0.60

7 0.55

8 0.50

9 0.38

10 0.30

11 0.33

12 0.31

13 0.16

14 0.10

15 0.05



6.3.- MEDICION DE TIEMPO

TIEMPO

(segundos)

T1 6.01

T2 6.93

T3 7.11

T4 7.20

T5 7.21

T6 6.56

T7 7.44

T8 7.66

T9 6.08

T10 7.21

HALLANDO TIEMPO PROMEDIO (Tp)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

10

6.94

T T T T T T T T T TTp

Tp s

HALLANDO VELOCIDAD SUPERFICIAL (Vs)

tanDis ciaVs

Tp

101.441 /

6.94Vs m s

HALLANDO VELOCIDAD MEDIA (Vm)

0.85 0.85*1.44 1.224 /Vm Vs m s



HALLANDO AREA PROMEDIO (A)

1 2

2

A AA

25.709 5.625.665

2A m

HALLANDO CAUDAL (Q=m3/s)

3

*

1.224*5.665

6.934

Q Vm A

Q

mQs

6933.96 litrosQs



7.-CONCLUSIONES

Se utilizó el promedio de velocidades debido a que las dimensiones del

río es variable entonces para obtener un caudal promedio el cual nos

indique un mejor dato para la utilización en diseño.

El valor del caudal mínimo debe ser mayor que el consumo máximo diario

con la finalidad de cubrir la demanda de agua de la población futura. Lo

ideal sería que los aforos se efectúen en las temporadas críticas de los

meses de estiaje (los meses secos) y de lluvias, para conocer caudales

mínimos y máximos.

Al realizar el aforamiento en las zonas más profunda, se observa que

se puede obtener datos más exactos.

Mientras la zona a aforar tenga más vegetación será más difícil la

medición del rio



8.-RECOMENDACIONES

Se recomienda utilizar para estas pruebas el equipo de seguridad

necesario: botas y zapatos que no resbalen, y chaleco salvavidas.

En el momento de aforar se debe observar si el rio está muy caudaloso,

todo eso para prevenir algún tipo de accidente.

Al momento de aforar tener en cuenta que las mediciones tomadas deben

de ser lo más exacto posible, para así poder hacer un buen cálculo del

caudal



9.-BIBLIOGRAFIA

Catedra de hidrología agrícola/Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad

página 22.

Guía de Hidrometría: estimación del caudal por el método de flotadores.

Agua potable para poblaciones rurales / sistema de abastecimiento por

gravedad sin tratamiento/Roger Agüero Pittman, página 27-31.

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/aforamiento

corrientes/aforodecorrientes.html página 12,13” tipos de método de

aforo”.

http://www.ingenierocivilinfo.com/2010/05/metodo-del-flotador.html

página 18,19 “métodos de aforo del rio”.

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/aforamientocorrientes/aforodecorrientes.html

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/aforamientocorrientes/aforodecorrientes.html

http://www.ingenierocivilinfo.com/2010/05/metodo-del-flotador.html



ANEXO

PANEL FOTGRAFICO

FOTOGRAFÍA Nº 08: Midiendo la parte más profunda en el ancho del rio.

FOTOGRAFÍA Nº 09: Con la ayuda de una soga y la wincha realizamos la medición transversal del rio.



FOTOGRAFÍA Nº 10: Foto grupal en el punto de aforo del rio Yucaes.

FOTOGRAFÍA Nº 11: Foto grupal en el punto de aforo del rio Yucaes.

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