Trabajo N°1 de Abastecimiento de Agua

8/20/2019 Trabajo N°1 de Abastecimiento de Agua

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“UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA”FACULTAD DE INGENIERÍA

Escuela Académic !"#esi$al de I$%e$ie"&a Ci'il

C$(e$idINTRODUCCI)N**********************************************************************************************+

O,JETIVOS******************************************************************************************************+MARCO TE)RICO******************************************************************************************** -

!.laci/$ #u(u"a0 Mé(ds A$al&(ics de C1lcul*****************************************-

D(aci$es0 R*N*E****************************************************************************************2

CAUDALES***************************************************************************************************2

CARACTERÍSTICAS LOCALES***************************************************************************3

!O,LACI)N**************************************************************************************************** 4

!ERIODO DE DISE5O**************************************************************************************6

C7LCULO DE LA !O,LACI)N FUTURA*************************************************************6C7LCULO DE LA DENSIDAD !O,LACIONAL***************************************************8-

DETERMINACI)N GASTO DIARIO !ER9C7!ITA***********************************************8:

C7LCULO DE CAUDAL MEDIO***********************************************************************82

C1lcul del Caudal Medi* ;im dia"i* ;im ?"a"i* ;im ma>im/"um* ;


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ace" u$ es(udi de a.as(ecimie$( de a%ua B alca$(a"illad a"a u$a

de(e"mi$ada ciudad cmu$idad ce$(" .lad se $ecesi(a "ealia"

di#e"e$(es e(aas #ases a"a de(e"mi$a" el caudal medi ue "euie"e la

.laci/$ d$de se (ma e$ cue$(a (am.ié$ el c"ecie$(i( ue es(e.laci/$ (e$%a %a"a$(ia$d ue e$ l si.le las es("uc(u"as B el sis(ema

e$ s& mism cumla c$ el e"id de diseH c""es$die$(e al es(udi*

E$($ces la "ime"a a"(e del ("a.a escal$ad a "ealia"se c$cie$d

"e'iame$(e el c$sum !e"9cai(a calcula" el c$sum ((al " e"s$a

" d&a e$ la .laci/$ u$(ame$(e c$ la !.laci/$ "Bec(ada #u(u"a*

Ca.e me$ci$a" ue la .laci/$ a la cual ?acems "e#e"e$cia a"a ?alla" el

Caudal Medi es la .laci/$ U".a$a Ba ue el a.as(ecimie$( de a%ua B

alca$(a"illad se la "ealia"1 al $i'el de ciudad B $ de $as "u"ales*

El c$sum !e"9cai(a e>is(e el c"i(e"i de ?alla"se media$(e l es(iulad

" el Re%lame$( Naci$al de Edicaci$es el cual a d(aci$es a"a

di#e"e$(es cass es(a$d li%ad és(e a las di#e"e$(es ca$(idades de

.laci/$ B clima de la $a a a.as(ece"* Tam.ié$ e>is(e la si.ilidad de

aus(a"$s a l es(iulad " el MINSA ;lcalidades me$"es de +KKK

?a.i(a$(es= ue "ecmie$da d(aci$es se%$ la "e%i/$ e$ la ue see$cue$("a la ciudad ;cs(a sie""a sel'a=* u$a (e"ce"a si.ilidad de

?alla" el c$sum !e"9cai(a es (e$die$d a l "eal "ealia$d u$ es(udi

sciec$/mic del c$sum e$ la $a* !a"a el "ese$(e ("a.a se (m/ el

c"i(e"i de u(ilia" u$ c$sum "eal es(imad c$ u$ a$1lisis scial .asad

e$ la i$'es(i%aci/$ B la e>e"ie$cia e'i(a$d de es(a ma$e"a la e>cesi'a

d(aci/$ "ecme$dada es(iulada e$ el RNE ue se .asa m1s e$

e>e"ie$cias cs(eHas B cai(ali$as*

O,JETIVOSLs .e(i's T"aads a"a es(e "ime" ("a.a escal$ad s$ el si%uie$(e0

• De(e"mi$a" la .laci/$ #u(u"a de la ciudad a a.as(ece" de a%ua B

alca$(a"illad a"a el e"id de diseH u(ilia$d ls di#e"e$(es

mé(ds a$al&(ics ue se da$ m1s adela$(e*• De(e"mi$a" el C$sum !e"9cai(a de la .laci/$*• De(e"mi$a" el Caudal Medi de la .laci/$*• De(e"mi$a" el Caudal M1>im Dia"i B "a"i*

+


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MARCO TE)RICO!.laci/$ #u(u"a0 Mé(ds A$al&(ics de C1lcul*Método Aritmético

Es u$ mé(d de "Becci/$ cmle(ame$(e (e/"ic B "a"a 'e se da

el cas de ue u$a .laci/$ "ese$(e es(e (i de c"ecimie$( de

"ese$(a"se se e$cue$("a e$ la $a de FRANCO9CRECIMIENTO* E$ la

es(imaci/$ de la .laci/$ de diseH a ("a'és de es(e mé(d s/l

se $ecesi(a el (amaH de la .laci/$ e$ ds (iems dis(i$(s* La

.laci/$ #u(u"a a ("a'és de es(e mé(d se calcula a ("a'és de la

si%uie$(e #/"mula0

P= Po+r∗(t −¿)

Donde:

r= Pi+1− P it i+1−t i

D$de0

! !.laci/$ de diseH ;?a.*=

! !.laci/$ ac(ual ;?a.*=

" Tasa de c"ecimie$( ;?a.*aH=

( AH de "Becci/$

Método Geométrico

Media$(e es(e mé(d se asume ue el c"ecimie$( de la .laci/$

es ""ci$al al (amaH de és(a* E$ es(e cas el a("/$ de

c"ecimie$( es el mism ue el usad a"a el mé(d a"i(mé(ic*

C$ la si%uie$(e #/"mula se calcula la .laci/$ #u(u"a a ("a'és del

mé(d %emé("ic0

P= Po∗r(t −¿)

Donde :

t i+1−¿ t i Pi+1

Pir=¿√ ¿

-


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D$de0




( AH de "Becci/$

Método exponencial

!a"a el us de es(e mé(d se asume ue el c"ecimie$( de la .laci/$

se aus(a al (i e>$e$cial B la .laci/$ de diseH se uede calcula"

c$ la ecuaci/$ ms("ada* La alicaci/$ de es(e mé(d "euie"e el

c$cimie$( de " l me$s ("es ce$ss Ba ue a"a el c1lcul del

'al" de P "medi se "euie"e$ al me$s de ds 'al"es*

P= Po∗er∗(t −¿)

Donde:

P¿

i+1¿¿

¿ln ¿¿

r=¿

D$de0




( AH de "Becci/$

Método Interés Simple

Mé(d usad e$ .laci$es ue se e$cue$("a e$ la #ase ase$(amie$(

#ase i$icial de e$c$("ase e$ u$a #ase $al de sa(u"aci/$ se usa la

si%uie$(e e>"esi/$ a"a el c1lcul

P= Po∗(1+r∗( t −¿))

:


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Donde:

t

Pi(¿¿i+1−t i)

r= Pi+1− Pi¿

Método Interés Compuesto

Mé(d usad e$ .laci$es ue se e$cue$("a e$ la #ase ase$(amie$(

#ase i$icial de e$c$("ase e$ u$a #ase $al de sa(u"aci/$ se usa la

si%uie$(e e>"esi/$ a"a el c1lcul

P= Po∗(1+r ( t −¿ ))

Donde:

P

(¿¿ i+1− Pi)1 /( t i+1−t i)

r=¿

D(aci$es0 R*N*ESe%$ el Re%lame$( Naci$al de Edicaci$es es(iula ls si%uie$(es da(s

ci#"as de c$sum e$ ls cuales se ?a .asad el "ese$(e ("a.a* Las

d(aci$es ue $s su%ie"e s$ a"1me("s dee$de$ del clima cm de la

.laci/$*

Ta.la NQ80 C$sum de A%ua !e" Cai(a a"a di'e"sas .laci$es B climas

del lu%a" de es(udi "Bec(

!.laci/$

ClimaF"& Temlad

C1lid

De +KKK ?a. a 8KKKK ?a. 8+K l(s?a.d&a 82K l(s?a.d&aDe 8KKKK ?a. ?as(a 2K

KKK ?a.

82K l(s?a.d&a +KK l(s?a.d&a

M1s de 2K KKK ?a. +KK l(s?a.d&a +2K l(s?a.d&a

CAUDALES*Cálculo del Caudal medio. (Qm)

Población∗¿̇86400

Q=¿

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Cálculo del Caudal máximo diario. (Qmd).

El caudal m1>im dia"i im "e%is("addu"a$(e +: ?"as du"a$(e u$ e"&d de u$ aH* Se calcula mul(ilica$d el

caudal medi dia"i " el cecie$(e de c$sum m1>im dia"i P8* Elcaudal m1>im dia"i se calcula media$(e la si%uie$(e ecuaci/$0

Qmd=k 1∗Qm

D$de0

− im dia"i− im dia"i P8 se .(ie$e de la "elaci/$ e$("e

el maB" c$sum dia"i B el c$sum medi dia"i u(ilia$d ls da(s"e%is("ads e$ u$ e"&d m&$im de u$ aH* E$ cas de sis(emas $ue's el'al" del cecie$(e de c$sum m1>im dia"i P8 se"1 8*-K*

Ls 'al"e P8 se .(ie$e de u$a es(udi de(allad de (ds ls d&as " u$asema$a mes aH*

Fi%u"a NQ80 Va"iaci/$ del Caudal e$ u$ aH

Cálculo del Caudal máximo horario. (Qmh).

El caudal m1>im ?"a"i im "e%is("addu"a$(e u$a ?"a e$ u$ e"&d de u$ aH si$ (e$e" e$ cue$(a el caudal dei$ce$di* Se calcula cm el caudal m1>im dia"i mul(ilicad " elcecie$(e de c$sum m1>im ?"a"i P+ ;'éase -*3*2= se%$ lasi%uie$(e ecuaci/$0

Qmd=k 2∗Qm

@


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D$de0

− im dia"i− (e$si/$ Al%u$as de las

ca"ac(e"&s(icas m1s de(alladas se cme$(a$ a c$(i$uac/$0

a) UBICACI! G"#G$%&ICA'Las c"de$adas UTM de la cuidad e$ el u$( de la !laa MaB"0

• Es(e 0 +36 +KK• N"(e 0 4 @@+ -KK

) UBICACI! #*I+ICA'Dis("i( 0 Caama"ca!"'i$cia 0 Caama"caRe%i/$ 0 Caama"ca

c) A*+I+U,' La cuidad de es(udi se e$cue$("a u.icada a u$a al(i(ud de

++@K m*s*$*m ;!laa MaB"=*d) $"*I"-"' el "elie'e del (e""e$ d$de se u.ica la cuidad es de

Relie'e !la$ ues se e$cue$("a e$ u$ de ls 'alles de la "e%i/$

uec?ua de.id a la "duc(i'idad a%"icla* N(1$dse u$ desce$s

desde el e>("em $"(e es(e ?as(a el e>("em su" es(e*

3


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e) C*IMA' El clima de la $a es u$ am.ie$(e (emlad c$

(eme"a(u"as ue scila$ e$("e 8+QC B ls +KQC es(1 "e%i/$ se

ca"ac(e"ia " u$a al(a i$cide$cia de "ecii(aci$es e$ la $a*

) C#!,ICI#!"S S#CI"C#!MICAS' La cuidad de es(udi a"a u$"Bec( de a%ua (a.le B alca$(a"illad (ie$e cm ac(i'idad

.1sica es el cme"ci de "duc(s ue "duce la "e%i/$ $ (ie$e u$

desa""ll c$side"a.le e$ l ue c$cie"$e al "cesamie$( B la

i$dus("ia de la "ducci/$*

!O,LACI)N*

La .laci/$ del lu%a" de es(udi dad a ue es u$a cuidad c(icia la

.laci/$ (am.ié$ se"1 u$ suues(* a"a ell se ?a "ues( ue la

.laci/$ de la cuidad se e$cue$("a "e%is("ada e$ ls ce$ss del INEI de ls

aHs0 86@8 863+ 864- 866- +KK3 B +K8@* la .laci/$ es la si%uie$(e*

Ta.la NQ +0 Ce$ss de la Cuidad e$ Es(udi

C"!S##B*ACI!C"!SA,A

86@8 8628

863+ +63K864- -6K2

866- :2+:

+KK3 :643

+K8@ 2+8-

Ela."aci/$ "ia

4


9/18



La cu"'a de c"ecimie$( ue $s mues("a c/m ?a sid el

c"ecimie$( de la cuidad e$ .ase a ls 'al"es de ls ce$ss a$(e"i"me$(e

ms("ads ?acie$d u$ a$1lisis %"1c ue mues("a a c$(i$uaci/$0

Fi%u"a NQ-0 G"1c del C"ecimie$( !.laci$al

86@K 863K 864K 866K +KKK +K8K +K+K84KK

+-KK

+4KK

--KK

-4KK

:-KK

:4KK

2-KK

Cu"'a de C"ecimie$( !.laci$al

La Cu"'a de cl" " es la l&$ea de (e$de$cia ue c""elaci$a ls

da(s B se uede "edeci" ma(em1(icame$(e el cm"(amie$( de la

.laci/$ e$ la $a de es(udi* Ase'e"a$d de ue el c"ecimie$(

.laci$al se e$cue$("a i$iciad la #ase de Sa(u"aci/$ la cual se (e$d"1 e$

cue$(a de a"a el c1lcul de la .laci/$ #u(u"a*

!ERIODO DE DISE5O

Se ?a "Bec(ad a"a ue las es("uc(u"as del sis(ema de a%ua

(a.le B alca$(a"illad se ?a de +K aHs (iles* N se "$e de 82 aHs

Ba ue cm se e$cue$("a e$ u$a #ase de sa(u"aci/$ la .laci/$ ac(ual $

se "ee ue c"ece"1 desmesu"adame$(e cm a"a ue las es("uc(u"as Ba

sea$ i$u(ilia.les es " ell ue se "Bec(a dic?a $me" de aHs*

!ERIODO DE DISE5O +K A5OS

6


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C7LCULO DE LA !O,LACI)N FUTURA

!a"a el c1lcul de la .laci/$ #u(u"a se ?a se%uid ls mé(ds desc"i(s e$el ma"c de c$ce(ual* Es as& ue se alica"1$ ls mé(ds de la (e$de$ciaa"i(mé(ica %emé("ica e>$e$cial B la de i$(e"és simle*

a) M/+#,# A$I+M/+IC#Se ?a"1 us de las e>"esi$es si%uie$(e0

P= Po+r∗(t −¿)

Donde :

r= Pi+1− P it i+1−t i

l a$1lisis de ls da(s del ce$s se mues("a a c$(i$uaci/$ e$ elcuad"*

Ta.la NQ-0 A$1lisis !.laci$al mé(d A"i(mé(ic

!.laci/$ce$sada

Ce$s t i+1−t i Pi+1− Pi "

84-- 86@8 999 999 999

+36+ 863+ 626 88 626

-@38 864- 436 88 436

:+2- 866- 24+ 8K 24+

:@44 +KK3 :-2 8: :-2

:6KK +K8@ +8+ 6 +8+

""m 22*64:

Lue% la !.laci/$ Fu(u"a es0 a"a u$ e"id de diseH de +K aHse$($ces (+K-@

P= Po+r∗(t −¿)

P=4900+55.984∗(2036−2016)

P=¿ @K86*@3+ a.i(a$(es

P=¿ @K+K a.i(a$(es

) M/+#,# G"#M/+$IC#

Se ?a"1 us de las e>"esi$es si%uie$(e0

8K


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P= Po∗r(t −¿)

Donde:

t i+1−¿ t i Pi+1

Pi

r= ¿√ ¿


Ta.la NQ:0 A$1lisis !.laci$al mé(d Gemé("ic

!.laci/$ce$sada Ce$s

t i+1−t i Pi+1

Pi"

84-- 86@8999 999 999

+36+ 863+ 88 8*2+- 8*K-6

-@38 864- 88 8*-82 8*K+2

:+2- 866- 8K 8*826 8*K82

:@44 +KK3 8: 8*8K+ 8*KK3

:6KK +K8@ 6 8*K:2 8*KK2

""m 8*K84


P= Po∗r(t −¿)

P=4900∗1.018(2036−2016)

P=7026.269 habitantes

P=7026habitantes

c) M/+#,# "0#!"CIA*



Donde:

88


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P¿

i+1¿¿¿

ln ¿¿

r=¿


Ta.la NQ20 A$1lisis !.laci$al mé(d E>$e$cial

!.laci/$

ce$sada

Ce$s

P¿

i+1¿¿ln ¿¿

t i+1−t i "

84-- 86@8 999 999 999

+36+ 863+ K*:+8 88 K*K-4

-@38 864- K*+3: 88 K*K+2

:+2- 866- K*8:3 8K K*K82

:@44 +KK3 K*K63 8: K*KK3

:6KK +K8@ K*K:: 6 K*KK2

""mK*K84



P=4900∗e0.018∗(2036−2016)


P=7016habitantes

d) M/+#,# ,"* I!+"$/S SIM*"


P= Po∗(1+r∗( t −¿))

Donde:

8+


13/18



t

Pi(¿¿i+1−t i)

r= Pi+1− Pi

¿


Ta.la NQ@0 A$1lisis !.laci$al mé(d I$(e"és Simle

!.laci/$ce$sada Ce$s

Pi+1− Pit

Pi(¿¿i+1−t i¿

"

84-- 86@8 999 999 999

+36+ 863+ 626 +K8@- K*K:3@

-@38 864- 436 -K38+ K*K+4@

:+2- 866- 24+ -@38K K*K826

:@44 +KK3 :-2 262:+ K*KK3-

:6KK +K8@ +8+ :+86+ K*KK2K

""m K*K+K6

Lue% la !.laci/$ Fu(u"a es0 a"a u$ e"id de diseH de +K aHs

e$($ces (+K-@

P= Po∗(1+r∗( t −¿ ))

P=4900∗(1+0.0209∗(2036−2016 ))


P=6946habitantes

e) M/+#,# ,"* I!+"$/S C#MU"S+#


P= Po∗(1+r ( t −¿ ))

Donde :

P

(¿¿ i+1− Pi)1 /( t i+1−t i)

r=¿


8-


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Ta.la NQ30 A$1lisis !.laci$al mé(d I$(e"és Cmues(

!.laci/$ce$sada

Ce$s Pi+1− Pi 1/(t i+1−t i) "

84-- 86@8999 999 999

+36+ 863+ 626 K*K6K6 K*KK86

-@38 864- 436 K*K6K6 K*KK+8

:+2- 866- 24+ K*8KKK K*KK-+

:@44 +KK3 :-2 K*K38: K*KK-2

:6KK +K8@ +8+ K*8888 K*KK4@

""m K*KK-6


P= Po∗(1+r ( t −¿ ))

P=5213∗(1+0.0037 (2036−2016 ))


P=5293habitantes

De ls si%uie$(e mé(ds se ?a .(e$id 'al"es dis(i$(s ls cuales "eea$el c"ecimie$( de la .laci/$ e$ di'e"sas e(aas dad a ue $ecesi(amscie"( c"i(e"i de c$a.ilidad la .laci/$ #u(u"a se"1 la ue e"(e$ece alc1lcul de .laci/$ maB" dad a ue cm se es(1 i$icia$d el e"id desa(u"aci/$ e$($ces ?a."1 u$ c"ecimie$( "1id a"a lue% sa(u"a"se B elc"ecimie$( es muB c e$($ces* Se (ma"1 cm .laci/$ #u(u"a dediseH $ imlica ue es(a sea la .laci/$ #u(u"a a cie$cia cie"(a es m1s.ie$ u$ da( de c$a.ilidad a"a el diseH del sis(ema de a.as(ecimie$( Balca$(a"illad*

Lue% la .laci/$ #u(u"a es0

PoblaciónFutura :7026hab

C7LCULO DE LA DENSIDAD !O,LACIONALSe usa"1 la si%uie$(e e>"esi/$0

Densidad pobl .= Población / Extensión

DesidadPoblacional=4900hab/391878m

Densidad=12503.89 hab/km2

8:


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DETERMINACI)N GASTO DIARIO !ER9C7!ITA

El Gas( dia"i de la $a de es(udi es(1 e$ #u$ci/$ del (i de lu%a" ue

se e$cue$("a ues e$ es(e cas dad a las c$dici$es clima(l/%icas de la$a de(alladas e$ 1""a#s a$(e"i"es el clima "edmi$a$(e es (emlad

B dad a su u.icaci/$ %e%"1ca se e$cue$("a e$ u$ 'alle de la Sie""a

!e"ua$a

Lue% se "cedi/ a ?ace" el a$1lisis "esec(i' del us del a%ua de acue"d

a ls si%uie$(es c"i(e"is (e$ie$d e$ cue$(a ue la Cuidad e$ es(udi se

e$cue$("a u.icada e$ u$a $a cmle(ame$(e u".a$a B ues $ (ie$e

$a "u"al*

US# ,"* AGUA CUI,A, ," "S+U,I#

C$sum Dmés(ic Re%ula"C$sum !.lic MuB ,aC$sum Cme"cial Re%ula"C$sum I$dus("ial Ni$%u$a

• CONSUMO DOMSTICO0 Se c$side"a Re%ula" dad a la %"a$

ca$(idad de .laci/$ ue se asie$(a e$ es(s (e""i("isdesde 'i'ie$das u$i#amilia"es ?as(a 'i'ie$das mul(i#amilia"es

de 'a"is $i'eles B c$ dea"(ame$(s*• CONSUMO !W,LICO0 E$ es(a $a se ?a c$side"ad MuB ,a

Ba ue él us .lic $ es (a$ im"(a$(e de$(" de es(e

"u." es(1 las d(aci$es a "ie% de a"ue ue se c$side"a$

'al"es muB eueHas adem1s ue se e$cue$("a e$ u$ $a

llu'isa*•

CONSUMO COMERCIAL0 Es(e (" #ac(" de c$sum e$ lasciudades e$ cie"( %"ad de desa""ll s$ u$a ci#"a de

c$sum de 'al" ue $ se uede des"ecia" ues el us del

a%ua e$ ls ce$("s cme"ciales %ale"&as me"cad u ("s

ce$("s de a.as(s*• CONSUMO INDUSTRIAL0 Se ?a c$side"ad cm $i$%u$a Ba

ue la i$dus("ia $ ?a sid del (d muB desa""llada e$ la

cuidad de es(udi*

82


16/18



Lue% del a$1lisis desc"i( de la i$cide$cia de las ci#"as de c$sum B

(e$ie$d e$ cue$(a las c$dici$es %e$e"ales de la cuidad es deci"

#ac("es am.ie$(ales ue a#ec(a$ de ma$e"a di"ec(a el us del a%ua ues

se lle%a a la c$clusi/$ de ue sl .as(a el c$sum dmés(ic de laciudad de es(udi a"a de(e"mi$a" el caudal "medi Ba ue la i$cide$cia

de c$sum de a%ua de ls ("s "u."s es .a* Es(e a$1lisis se ?a ?ec?

c$ la $alidad de us(ica" de ué c$sums adici$ales cm ls de la

i$dus("ia ue c$sume$ %"a$des ca$(idades de a%ua $ i$(e"'ie$e$ e$ la

de(e"mi$aci/$ del c$sum !é"9cai(a* “Luego la dotación de agua por

habitante/día, que sugiere el R.N.E teniendo en cuenta la población futura

de 7474 hab, un cli!a te!plado". #e obtiene una dotación de agua de0

82K l(s?a.d&a

C7LCULO DE CAUDAL MEDIOC1lcul del Caudal Medi* ;


17/18



C1lcul del Caudal m1>im ?"a"i* ;


18/18



Se calcul/ el caudal medi .(e$ié$dse u$ 'al" de 8+*+K4 l(ss* Val" ue

se usa"1 e$ s(e"i"es diseHs* As& mism se (ie$e ls 'al"es del caudal

m1>im dia"i

Trabajo N°1 de Abastecimiento de Agua

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