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• JuanCamiloGalvisReyes

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• Contaminación
• Aguas residuales

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INGENIERIA CIVIL PROCESOS SANITARIOS

ALCANTARILLADO PLUVIAL SISTEMAS DE DRENAJE URBANO Sistema compuesto por todas las instalaciones destinadas a la recolección y transporte de aguas lluvias. – Necesarios en el desarrollo de áreas urbanas debido a la interacción entre actividades humanas y el ciclo natural del agua. Abstracción de agua para el consumo humnao

AGUA RESIDUAL

Cobertura del suelo con superficies impermeables

AGUA LLUVIA

IMPORTANCIA DEL SISTEMA DE DRENAJE URBANO MINIMIZAR PROBLEMAS DE SALUD PÚBLICA Y AL AMBIENTE. P O B

A

DESCARGA

A

POLUCIÓN

L

L

L

C

U

C

A

V

I

N

A

Ó N

INUNDACIÓN

M

P

I A L

T A R I LL A DO

B

I E N PRECIPITACION

T E

SISTEMAS DE ALCANTARILLADO PLUVIAL PARA QUÉ SIRVEN?  Permitir una rápida evacuación de la escorrentía pluvial de las vías públicas.  Evitar la generación de caudales excesivos en las calzadas.  Evitar la invasión de aguas pluviales a propiedades públicas y privadas.  Mitigar efectos nocivos a cuerpos de agua receptores por contaminación de escorrentía pluvial urbana

 Evitar la acumulación de aguas en vías de tránsito.  .Evitar la paralización del tráfico vehicular y peatonal durante un evento fuerte de precipitación.  .Evitar las conexiones erradas del sistema de recolección y evacuación de aguas residuales.

Factores que deben ser considerados  Tráfico peatonal y vehicular.  Valor de las propiedades sujetas a daños por inundaciones.  Análisis de soluciones con canales abiertos o conductos cerrados.  Profundidad de los colectores.

En la elaboración de un proyecto de sistemas de recolección y evacuación de aguas lluvias es necesaria la consideración económica

CAUDAL DE DISEÑO QDT – Escorrentía (QDT) Volumen que llega a la corriente poco después de comenzada la lluvia. 

Fórmulas empíricas



Método de la hidrografía Método Racional





Estudio de correlación entre entre lluvia y escorrentía

Método Racional Si una lluvia con una intensidad I empieza en forma instantánea y continúa en forma indefinida, la tasa de escorrentía continuará hasta que se llegue al tiempo de concentración Tc, en el cual toda la cuenca está contribuyendo al flujo de salida.

PRECIPITACIÓN Caudal de entrada

iA

Tc

ESCORRENTÍA QDT C

C= Escorrentía / Precipitación QDT = i  Cj Aj I = Intensidad de precipitación Cantidad de agua lluvia caída sobre una superficie durante un tiempo determinado ( lt/há*seg)

QDT= Caudal de aguas lluvias en lt/seg C=Coeficiente de escorrentía A= área tributaria en Hás 1.0 lt/há*seg = 2.78 mm/h

Intensidad de precipitación Cantidad de agua lluvia caída sobre una superficie durante un tiempo determinado. – Período de retorno Número de años que en promedio la magnitud de un evento extremo es igualada o excedida.

– Tiempo de concentración Tc (min) Tiempo de recorrido de la escorrentía superficial desde el punto más alejado de la cuenca de drenaje hasta el punto de salida considerado. En alcantarillados es la suma del tiempo de entrada y de recorrido.

Curvas de intensidad-duración-frecuencia   

Bajo y medio: Sintética (ajustes) Medio alto: Información pluviográfica regional Alto: Información pluviográfica local Período de retorno de diseño • Importancia de las áreas • Daños, perjuicios o molestias que las inundaciones periódicas puedan ocasionar a los habitantes, tráfico vehicular, comercio, industria, etc. La selección del período de retorno está asociada entonces con las características de protección e importancia del área de estudio y, por lo tanto, el valor adoptado debe estar justificado.

Grado de protección según el nivel de complejidad del sistema

Nivel de complejidad del sistema

Bajo y medio Medio alto Alto

Grado de protección igual o mayor al:

Mínimo Aceptable Recomendado

PERÍODO DE RETORNO USO DEL SUELO

Mínimo (años)

Aceptable (años)

Recomendado (años)

Tramos iniciales residenciales A= 10 ha Canales zonas planas y A> 1000 ha Canales zonas montañosas A> 1000 ha

2

2

3

2

3

5

5

5

10

10

25

25

25

25

50

LA ESCORRENTIA ALCANZA SU PICO EN EL TIEMPO DE CONCENTRACIÓN Tc CUANDO TODA LA CUENCA ESTÁ CONTRIBUYENDO

Tiempo de concentración (Min) ES EL TIEMPO REQUERIDO POR UNA GOTA DE AGUA LLUVIA PARA FLUIR DESDE ELPUNTO MÁS ALEJADO DE LA CUENCA HASTA EL PUNTO DE INTERÉS.

TC=Te+Tt Te= tiempo de entrada Tt= tiempo de transporte o tránsito LC Tt   60  V

TIEMPO DE ENTRADA Tiempo de entrada:

Te El

requerido para que la escorrentía llegue al sumidero del colector, Existen varias fórmulas para

estimar el tiempo de entrada. La ecuación de la FAA de los Estados Unidos se utiliza frecuentemente para la escorrentía superficial en áreas urbanas. Esta ecuación es: L S(%) P.O.T

0.707  1.1  C   L 2 1

Te 

S

1 3

Coeficiente de retardo

Te Fórmula de Kerby  Lm  Te  1.44   1  S 2  Tipo de superficie

0.467

m

Impermeable

0,02

Suelo sin cobertura, compacto y liso

0,10

Superficie sin cobertura moderadamente rugosa

0,20

Pastos

0,30

Terrenos arborizados

0,70

Pastos densos

0,80

Coeficiente de retardo

Te

Soil Conservation Service (SCS)

L Te  60  VS  Vs puede aproximarse por:

VS  a  S

1

2

a es una constante que depende del tipo de superficie, tal como se continuación

Constante a de velocidad superficial Tipo de superficie

a

Bosque con sotobosque denso

0,70

Pastos y patios

2,00

Áreas cultivadas en surcos

2,70

Suelos desnudos

3,15

Áreas pavimentadas y tramos iniciales de quebradas

6,50

Tiempo de FLUJO O Recorrido Tt Es el tiempo que demora el agua en viajar, transitar o fluir el agua dentro del colector(s) localizados aguas arriba y conectados al punto de salida.

L

Li Tt   Vi * 60

Si dos o más cuencas tributarias convergen a un mismo punto se toma el mayor Tc

Curvas de lluvia de Cúcuta I N

T E N S I D A D

(I)

Duración de la lluvia en minutos ( Tc)

ECUACIONES CURVAS CÚCUTA I(1) = -83.17

ln (Tc) + 431.56

I(2) = -109.37 ln (Tc) + 567.77 I(3) = -127.34 ln (Tc) + 660.08 I(5) = -144.07 ln (Tc) + 757.56

I(10) = -158.82 ln (Tc) + 859.40 I(20) = -175.51 ln (Tc) + 972.11 I(50) = -201.27 ln (Tc) + 1137.73

I = Intensidad de la lluvia en lts/seg*Há Subíndice = período de recurrencia en años Tc = Tiempo de concentración de la lluvia en minutos

Áreas de drenaje (hás): a extensión y el tipo de áreas tributarias deben determinarse para cada tramo por diseñar. El área aferente debe incluir el área tributaria propia del tramo.

cuenca

FACTOR DE REDUCCIÓN AREA Áreas de drenaje (ha) 50 - 100 100 - 200 200 - 400 400 - 800 800 - 1600

Factor de reducción 0,99 0,95 0,93 0,90 0,88

Los valores de intensidad dados por las curvas IDF corresponden a valores puntuales representativos de áreas relativamente pequeñas. En la medida en que las áreas de drenaje se hacen más grandes, la intensidad media de la lluvia sobre éstas se reduce en razón de la variabilidad espacial del fenómeno de precipitación

Coeficiente de escorrentía El coeficiente de escorrentía, C, es función del tipo de suelo, del grado de permeabilidad de la zona, de la pendiente del terreno y otros factores que determinan la fracción de la precipitación que se convierte en escorrentía.

 C  A C A

Coeficiente de escorrentía o impermeabilidad USO DEL SUELO

C 0.95

Zonas comerciales o industriales predominio de zonas duras Residencial, con casas contiguas, zonas duras

0,75

Residencial unifamiliar, casas contiguas –jardines pequeños

0,60 0.45

Residencial, con casas separadas rodeadas de jardines Residencial, con predominio de zonas verdes y parques-cementerios y parques recreacionales

0,30

Laderas sin vegetación

0.60

Laderas con vegetación

0.30

PARÁMETROS DE DISEÑO 



El Tc mínimo en pozos iniciales es función de las curvas de lluvias. Para Cúcuta el tiempo de entrada mínimo es 5 minutos y máximo 30 minutos. Si dos o más colectores confluyen a la misma estructura de conexión, debe considerarse como Tc en ese punto el mayor de los tiempos de concentración de los respectivos colectores. Diámetro mínimo: El diámetro nominal mínimo permitido en redes de aguas lluvias es 250 mm (10”) . NC bajo y medio, y justificado y en los tramos iniciales D= 200 mm(8”). Velocidad mínima: 0,75 m/s para el caudal de diseño.



Esfuerzo cortante medio : Tr>= 3,0 N/m2 (0,3 Kg/m2) To>=1,5 N/m2 (0,15 Kg/m2) Velocidad máxima:

Tipo de material

V (m/s)

Ladrillo común

3,0

Ladrillo vitrificado y gres

5,0

Concreto

5,0

PVC

10,0

Pendiente mínima:permita tener condiciones de autolimpieza, de acuerdo con los criterios del literal Pendiente máxima: Cuando tenga una velocidad máxima real Profundidad hidráulica máxima:Puede ser la correspondiente a flujo lleno. Profundidad mínima a la cota clave: No debe interferir con conexiones de acued. Alca. Sanitario

A1= 20 hás Lc=1 km Sp=30% todos los usos 80.00 78.6 100m-0.8%-1.7m 1

A3= 8 hás Lc=0.2 km Sp=12% todos los usos 79.0 77.65 2

76

78.0 75.5

100m-0.85%-1.7m

3

74.8

100m-0.7%-2.0m 49.10

76.8

77.8 0.5%

5

100m-0.5%

1.0%

79.50

78.00

100m-1.5%

100m-0.5%

76.8

6

100m-0.5%

0.4%-24"

79.00

0.5%

77.5 76.3

77.5

100m-1.5%"

9

1%

10

100m-0.5%

76.20 78

1%-44"

11

47.85 47.85 73.35 77 46.65

3% 100m-18"

75 73.8 8

0.55%-2.4 m

0.55%-2.4 m 73.00

76

71.8

72.9 15

14

1.1%-1.6m

75.75 A= 18 hás Lc=2.2 km Sp=13% RESERVA DESPROTEGIDA

74.8

72.00

16 0.55-2.4

0.095%-52" 75.8

de pozo 8

12

72.35

1% 77.00 75.80

76.80

100m-2.5%

A= 10 hás Lc=0.5 km Sp=10% Todos los usos 0.65%-2.4 m

74.00 72.8

0.4%-27"

13

7

47.90 0.5% 74.45 77.5

4

71.8

70.8

71.35 RIO

CONVENCIONES:

MANEJO DEL AGUA POR LA VÍA SUMIDERO COLECTOR PLUVIAL

ks (m)

4.00E-04

n (m2/s)

1.10E-06

NC = ALTO Com, IND, INST(Hás) TRAMO

Area Propia

aferente

Area Acum

Reserva des(Hàs) Area Aferent Propia e

Doméstico(Hàs)

Area Acum

Area Propia

aferente

Area Acum

Total

1

2

0.00

15.00

15.00

0.00

0.00

0.00

0.00

5.00

5.00

20.00

2 3

3 4

0.00 0.00

15.00 6.00

15.00

0.00

0.00

0.25

5.00

5.25

20.25

4

8

0.00

7.50

21.00 28.50

0.00 0.00 0.00

0.00 0.00

0.00 0.00

0.25 0.25

2.00 2.50

7.50 10.25

28.50 38.75

8

12

0.00

0.00

28.50

0.00

0.00

0.00

0.25

1.50

12.00

40.50

12

16

0.00

0.00

28.50

0.00

0.00

0.00

0.25

1.50

13.75

42.25

16

RIO

0.00

0.00

28.50

0.00

18.00

18.00

0.00

4.75

18.50

65.00

1

5

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

5

6

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.25

0.00

0.25

0.25

6

10

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

1.25

1.25

1.25

10

14

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

2.50

2.50

2.50

9

13

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

13

14

0.00

0.00

0.00

0.00

18.00

18.00

0.00

0.25

0.25

18.25

14

15

3.00

0.00

0.00

0.00

18.00

18.00

0.00

3.50

3.50

21.50

15

16

0.00

0.00

0.00

18.00

18.00

0.00

4.25

4.25

22.25

Qcalle TRAMO

QDT

QcVs QDT

cuenca

Cp Cp

l/s

1

2

172.86

10051.78

-9878.91

0.90

2 3

3 4

172.86

10010.79

-9837.93

0.90

4

8

244.46 172.86

13888.30 18632.48

-13643.84 -18459.62

8

12

172.86

15734.45

12

16

172.86

16

RIO

1

Lc(m) Sp(%) Te(min)

0.90

1000.00

30.00

6.65

0.90 0.90

0.90 0.90

200.00 500.00

12.00 10.00

4.08

-15561.59

0.89

0.75

200.00

1.500

13.99

16166.24

-15993.38

0.88

0.75

200.00

1.75

13.30

172.86

16519.73

-16346.87

0.80

5

122.23

0.00

122.23

5

6

211.71

59.96

151.75

0.75

0.75

100.00

0.50

14.47

6

10

122.23

286.03

-163.80

0.75

0.75

200.00

1.00

16.24

10

14

122.23

649.62

-527.39

0.75

0.75

200.00

1.00

16.24

9

13

172.86

0.00

172.86

0.75

13

14

172.86

3507.45

-3334.59

0.60

0.60

2200.00

13.00

32.51

14

15

172.86

4285.55

-4112.69

0.62

30.00

15

16

299.40

4465.12

-4165.71

0.63

30.00

6.85

Te (mayor)

Te1 TRAMO

tt

Tc

n

Min

1

2

0.00

6.65

2 3

3 4

6.65 7.00

6.65 7.00

4

8

7.33

7.33

8

12

7.66

13.99

12

16

14.37

14.37

16

RIO

30.00

30.00

años

0.00 0.34 0.33 0.33 0.37 0.34 0.34

I

COTA TERRENO

I (l/s/há) I

St

LONG m

F

6.65

10.00

558.4

80.0

79.0

0.010

100

7.00 7.33

10.00 10.00

550.4 543.0

79.0 78.0

78.0 76.0

0.010 0.020

100 100

7.66

10.00

536.0

76.0

75.0

0.010

100

14.37

10.00

436.2

75.0

74.0

0.010

100

14.71

10.00

432.4

74.0

73.0

0.010

100

30.00

10.00

319.2

73.0

72.0

0.010

100 100

1

5

5

6

6

10

10

14

9

13

13

14

30.00

14

15

30.00

15

16

80.0

79.5

0.005

100

14.47

14.47

3.00

319.8

79.5

78.0

0.015

100

11.31

16.24

16.24

3.00

305.1

78.0

77.5

0.005

100

16.24

16.24

17.35

5.00

346.5

77.5

77.0

0.005

100

79.0

78.0

0.010

100

30.00

30.00

1.10

0.00 0.00 0.00

30.00

10.00

319.2

78.0

77.0

0.010

100

30.00

10.00

319.2

77.0

76.0

0.010

100.00

30.00

10.00

319.2

76.0

73.0

0.030

100

COTA CLAVE TRAMO

I

Caida

F

S(m/m)

d

d

Yn/d

Yn

Theta

A

(m)

(plg)

(-)

(m)

(rad)

(m^2)

1

2

78.6

0.2

77.8

0.0080

1.70

66.9

0.8595

1.461

4.746

2.076

2 3

3 4

77.65 75.5

0.15 1.3

76.8 74.8

0.0085 0.0070

1.70

66.9

0.8231

1.399

4.55

2.00

4

8

74.45

0.35

73.8

0.0065

2.00 2.40

78.7 95.6

0.8248 0.8713

1.650 2.09

4.56 4.82

2.77 4.18

8

12

73.35

0.45

72.8

0.0055

2.40

94.5

0.675

1.62

3.86

3.25

12

16

72.35

0.45

71.8

0.0055

2.40

94.5

0.689

1.65

3.92

3.33

16

RIO

71.35

0.45

70.8

0.0055

2.40

94.5

0.701

1.68

3.97

3.39

1

5

5

6

6

10

76.60

0.10

76.30

0.0030

0.61

24.0

0.619

0.38

3.62

0.19

10

14

76.2

0.10

75.80

0.0040

0.69

27.0

0.836

0.57

4.61

0.33

9

13

13

14

76.80

0.000

75.8

0.0100

44.0

0.792

0.88

4.39

0.83

14

15

75.75

0.050

74.8

0.0095

1.32

52.0

0.666

0.88

3.82

0.97

15

16

72.90

1.900

71.8

0.0110

1.60

63.0

0.473

0.76

3.03

0.94

NO REQUIERE NO REQUIERE

NO REQUIERE 1.118

TRAMO

P

R

Q

v

D

(m)

(m)

(Lt/s)

m/s

m

FRO

v2/2g m

1

2

4.034

0.514

10051.78

4.8

1.76

1.167

1.20

2 3

3 4

3.86

0.52

10010.79

1.28

4

8

0.61 0.53

13888.30 18632.48

1.54 1.82

1.288

4.56 5.78

5.0 5.0 4.5

2.60

1.185 0.881

1.28 1.01

8

12

4.63

0.70

15734.43

4.8

1.45

1.285

1.19

12

16

4.70

0.71

16166.94

4.9

1.50

1.268

1.20

16

RIO

4.76

0.71

16519.96

4.9

1.54

1.254

1.21

1

5

5

6

6

10

1.10

0.17

286.21

1.5

0.32

0.851

0.12

10

14

1.58

0.21

648.65

2.0

0.65

0.780

0.20

9

13

13

14

2.45

0.34

3507.43

4.2

0.92

1.404

0.90

14

15

2.52

0.38

4285.90

4.4

0.78

1.602

1.00

15

16

2.43

0.39

4465.45

4.8

0.59

1.991

1.16

– EN EL DISEÑO PARA CUMPLIR CON LOS PARÁMETROS DE VELOCIDAD MÁXIMA ( m/seg) Y RÉGIMEN NO CRITICO(F≠0.9-1.1), SE IMPLEMENTARON CAIDAS EN LOS POZOS DE INSPECCIÒN

CANALES 

El diseño de canales para conducción de aguas de drenaje debe aprovechar al máximo la topografía del terreno con el fín de garantizar la conducción por gravedad

TIPOS DE CANALES 

Dentro del estudio de los canales se incluyen los canales naturales y los canales artificiales

Estructuras en Canales        

Las estructuras que se construyen en los canales son las siguientes: Captaciones, o estructuras de entrada, Compuertas y Vertederos, para derivaciones, medición de caudales y control de niveles, Transiciones, para empalmar tramos de diferente sección transversal, Sifones y Acueductos, o puentes, para atravesar corrientes naturales y cruzar por depresiones del terreno. Túneles, para atravesar obstáculos naturales, Rampas, escalones y disipadores de energía, para controlar las velocidades en canales de alta pendiente. Descargas, o estructuras de entrega.

ALIVIADEROS 

Disminuir los costos de conducción de los flujos hasta el sitio de disposición final o de tratamiento de las aguas residuales.



deben permitir que el caudal de aguas residuales de tiempo seco continúe por el colector hasta la planta de tratamiento o lugar de disposición final

Colector combinado

Colector aguas negras

PT

Aliviadero

Canal aguas lluvias

TIPOS DE ALIVIADEROS  LATERALES,  TRANSVERSALES

 TIPO

VÓRTICE

LATERALES 

Consisten en un vertedero que debe dimensionarse adecuadamente para cumplir la función de impedir el vertimiento de las aguas negras antes de que éstas tengan determinada dilución 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 dilución 1:2

Caudal diluído= 3 QARD

MÉTODOS DE CÁLCULO 

a) GÓMEZ NAVARRO:

Q L 3/ 2 0.75  H L = longitud del vertedero en mts H= altura de lámina de agua aguas arriba en mts Q = caudal a verter en m3/seg

MÉTODOS DE CÁLCULO 

b) Fórmula de COLEMAN,SMITH Y DEMPSTER

L  1.417 *W *V * H1 

0.13

*( 1

1 )  ( 0.5

H2

0.5 1

H

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 lámina de agua aguas arriba en mts H2= altura de lámina de agua aguas abajo en mts

)

MÉTODOS DE CÁLCULO 

c) Fórmula de BABBIT

 H1  L  7.55 * do * V * log   H2  L = longitud del vertedero en mts V= Velocidad de llegada en mt/seg do= diámetro del conducto de llegada en mt H1= altura de lámina de agua aguas arriba en mts H2= altura de lámina de agua aguas abajo en mts

Q1.1 L  0.51 1.87 h1

d) Fórmula de ENGELS 1.1

Q L  0.51 1.87 h1

L = longitud del vertedero en mts h1= altura de lámina 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 diseño del colector combinado : 20 lts/seg+800 lts/seg =820 lts/seg

   



Conducto de llegada: Qd aguas combinadas = 820 lts/seg Diámetro de llegada : De = 24" concreto Pendiente = 1.2% Se analizan dos condiciones: Utilizando Coolebrook-white



Cuando transporta sólo el caudal de aguas combinadas

S(m/m) 0.012

d

d

Yn/d

Yn

Theta

A

P

R

Q

v

D

(m)

(plg)

(-)

(m)

(rad)

(m^2)

(m)

(m)

(Lt/s)

m/s

m

0.61

24.0

0.8247

0.503

4.555

0.257

1.388

0.185

820.00

3.2

0.56

FRO

v2/2g m

1.365

0.52



 

Cuando transporta sólo el caudal de aguas negras diluídas. Dilución 1:2 QA.N. DILUIDAS = 3 * 20 lts/seg =60 lts/seg

S(m/m) 0.012

d

d

Yn/d

Yn

Theta

A

P

R

Q

v

D

(m)

(plg)

(-)

(m)

(rad)

(m^2)

(m)

(m)

(Lt/s)

m/s

m

0.61

24.0

0.1799

0.110

1.75

0.04

0.53

0.07

60.00

1.7

0.08

FRO

v2/2g m

1.945

0.14



Conducto de salida:



QA.N. DILUIDAS = 60 lt/seg S = de la tubería de salida del aliviadero para transportar las aguas negras = 0.75% Se determina el diámetro de la tubería para transportar el QA.N. DILUIDAS :





S(m/m) 0.0075

d

d

Yn/d

Yn

Theta

A

P

R

Q

v

D

(m)

(plg)

(-)

(m)

(rad)

(m^2)

(m)

(m)

(Lt/s)

m/s

m

0.30

12.0

0.5420

0.165

3.31

0.04

0.50

0.08

60.00

1.5

0.13

FRO

v2/2g m

1.301

0.11



 



Diseño del aliviadero : Caudal a aliviar: El caudal que se pretende aliviar y el cual se vertirá a la fuente más cercana, corresponde a la diferencia entre el caudal de aguas combinadas y el caudal de aguas negras diluídas. 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 más se ajsute a las condiciones del proyecto: a) GÓMEZ NAVARRO: L = longitud del vertedero en mts H = diferencia de altura de lámina en el conducto de llegada bajo condiciones de transporte de caudal total combinado y caudal diluído H= (0.503 m-0.11m )=0.393 m Q = CAUDAL A VERTER O ALIVIADO= 0.76 m3/seg

0.76 m3

seg L  4.11m 3/ 2 0.75  0.393

b) Fórmula 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 lámina de agua cuando transporta Caudal combinado=0.503 mts H2= altura de lámina de agua cuando transporta caudal diluído= 0.11mts

L  1.417 * 0.61m * 3.2 m

* 0.503m

0.13

seg

1 *( 1 )  6.19m 0.5 )  ( 0.11m 0.503m0.5

c) Fórmula de BABBIT    



L = longitud del vertedero en mts V= Velocidad de llegada=3.2 mt/seg do= diámetro del conducto de llegada =0.61 mt H1= altura de lámina de agua cuando transporta Caudal combinado=0.503 mts H2= altura de lámina de agua cuando transporta caudal diluído= 0.11mts



L  7.55 * 0.61m * 3.2 m seg * log 0.503

  7.99m

0.11

d) Fórmula de ENGELS  



L = longitud del vertedero en mts h1= altura de lámina de agua cuando transporta caudal diluído= 0.11mts Q = caudal a verter =0.79 m3/seg 0.761.1 L  0.51  23.53 1.87 0.11

alternativas ECUACION

LONGITUD ALIVIADERO EN MTS 4.1

GÓMEZ NAVARRO COLEMAN,SMITH DEMPSTER

Y

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 ecuación de Gómez Navarro. Caudal combinado Qc=820 lt/seg Por lo tanto la longitud del alivio es de 4.1 m

ALIVIADERO Caudal combinado Qc=820 lt/seg

Q diluido a PT

Caudal aliviado o vertido Hacia el río=760 lt/s

      

Determinación del perfil Hidráulico(cañuela o caída en el fondo) Caudal diluido : Radio hidráulico inicial : 0.07 mts Radio hidráulico final : 0.08 mts Radio hidráulico 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 diluídas). Aplicando Manning: 1

S  2

Vp  n R

2 3

 1.58  0.015  S    0.01777  1.8%  0.178  2





Pérdidas por fricción en L = 4.1 mts = 4.10 * 0.018 = 0.07 mts = 7 cms Pérdidas de energía por transición He:  V 22 V 21    0.20 * (0.11  0.14)  0.006m  0.00 H e  K    2g   2g



K= 0.20 por disminución de la velocidad

   

    

Condiciones de empate de energía para el caudal de aguas negras diluídas: Cota terreno tubería de llegada = 100.36 Cota clave tubería de llegada= 99.01 Cota fondo de tubería de llegada = 98.40 Cota de energía en tubería de llegada = 98.4 +0.11+0.14 = 100.30 Cota de fondo de tubería de salida = 98.40-0.07= 98.33 Cota clave de tubería de salida = 98.33 + 0.30 = 98.66 Cota de energía en tubería de salida = 98.33+ (0.165+0.11) = 98.44 E = 100.30-98.44 = 1.86 m



PERFIL 100.36  TERRENO

100.30 ENERGIA

99.01 CLAVE

V1 2/2g=0.14

HE=1.86 98.44ENERGIA

Y1=0.11 98.40 FONDO

V2 2/2g=0.11 HP=0.07

98.66 CLAVE

Y2=0.165 98.33 FONDO

 



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