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DISEÑO DE BOCATOMA PROYECTO: MEJORAMIENTO DEL CANAL ESPINA AMARILLA 1,- CARACTERÍSTICAS HDRÁULICAS PARA EL DISEÑO Caudal de captación

Q cap =

0.117

m3/seg

Caudal de máximas avenidas

Q máx =

10.00

m3/seg

Pendiente promedio del río

S=

0.05

m/m

Ancho del río

b=

10.00

m

Coeficiente de Manning:

n=

0.03

2,- ANÁLISIS HIDRÁULICO PARA MAXIMA AVENIDA Datos: Caudal máxima avenida

Q máx =

10.00

m3/seg

Pendiente del río

S=

0.05

%

Ancho del río

b=

25.00

m

Coeficiente de Manning

n=

0.03

Apartir de la fórmula de Manning: V=1/n*b^(2/3)*S^(1/2) y Q=V*A Para una sección rectangular de máxima eficiencia se encuentra los datos siguientes: Yn

A

Pm

R

Q

0.1

2.50

25.20

0.10

3.99

0.11

2.75

25.22

0.11

4.68

0.12

3.00

25.24

0.12

5.41

Tirante

Yn =

0.12

m

A=

3.00

m2

Pm =

25.24

m

Radio Hidraúlico

R=

0.12

m

Velocidad

V=

3.33

m/seg

Número de Froude

F=

2.83

Area Perímetro mojado

=< 1.5 m3/s

3.- DISEÑO HIDRÁULICO DE LA ESTRUCTURA DEL BARRAJE FIJO 3.1.- Altura de Carga en la Cresta del Barraje: Q=C*L*Ho^(3/2)

Donde: Q = Caudal máximo C = Coeficiente de descarga L = Longitud del río Ho = Altura de sobre carga máxima sobre la cresta

Usando la fórmula de REHBOCK, se puede determinar el coeficiente de descarga asumiendo PyH C´=(3,27+0,4*H/P)*0,55 y realizamos los siguientes aproximaciones: P(m)

Ho(m)

C

Q(m3/s)

0.60

0.550

2.000

20.40

0.60

0.555

2.002

20.69

0.60

0.560

2.003

20.99

0.60

0.565

2.005

21.28

0.60

0.570

2.006

21.58

0.61

0.575

2.008

21.88

0.61

0.580

2.009

22.19

0.61

0.585

2.011

22.49

0.61

0.590

2.012

22.80

P=

0.608

0.61

0.595

2.013

23.10

C=

2.012

0.61

0.600

2.015

23.41

H=

0.590

0.61

0.605

2.016

23.72

1 DE 8

Diseño: m m

2.00 Calculo hidraulico bocatoma-barraje Paracoto

DISEÑO DE BOCATOMA De los cálculos anteriores se conoce: Yn =

0.12

m

P=

0.61

m

q = Q/L

0.40

m3/seg/m

V=

0.33

m/seg

Para distintos valores de "P" se tiene el siguiente cuadro: P(m)

V(m/s)

hv(m)

Ho=Ho-hv

1.300

0.21

0.002

0.59

1.221

0.22

0.002

0.59

1.142

0.23

0.003

0.59

1.063

0.24

0.003

0.59

0.984

0.25

0.003

0.59

0.905

0.27

0.004

0.59

0.826

0.28

0.004

0.59

0.747

0.30

0.005

0.59

0.668

0.32

0.005

0.58

0.589

0.34

0.006

0.58

0.510

0.364

0.007

0.58

0.431

0.39

0.008

0.58

0.352

0.42

0.009

0.58

De los resultados podemos concluir que cuando se incrementa el valor de "P", "Ho" también aumenta y la velocidad disminuye, el cual genera mayor curva de remanso por consiguiente el costo también será mayor. Para la condición más crítica(compuertas cerradas) se tiene: Y max = P + Ho

Y max =

1.20

m

4,- CALCULO DE LA LONGITUD DEL ALIVIADERO Y DE LA COMPUERTA DE LIMPIA Se recomienda:

Ac = Ab/10

Donde :

Lc = Lr/11

Ac: Area de la compuerta Ab: Area del aliviadero

e = Lc/4

Lr: Longitud del río (ancho) Lc: Longitud de la compuerta móvil e : Espesor del pilar.

Se tiene:

La longitud fija del aliviadero:

Lr =

10.00

m

Lc =

1.43

m

e=

0.25

m

Lf = Lr-Lc-e

=>

0.25 (recomendado) Lf =

8.32

m

Longitud fija de la cresta

Lf=

8.32

m

Número de pilares

n=

1.00

Coef. de contracción del pilar (forma del pilar)

kp =

0.020

Coef. de contracción lateral por el muro (forma del estribo

ka =

0.20

Carga de operación

Ho =

0.59

Lf=

2.10

m

e=

0.25

m

Corrección de la longitud efectiva: Le=Lf-2*(n*kp+ka)*Ho

Corrección de la longitud del aliviadero :

Le = 8.061828571

Espesor del pilar

2 DE 8

2.00 Calculo hidraulico bocatoma-barraje Paracoto

DISEÑO DE BOCATOMA DISEÑO DEL BARRAJE DE ACUERDO A LAS LONGITUDES RECOMENDABLES El caso más crítico se presenta cuando ocurre la máxima avenida y la compuerta de limpia se encuentra cerrada, entonces el análisis se hará para los siguientes casos: a) CUANDO LA COMPUERTA DE LIMPIA SE ENCUENTRA CERRADA Se tiene los datos: Qmax =

10.00

m3/seg

Le =

2.10

m

Fundamento:

Ho = ?

Fórmula:

Q=C*Le*K1*K2*K3*K4

El coeficiente de descarga "C" se hace por tanteos tomando las tablas de USBR: 1,- Tomando en cuenta la profundidad de llegada:

P/Ho.....Co=

2,- Por efecto de cargas diferentes

He/Ho=C/Co........K1

3,- Por efecto del paramento del talud aguas arriba

K2

4,- Por efecto de interferencia del lavadero de aguas abajo

(Hd+d)/Ho=(P+Ho)/Ho.......K3

5,- Efectos de sumergencia:

Hd/Ho.........K4

Para el problema se hace una serie de tanteos, hasta aproximarnos al Qmax, variando valores de "Ho" P(m)

Ho(m)

C

Qmax

0.61

0.550

1.998

0.94

0.61

0.600

2.016

1.08

0.61

0.700

2.052

1.39

=