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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

ASIGNATURA:

ESTRUCTURAS HIDRAHULICAS

DOCENTE:

Ing. Longa Álvarez, José. p

ALUMNOS:

Regalado Benavidez Dilber Alberto REGALADO IDROGO EDINSON SANGAY YOPLA CARLOS P

TEMA:

DESCRIPCION DE LAS ESTRUCTURAS HIDRAULICAS EN EL RIO CHONTA

Cajamarca, Mayo del 2018 ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Contenido DESCRIPCION DE LAS ESTRUCTURAS HIDRAULICAS EN EL RIO CHONTA........................................................................................................ 3 I.

INTRODUCCIÓN..................................................................................... 3

II. JUSTIFICACIÓN...................................................................................... 3 III.

ALCANCES........................................................................................... 2 3

IV.

OBJETIVOS.......................................................................................... 3

4.1.

Objetivos generales...........................................................................3

4.2.

Objetivos específicos.........................................................................4

V. MARCO TEÓRICO................................................................................... 4 VI.

METODOLOGÍA................................................................................... 7

Bocatoma Canal Tartar Grande...................................................................7 Bocatoma Huayrapongo.............................................................................. 9 Viaducto – La Unión................................................................................... 10 Bocatoma del Canal Remonta...................................................................11 Bocatoma Canal Jesús - Chuco..................................................................12 VII.

RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE LAS ESTRUCTURAS...................13

VIII. ANÁLISIS DE LA CUENCA DEL RIO DE LA UBICACIÓN DE LAS ESTRUCTURAS........................................................................................... 19 IX. RIO

CROQUIS HIDRÁULICO DE LAS ESTRUCTURAS UBICADAS EN EL 19

X. CROQUIS DIBUJADO EN CAD.............................................................19 XI.

COORDENADAS UTM.......................................................................19

XII.

EXPLICACIÓN DE LOS EFECTOS VULNERABLES...........................20

XIII. CONCLUSIONES................................................................................ 20 XIV. RECOMENDACIONES........................................................................20 XV. COMPARACIÓN Y DISCUSIÓN DE CADA ESTRUCTURA DE ACUERDO A LA REALIDAD Y A LAS NORMAS TÉCNICAS PARA EL CONCRETO PARA ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS...................................20

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DESCRIPCION DE LAS ESTRUCTURAS HIDRAULICAS EN EL RIO CHONTA I. INTRODUCCIÓN 3 Las estructuras hidráulicas son las obras de ingeniería necesarias para lograr el aprovechamiento de los recursos hídricos y controlar su acción destructiva. Trabajan en la mayoría de los casos en combinación con elementos y equipos mecánicos. Se construyen en beneficio del hombre y el desarrollo de la humanidad. Estas estructuras requieren de conocimientos avanzados, no sólo en el aspecto estructural sino también en el hidráulico para lograr una armonía en estos campos. Asimismo, la construcción de estas estructuras tiene consigo una gran influencia social mucho más ahora que el agua es un derecho vital. Es por ello que familiarizarse con las estructuras hidráulicas es determinante en la formación del ingeniero civil. En el siguiente informe se presentan los esquemas de las estructuras hidráulicas visitadas en la práctica de campo que se sitúan a lo largo del río Chonta. La finalidad es aprender de dichas estructuras, y observar el diseño hidráulico de las mismas. II. JUSTIFICACIÓN Para realizar un diseño adecuado de la diferente estructura hidráulicas, es necesario tener los conocimientos y experiencia en dicho tema. Como estudiantes de ingeniería civil, realizamos la visita de algunas a la estructura Hidráulica, ubicadas en el Rio Chonta-Cajamarca, para verificar si tienen la ubicación adecuada y los problemas que presentan cada una de las estructuras hidráulicas, y así poder realizar comparaciones y discusiones con las normas técnicas respectivas. III. ALCANCES El docente nos proporcionó material bibliográfico de los parámetros, fórmulas y condiciones que se deben usar para el diseño de las estructuras hidráulicas requeridas en la captación de agua. Para determinar las dimensiones de las estructuras hidráulicas utilizamos wincha, además se tomó las coordenadas UTM con GPS, usamos un aforador para medir el caudal del rio, una cámara fotográfica y un cuaderno para tomar notas sobre la práctica realizada.

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IV.

OBJETIVOS 4.1.Objetivos generales - Realizar una inspección y su respectivo croquis hidráulico de las Estructuras Hidráulicas visitadas en la práctica de campo a lo largo del río Chonta.

4

4.2.Objetivos específicos - Analizar el Diseño Hidráulico de cada estructura, es decir las bocatomas y sus estructuras complementarias.

V.

-

Obtener los caudales de la Autoridad Local del Agua (ALA).

-

Profundizar el conocimiento sobre este tipo específico de estructuras hidráulicas por medio de la visualización y el impacto que genera en la población

MARCO TEÓRICO 1. BOCATOMA:

1.1. Definición: Definimos Bocatoma al conjunto de Obras Hidráulicas construidas en una fuente de agua , ya sea río , canal o laguna , con la finalidad de captar y derivar de dicha fuente un determinado volumen de agua para utilizarlo con fines energéticos, de irrigación, de abastecimiento público u otros, constituye generalmente la obra básica para un aprovechamiento hídrico. Figura 1 .Bocatoma

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Fuente propia

1.2. Tipos de Bocatomas En lo referente a los tipos de bocatomas, podemos clasificar en 4, a saber: a. Toma directa Se trata de una toma que capta directamente mediante un canal lateral, que por lo general es un brazo fijo del río que permite discurrir un caudal mayor que el que se va a captar. Su mayor ventaja es que no se necesita construir un barraje o azud que por lo general constituye una de las partes de mayor costo. Sin embargo; tiene desventaja de ser obstruida fácilmente en época de crecidas, además permite el ingreso de sedimentos hacia el canal de derivación. b. Toma Mixta o Convencional Se trata de una toma que realiza la captación mediante el cierre del río con una estructura llamada azud o presa de derivación, el cual puede ser fija o móvil dependiendo del tipo del material usado. Será fija cuando se utiliza un elemento rígido, por lo general concreto, y será móvil cuando se utilizan compuertas de acero o madera. La captación en ese tipo de bocatomas se realiza por medio de una ventana que puede funcionar como orificio o vertedero dependiendo del tirante en el río. c. Toma Móvil Se llama así aquella toma que para crear la carga hidráulica se vale de un barraje móvil. Son tomas que por la variación de niveles en forma muy marcada entre la época de estiaje y avenida, necesitan disponer de un

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL barraje relativamente bajo, pero que para poder captar el caudal deseado necesitan de compuertas que le den la cota a nivel de agua adecuado. A los barrajes con compuertas que permiten el paso del caudal de avenida a través de ellos se les conoce como barraje móvil. Su principal ventaja es que permite el paso de los materiales de arrastre por encima de la cresta del barraje vertedero o azud. d. Toma Tirolesa o Caucasiana

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Son tomas cuyas estructuras de captación se encuentran dentro de la sección del azud, en un espacio dejado en él, protegido por una rejilla que impide el ingreso de materiales gruesos. Estas tomas no son recomendables en ríos donde el arrastre de sedimentos es intenso, y que podrían causar rápida obstrucción de las rejillas. Conviene comentar que la gran mayoría de ríos del Perú son muy jóvenes y arrastran gran cantidad de sedimentos en épocas de crecidas, por lo que la construcción de estas tomas debe ser donde las condiciones lo favorezcan. Para concluir el tipo de bocatoma más recomendable para realizar la captación de un caudal determinado previamente, depende de la altura del vertedero, de las condiciones de la cimentación, del flujo en el río, remanso aguas arriba, de la disponibilidad de los materiales de construcción y del monto del dinero asignado pare Ia ejecución de la obra.

1.3. PARTES DE UNA BOCATOMA Las partes que conforman una estructura de captación son las siguientes: 1. Ventanas de captación con compuertas para regular el gasto de entrada. 2. Canal de Limpia para evacuar sedimentos. 3. Barraje que puede ser fijo, móvil o mixto. 4. Trampas para material de fondo y rejillas para material flotante. 5. Disipadores de Energía en los cambios de régimen. 6. Aliviaderos de Demasías para evacuar los excedentes en la captación. 7. Muros de encauzamiento o muros de protección de la estructura. 8. Desrripiador y canal de purga. 9. Enrocado para evitar la erosión aguas abajo.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL 10.Compuertas para operación de purga y captación. Las partes mencionadas se incluyen generalmente en una estructura de captación, pero teniendo en cuenta factores Topográficos, material de arrastre, etc. Se puede prescindir de algunas de ellas. 1.4. UBICACIÓN DE LA OBRA DE TOMA

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Es conveniente ubicar la bocatoma en tramos rectilíneos del río, localizando el eje de la misma para que forme un ángulo de 60 – 90 grados con la dirección de la corriente. En meandros y curvas se debe ubicar la bocatoma en donde termina la concavidad (zona de barranco) y comienza la parte convexa (zona de playa). Es necesario disponer de un terreno plano para situar el desripiador (o pequeño sedimentador) y la transición entre el vertedero del desripiador y la conducción o aducción. En la localización de la obra de tomase deben evitar los riesgos de que durante las avenidas entren arenas y piedras, y que no formen bancos de arena frente a la bocatoma que impidan o hagan difícil la derivación o captación.

Figura 2 .Localización de la Obra de Toma en un Meandro

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Fuente: internet

1.5. CONDICIONES GEOLÓGICAS Y GEOTÉCNICAS Es importante conocer las condiciones geomorfológicas, geológicas y geotécnicas, ya que su conocimiento permitirá dimensionar en mayor seguridad la estructura; por lo que se recomienda la obtención de los siguientes datos como resultado de los estudios geológicos – geotécnicos: a. Curva de graduación del material conformarte del lecho del río. b. Sección transversal que muestre la geología de la zona de ubicación de la bocatoma. c. Coeficiente de permeabilidad. c. Capacidad portante. d. Resultados sobre ensayos de hincado de pilotes ó tabla, estacas f. Cantidad de sedimento que transporta el río. 1.6. INFORMACIÓN HIDROLÓGICA Es de suma importancia conocer el comportamiento hidrológico del río, ya que esto permitirá garantizar el caudal a derivar y así como definir el dimensionamiento de los elementos conformantes de la bocatoma. Entre los datos a obtener son: a. Caudal del diseño para una avenida máxima. b. Caudales medios y mínimos. c. Curva de caudal versus tirante en la zona del barraje. Es lógico suponer que, para el proyecto de riego de la zona que va a servir la bocatoma, se ha ejecutado un estudio hidrológico detallado de las posibles fuentes de agua, por lo que se da por descontado que existe un estudio hidrológico sumamente detallado, y que para nuestro caso, sólo se usaran los datos anteriormente recomendados.

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METODOLOGÍA

Bocatoma Canal Tartar Grande Se encuentra al costado de la carretera Baños del Inca- Otuzco, se compone de una estructura con un barraje fijo y dos barrajes fusibles, cuya finalidad es elevar el tirante de agua para abastecer el canal adyacente. En avenidas de escorrentía ligera, el barraje fijo es suficiente para soportar 9 el agua, sin embargo, cuando ocurren fuertes avenidas, los barrajes fusibles actúan para aliviar los caudales y que la estructura no se vea comprometida por exceso de carga. Figura N° 3: Bocatoma del canal Tartar Grande

Fuente propia

La bocatoma se regula por una válvula compuerta que se abre lo suficiente como para dejar pasar cierto volumen de agua. De acuerdo al diseño hidráulico y los requerimientos de las zonas de riego a abastecer, se puede dejar pasar más o menos agua.

Figura N° 4 : Bocatoma del canal Tartar Grande, compuerta

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Fuente propia

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Bocatoma Huayrapongo Se encuentra en la dirección sur de la bocatoma Huacariz, se compone básicamente de un barraje fijo con dos fusibles. La compuerta se localiza en la parte este del cauce y abastece a Tartar Chico y localidades cercanas. Figura N° 5 : Bocatoma del canal Huayrapongo

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Fuente propia

A diferencia de otros barrajes en el mismo cauce, el material de esta estructura es concreto ciclópeo. Su uso puede deberse a un aspecto presupuestal o posiblemente al diseño mismo. Es decir, las piedras medianas del concreto ciclópeo pueden absorber parte de la energía que transmite el agua, para que la cámara de carga no se vea saturada y no falle.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Figura N° 6 : Bocatoma del canal Huayrapongo

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Fuente propia

Viaducto – La Unión El Viaducto la Unión es una estructura hidráulica y a la vez vial, ya que permite el cruce de vehículos y a de las afluentes, en este caso del río Chonta. El viaducto la Unión es una obra de arte que se encuentra ubicada en la carretera Baños del Inca – Otuzco. El viaducto, tiene una longitud de 42.4 m con un ancho de 7.9 m, incluye calzada, más vereda de seguridad con baranda; además la altura de la losa de 1.60 m. Este viaducto además tiene 7 ductos de alcantarilla TMC como material, de 4.30 de ancho y un alto de 3.10, cabe mencionar que se observó en parte ciertos errores constructivos en la colocación de los pernos para la unión de las alcantarillas de TMC. Se puede apreciar también una superficie de 8 m ancho, que se ha hecho con concreto pobre, siendo una estructura que evita la socavación. Cabe mencionar que entre los ductos se ha construido estructuras aerodinámicas, que permite cortar las corrientes de agua evitando en todo momento la erosión de la estructura.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Mayores detalles de la parte de diseño, se adjunta un plano de detalles a grandes rasgos, de la obra. Figura N° 7 : Viaducto la unión

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Fuente propia

Figura N° 8 : Viaducto la unión

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Bocatoma del Canal Remonta. Esta bocatoma es una estructura hidráulica especial, ay que, si bien es cierto que es una toma lateral de tipo fijo, esta se caracteriza por tener fusibles a ambos lados de las estructuras, que permite la disipación de la carga del río, ya que por si sola la carga sería muy grande y causaría daños irreparables en su curso, en zonas más bajas. Esta toma lateral tiene una compuerta la que regula el caudal para el canal, encontrándose 69.4 lts/s, se encuentra al margen derecho en el sentido del flujo. Las dimensiones de la esta estructura son que tiene una longitud de 19.5 de barraje fijo, más 2.40 m por fusible, que siendo dos a cada lado del barraje se tiene una longitud total, de 24.3 m. Tiene un salto de esquí de 2.10 m en longitud de arco. El Ancho de la zona de disipación de energía es de 24.3 x 6.30 m. Cabe mencionar que dicho barraje tiene Tubos de subpresión, usado para sacar el agua del subsuelo Figura N° 9 : Bocatoma del canal Remonta

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Fuente propia

Finalmente se tiene la compuerta y el canal de salida, que son estructuras para regular el paso del agua y conducirlo a su destino.

Bocatoma Canal Jesús - Chuco Ubicado en las proximidades de una zona residencial en el distrito de Baños del Inca a la cual se puede ingresar previa documentación. El agua que hasta este punto llega es bastante turbia y arrastra varias botellas plásticas que son depositadas en la caída del vertedero. Figura N° 10: Bocatoma Canal Jesús Chuco

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Fuente propia

La Bocatoma se regula por compuerta, la cual tiene el limnímetro correspondiente aunque de difícil acceso para su lectura, dejando en claro su autorización por la Autoridad Local del Agua. Siguiendo, encontramos que el Canal tiene una sección rectangular de 5 m de longitud para luego hacer el respectivo cambio de sección a la trapezoidal. Cabe señalar que este caudal es de gran capacidad ya que el Caudal Calculado es mayor a la de los anteriores Canales.

VII.

RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE LAS ESTRUCTURAS a. Bocatoma de Tartar Grande.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Figura 11 . dados disipadores de energia

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Fuente propia

Figura 12. bocatoma tar tar

Fuente propia

 Tipo de bocatoma  Es una bocatoma mixta (de barraje fijo- móvil )

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL  Tiene poza disipadora.  Presenta dados en el estanque amortiguador.  Los muros de encausamiento aguas arriba son de concreto simple, los muros aguas abajo son de concreto armado.  Problemas encontrados

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Figura 13 .barraje

Fuente propia Figura 14 . maleza en el curso del rio

Fuente propia

 Colmatación completa de sedimentos aguas arriba del barraje.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL  También presento material orgánico como troncos de árboles incrustados en los dientes que de alguna manera dificultan el paso de los  residuos sólidos. Figura15 . traviesa de la bocatoma

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Fuente propia

 Debido al aumento en los volúmenes de agua que circulan por dicho rio, el agua va filtrando y socavando las bases de cada una de las estructuras que constituyen dicha bocatoma.

b. Bocatoma de Huayrapongo

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Tipo de bocatoma  Es una bocatoma de tipo mixta. Problemas encontrados Figura 16. fusible de una bocatoma

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Fuente propia Figura 17. bocatoma

Fuente propia

 Notamos claramente que hay erosión de las orillas del Rio, trayendo consigo gran volumen de material en suspensión.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL  Como estamos en época de muchas precipitaciones, no se pudo divisar la socavación por que el gran volumen del agua.  Notamos también la presencia de material vegetal (plantas acuíferas), las cuales favorecen a la acumulación de materia en suspensión, y por la acumulación genera daños en la estructura.  Colmatación completa de sedimentos aguas arriba del barraje.  Presenta salto hidráulico ahogado. 21  Por la presencia de un gran volumen de agua, crea un tirante que cubre cualquier tipo de falla en la estructura por ejemplo la socavación. c. Viaducto la unión. Tipo de estructura Problemas encontrados Figura 18 . viaducto

Fuente propia

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Figura 19. viaducto

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Fuente propia

 Sedimentación aguas arriba de la estructura. Debido al transcurso de los años la estructura se ha ido llenando de sedimentos aguas arriba de la misma, lo cual de no remediarse este problema podría no cumplir adecuadamente su función en época de invierno. Figura 20. viaducto

Fuente propia

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Figura 21. viaducto

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Fuente propia

   

No presenta indicios de erosión en dicha estructura. Vemos derrumbes a la margen derecha del rio. Presenta un resalto hidráulico libre. Acumulación de sedimentos aguas arriba de la estructura.

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL d. Bocatoma del canal remonta. Tipo de bocatoma.  Bocatoma mixta Problemas encontrados.

24 Figura 22. bocatoma Remonta

Fuente propia

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Figura 23. bocatoma Remonta

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Fuente propia

 La erosión se presenta con mucha mayor frecuencia, causado por el resalto que se produce.  Presenta un salto ahogado.  Presenta una gran socavación.  Profundidad de socavación: 1.20 m.  Longitud de socavación: 4.50 m  Se observa que no cuenta con una posa disipadora de energía la cual le permita prevenir la socavación aguas abajo del rio.  Se observa también que aguas arriba se ha llenado completamente de sedimento y residuos sólidos.

e. Bocatoma de Jesús –chuco

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL  Tipo de bocatoma.  Bocatoma de barraje fijo  Problemas encontrados Figura 24 . bocatoma Jesús- Chuco

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Fuente propia

Figura 25. barraje

Fuente propia

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL  La erosión se presenta lateralmente como aguas debajo de la estructura.  Presenta un salto ahogado.  Presenta socavación.  Colmatación completa de sedimentos aguas arriba del barraje.

27 VIII.

ANÁLISIS DE LA CUENCA DEL RIO DE LA UBICACIÓN DE LAS ESTRUCTURAS

I.

Ubicación política, hidrográfica geográfica de cada una de las obras. a) POLITICA Departamento

: Cajamarca

Provincia

: Cajamarca

Distrito

: Baños del Inca

Localidades

: Tartar Chico y Huayrapongo

Figura 26. mapa político del Peru

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ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Figura 27 mapa del departamento de Cajamarca

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Figura 28 . mapa de la provincia de Cajamarca

Fuente: internet

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Figura 28.ubicacion del rio

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Fuente: internet

b) HIDROGRÁFICA: Microcuenca : Río Chonta Sub Cuenca : Crisnejas Cuenca

: Marañón

Vertiente

: Océano Atlántico

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL IX.

CROQUIS HIDRÁULICO DE LAS ESTRUCTURAS UBICADAS EN EL RIO

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X.

CROQUIS DIBUJADO EN CAD

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

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XI.

COORDENADAS UTM  Bocatoma de Tartar Grande Coordenadas UTM:

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL 779614E, 9209911N 2692 m.s.n.m  Barraje Huayarapongo Coordenadas UTM:

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779695E, 9209612N 2688 m.s.n.m  Viaducto La Unión Coordenadas UTM: 779707E, 9209397N 2683 m.s.n.m

 Bocatoma del canal Remonta Coordenadas UTM: 779614E, 9209911N 2692 m .s.n.m  Bocatoma del canal Jesús chuco

Coordenadas UTM: 779706E, 9206650N 2656 m.s.n.m

XII.

EXPLICACIÓN DE LOS EFECTOS VULNERABLES

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL El principal problema de barrajes de concreto simple es que los muros de defensas en ambos márgenes no están bien protegidos, es por ello que se ha producido una gran socavación y erosión. También se observa que no cuenta con una posa disipadora de energía la cual le permita prevenir la socavación aguas abajo del rio. Se observa también que 34 aguas arriba se ha llenado completamente de sedimento y residuos sólidos. Presenta demasiada socavación aguas abajo.

XIII.

CONCLUSIONES

 

Describimos las características de cada obra hidráulica vista en práctica a lo largo de todo el río Chonta. Analizamos la importancia de cada una de estas obras hidráulicas, sabemos que principalmente cumplen la función de abastecimiento de agua para regadío, favoreciendo a un gran número de pobladores



de la zona. Las bocatomas nos permiten tomar el agua de los ríos y conducirla aprovechando la fuerza de la gravedad.

XIV.

RECOMENDACIONES

Se recomienda que para la construcción de los barrajes se debe tener en cuenta los parámetros de diseño: topografía, geología, hidrología, riesgos, y planeamiento; para no tener problemas a largo plazo

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL XV.

COMPARACIÓN Y DISCUSIÓN DE CADA ESTRUCTURA DE ACUERDO A LA REALIDAD Y A LAS NORMAS TÉCNICAS PARA EL CONCRETO PARA ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS.

Los suelos en el lugar de la captación son gravosos. En los canales secundarios, los suelos son suelos agrícolas de textura franco arcilloso más

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o menos estables lo cual garantiza la seguridad de las pequeñas obras a construir.

Viaducto La Unión Coordenadas UTM: 779707E, 9209397N 2683 m.s.n.m

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Figura 29 ubicación del viaducto La Union

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Fuente: internet

DESCRIPCIÓN

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Figura 30 viaducto La Union

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Fuente propia

Figura 31 poza de disipacion

Poza disipadora

Fuente propia

 No presenta indicios de erosión en dicha estructura.  Vemos derrumbes a la margen derecha del rio. ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL  Presenta un resalto hidráulico libre.  Acumulación de sedimentos aguas arriba de la estructura.  Tiene poza disipadora.

PRINCIPAL PROBLEMA: Sedimentación aguas arriba de la estructura. ANÁLISIS: Debido al transcurso de los años la estructura se ha ido llenando de sedimentos aguas 38 arriba de la misma, lo cual de no remediarse este problema podría no cumplir adecuadamente su función en época de invierno. SOLUCIÓN: Mantenimiento de la estructura. Figura 32. viaducto

Fuente propia

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Figura 33. viaducto

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Fuente propia

BOCATOMA

“HUAYRAPONGO”

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL UBICACIÓN: COORDENADAS ESTE

: 779707

COORDENADAS NORTE

: 9208321

40

ALTITUD

:

Figura 34. ubicación de la bocatoma

Fuente: internet

DESCRIPCIÓN:

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

2671 msnm

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Figura 35. poza disipadora

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Poza disipadora

Fuente propia Figura 36. poza disipadora

Fuente propia

 Notamos claramente que hay socavación en la parte izquierda de la estructura.  Como estamos en época de muchas precipitaciones, no se pudo divisar la socavación por que el gran volumen del agua.

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL  Notamos también la presencia de material vegetal (plantas acuíferas), las cuales favorecen a la acumulación de materia en suspensión, que genera daños en la estructura.  Presenta poza disipadora.  Resalto hidráulico tipo libre.

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PRINCIPAL PROBLEMA: Socavación en la margen izquierda de la estructura. ANÁLISIS: Posiblemente debido a un mal diseño, o a que no se colocó un enrocado en dicha parte de la estructura, se puede ver que existe una socavación que en un futuro podría comprometer la estructura. SOLUCIÓN: Relleno y colocación de un enrocado en la parte de la socavación.

Figura37. socavación del lecho del rio

Socavación

Fuente propia

BOCATOMA “TARTAR GRANDE”

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL UBICACIÓN COORDENADA ESTE

:

779626

COORDENADA NORTE

:

9209898

ALTITUD

:

2690m.s.n.m.

43

Figura 38. ubicación de la bocatoma

Fuente: internet

DESCRIPCIÓN TIPO DE CAPTACIÓN

:

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

BARRAJE DE CONCRETO SIMPLE

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Figura 39. dados de concreto

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Fuente propia Figura 40.poza de disipación

Fuente propia

 La erosión se presenta a un lado lateral del cauce debilitando la cimentación del muro lateral.  Vemos derrumbes a la margen derecha del rio.  Como estamos en época de muchas precipitaciones, no se pudo divisar la socavación por que el gran volumen del agua.

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Figura 41. estanques de amortiguamiento

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ESTANQUES DE AMORTIGUAMIENTO

Fuente propia

   

Tiene poza disipadora. Presenta dientes en el estanque amortiguador. Colmatación completa de sedimentos aguas arriba del barraje. También presento material orgánico como troncos de árboles incrustados en los dientes que de alguna manera dificultan el paso de los residuos sólidos.

PRINCIPAL PROBLEMA: derrumbe del material rocoso de la orillas del rio ANÁLISIS: Debido al aumento en los volúmenes de agua que circulan por dicho rio, el agua va filtrando y va cambiando sus propiedades, la cual hace que haya derrumbes, que perjudican en la cantidad de

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL sedimentos que lleva el agua, que afectara en construcciones hidráulicas aguas abajo. SOLUCIÓN: construir muros de contención.

46

BOCATOMA

“REMONTA ”

UBICACIÓN: COORDENADAS ESTE

: 779614

COORDENADAS NORTE

: 9209911

ALTITUD

:

Figura 42. ubicación del barraje

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

2693 msnm

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47

Fuente: internet

DESCRIPCIÓN:

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Figura 43. poza disipadora de enrgia

48 Poza disipadora

Figura 44.muro de encausamiento Fuente propia

Fuente propia

 Notamos claramente que hay socavación en la estructura.  Como estamos en época de muchas precipitaciones, no se pudo divisar la socavación por que el gran volumen del agua.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL  Notamos también la presencia de material vegetal (plantas acuíferas), las cuales favorecen a la acumulación de materia en suspensión, que genera daños en la estructura.  Presenta poza disipadora.  Resalto hidráulico tipo libre.

49

PRINCIPAL PROBLEMA: Socavación en la margen izquierda de la estructura. ANÁLISIS: Posiblemente debido a un mal diseño, o a que no se colocó un enrocado en dicha parte de la estructura, se puede ver que existe una socavación que en un futuro podría comprometer la estructura. SOLUCIÓN: Relleno y colocación de un enrocado en la parte de la socavación.

Figura 45. socavación del lecho del rio

Socavación

Fuente propia

BOCATOMA JESÚS CHUCO

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL UBICACIÓN COORDENADA ESTE COORDENADA NORTE ALTITUD

:

:

779702.00

:

9206630.00

2656 m.s.n.m

50

Figura 46. ubicación de la bocatoma

Fuente: internet

DESCRIPCIÓN TIPO DE CAPTACIÓN

:

figura 47. baraje

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BARRAJE DE CONCRETO SIMPLE

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Fuente propia

Figura 48. erosion debido al agua

Erosión

Fuente propia

 La erosión se presenta lateralmente como aguas debajo de la estructura.  Presenta un salto ahogado.  Presenta socavación. Profundidad de socavación: 0.95 m. Longitud de socavación: 3.5 m. ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

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Figura 49. barraje

52 Barraje L= 11.2

No presenta poza disipadora de energía.

Fuente propia

   

No presenta contracciones. No tiene poza disipadora. Longitud del Barraje: 11.2 m. Colmatación completa de sedimentos aguas arriba del barraje.

PRINCIPAL PROBLEMA:  El principal problema de este barraje de concreto simple es que los muros de defensas en ambos márgenes no están bien protegidos, es por ello que se ha producido una gran socavación y erosión.  También se observa que no cuenta con una posa disipadora de energía la cual le permita prevenir la socavación aguas abajo del rio.  Se observa también que aguas arriba se ha llenado completamente de sedimento y residuos sólidos.  Presenta demasiada socavación aguas abajo.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Figura 50. barraje

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Fuente propia

SOLUCIÓN:  Construir una posa disipadora de energía aguas abajo del rio para evitar dicha erosión.  Proteger con unos muros de concreto simple los lados laterales del barraje.  Par evitar la sedimentación se debe sembrar mucha vegetación en las riveras del rio.

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