• Author / Uploaded
• Lyann Yesenia Gorena Vaca

• Categories
• Reservorio
• Agua potable
• Agua
• Riego
• Red de abastecimiento de agua

Citation preview

OBRAS HIDRAULICAS

COMANDO GENERAL DEL EJÉRCITO ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA “Mcal. ANTONIO JOSE DE SUCRE” BOLIVIA

INFORME AL

:

Ing. Maria del Pilar Ibáñez B. CATEDRATICO DE OBRAS HIDRAULICAS

DEL

:

Cap. Ing. Jamil Balderrama Medrano Tte. Ing. Willy Rodriguez Sagredo Est. Luís Fernández Benavides Est. Héctor Gorena Vaca

OBJETO

:

Informar sobre los a Obras de Toma.

FECHA

:

Cochabamba, 13 de Marzo del 2009.

1.-

resultados

obtenidos del trabajo referente

Objetivo -

Conocer las normativas y solucionar problemas de diseño de obras de toma.

-

Resolver el cuestionario planteado por la Docente de la materia referente a Obras de Toma.

2.-

Conocimientos previos

2.1

Antecedentes La obra de toma es la estructura hidráulica de mayor importancia de un sistema de aducción que alimentará un sistema de generación de energía hidroeléctrica, riego, agua potable, etc. A partir de la obra de toma, se tomarán decisiones respecto a la disposición de los demás componentes de la obra. Los diferentes tipos de obras de toma han sido desarrollados sobre la base de estudios en modelos hidráulicos, principalmente en aquellos aplicados a cursos de agua con gran transporte de sedimentos. En el caso de sistemas en cuencas de montaña, debido a las condiciones topográficas, las posibilidades de desarrollo de embalses son limitadas. Por tal motivo, es usual la derivación directa de los volúmenes de agua requeridos y conducirlos a través de canales, galerías y/o tuberías, para atender la demanda que se presenta en el sistema de recepción (agua potable, riego, energía, etc.). Cada intervención sobre el recurso hídrico, origina alteraciones en el régimen de caudales, aguas abajo de la estructura de captación, por lo que su

DOCENTE: ING. MARIA DEL PILAR IBAÑEZ B.

CAP. ING. JAMIL BALDERRAMA MEDRANO TTE. ING. WILLY RODRIGUEZ SAGREDO EST. LUIS FERNANDEZ BENAVIDES EST. HECTOR GORENA VACA

OBRAS HIDRAULICAS

aplicación deberá considerar al mismo tiempo la satisfacción de la demanda definida por el proyecto y los impactos sobre sectores ubicados en niveles inferiores. En general la obra de toma está constituida por un órgano de cierre, estructuras de control, estructuras de limpieza, seguridad y la boca toma. Cada uno de los elementos indicados cumple una función o misión específica, a saber: -

El órgano de cierre tiene por objeto elevar el nivel de las aguas de manera de permitir el desvío de los volúmenes de agua requeridos.

-

Las estructuras de control permitirán la regulación del ingreso de las aguas a la obra de conducción.

-

Las estructuras de limpieza serán elementos estructurales que puedan evacuar los sedimentos que se acumulan inmediatamente aguas arriba del órgano de cierre.

-

Las estructuras de seguridad evacuarán las aguas que superen los volúmenes requeridos por el sistema receptor.

-

La boca toma será el elemento que permita el ingreso de agua de captación hacia la estructura de conducción.

El funcionamiento de estos elementos, ya sea de manera combinada o individual, deberá lograr el objetivo principal de su aplicación y al mismo tiempo no deberá originar fenómenos negativos a la propia seguridad de las obras civiles ni al medio físico que se encuentra bajo su influencia directa o indirecta. En general, el diseño de la obra de toma debe considerar los siguientes aspectos: -

No debe generar perturbaciones excesivas.

-

No debe generar choques excesivos sobre las paredes de las estructuras.

-

No debe generar cambios bruscos en la dirección general de escurrimiento.

-

Debe devolver las aguas en exceso al río sin originar solicitaciones que excedan las que puede resistir el medio físico.

-

Debe permitir una transición gradual del flujo desde el curso natural hacia la bocatoma.

Naturalmente, no es posible, en muchos casos, cumplir todas las condiciones al mismo tiempo, por lo cual se sacrificarán algunas bajo compromiso, es decir, tomando medidas complementarias que logren mitigar las eventuales consecuencias negativas. Los tipos de obra de toma adquirirán una

DOCENTE: ING. MARIA DEL PILAR IBAÑEZ B.

CAP. ING. JAMIL BALDERRAMA MEDRANO TTE. ING. WILLY RODRIGUEZ SAGREDO EST. LUIS FERNANDEZ BENAVIDES EST. HECTOR GORENA VACA

OBRAS HIDRAULICAS

conformación según la naturaleza del recurso que se pretende utilizar. En general se pueden considerar tres tipos: TOMA SUPERFICIAL * Tomas directas * Toma tirolesa, y su respectiva obra de limpieza (Desarenador) * Toma lateral

2.2

-

TOMA SUBSUPERFICIAL * Galerías filtrantes

-

TOMA SUBTERRÁNEA. * Aducción por Bombeo

Justificación del tema Es importante que el estudiante de Ingeniería Civil deba conocer los reglamentos técnicos de diseño para sistemas de agua potable para una mejor comprensión y así de esta manera consolidar los conocimientos adquiridos en clases.

3.-

Desarrollo del tema

3.1

Prescripciones para la captación de agua en recursos fluviales, lagos, lagunas y embalses.

3.1.1

¿A que se refieren las generalidades de este capitulo del reglamento? El presente reglamento técnico de diseño para sistemas de agua potable tiene por objeto normar y regular la construcción y mantenimiento de las obras

DOCENTE: ING. MARIA DEL PILAR IBAÑEZ B.

CAP. ING. JAMIL BALDERRAMA MEDRANO TTE. ING. WILLY RODRIGUEZ SAGREDO EST. LUIS FERNANDEZ BENAVIDES EST. HECTOR GORENA VACA

OBRAS HIDRAULICAS

hidráulicas de abastecimiento de agua potable, con la finalidad de que las obras sean económicas, durables y cumplan los requerimientos y necesidades de la población. Los responsables del proyecto siendo el autor, el director de obra y el fiscal deben conocer el presente reglamento, tomando e cuenta que si los mismos consideran otros sistemas de diseño, disposiciones, etc. Deben justificar ante las autoridades competentes. El campo de la aplicación esta dirigido tanto a las obras publicas como privadas. El presente reglamento es aplicable para el abastecimiento de agua potable con poblaciones superiores a 15000 hab. En cuanto a definiciones y abreviaturas el reglamento hace una interpretación de la terminología utilizada en el mismo. 3.1.2

¿En que consisten los distintos tipos de tomas descriptos y cuales son los cuidados que deberán tenerse en cuenta para su diseño? i)

Toma lateral.-la boca de toma estar ubicada por debajo del nivel de las aguas mínimas. La obra constara de in canal o conducto de agua provista de rejilla que impida el ingreso de elementos gruesos el mismo cuya barra será de 2 cm. separadas a 2.5 cm.

ii)

Toma sumergible.-la toma consiste en uno o dos conductos internándose en el lecho del río en sentido transversal a la corriente del río. La finalidad de los dos caños es evitar la interrupción temporánea del suministro, debiendo tener un diámetro mínimo de 200 mm. y la tubería de hierro fundido

iii)

Toma flotante.-tiene por finalidad acompañar las fluctuaciones de nivel. Esta estructura deberá estar en función al diámetro, peso y costo del equipo de bombeo. El equipo deberá estar ubicado a uno de los márgenes del río.

iiii)

Toma de rejilla .- consiste en un muro transversal a la corriente del río con rejilla superior de captación que permite el ingreso de las aguas y limita la entrada de material sólido. El Cálculo se realiza en base a las limitaciones clásicas de la conducción o superficie libre.

v)

Presa de derivación .- se emplaza transversalmente a la dirección del río el muro vertedor permitirá la descarga a través de el ,del agua no

DOCENTE: ING. MARIA DEL PILAR IBAÑEZ B.

CAP. ING. JAMIL BALDERRAMA MEDRANO TTE. ING. WILLY RODRIGUEZ SAGREDO EST. LUIS FERNANDEZ BENAVIDES EST. HECTOR GORENA VACA

OBRAS HIDRAULICAS

captada ,el muro vertedor debe proyectarse de modo que permita el paso de la crecida para una recurrencia no mayor a 20 años vi)

3.1.3

Cámara de toma directa .- consiste en una cámara de succión emplazada sobre una de las orillas del curso del agua la que esta protegida por rejas adecuadas, las velocidades mínimas de sección deben ser superiores alas velocidades decantación.

¿Cuales son las especificaciones par captaciones en lagos, lagunas y embalses? En lagos de ciertas extensiones se debe tomar en cuenta la dirección de los vientos dominantes a efecto de localizar la toma en un lugar poco expuesto a la acción del oleaje. La velocidad del agua en la entrada de la toma no debe ser superior a 0.60 (m/s)

3.1.4

3.1.5

¿Cuales son las especificaciones para embalses en cursos de agua? •

Debe proveerse una toma de agua, un conducto de limpieza y vertedero para evacuar las crecidas.

•

Capacidad de embalse.-estará dada en base a la altura que económicamente puede construirse la presa, debiendo el volumen total satisfacer el caudal requerido

•

Emplazamiento del embalse.- el emplazamiento debe elegirse de modo que se pueda retener la máxima cantidad de agua con el mínimo de obras.

•

Preparación del terreno.-consiste en la limpieza (árboles, arbustos, y vegetales) en una franja a lo largo de todo el contorno de la aguas

•

Acondicionamiento de la cuenca de aporte.- eliminar los posibles focos de contaminación, reducir la cantidad de barro y fango, evitar la contaminación de origen humano y animal.

•

Obras de captación.-la velocidad del agua no debe exceder de 0.6 (m/s)

¿Que criterios deben tenerse en cuenta para la elección del tipo de toma? En todos los casos la boca de toma tendrá una capacidad de captación de modo de absorber el gasto máximo diario previsto para un consumo de 20 años. Como regla general las aguas superficiales solo deben utilizarse cuando las aguas del subsuelo no llegan a abastecer los requerimientos de cantidad y calidad debiéndose tomar en cuenta que las mismas deben ser tratadas o

DOCENTE: ING. MARIA DEL PILAR IBAÑEZ B.

CAP. ING. JAMIL BALDERRAMA MEDRANO TTE. ING. WILLY RODRIGUEZ SAGREDO EST. LUIS FERNANDEZ BENAVIDES EST. HECTOR GORENA VACA

OBRAS HIDRAULICAS

recibir un proceso de desinfección para que sean aptas para el consumo humano. Con respecto al periodo de diseño se debe tomar como un parámetro de 20 años. El periodo de diseño fijara las condiciones básicas del diseño como ser: capacidad de la obra y durabilidad. Para la elección del tipo de toma se debe considerar preferentemente el rendimiento, seguridad de la calidad de las aguas y condiciones geológicas y económicas del proyecto, considerando para el rendimiento que debe existir un continuo suministro suficiente para cubrir el consumo. Cuando se trata de seguridad en la calidad de las aguas existen dos grupos de los cuales el primero es por medio de bombas de ríos grandes o lagos donde el suministro es continuo y no se necesita de los depósitos de reserva, para el segundo grupo son considerados los riachuelos de montaña los cuales si deben ser almacenados y conducidos por gravedad. Para la elección del tipo de toma existen 7 tipos siendo los siguientes: -Toma lateral para ríos de gran pendiente sin variaciones de nivel 3.2

Prescripciones para la captación de agua en pozos profundos, galerías filtrantes y manantiales.

3.2.1

Describa en forma resumida las prescripciones para captación de agua en pozos profundos.

3.2.2

•

Los pozos deben proyectarse a la obtención de agua en forma continua y duradera de buena calidad.

•

Durante la ejecución del pozo se debe llevar un registro meticuloso y sistemático del avance y resultado de la excavación.

•

El periodo de funcionamiento de un pozo debe ser menor igual a 20hrs.

Describa las prescripciones para captación de agua en galerías filtrantes. •

El diámetro de los orificios varia de 2.5 cm. a 5 cm.

•

Todos los trenes deben estar por debajo del nivel freático mínimo.

•

Construido por material pétreo lavado.

•

La ultima capa estar formado por material proveniente de la excavación.

•

La tubería deberá estar al fondo de la zanja y su diámetro dependerá de las características del escurrimiento del agua.

DOCENTE: ING. MARIA DEL PILAR IBAÑEZ B.

CAP. ING. JAMIL BALDERRAMA MEDRANO TTE. ING. WILLY RODRIGUEZ SAGREDO EST. LUIS FERNANDEZ BENAVIDES EST. HECTOR GORENA VACA

OBRAS HIDRAULICAS

• 3.2.3

4.-

El área total de perforaciones se coloca en base una velocidad de 0.05 (m/s) para evitar un arrastre de sedimentos

Describa las prescripciones para captación de agua en galerías filtrantes. •

El rendimiento de los manantiales es variable

•

Los manantiales túneles no pueden utilizarse por tener alto contenido de minerales

•

La toma de agua de manantiales debe evitar toda clase de contaminación

•

Debe cumplir las siguientes condiciones a. No debe alterar la calidad del agua b. Dispositivo que permita la salida de caudales sobresalientes c. Dispositivo colector de arenas d. Proveer una ventilación adecuada e. El diámetro del conducto de toma se dimensiona en función al máximo consumo

•

Los materiales no deben alterar la calidad de aguas

Conclusiones La obra de toma es la estructura hidráulica de mayor importancia de un sistema de aducción que alimentará un sistema de generación de energía hidroeléctrica, riego, agua potable, etc. A partir de la obra de toma, se tomarán decisiones respecto a la disposición de los demás componentes de la obra. Los diferentes tipos de obras de toma han sido desarrollados sobre la base de estudios en modelos hidráulicos, principalmente en aquellos aplicados a cursos de agua con gran transporte de sedimentos. El presente reglamento técnico de diseño para sistemas de agua potable tiene por objeto normar y regular la construcción y mantenimiento de las obras hidráulicas de abastecimiento de agua potable, con la finalidad de que las obras sean económicas, durables y cumplan los requerimientos y necesidades de la población.

5.-

Recomendaciones Se recomienda que los estudiantes de Ingeniería Civil, realicen una visita a proyectos e instituciones que realizan obras hidráulicas y obras de toma, ya que las mismas tienen información necesaria para que el estudiante consolide los conocimientos adquiridos en clases.

6.-

Bibliografía Biblioteca de Consulta ENCARTA http://es.wikipedia.org

DOCENTE: ING. MARIA DEL PILAR IBAÑEZ B.

CAP. ING. JAMIL BALDERRAMA MEDRANO TTE. ING. WILLY RODRIGUEZ SAGREDO EST. LUIS FERNANDEZ BENAVIDES EST. HECTOR GORENA VACA

OBRAS HIDRAULICAS

http://poseidon.unalmed.edu.co/PARH/Materias/hidrologia/mariav/lecturas.html

DOCENTE: ING. MARIA DEL PILAR IBAÑEZ B.

CAP. ING. JAMIL BALDERRAMA MEDRANO TTE. ING. WILLY RODRIGUEZ SAGREDO EST. LUIS FERNANDEZ BENAVIDES EST. HECTOR GORENA VACA