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• Julisa Córdova Peña

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“SISTEMA DE AGUA POTABLE, ALCANTARILLADO DEL CENTRO POBLADO DE CASACANCHA, DISTRITO DE INGENIO – HUANCAYO – JUNIN”

NOMBRE DEL PROYECTO: “SISTEMA DE AGUA POTABLE, ALCANTARILLADO DEL CENTRO POBLADO DE CASACANCHA, DISTRITO DE INGENIO – HUANCAYO – JUNIN”

1. CARACTERISTICAS GENERALES. UBICACIÓN POLITICA 

Región

: Junín



Provincia

: Huancayo



Distrito

: Ingenio



Centro Poblado

: Casacancha

UBICACIÓN GEOGRAFICA 

Coordenadas Norte

: 8684.000 Km N



Coordenadas este

: 471.250 Km E



Altura

: 3500 m.s.n.m.



Área

: Rural

UBICACIÓN HIDROGRAFICAMENTE 

Cuenca

: Mantaro



Sub Cuenca

: Achamayo



Micro Cuenca

: Casacancha

2. CONSIDERACIONES DE DISEÑO. 2.1.

POBLACIÓN ACTUAL

La población actual del CP. Casacancha es de 1,014 habitantes con una tasa de crecimiento anual de 0.5%, se tiene 307 viviendas, con una densidad promedio de 3.27 habitantes por vivienda.

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POBLACION DEL DISTRITO DE INGENIO Nombre

Clasificación

Viviendas Población

INGENIO

URBANO

467

2807

CASACANCHA

RURAL

307

1014

POBLACION DISPERSA

RURAL

121

724

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2.2. POBLACION DE DISEÑO Paralcular la población futura utilizamos el método geométrico.

PERIODO DE DISEÑO:

Para proyectos de agua potable en el medio rural las Normas del Minesterio de Salud recomienda un periodo de diseño de 20 años para todo los componetes

PERIODO DE DISEÑO: 20 AÑOS

Tasa = La tasa de crecimiento poblacional según el INEI, para la localidad de Casacancha es de 0.5 %. Densidad por lote = 3.27 hab./viv.

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Población actual = 1014 habitantes CALCULO DE LA POBLACION FUTURA:

N°

AÑO

r(%)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035

0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

Población futura para 20 años: Población futura = 1120 habitantes (Población Total)

POB. FUT 1014 1019 1024 1029 1034 1040 1045 1050 1055 1061 1066 1071 1077 1082 1087 1093 1098 1104 1109 1115 1120

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2.3. 2.3.1.

CÁLCULO DE LA DEMANDA DE AGUA DETERMINACIÓN DE LA DOTACIÓN

Demanda de dotación según la Organización Panamericana de la Salud

Demanda de dotación asumida: 2.3.2. VARIACIONES PERIODICAS

A. CONSUMO PROMEDIO DIARIO ANUAL ( Qm ) Para un periodo óptimo de 20 años, se tiene una población futura de 1120 habitantes. Se define como el resultado de una estimación del consumo per cápita para la población futura del periodo de diseño, y se determina mediante la expresión: Qp = Pf. x Dotación/86400 Qp = 1120x 100/86400 Qp = 1.30 l/s B. CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd) Qmd = K1 x Qp Qmd = K1 x Qp = 1.30 x 1.30 Qmd = 1.69 l/s.

C. CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh) Qmh = K2 x Qp Qmh = K2 x Qp = 2.00 x 1.30 Qmh = 2.6 l/s.

CAUDAL DE LA SUB CUENCA DE ACHAMAYO-MICRO CUENCA CASACANCHA

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La fuente de captación del agua para consumo de la población de Casacancha proviene de un rio que se encuentra ubicada a Este 472042 Norte: 8684358 A= 3646.97msnm. Caudal de la fuente Q=3.5 lt/seg.

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3. DESCRIPCIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS OBRAS. 3.1. CAPTACION SUPERFICIAL

Se contempla la construcción de 01 Captación, la estructura se ubicara en el rio que se encuentra ubicado en

La Cumbre de

Capillachoc; con un caudal de 3.5 l/s. La captación se encuentra en la cota 3574m.s.n.m. La captación se realizara con una bocatoma. BOCATOMA: Estructura acoplada al canal de derivación, donde se encuentran empotradas las rejas que permiten el paso del agua y retienen los sólidos flotantes. Para la toma de agua en obras de captación lateral, puede emplearse una tubería o ventana sumergida que deberá ubicarse a la máxima altura posible para evitar ser alcanzada por los sedimentos, a la vez, deberá situarse a una suficiente profundidad para recoger el agua más fría y evitar que el dispositivo se inutilice por el hielo en los climas rigurosos. Además, deberá protegerse con una rejilla que sirva para evitar el paso de sólidos flotantes. En diques-toma, la entrada de agua debe ubicarse en la cresta del vertedero protegido por un barraje. El agua captada ingresa a una cámara de captación que conduce el agua al pre tratamiento. La velocidad en los conductos libres o forzados de la toma de agua no debe ser inferior a 0,60 m/s.

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DISEÑO DE CAPTACIÓN I.

CALCULO DEL TIRANTE DEL RÍO Rugosidad del rio no n1 n2 n3 n4 n5

= = = = = =

0.028 0.005 0.005 0.005 0.000 1.000

nrio = (0.028+0.005+0.005+0)x1 = 0.043 Para condición de máxima avenida Ario = 3.80 m S = 0.006 Qd = 2.60

y=

3

m /s

y=

Qxn 2

1

f xR3 xS2

Qd x nrio s1 /2 x f 8 /3 y= Area = velocida d=

0.67 2.54 1.02

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I.

DISEÑO DE ALTURA DEL BARRAJE

Para condición de máxima avenida

He=

[

]

2

Qb 3 v 2 ) Cd xHv=( L 2g

Qd = Cd = L=

2.60 2.4 2.28

m^3/S m

He =

1.82

m

Velocidad =

1.02

m

Hv = Hd =

0.053 1.76

Qd Cd x L He=¿

) ^ (2/3)

He=( Hd+ Hv)

m m

ALTURA DE

BARRAJE FIJO

II.

DISEÑO DEL PERFIL DEL BARRAJE FIJO

n

X =−K ( Hd) n= Hd = K=

n−1

1.85 1.76 2.00

Xn

=-K(Hd)^(n-

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X

X´ 0.00 0.28 1.00 2.12 3.61 5.45 7.63 10.15 13.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

II.

DISEÑO DE CANAL DE LIMPIA Velocidad de inicio de arrastre Vc = 1.5 C D x 1/2 D = 0.05m C = 1.5 Vc = 0.71 m/s

 Q = 2.60

m3 /s

 n = 0.043  Sc = 1.50 %  Y = 1.82 m B = 0.50 m III.

V = 0.71 m/s

VENTANA DE CAPTACION 3  Q = 2.60 m /s

 Como orificio Q=Cd x A x √ 2 g x hL

Y (-) 0.00 0.09 0.31 0.65 1.11 1.68 2.36 3.13 4.01

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ℜ=

VD T

Mo =

1.97

Qd = B1 A == Cd= = L

2.60 1 h 0.6 3.23

B2 =

2.43

m^3/S m m

Qd =Cd x A x √ 2 g

m m hL

0

2

¿ 1.33 H −3.24 H

H ) 2

+ 2.60

H= B= hL =

I.

¿ 1.22−(

0.54 1 0.95

m m m

DISEÑO DEL DESRIPIADOR Qd = H= Y1 = Y2 =

2.60 0.54 1.82 1.26

Zo =

0.5

Z1 = ∆H

0.1 0.56

m^3/S m m m (Asumido ) m m

Como vertedero sumergido. Mo = (0.407+(0.045H/(H+Y1))) x (1+0.285(H/(H+Y1))) x Raiz (2g)

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III.2. DISEÑO DE LA LINEA DE CONDUCCION La línea de conducción inicial desde la Captación La Cumbre de Capillachoc, las determinaciones hidráulicas para el cálculo de las líneas de conducción se han efectuado del tramo capitación al reservorio proyectado en una longitud total de 380 m, diámetro de 3”, el tipo de tubería será PVC SAP C10 y llevan un caudal máximo diario de 2.6 lt/seg hasta el Reservorio Proyectado de 45.0m3. ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS Pendiente: 10.64 % 30% max No hay necesidad de una cámara rompe presiones No habrá cámara de válvula de aire DISEÑO CÁLCULO DEL DIÁMETRO (D): Fórmula de Bresse: Numero de 6 horas horas/Abastecimiento [x]: Constante de Bresse [k]: 1.33 constante Caudal de diseño [Qb]: 2.6 l/s Selección de diámetro: 7.495 cm Diámetro seleccionado: 3 In CÁLCULO DE PÉRDIDA UNITARIA (Hf): Ecuación de Fair Whipple: Constante de Wipple (a2): 0.03 constante Diámetro seleccionado(D): 7.50 cm Caudal de diseño [Qb]: 2.6 l/s Pérdida de carga unitaria 3.35 m (Hf): CÁLCULO DE PRESIÓN (P): Ecuación de Bernoulli: Posición1 (Z1): 3574 m Posición2 (Z2): 3554 m Presion1 (P1): 20 mca Pérdida de carga unitaria 7.6 m (Hf): Velocidad1 (V1): 0.057 m/s Velocidad2 (V2): 0.057 m/s Presión de llegada (P2): 17.94 Mca CÁLCULO DEL FENÓMENO DE GOLPE DE ARIETE: Teoría de Allieve:

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III.3. RESERVORIO

CALCULO DEL VOLUMEN DEL RESERVORIO (SEGÚN ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD) El caudal medio:

Qm = Dotación x Población Qm =100 lt/hab/dia x 1020hab x dia/86400 s Qm = 1.3 lt/s

El caudal máximo diario:

Qmd = k1 x Qm Qmd = 1,3 x 1.3 Qmd = 1.69 lt/s

El Volumen Regulado:

Vreg = 0,20 x Qmd Vreg = 0,20 x 1.69 lt/s x 86400 s/dia Vreg = 29.2 m3 Es alimentado las 24 hrs por gravedad

El Volumen de Reserva:

Vr = 0.1 x Qmd Vr = 0.07 x 1.69 lt/s x 86400 s/dia Vr = 14.6 m3

VOLUMEN DEL RESERVORIO:

VR = Vreg + Vr VR =43.8 m3 ≈ 45m3

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III.4. DISEÑO DE LA LINEA DE ADUCCION Se muestra a continuación el diseño de la línea de aducción, éste transportará agua desde el reservorio de almacenamiento hasta el inicio de la red de distribución. Datos necesarios para el diseño de la línea de aducción: DATOS VALOR UNIDADES Caudal medio por hora (Qmh): Cota del fondo de reservorio

2.6

l/s

3555

m.s.n.m.

CÁLCULO DEL DIÁMETRO: Datos necesarios para el diseño de la línea de aducción: UNIDADE DATOS VALOR S Caudal medio por 2.6 l/s hora (Qmh): Cota del fondo de m.s.n.m. reservorio DATOS

VALOR

UNIDADE S m.s.n.m. m.s.n.m. m m

Cota de captación 3555 Cota de reservorio 3537 Carga Disponible 18 Longitud 380 Pérdida por carga 0.047368 ‰ unitaria (hf) 421 Gasto de diseño 1.69 l/s (Qmd) Mediante el Nomograma para la fórmula de Hazen y Williams: Diámetro 2 inches seleccionado

o

CARGA DISPONIBLE =COTA FONDO DE RESERVORIO −COTACAPTACIÓN

o

hf =

CARGA DISPONIBLE L

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DISEÑO DE SIFÓN DATOS:



Q=

0.0026

Z= V= n= b= y= Cota 1 =

1.5 1.5 0.025 1 0.7 3600

0.002 1.30

0.059 0.09

0.048

m

3600.56

m.s.n.m

31.19 3569.38

m m.s.n.m

CALCULO DE LA COTA 2.

CÁLCULO DE LA COTA 3. h3 = Cota 3 =



m m

CALCULAR HENTRADA.

Cota 2 =



3.1 3.27 0.2

CALCULAR EL HSUMERGIDO.

hentrada =



m2/s m/s

CORRECCION ENTRE EL CANAL DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO Y EL SIFÓN.

hv = hsumergido =



m2 m in m

CORRECCIÓN DE LA VELOCIDAD.

T= L= Lt =



m m m.s.n.m

0.0017 0.05 2 0.047

A= V=



m/s

CALCULAR EL DIAMETRO DE LA TUBERÍA. A= D= PULGADAS = D=



m3/s

CÁLCULO DE LA COTA 4.

pendiente =

11.472

m

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Cota 4 =



3557.90

CÁLCULO DE LA COTA 5. h5 = Cota 5=



m m.s.n.m

0.02 3558.97

m m.s.n.m

COTA DEL NIVEL DEL AGUA.

Cota nagua =



1.04 3558.94

CÁLCULO DE LA COTA 6. P= Cota 6=



m.s.n.m

3559.67

m.s.n.m

CÁLCULO DE LA CARGA DISPONIBLE. H=

41.03

m

PÉRDIDA DE CARGA POR FRICCION Y POR ACCESORIOS  PERDIDA POR ENTRADA Y SALIDA hf entrada = Hf salida =

0.043 0.026

m m

 PERDIDA POR FRICCIÓN Hf = sumatoria =

34.4

m

34.448

m

RESULTADOS Hf H=

37.89 3.14

m mca

RED DE ALCANTARILLADO Para Se tiene previsto la construcción del sistema de la red de alcantarillado, la cual consistirá en la instalación de la redes colectores, emisor colectora de 8650 m de tuberías PVC SAL UF S-25 Ø de 200 mm respectivamente, además la construcción de buzones del Tipo I, de diferentes alturas y el diámetro exterior del buzón de 1.50m. 1. REDES COLECTORAS Y EMISOR La red de colectores se encuentra emplazado en la zona urbana (casco urbano) de la localidad de Casacancha, donde se tiene calles bien definidas, el ancho promedio de

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las calles es de 7.00 m., lo que nos conlleva a proyectar una sola línea de alcantarillado sanitario por calle, según se especifica en el Reglamento Nacional de Construcciones. La red de colectores proyectada. En su mayoría descansa sobre un relieve topográfico de ondulado a llano y ubicado básicamente en la parte alta de la población, una pequeña parte se proyecta en la zona baja de la población cuya topografía es llana. El emisor proyectado en su mayoría descansa sobre un relieve topográfico llano, ubicado en la parte media de la población. Para el cálculo hidráulico de las redes de alcantarillado se ha realizado por el método del caudal unitario, el cual consiste en la distribución de caudal generado por la población beneficiaria con dicho sistema entre la longitud de tubería. Dichos cálculo se presentan en la memoria de cálculo en los cuadros de cálculos de redes de alcantarillado. La red total de colectores y la red de emisor comprenden: - Longitud de tuberías proyectadas: 8650.00 m. 2. BUZONES Las cámaras de inspección se han proyectado siguiendo las recomendaciones del Reglamento Nacional de Construcciones, las alturas fueron determinadas según la pendiente del tramo, topografía del terreno y facilidad para el proceso constructivo, en algunos casos se ha utilizado saltos para aliviar la gradiente. En todo el sistema de alcantarillado sanitario se ha proyectado 150 buzones.

DESCRIPCION BUZONETAS STANDARD H=1.0m BUZONES STANDARD TIPO I D=1.20m 1.20