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FACULTAD CARRERA DETEMA: INGENIERIA CURSO: Ing. DE Vertedero Salomón INGENIERIA 6To INTEGRANTES: CIENCIAS PARALELO: Jaya Morning CIVIL FISICAS Glory 1eroY MATEMÁTICA UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR SEMESTRE -Cabascango Dorian UNIVERSIDAD CENTRAL DEL2016-2016 ECUADOR -Guallpa Edwin -Quishpe Esteban -Jimenez Sebastian -Sanchez Cristian -Valencia Jessica

DISEÑO HIDRAÚLICO II – TEMA : VERTEDERO MORNING GLORY

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DISEÑO HIDRAÚLICO II – TEMA : VERTEDERO MORNING GLORY Contenido INTRODUCCIÓN...........................................................................................................................3 VERTEDERO O ALIVIADERO....................................................................................................3 PARTES QUE COMPONEN EL ALIVIADERO...........................................................................3 1. Canal de aproximación.............................................................................................................4 2. Sección vertedora.....................................................................................................................4 3. Transición.................................................................................................................................4 4. Rápida......................................................................................................................................4 5. Estructura terminal o disipadora de energía.............................................................................4 6. Canal de salida.........................................................................................................................5 VERTEDERO “MORNING GLORY”............................................................................................6 MEMORIA DE CÁLCULO............................................................................................................9 CONCLUCIONES........................................................................................................................18 BIBLIOGRAFÍA...........................................................................................................................18 ANEXOS:......................................................................................................................................20 EJEMPLOS DE VERTEDEROS MORNING GLORY............................................................20

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DISEÑO HIDRAÚLICO II – TEMA : VERTEDERO MORNING GLORY INTRODUCCIOÓ N VERTEDERO O ALIVIADERO El vertedero hidráulico cumple funciones entre las que se destacan garantizar que la estructura hidráulica ofrezca seguridad, pues impide que se eleve el nivel de aguas arriba sobre el nivel máximo.

El desagüe de

un

aliviadero

debe

tener

la

capacidad

suficiente

como

para evitar que la máxima crecida del río pueda sobrepasar la coronación.

PARTES QUE COMPONEN EL ALIVIADERO. Tal y como se había planteado con anterioridad, el aliviadero es aquel objeto de obra dentro del Conjunto Hidráulico a través del cual se le da salida al agua que no se desea aprovechar del embalse. De modo general, se pueden señalar como partes que componen el aliviadero, las siguientes: 1. Canal de aproximación. 2. Sección de control. 3. Transición. 4. Rápida o conducto de descarga. 5. Estructuras terminales o disipadoras de energía. 6. Canal de salida.

1. Canal de aproximacioó n Es aquel cuya función dentro del aliviadero, es captar el agua del embalse y conducirla a la estructura de control o sección vertedora, garantizando una distribución uniforme del flujo en dicha sección.

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2. Seccioó n vertedora Es aquella que regula la descarga directamente del embalse. Esta sección define la capacidad de evacuación de un aliviadero.

3. Transicioó n Es una estructura que se ubica entre el cimacio y la rápida con el objetivo de cambiar la forma o las dimensiones o ambas, de la sección transversal, de la cual se puede prescindir en dependencia de las dimensiones del vertedor.

4. Raó pida Es aquel elemento del aliviadero encargado de salvar la diferencia de nivel entre la sección vertedora y el cauce del río o canal de salida. Su pendiente generalmente es fuerte, asegurando un régimen de circulación supercrítico.

5. Estructura terminal o disipadora de energíóa Es la encargada de disipar la alta energía cinética que alcanza el agua al circular por la rápida, debido a su pendiente, evitando así la erosión del terreno natural y la consecuente destrucción de la propia obra u otra cercana a la descarga del aliviadero.

6. Canal de salida Es el encargado de conducir el agua hasta el cauce viejo del río. La capacidad del embalse en este caso juega un papel muy importante ya que en función de su volumen pueden darse dos situaciones totalmente distintas:

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Cuando el embalse tiene un

volumen menor al volumen de agua que aporta la crecida,

la presa no puede ejercer el efecto de laminación y los aliviaderos deben desaguar un 

caudal similar al máximo de la crecida. En segundo lugar, puede ocurrir que cuando el volumen del embalse es lo suficientemente

grande, puede acumularse durante un

tiempo una gran parte de

la

crecida siempre y cuando haya un resguardo adecuado hasta la coronación.

Para lograr este objetivo, existen numerosas soluciones que permiten desaguar el agua del embalse de manera controlada. Mientras que muchas presas de gravedad dejan caer el agua por su espaldón de aguas abajo, las presas de materiales sueltos no permiten esta solución teniendo que recurrir a la construcción de aliviaderos laterales e incluso el vertedero “Morning Glory” “

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VERTEDERO “MORNING GLORY”

En muchos lugares ha sido necesario construir presas para embalsar agua y poder utilizarla posteriormente para el abastecimiento. Sin embargo, esa estructura no es tan sencilla como crear unos muros de hormigón que retengan toneladas de agua, ya que hay que extremar las precauciones para que no ocurran desastres por desbordamientos. Ante una construcción de este calibre, hay que estar preparados para que el nivel del agua no supere el nivel máximo, ya que un desbordamiento podría acarrear con múltiples daños de tierras, bienes o incluso personales. Los hay de muchos tipos, dependiendo del tipo de presa que sea y del terreno en el que se encuentre. Pero los aliviaderos conocidos como ‘Morning Glory‘ son los más espectaculares a la vista del ser humano. Aunque en realidad son un elemento más de la presa, a simple vista puede parecer una puerta que nos conecta a otra dimensión. Son utilizados sobre todo en las presas de materiales sueltos y que añaden una capacidad supletoria al alivio de superficie de la propia presa. Consisten en un inmenso sumidero con rebasadero que conecta con una canalización que pasa por debajo del cuerpo de la presa para salir aguas abajo. Normalmente estas enormes canalizaciones sirven para evacuar el exceso de agua de la presa, a veces de forma controlada y otras veces como medida de seguridad en caso de tormentas y posibles avenidas, garantizando la

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DISEÑO HIDRAÚLICO II – TEMA : VERTEDERO MORNING GLORY seguridad de la estructura hidráulica, al no permitir la elevación del agua por encima del nivel máximo. El vertedero tipo "tulipa", en pozo o "morning glory",se lo diseña seguido de un túnel conectado a la descarga de fondo y terminado en cuenco de disipación o en salto de esquí. En los vertederos en tulipa, los gastos sólo son proporcionales a la potencia 3/2 de la carga para la condición de funcionamiento no ahogado. En el caso de flujo ahogado el gasto es proporcional a la potencia 1/2 de la carga. Si todo el sistema de vertimiento (pozo y galería) entra en carga, el gasto obedecerá a las leyes de escurrimiento a presión; sin embargo, esa es una situación que se debe evitar en los grandes aliviaderos de presas, en virtud de la fuerte inestabilidad que se constata en el pasaje de un régimen a otro. Los evacuadores de superficie están asociados a los descargadores de fondo, en general de limitada capacidad.

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Funciones: 

para evacuar el exceso de agua en la presa,



para laminar posibles avenidas provocadas por fuertes tormentas, garantizando que el agua no rebasa en ningún momento la coronación de la presa.

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DISEÑO HIDRAÚLICO II – TEMA : VERTEDERO MORNING GLORY MEMORIA DE CAÓ LCULO 1) Por ensayo y error, determinar el diseño requerido de cabeza Ho y el radio de la cresta de la figura; se recomienda Ho/Rs = 0.3. Tenga en cuenta que en la figura, el coeficiente de descarga C es para las unidades inglesas. Para las unidades métricas, el coeficiente debe multiplicarse por un factor de conversión de 0,552.

2) Determine el perfil de lámina de agua inferior en la figura y tablas que siguen:

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DISEÑO HIDRAÚLICO II – TEMA : VERTEDERO MORNING GLORY 3) Verifique el control de la garganta en el eje utilizando la siguiente ecuación:

Donde Cr = 0,275 para unidades en m y m3/s. R = radio requerido para el control de la garganta Ha = altura desde el nivel del agua hasta la ubicación de la garganta (m) Q = descarga en cuestión (m3/s). Si R excede el radio del eje para un flujo dado, entonces existe control de la garganta. 4) El túnel de aguas abajo está normalmente dimensionado para fluir a no más de tres cuartos llenos con el valor máximo del coeficiente de rugosidad de Manning n = 0,016 para evitar condiciones de flujo potencialmente inestables. Si el túnel fluye lleno, con control de la garganta ya desarrollado, la capacidad está dictada por el flujo completo. 5) Un diseño ideal tiene el control de cresta en todo el rango de la descarga.

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DISEÑO HIDRAÚLICO II – TEMA : VERTEDERO MORNING GLORY Ejemplo del vertedero Morning Glory Se proyecta cada cierto períóodo ubicar en la parte inicial de la tuberíóa un pozo con la proyeccioó n de una tuberíóa en sentido vertical con un vertedero Morning Glory de planta circular, de labio fijo que permita evacuar las aguas de crecidas extraordinarias, evitando el sobrepaso por sobre el coronamiento de la presa y conducir los caudales excedentes a una tuberíóa de descarga de un metro de diaó metro.

El disenñ o de este vertedero se basa en los datos hidroloó gicos de la zona, a continuacioó n mostramos los datos que serviraó n como punto de partida para el Morning Glory: 3

Caudal de diseño: 3,61 m /s Carga de agua sobre la cresta del vertedero: 0,25 m Diámetro interno de la tubería vertical: 1,00 m Coeficiente de variación de descarga C: 2 El caó lculo del diaó metro del vertedero, se lo realizoó seguó n la ecuacioó n propuesta por 1.42

Q=C × L× H d

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m ) C → coeficiente de variación de descarga(ctte) s H d → carga sobre lacresta (m) L→ longitud de desarrollo de la cresta ( L=π × d ) (m)

Q→ caudal de diseño (

D→ diámetro del vertedero(m)

D=

Q 1.42 C × π × Hd

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Calculo de la longitud del vertedero P: Lt =

T 1 −T 2 2 ×tg 12.5°

Lt →longitud de transición del vertedero(m)

T 1 → diámetro del vertedero(m)

T 2 → radiode la tuberia vertical (m)

Perfil Creager 12 10 8 6

Para 4 el caó lculo del perfil Creager del vertedero se adoptoó los valores propuestos por Sviatoslav Krochin: 2 0

2

0

1

x 6 5 4 3 2 1

2

3

y=0.319 x −0.021 x−0.009

4

5

6

7

y 11.35 7.86 5.01 2.8 1.23 0.29

CONCLUCIONES

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DISEÑO HIDRAÚLICO II – TEMA : VERTEDERO MORNING GLORY 

El vertedero Morning Glory es un aliviadero cuya principal función es evacuar el exceso de agua



en la una presa para transportar hasta otra presa o descargar aguas abajo. Del libro Dam Hydraulics el valor recomendado para Ho/Rs, donde Ho es la altura de diseño y Rs



es el Radio Optimo es igual a 0,3 para mayor eficiencia de diseño del vertedero Morning Glory. El vertedero Morting Glory sirve para evacuar el exceso de agua de la presa a veces de forma controlada y otras como medida de seguridad para tormentas, garantizando la seguridad de la



elevación del agua por encima del nivel máximo. El aliviadero tipo Morning Glory se implementa en presas para evitar catástrofes ya que ayuda a



evacuar el agua en exceso producido por tormentas aguas arriba de la presa. El aliviadero Morning Glory es una obra que no es tan frecuente vez ya que solo se utiliza en presas de material suelto debido a que muchas presas dejan caer el agua por su espaldón.

BIBLIOGRAFIÓA https://www.youtube.com/watch?v=u_JodSCqzAc http://casasincreibles.com/parece-una-puerta-a-otra-dimension-pero-en-realidad-cumpleuna-funcion-muy-importante/ http://casasincreibles.com/parece-una-puerta-a-otra-dimension-pero-en-realidad-cumpleuna-funcion-muy-importante/ http://blogs.lainformacion.com/futuretech/2013/03/07/glory-holes/ http://masqueingenieria.com/blog/morning-glory-un-aliviadero-espectacular/ https://ingenieriaenlared.wordpress.com/2007/11/07/%C2%ABthe-glory-hole%C2%BB-elaliviadero-de-presa-mas-popular-en-la-red/

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DISEÑO HIDRAÚLICO II – TEMA : VERTEDERO MORNING GLORY ANEXOS: EJEMPLOS DE VERTEDEROS MORNING GLORY Embalse de Ladybower en Derbyshire, UK.

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DISEÑO HIDRAÚLICO II – TEMA : VERTEDERO MORNING GLORY Presa de Monticello en el Lago Berryessa, en California.

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Embalse de Ladybower en Derbyshire, UK

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