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8/12/2019 CAPTACION DE RIO.pptx

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CAPTACION DE RIO

M. Cs. FRANCISCO HUAMAN VIDAURRE

Cajamarca, Febrero de 2013


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PROBLEMAS DE LAS CAPTACIONES DE RIO


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x


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ALTERNATIVA DE SOLUCION

CAPTACION CON BARRAGE FIJO-FUSIBLE


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Ej d l bMuro de proteccin Al t


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db

Eje del barrage

Barrage Fusible

Barrage Fijo

Barrage Fusible

Bocal

Limitador de gasto

Poza disipadora

Aleta

Muro de proteccin

Eje del ro

Aleta

Antecanal

T

LU LD

Muro de

proteccin

DbEje del bocal

Bloques

Dados

Rpida


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_

x

Barrage

Bocal

V2/2g

H

db

p

Eje del barrage

11

Z1

Z2

Hjs

_

x


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_

x

Lb

hl

ho

hb

Fondo del cauce

1) BOCAL

)(5.0 50

__

dxx d

Fig. 3.- Dimensiones del bocal y carga hidrulica ho

Es recomendable que Lb hb y que ho 5 cm


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_

x

dc

Lnea de energa

ho

Fondo del cauce

Plantilla del antecanalQo

Compuerta

Rejilla

hb

)(5.050

__

dxx d

Fig.4.- Bocal con entrada tipo grada

La pendiente del antecanal debe ser supercrtica


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2) ANTECANAL

El ancho de plantilla debe ser igual a la longitud Lbdel bocal y la pendiente longitudinal debe ser

supercrtica al inicio y luego cambiar a subcrtica.

Con fines constructivos el ancho de plantilla no

debe ser menor que 40 cm. El diseo hidrulico se

ajusta a la frmula de Manning.

Su capacidad hidrulica debe ser el mximo caudal

que ingresa por el bocal en mximas avenidas.


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hTandhxP b 0_

)(5.0 50

__

dxx d

3) BARRAGE FIJO-FUSIBLEAltura del barrage (P)

3/2

0544.0

bLg

Qo

h

h : prdida por rejilla (mnimo 1 cm)

dx

_

tamao medio de material de arrastre del ro 1.5 pulg.

50d= tamao medio de material de arrastre del ro que contiene arena

y grava hasta 1.5 pulgadas de tamao.

Qo = caudal de derivacin, m3/s.

g = aceleracin de la gravedad terrestre, m/s2


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Taludes y ancho de corona del barrage

La geometra de la parte fija del barrage (que ocupa la

parte central del cauce) es recomendable que seatrapezoidal y sus taludes deben contribuir a su

estabilidad estructural ( para un pre diseo puede

emplearse un talud aguas arriba 1:1 y un talud aguas

abajo 2.5:1). El ancho de la corona de la parte fijadebe ser 0.40m como mnimo. La parte fusible,

tambin trapezoidal, debe tener un ancho de

corona (Ac)equivalente a :

50

_

5.1 dxAc d


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Caudal sobre y a travs de un barrage fijo-fusible

Q = CJS T HJS3/2

Donde:

Q : descarga sobre y a travs del barrage fijo-fusible.

CJS : coeficiente de descarga del barrage fijo-fusible.T : longitud del barrage fijo-fusible.

HJS : carga hidrulica del barrage fijo-fusible.

El coeficiente de descarga CJSha sido obtenido en

forma experimental y se presenta en la fig.5.


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Fig. 5.- Grfica para obtener Cjs , conociendo el caudal unitario q=Q/T


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La altura de los muros de proteccin, aguas arriba del

barrage, (HU) est dada por:

HU= HJS+ p db. tan + blu

Donde:

HU = altura de los muros de proteccin, aguas arriba del barrage, m.

HJS= carga hidrulica del barrage fijo-fusible, m.

P = altura del barrage, m.db = distancia entre el eje del barrage y el eje del bocal, medido en el eje

del ro, m.

= ngulo formado por la horizontal y el fondo longitudinal del cauce.

blu= borde libre,m. (0.4 a 0.60 m)


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La altura (HD ) del muro de proteccin de

aguas abajo depende de las caractersticasdel flujo de la poza disipadora de energa,

obtenida mediante ensayos de modelos

hidrulicos a escala y sometido a flujo con

sedimentos.


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y1 hd

8 y1 hdw

Ld

So 6%

LD = Ld + 1.0

HD

Fig. 6.- Vista en elevacin de la poza disipadora de energa

5) POZA DISIPADORA NO HORIZONTAL


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Longitud de la poza (Ld)

La longitud Ld de la poza; el tamao, cantidad de bloques,

dados, y su distribucin, se han determinado en formaexperimental.

Ld = Lj + 2 y2

Donde Lj y y2se obtienen de grficas.

Lj : longitud del resalto hidrulico en la poza

Y2: tirante alterno mayor del resalto hidrulico en la poza


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dh

yT

dadosNmero2

322 1

y1

hd

hdhd

10 y1/3

hd

2 y1/3

1.8hd

hdhd

hd

hd

hd

hd

dh

yT

bloquesNmero

2

3

1028.0 1

Fig. 7.- Dimensiones y distribucin de bloques y dados

Los valores de y1 y hd se

obtienen de grficas


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Tirante Y1 al inicio de la pozay1 = 0.1813q - 0.0604

R2= 0.9557

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0 1 2 3 4 5q (m3/s/m)

y1

(m)

Fig.8.- Grfica para obtener y1 conociendo el caudal unitario q=Q/T


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Altura de dado/tirante al inicio de la poza -

Nmero de Froude.hd/y1= 0.4297 F1+ 0.0403

R2

= 0.8884

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 1 2 3 4 5 6

F1

hd

/y1

Fig. 9.- Grfica para obtener la altura de bloque y dado (hd),conociendo el nmero de Froude al inicio de la poza (F1)


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Longitud del resalto/tirante menor- Nmero de

Froude

Lj/y1 = 3.8629 F1- 0.807R

2= 0.9259

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5 6

F1

Lj/y1

Fig. 10.- Grfica para obtener Lj , conociendo F1


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blyF

HD

2

2

1

20

10.1

Ty

QV

1

1

Altura de los muros de proteccin de la poza (HD)

Donde:

F1 = Nmero de Froude para la profundidad y1(profundidad del flujo

al inicio de la poza)

y2 = Profundidad de flujo mayor en la poza. Se obtiene de grfica

bl = Borde libre = 0.03048 (v1+ y2)


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Tirante mayor/tirante menor - Nmero de

Froude al inicio de la pozay2/y1= 0.6956 F1+ 0.655

R2= 0.836

0

1

2

3

4

5

6

0 1 2 3 4 5 6

F1

y2/y1

Fig. 11.- Grfica para obtener el tirante mayor y2en la poza


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Lloraderos colocados a Ld/5 y a Ld/2, en

hilera

Ld= longitud de poza disipadora

W

Lloraderos.- Son tubos colocados en la losa de la poza

disipadora de energa para reducir la subpresin. Pueden ser

de 4de dimetro, colocados cada 1.5 m de 3de dimetro

colocados cada 1.0 m, en hilera y en todo el ancho de la poza.

Fig. 12.- Ubicacin de aliviaderos de subpresin


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Barrage fijo

Superficie del agua

H

Cota de la lnea deenerga

HJS

T

0.1 T 0.1 T

Qeo

Falla barrage

fusible

Falla barrage

fusible

Bocal

sumergido

Fig. 14.- Propiedad del barrage fusible en mxima avenida


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hv1

pa

B

0.15

hv1

pa

Lv

Fondo de la

poza

Cresta del limitador de

gasto

Rpida

Qeo Qd

Qv

S %

Hcv

Fig. 15.- Limitador de gasto


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Las dimensiones mnimas del limitador de gasto depende del caudal

de exceso Qv , el cual es la diferencia entre Qeoy Qd.

El coeficiente m= 0.28 (para pared gruesa con aristas vivas, m= 0.33

( para pared gruesa redondeada).

vov

vov

vv hh

hh

gLmQ 1

5.25.2

1

5

2

2..

Donde:m = coeficiente que depende de la forma de la cresta

Lv = longitud de la cresta del limitador de gasto, m

g = 9.81 m/s2

hvo = carga hidrulica menor, aguas arriba, m

hv1= carga hidrulica mayor, aguas abajo, m


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