UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

BOCATOMAS

BOCATOMA

• Estructura de captación de agua que descarga en un río o se encuentra embalsada en un reservorio, con fines de abastecimiento a poblaciones, riego, generación hidroeléctrica u otros fines (refrigeración de plantas atómicas).

FUNCIONES

• Asegurar la derivación de un caudal.

• Controlar el ingreso de sólidos de arrastre y en suspensión así como de cuerpos flotantes.

• Controlar el máximo gasto que puede ingresar.

INFORMACION BASICA

• Cartografía

• Geología

• Geotecnia

• Hidrología

• Hidráulica Fluvial.

• Estudio Ambiental

CLASIFICACION DE BOCATOMAS EN RIOS

• Régimen Subcrítico.

F < 1

• Régimen Supercrítico.

F > 1

TIPOS DE BOCATOMAEN REGIMEN SUBCRITICO

• Bocatoma Directa– Con Represamiento Temporal– Sin represamiento Temporal

• Bocatoma con Baraje Móvil

• Bocatoma con Barraje Mixto (Móvil y Fijo)

BOCATOMA DIRECTA

• Con Represamiento Temporal

• Sin Represamiento Temporal

BOCATOMA CON BARRAJE MOVIL

• El barraje está conformado sólo por compuertas

• Con fines de controlar todas las descargas.

• La carga hidráulica se obtiene por el cierre del río mediante compuertas.

• Permite el paso de los materiales de arrastre

BOCATOMA CON BARRAJE MOVIL

Bocatoma de la

Central

Hidroeléctrica

Machupicchu

BOCATOMA MIXTA

Bocatoma Pitay (Proyecto Especial Majes)

BOCATOMA MIXTA

Bocatoma Apacheta (Proyecto Especial Río Cachi)

UBICACIÓN(BOCATOMA EN REGIMEN SUBCRITICO)

• Cota suficiente para permitir la derivación.

• Ribera Cóncava en curvas y en tramos rectos.

• Tramos no en proceso de degradación o agradación.

• Tramos no expuestos a formaciones meándricas.

UBICACIÓN EN EL TRAMO CURVODE UN RÍO

VENTANA DE CAPTACION

• Diseñado para estiaje como vertedero frontal

Q : Caudal a derivar más el caudal necesario para operar el sistema de purga.

C : Coeficiente de vertedero.

L : Longitud de la ventana.

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1CLhQ

VENTANA DE CAPTACION

• Velocidades de ingreso: V <= 1.0 m/s

• Dos Aberturas

• Altura del umbral que impida el ingreso de sólidos en arrastre (bancos).

• Corrección de dimensiones por la instalación de rejillas

CAPTACIONES EN REGIMEN SUPERCRITICO

1. Tipo partidor

2. Cambiando el régimen

3. Tipo rejilla de fondo

1. CAPTACION TIPO PARTIDOR

Esquema de captación

PLANTA DE LA TOMA CANAL AGUA DULCELA CANO

2. CAMBIANDO EL REGIMEN

• Embalsando, de modo que se capta como un régimen subcrítico

2. CAMBIANDO EL REGIMEN

Bocatoma Tutti Proyecto Especial Majes

3. TIPO REJILLA DE FONDO

CASOS DE FALLA

CASOS DE FALLA

Bocatoma Chavimochic 1999

CASOS DE FALLA

Bocatoma Chavimochic

CASOS DE FALLA

CASOS DE FALLA

Bocatoma Huaca de La Cruz(Río La Leche)

Bocatoma Huaca de La Cruz(Río La Leche)

DISEÑO HIDRAULICO DE BOCATOMAS

1.- ALTURA DE BARRAJE:

Cc = Co + ho +h +0.2m

Donde:

Co = Cota de lecho

ho = altura necesaria para evitar ingreso de material de arrastre (ho ≥ 0.60m)

h = altura de ventana de captación para captar caudal de derivación (Qd)

2.- ALTURA DE BARRAJE

3.- LONGITUD DE BARRAJE

Se debe procurar que la longitud del barraje conserve las mismas condiciones naturales del cauce, con el objeto de no causar modificaciones en el régimen

4.- CAUDAL DE DESCARGA DEL VERTEDOR Q = C*Le* H3/2

Q: lt/seg.

C: coeficiente de descarga en m1/2/seg. Varia de 1.66 a 2.21 ó C = K/3.28

K = de 3 a 4.2H = carga de la cresta en m.Le = Lm -2(n*Kp + Km)*HoLe = longitud efectiva de la crestaLm = longitud total de la cresta.n = número de pilaresKp = coefic. de contracción de los pilares varia de

0.025 a 0.10Km = coeficiente de contracción lateral por murosHo = carga de operación

Calculo de tirante al pie del barraje

Eo = E1 + hf

Co +p + H +VH2/2g = C1 +Y1 + V1

2/2g + hf

C0 – C1 = entre 0.5 y 1.00m

hf0-1 = (0.1* VH2/2g)

V1 = (2g*(Co-C1+p +H-Y1+0.9VH2/2g))1/2

= Q/A1

Se calcula: Y1

Y1 y Y2 son tirantes conjugados se calcula Y2

• Se tiene una curva de remanso de Yn a Yo (aguas arriba inmediatamente la presa derivadora), que para hallar Yo se utiliza los métodos de perfiles de curva de Remanso.

5.- Longitud de colchón disipadora:L = (5 a 6 )*(Y1-Y2) SchoklitschL = 6*Y1*F1 F1 = V/(gY1) Safranez

L = 4*Y2 U.S. Bureau of Reclamation

Longitud de camino de percolación:

Lw = C*h

Lw = longitud de percolación

h = diferencia de carga hidrostática entre la cresta del barraje y la uña terminal de la poza de disipación.

C = coeficiente de Lane

Coeficiente de LaneMaterial CoeficienteArena muy fina o limo 8.5Arena fina 7.0Arena tamaño medio 6.0Arena gruesa 5.0Grava fina 4.0Grava media 3.5Grava gruesa 3.0Bloques con grava 2.5Arcilla Plástica 3.0Arcilla de consistencia media 2.0Arcilla dura 1.8Arcilla muy dura 1.6

Espesor del Solado

. W ≥ Sp

e = (4/3)h.β/ال

β = Peso específico del material del solado

e = espesor del solado

.Peso específico del agua = ال

Espesor de la losa del colchoón disipador es:

T = 1/3H

T : espesor en mt.

H : valor máximo de la supresión en kg/m2