OBRAS DE CAPTACION

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Fuente Estructura Captar el gasto

La obra de captación depende de:

Fuente Estructura Captar el gasto deseado

a) Fuentes superficiales sin regulación: El gasto mínimo de la fuente essuperior al gasto del día de máximo consumo para el período dedi ñ fij ddiseño fijado.

b) Fuentes superficiales con regulación de sus caudales: Cuando losaforos mínimos del río en determinadas épocas no son suficientesaforos mínimos del río en determinadas épocas no son suficientespara cubrir la demanda, se debe represar el agua en épocas decrecidas para compensar el déficit en épocas secas y satisfacer lademandademanda.

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Captación para fuentes superficiales sin regulación:Captación para fuentes superficiales sin regulación:

Consideraciones para el diseño de la captación:

- El nivel de entrada de las aguas debe quedar a la máxima altura- El nivel de entrada de las aguas debe quedar a la máxima alturaposible para evitar ser alcanzada por los sedimentos.

- El área de captación debe protegerse contra el paso de materialp p g pgrueso.

- La velocidad de la corriente en las cercanías de la estructura debel i di ióser tal que no provoque excesiva sedimentación.

- Debe ofrecer seguridad de volcamiento y deslizamiento, medianteanclajes firmes y segurosanclajes firmes y seguros.

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Por Gravedad:

- Diquetomas- Diquetomas

Con toma directa

C ill l lCon tanquilla lateral

Con tanquilla central

y vertedero

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Captación para fuentes superficiales sin regulación:

Por Gravedad:Por Gravedad:

Lecho Filtrante Canal de desviación

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Por Bombeo:

- Captación Directa con bomba- Captación Directa con bombahorizontal o vertical

- Estaciones de bombeo

Fija

Flotante

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Por Bombeo:

- Captación Indirecta- Captación Indirecta

Pozo oPozo o

Galería Filtrante

DIQUETOMA

Componentes:p

DIQUETOMA

Datos requeridos para el diseño:q p

- Caudales (l/s): mínimo (captación), medio (vertedero de rebose) ymáximo (vertedero de crecidas).

- Sección transversal en la captación.

- Velocidad de las crecidas.

- Capacidad de arrastre de sedimentos.

Selección de la Sección transversal:Selección de la Sección transversal:

- Se dibuja un perfil longitudinal del terreno entre el sitio deldesarenador y las secciones del río, siguiendo el posible trazado dela aducción.

- Se fija una altura de entrada en el desarenador (0,50 mínimo).

- Se traza una recta con pendiente ascendente de 2% como mínimo, afin de evitar depósitos de arena en la tubería.

DIQUETOMA

- La línea trazada cortará las secciones transversales. Se traza unahorizontal en cada sección que pase por el punto de corte,obteniendo un área delimitada por: la línea horizontal y el perfil delobteniendo un área delimitada por: la línea horizontal y el perfil delcauce.

- La sección que tenga menor área tendrá también un diquetoma másLa sección que tenga menor área tendrá también un diquetoma máspequeño y por lo tanto más económico.

Sección transversal típicap

DIQUETOMA

Método ordenado de diseño hidráulico:

1 Estimar la altura del Dique y las longitudes tentativas de los1.- Estimar la altura del Dique, y las longitudes tentativas de losvertederos de rebose y de crecida, en base a la sección transversaldel cauce.

2.- Determinar la altura (Hvr) a dar al vertedero de rebose en base alcaudal medio dividido por la longitud (Gráfica Nyerges)

3.- Se dimensiona el vertedero de crecidas, asumiendo una altura delvertedero de crecidas (Hvc) y consiguiendo el caudal por metro linealque evacúa el vertedero de crecidas (Gráfica Nyerges).q ( y g )

4.- Se determina el caudal de crecidas que pasa por el vertedero derebose, entrando en la gráfica con la altura del vertedero de rebose

iden crecidas.

Hvrc = carga sobre el vertedero de rebose en una crecidaHvcHvrHvrc +=

Hvrc = carga sobre el vertedero de rebose en una crecida.Hvr = carga sobre el vertedero de rebose para caudal medio.Hvc = carga sobre el vertedero de crecidas.

DIQUETOMA

Descarga máxima por metro lineal de cresta de vertedero

Gráfica de Nyerges

DIQUETOMA


5.- Se determina el caudal total que pasa en una crecida:

vcvcvrcvrt qLqLQ .. +=

Qt = caudal total que evacua el diquetoma en crecida

L = longitud del vertedero de rebose

vcvcvrcvrt qqQ

Lvr = longitud del vertedero de rebose

qvrc = caudal por metro lineal producido por la carga Hvrc

L l it d d l t d d idLvc = longitud del vertedero de crecida

qvc = caudal por metro lineal producido por la carga Hvc

Si Qt > Qmax, entonces podemos asegurar que el vertedero de crecidasestá adecuadamente diseñado.

Si Qt < Qmax se procede a redimensionar el vertedero de crecidaSi Qt < Qmax, se procede a redimensionar el vertedero de crecida.

DIQUETOMA


6.- Se determina el área de captación.

- Con Qmin se entra en la gráfica de Nyerges y determina H y hCon Qmin se entra en la gráfica de Nyerges y determina H y h.

- Se obtiene la velocidad de llegada a la rejilla:)(2 hHgVh −=

H = carga sobre la cresta cuando pasa el caudal mínimo en m.

h lá i d b l t d l t d d b d

)(.2 hHgVh −=

h = lámina de agua sobre la cresta del vertedero de rebose cuandopasa el caudal mínimo, en m.

- Se determina la distancia de aproximación a la rejilla requerida.Para ello se asume un ancho de cresta A (>0,3) y un ancho derejilla B:rejilla B:

BASo −=

DIQUETOMA


- Como la rejilla debe ser autolavante, se provee una pendiente afin de que sólidos flotantes continúen hacia aguas abajo y nofin de que sólidos flotantes continúen hacia aguas abajo y noobstaculicen en paso del agua a través de la rejilla. La pendientez/B varía entre 1/8 y 1/6.

- El S requerido se calcula mediante la siguiente expresión:q g p

BgVZS H

.)( 2

=

si se cumple que So > S entonces no se hace necesarioredimensionar el ancho de la cresta y de la rejilla.

Bg.

DIQUETOMA


- Se determina el tipo de rejilla calculando el producto de C1 x C2mediante la expresión:mediante la expresión:

⎥⎤

⎢⎡

−+= )(lnq 223

SBgBVhCC ⎥⎦

⎢⎣

+= )(2

ln.q 21 SBVhSg

CCc

qc = caudal a captar

C1 = porcentaje de longitud útil de captación

C2 = coeficiente de construcción de la rejilla

Los coeficientes fueron evaluados por Nyerges quien ademásdedujo la fórmula anterior.

Se debe afectar el qc por un factor de 2 a 3 por seguridad.

DIQUETOMA

Método ordenado de diseño hidráulico:Método ordenado de diseño hidráulico:

- Elegir en la tabla un tipo de barras cuyo factor C1 C2 sea igual o mayorque el determinado.

COEFICIENTES PARA EL DISEÑO DE REJILLAS DE CAPTACIÓN

Tipo Descripción C1 C2 C1 C2

1Barras cuadradas de 1 cm de lado, espaciadas 1 cm c/u. 0,45 0,50 0,225

2Barras cuadradas de 1 cm de lado, espaciadas cada 2 cm. 0,55 0,65 0,357

3Barras cuadradas de 1,5 cm de lado, espaciadas a 1 cm. 0,45 0,40 0,180

4Barras cuadradas de 1,5 cm de lado, espaciadas a 2 cm. 0,55 0,56 0,308

5Igual tipo 1, pero con tela metálica de espesor 2 mm. 0,30 0,18 0,054

6Igual tipo 2, con tela metálica soldada. 0,37 0,23 0,085



DIQUETOMA

DIQUETOMA

DISEÑO ESTRUCTURAL:

Para determinar las dimensiones de la sección transversal, con el finde contrarrestar los efectos de volcamiento y deslizamiento causadospor:

a) Empuje hidráulico, b) Empuje de sedimentos, c) Impactos sobre eldique d) Subpresiones e) Presión negativa de lámina vertientedique, d) Subpresiones, e) Presión negativa de lámina vertiente.

DIQUETOMA


1.- Fuerza de impacto.

Fi = M/g VFi = M/g . V

Donde: Fi = fuerza de impacto contra la estructura

M = Capacidad de arrastre de masas de la quebradaM = Capacidad de arrastre de masas de la quebrada

V = velocidad máxima de la quebrada

DIQUETOMA


2.- Verificación de la posición de la resultante de fuerzas, la cual debecortar la base por el tercio central.

VMM VR

ΣΣ−Σ

=a

Donde: c/3 < a < 2c/3

a = excentricidada excentricidad

ΣMR = Sumatoria de momentos que producen las fuerzas quedan estabilidad

ΣMV = Sumatoria de momentos que producen las fuerzas quetienden a volcar el dique

V = sumatoria de fuerzas verticales

DIQUETOMA


3.- Verificación de la estabilidad al volcamiento.

2F ≥Σ RM

Donde: Fs = factor de seguridad al volcamiento

2Fs ≥Σ

=V

RV M

Donde: FsV = factor de seguridad al volcamiento

ΣMR = Sumatoria de momentos que producen las fuerzas quedan estabilidaddan estabilidad

ΣMV = Sumatoria de momentos que producen las fuerzas quetienden a volcar el dique

DIQUETOMA


4.- Verificación de la estabilidad al deslizamiento.

1ΣVμ

Donde: Fs = factor de seguridad al deslizamiento

5,1Fs ≥ΣΣ

=HV

dμ

Donde: Fsd = factor de seguridad al deslizamiento

υ = coeficiente de fricción del concreto y roca = 0,70

ΣV S t i d f ti lΣV = Sumatoria de fuerzas verticales

ΣH = Sumatoria de fuerzas horizontales

Si Fd ≥ 1,5 No se necesita dentellón

Si Fd < 1,5 Se usará dentellón

DIQUETOMA


Constantes:

γagua = 1000 Kg/m³γagua = 1000 Kg/m

γsedimentos = 1800 Kg/m³ (1100 Kg/m³ sumergidos)

Concreto = 2200 2400 Kg/m³Concreto = 2200 – 2400 Kg/m³

Fuerzas Verticales (Kg)

Horizontales (Kg)

Brazo (m)

Momentos Resistentes

Momentos Volcantes(Kg) (Kg) (m) Resistentes Volcantes

Concreto

Impacto

Sedimentos

Agua

Total

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