100663915 diseno de bocatomas

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 BOCATOMA

EN 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 CURVO

DE 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.

23

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 DULCE

LA CANO

2. CAMBIANDO EL REGIMEN

• Embalsando, de modo que se capta como un régimen

subcrítico

Yc

Yn

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

h

h0

Ventana de

Captación

Presa

Derivadora

>= 0.2m

C0

Cc

C1

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

0.2H

0.5

H

X

X = 2H y1.85 0.85

Y

TEORICO

0.2H

0.5

H

X

Y

RECOMENDADO

Talud reforzado

1.51

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 4.2

H = carga de la cresta en m.

Le = Lm -2(n*Kp + Km)*Ho

Le = longitud efectiva de la cresta

Lm = longitud total de la cresta.

n = número de pilares

Kp = coefic. de contracción de los pilares varia de 0.025 a 0.10

Km = coeficiente de contracción lateral por muros

Ho = carga de operación

Calculo de tirante al pie del barraje

Y2

Y1

1 2

Yn Yn

0

Co

p

H

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) Schoklitsch

L = 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 Lane

Material Coeficiente

Arena muy fina o limo 8.5

Arena fina 7.0

Arena tamaño medio 6.0

Arena gruesa 5.0

Grava fina 4.0

Grava media 3.5

Grava gruesa 3.0

Bloques con grava 2.5

Arcilla Plástica 3.0

Arcilla de consistencia media 2.0

Arcilla dura 1.8

Arcilla muy dura 1.6

Lw

h

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