anexo n 9 memoria de calculo eje hidrualico

MEMORIA DE CALCULO EJE HIDRAULICO DEL RIO

CALCULO DEL EJE HIDRÁULICO EN EL LECHO DEL RIO ESPERANZA

Para calcular el eje hidráulico se ha utilizado el Método de los factores de conducción hidráulica, esto con el fin de tomar en cuenta la variación transversal de la velocidad en cada sección.

Para ello, la ecuación de Manning se escribe de la siguiente forma:

Donde:

Conn= 0,03

Considerando una sección tipo igual a:

h en crecida

altura de velocidad en la ecuación de Bernoulli.

Donde Vi se obtiene a partir de la ecuación de Manning, y Vm, corresponde a lavelocidad media en la sección.

Además, se utiliza el coeficiente de Coriolis (a), esto con el fin de corregir la

El factor a está definido como:

Q=(∑i=1

n

K i)∗√i

K i=Ωi∗Ri

23

n

Ri ,Ωi

α=∑V i

3∗Ωi

Vm3∗∑Ωi

Sección Nº1 Sección Nº2

z1z2

Lm

A partir del perfil antes mostrado, se tiene que:

Donde B corresponde al Bernoulli en cada una de las secciones consideradas y Dcorresponde a las pérdidas producidas entre la sección Nº1 y la Nº2. Con ello, laforma de determinar el valor de la altura de aguas alcanzada por el eje hidráulicoen la sección Nº2, conociendo los valores de las variables en la sección Nº1, serealiza encontrando una solución adecuada para el conjunto de ecuaciones dadaspor:

Este procedimiento se realizó para calcular el eje hidráulico para los caudales de 50 y 150 m3/s (que corresponde a la crecida asociada a los 100 años períodode retorno).

1

2

is

Jm

α1∗V 12

2∗gα2∗V 2

2

2∗g

B1=B2+Δ

B1=B2+Δ

Δ=Jm∗L

B2=z2+a2∗v2

2

2∗g

CALCULO DEL EJE HIDRÁULICO DEL RIO

PERFIL

PERFIL DISTANCIA COTA EJE HIDRAULICONº PARCIAL ACUMUL. T=100 T=50 T=10 OBRAS

Q=135 Q=123 Q=95m3/s m3/s m3/s

5 0 0 104.12 104.01 103.734 71 71 103.83 103.72 103.453 71 142 103.69 103.58 103.322 58 200 103.37 103.25 102.951 37 237 103.16 103.03 102.69 BOCATOMA

-1 20 257 101.98 101.88 101.61-2 270 527 100.89 100.77 100.48-3 77 604 100.46 100.34 100.02 SIFON Nº1-4 58 662 100.15 100.02 99.68-5 161 823 99.54 99.41 99.01 SIFON Nº2-6 49 872 99.21 99.08 98.64-7 103 975 97.68 97.6 97.45-8 340 1315 97.16 97.06 96.37 ENTREGA

MEMORIA DE CALCULO BOCATOMAPERFIL Nº3

PUNTO DISTANCIA COTA OBRASPARCIAL ACUMUL. TERR. EH

Q=135 Q=123 Q=950 0 0 107.04 103.69 103.58 103.32 TERRENO1 15 15 101.26 103.69 103.58 103.32 BORDE2 2 17 100.06 103.69 103.58 103.32 B. FONDO3 27 44 100.67 103.69 103.58 103.32 B. FONDO4 2 46 101.81 103.69 103.58 103.32 BORDE5 3 49 102.38 103.69 103.58 103.32 TERRENO6 3 52 102.73 103.69 103.58 103.32 E37 16 68 102.32 103.69 103.58 103.32 TERRENO8 36 104 102.07 103.69 103.58 103.32 TERRENO9 33 137 101.12 103.69 103.58 103.32 BAJO

PERFIL Nº4


Q=135 Q=123 Q=950 0 0 102.24 103.83 103.72 103.45 TERRENO1 3 3 101.3 103.83 103.72 103.45 BORDE2 1 4 100.59 103.83 103.72 103.45 B. FONDO3 2 6 100.12 103.83 103.72 103.45 FONDO4 18 24 100.43 103.83 103.72 103.45 B. FONDO5 5 29 102.64 103.83 103.72 103.45 BORDE6 11 40 103.06 103.83 103.72 103.45 E27 55 95 101.82 103.83 103.72 103.45 BAJO

PERFIL Nº5


Q=135 Q=123 Q=950 0 0 103.05 104.12 104.01 103.73 BORDE1 7 7 99.75 104.12 104.01 103.73 FONDO2 4 11 100.61 104.12 104.01 103.73 BP3 4 15 101.34 104.12 104.01 103.73 BP4 8 23 101.85 104.12 104.01 103.73 BP5 3 26 102.97 104.12 104.01 103.73 R6 15 41 102.92 104.12 104.01 103.73 BAJO7 12 53 102.46 104.12 104.01 103.73 BAJO8 18 71 102.17 104.12 104.01 103.73 BAJO



Q=135 Q=123 Q=950 0 0 101.81 103.16 103.03 102.69 BORDE1 2 2 98.18 103.16 103.03 102.69 B. FONDO2 16 18 99.2 103.16 103.03 102.69 B. FONDO3 1 19 100.94 103.16 103.03 102.69 BORDE4 11 30 102.1 103.16 103.03 102.695 13 43 102.09 103.16 103.03 102.69 INICIO CAMINO6 3 46 102.09 103.16 103.03 102.69 FIN CAMINO7 72 118 99.77 103.16 103.03 102.69 LAGUNA

PERFIL Nº2


Q=135 Q=123 Q=950 0 0 107.47 103.37 103.25 102.95 TERRENO1 8 8 102.13 103.37 103.25 102.95 BORDE2 13 21 100.39 103.37 103.25 102.95 BORDE3 0 21 100.16 103.37 103.25 102.95 B. FONDO4 10 31 100.87 103.37 103.25 102.95 B. FONDO5 4 35 102.01 103.37 103.25 102.95 BORDE6 20 55 102.42 103.37 103.25 102.95 TERRENO7 12 67 102.23 103.37 103.25 102.95 TERRENO8 12 79 101.72 103.37 103.25 102.95 TERRENO9 17 96 102.15 103.37 103.25 102.95 TERRENO



Q=135 Q=123 Q=950 0 0 111.17 101.98 101.88 101.61 TERRENO1 12 12 105.57 101.98 101.88 101.61 TERRENO2 13 25 101.05 101.98 101.88 101.61 BORDE3 1 26 99.83 101.98 101.88 101.61 B. FONDO4 5 31 99.56 101.98 101.88 101.61 FONDO5 7 38 99.87 101.98 101.88 101.61 FONDO6 6 44 99.67 101.98 101.88 101.61 FONDO7 7 51 100.15 101.98 101.88 101.61 B. FONDO8 2 53 100.97 101.98 101.88 101.61 BORDE9 2 55 101.15 101.98 101.88 101.61 E5

10 3 58 101.99 101.98 101.88 101.61 CERCO

PERFIL Nº2


Q=135 Q=123 Q=950 0 0 103.71 100.89 100.77 100.48 TERRENO1 25 25 100.15 100.89 100.77 100.48 CAMINO2 29 54 99.62 100.89 100.77 100.48 BORDE3 14 68 98.51 100.89 100.77 100.48 B. FONDO4 4 72 97.95 100.89 100.77 100.48 FONDO5 5 77 97.98 100.89 100.77 100.48 FONDO6 4 81 97.33 100.89 100.77 100.48 FONDO7 3 84 98.22 100.89 100.77 100.48 BORDE

PERFIL Nº3


Q=135 Q=123 Q=950 0 0 101.72 100.46 100.34 100.02 TERRENO1 37 37 98.83 100.46 100.34 100.02 CAMINO2 5 42 98.37 100.46 100.34 100.02 BORDE3 20 62 97.94 100.46 100.34 100.02 B. FONDO4 6 68 97.89 100.46 100.34 100.02 FONDO5 9 77 98.19 100.46 100.34 100.02 FONDO6 1 78 99.3 100.46 100.34 100.02 FONDO

PERFIL Nº4


Q=135 Q=123 Q=950 0 0 113.32 100.15 100.02 99.68 TERRENO1 24 24 108.98 100.15 100.02 99.68 BORDE2 10 34 98 100.15 100.02 99.68 B. FONDO3 37 71 97.81 100.15 100.02 99.68 B. FONDO4 3 74 97.4 100.15 100.02 99.68 B. FONDO5 5 79 97.2 100.15 100.02 99.68 FONDO6 2 81 97.4 100.15 100.02 99.68 B. FONDO7 1 82 99.9 100.15 100.02 99.68 BORDE

MEMORIA DE CALCULO BOCATOMA8 48 130 100.09 100.15 100.02 99.68 CAMINO

PERFIL Nº5


Q=135 Q=123 Q=950 0 0 99.54 99.54 99.41 99.01 TERRENO1 5 5 98.94 99.54 99.41 99.01 BORDE2 7 12 96.73 99.54 99.41 99.01 B. FONDO3 18 30 97 99.54 99.41 99.01 B. FONDO4 8 38 99.33 99.54 99.41 99.01 BORDE5 27 65 100.93 99.54 99.41 99.01 CAMINO

PERFIL Nº6


Q=135 Q=123 Q=950 0 0 99.34 99.21 99.08 98.64 TERRENO1 9 9 98.73 99.21 99.08 98.64 BORDE2 1 10 97.05 99.21 99.08 98.64 B. FONDO3 14 24 95.95 99.21 99.08 98.64 FONDO4 6 30 94.85 99.21 99.08 98.64 FONDO5 7 37 96.99 99.21 99.08 98.64 B. FONDO6 4 41 98.65 99.21 99.08 98.64 BORDE7 8 49 101.91 99.21 99.08 98.64 TERRENO8 7 56 104.94 99.21 99.08 98.64 CAMINO

PERFIL Nº7


Q=135 Q=123 Q=950 0 0 99.19 97.68 97.6 96.37 TERRENO1 13 13 98.23 99.54 99.41 99.01 BORDE2 12 25 96.62 99.54 99.41 99.01 B. FONDO3 15 40 95.41 99.54 99.41 99.01 FONDO4 6 46 95.8 99.54 99.41 99.01 FONDO5 10 56 105.58 99.54 99.41 99.01 B. FONDO

PERFIL Nº6


Q=135 Q=123 Q=950 0 0 99.03 97.16 97.06 96.371 32 32 97.54 97.16 97.06 96.37 BORDE2 2 34 95.6 97.16 97.06 96.37 B. FONDO3 4 38 95.02 97.16 97.06 96.37 FONDO4 33 71 96.05 97.16 97.06 96.37 B. FONDO5 4 75 93.87 97.16 97.06 96.37 BORDE6 14 89 98.22 97.16 97.06 96.37 BORDE7 18 107 97.71 97.16 97.06 96.37

PROYECTO: SIFONES RIO ESPERANZAMATERIA: CÁLCULO DE LA SOCAVACIÓNCALCULISTA: BETTINA BUDGE W. FECHA: ABRIL 2003

* "Diseño Hidraulico De Puentes" Luis Ayala Riquelme, 1983, pag 292**"Water And Sediment Dynamics"

CÁLCULO DE LA SOCAVACIÓN

Se calculo la socavacion en el lugar donde iran ubicados los sifones de manera de ver si la profundidad a la que ira es la adecuada.Debido a que la presencia de las obras no produce un angostamiento del cauce, puesto que encrecida la sección de escurrimiento se amplia, no es posible considerareste efecto como causade la socavación al pie de las obras del sifon.Sin embargo existirá un aumento de la velocidad en crecida que ocasionará socavación, paralo cual se considera válida la "Teoría del Régimen".*

Fórmula de Lacey:

donde:

Q =h = profundidad media del régimen en mf = factor de "légamo" de Lacey**

diámetro medio de las partículas del cauce en mm

20 mmf = 7.11

Q = 95h = 1.12 m

Para estimar la socavación con la fórmula de Lacey se puede hacer uso de las recomendacionesdadas por las normas hindúes que sugieren multiplicar la altura del régimen por un factor dado,que en este caso seria igual a 1,25 (tramo recto).

h' = 1.39 m

COTA SIFONNº1 Nº2 Nº3

Eje Hidraulico Maximo 100.02 99.01 96.87Fondo Socavacion 98.63 97.62 95.48

Fondo 97.89 96.73 95.20

-0.74 -0.89 -0.28

Por lo tanto no existen problemas de socavacion.

caudal en m3/s

D50 =

D50 =

m3/s

Hsocavacion <=

h=0 .47∗(Qf )13

f=1 .59∗√D50

anexo n 9 memoria de calculo eje hidrualico

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