Download - Alcantarillado Pluvial y Combinado
INGENIERIA CIVIL
PROCESOS SANITARIOS
ALCANTARILLADO PLUVIAL
SISTEMAS DE DRENAJE URBANO
Sistema compuesto por todas las instalaciones
destinadas a la recolección y transporte de
aguas lluvias.
– Necesarios en el desarrollo de áreas urbanas
debido a la interacción entre actividades humanas
y el ciclo natural del agua.
Abstracción de agua para el
consumo humnao
AGUA RESIDUAL AGUA LLUVIA
Cobertura del suelo con
superficies impermeables
IMPORTANCIA DEL SISTEMA DE
DRENAJE URBANO
MINIMIZAR PROBLEMAS DE SALUD PÚBLICA Y AL
AMBIENTE.
P
O
B
L
A
C
I
Ó
N
DESCARGA
INUNDACIÓN
A P
L L
C U
A V
N I A L
T A R I LL A DO
POLUCIÓN
PRECIPITACION
A
M
B
I
E
N
T
E
SISTEMAS DE ALCANTARILLADO PLUVIAL
PARA QUÉ SIRVEN?
Permitir una rápida evacuación de la escorrentía pluvial de las vías públicas.
Evitar la generación de caudales excesivos en las calzadas.
Evitar la invasión de aguas pluviales a propiedades públicas y privadas.
Mitigar efectos nocivos a cuerpos de agua receptores por contaminación de escorrentía pluvial urbana
Evitar la acumulación de
aguas en vías de tránsito.
.Evitar la paralización del
tráfico vehicular y peatonal
durante un evento fuerte de
precipitación.
.Evitar las conexiones
erradas del sistema de
recolección y evacuación de
aguas residuales.
Factores que deben ser considerados
Tráfico peatonal y vehicular.
Valor de las propiedades sujetas a daños por
inundaciones.
Análisis de soluciones con canales abiertos o
conductos cerrados.
Profundidad de los colectores.
En la elaboración de un proyecto de sistemas de
recolección y evacuación de aguas lluvias es
necesaria la consideración económica
CAUDAL DE DISEÑO QDT
–Escorrentía (QDT) Volumen que llega
a la corriente poco después de comenzada la lluvia.
Fórmulas empíricas
Método de la hidrografía
Método Racional
Estudio de correlación entre entre lluvia y escorrentía
Método Racional Si una lluvia con una intensidad I empieza en forma instantánea y continúa en
forma indefinida, la tasa de escorrentía continuará hasta que se llegue al tiempo de concentración Tc, en el cual toda la cuenca está contribuyendo
al flujo de salida.
Caudal de entrada iA
C= Escorrentía / Precipitación
QDT = i Cj Aj
I = Intensidad de precipitación Cantidad de agua lluvia caída sobre una superficie durante un tiempo determinado ( lt/há*seg)
QDT= Caudal de aguas lluvias en lt/seg
C=Coeficiente de escorrentía
A= área tributaria en Hás
1.0 lt/há*seg = 2.78 mm/h
QDT C
PRECIPITACIÓN ESCORRENTÍA
Tc
Intensidad de precipitación
Cantidad de agua lluvia caída sobre una superficie durante un tiempo determinado.
– Período de retorno Número de años que en promedio la magnitud de un evento extremo es igualada o excedida.
– Tiempo de concentración Tc (min) Tiempo de recorrido de la escorrentía superficial desde el punto más alejado de la cuenca de drenaje hasta el punto de salida considerado. En alcantarillados es la suma del tiempo de entrada y de recorrido.
– Frecuencia En hidrología: número de veces que en promedio se presenta un evento con una determinada
magnitud, durante un periodo definido.
Curvas de intensidad-duración-frecuencia
Bajo y medio: Sintética (ajustes)
Medio alto: Información pluviográfica regional
Alto: Información pluviográfica local
Período de retorno de diseño
• Importancia de las áreas
• Daños, perjuicios o molestias que las inundaciones
periódicas puedan ocasionar a los habitantes, tráfico
vehicular, comercio, industria, etc.
La selección del período de retorno está asociada
entonces con las características de protección e
importancia del área de estudio y, por lo tanto, el valor
adoptado debe estar justificado.
Grado de protección según el nivel de
complejidad del sistema
Nivel de complejidad del sistema
Grado de protección igual o mayor al:
Bajo y medio Mínimo
Medio alto Aceptable
Alto Recomendado
PERÍODO DE RETORNO
USO DEL SUELO Mínimo (años)
Aceptable (años)
Recomendado (años)
Tramos iniciales residenciales A<= 2 ha
2 2 3 Tramo todos los usos
2 < A < 10 ha 2 3 5
Todos los usos Tramos A>= 10 ha
5 5 10 Canales zonas planas y A> 1000 ha
10 25 25 Canales zonas montañosas A> 1000 ha
25 25 50
Tiempo de concentración (Min) ES EL TIEMPO REQUERIDO POR UNA GOTA DE AGUA LLUVIA
PARA FLUIR DESDE ELPUNTO MÁS ALEJADO DE LA CUENCA
HASTA EL PUNTO DE INTERÉS.
TC=Te+Tt
Te= tiempo de entrada
Tt= tiempo de transporte o tránsito
T
L
Vt
C
60
LA ESCORRENTIA ALCANZA SU PICO EN EL TIEMPO
DE CONCENTRACIÓN Tc CUANDO TODA LA CUENCA
ESTÁ CONTRIBUYENDO
TIEMPO DE ENTRADA
Tiempo de entrada: Te El requerido para que la escorrentía
llegue al sumidero del colector, Existen varias fórmulas para
estimar el tiempo de entrada.
La ecuación de la FAA de los Estados Unidos se utiliza
frecuentemente para la escorrentía superficial en áreas
urbanas. Esta ecuación es:
3
1
21
1.1707.0
S
LCTe
L
S(%)
P.O.T
Te Fórmula de Kerby 467.0
21
44.1
S
LmTe
Coeficiente de retardo
Coeficiente de retardo
Tipo de superficie
m
Impermeable
0,02
Suelo sin cobertura, compacto y liso
0,10
Superficie sin cobertura moderadamente rugosa
0,20
Pastos
0,30
Terrenos arborizados
0,70
Pastos densos
0,80
Te Soil Conservation Service (SCS)
Coeficiente de retardo
Coeficiente de retardo
S
eV
LT
60Vs puede aproximarse por:
V a SS 1
2
a es una constante que depende del tipo de superficie, tal como se muestra a
continuación
Constante a de velocidad
superficial Tipo de superficie
a
Bosque con sotobosque denso
0,70
Pastos y patios
2,00
Áreas cultivadas en surcos
2,70
Suelos desnudos
3,15
Áreas pavimentadas y tramos iniciales
de quebradas
6,50
Tiempo de FLUJO O Recorrido Tt
Es el tiempo que demora el agua en viajar, transitar o fluir el
agua dentro del colector(s) localizados aguas arriba y
conectados al punto de salida.
60*Vi
LiTt
L
Si dos o más cuencas tributarias convergen a un mismo punto
se toma el mayor Tc
Curvas de lluvia de Cúcuta
Duración de la lluvia en minutos ( Tc)
I
N
T
E
N
S
I
D
A
D
(I)
ECUACIONES CURVAS
CÚCUTA I(1) = -83.17 ln (Tc) + 431.56
I(2) = -109.37 ln (Tc) + 567.77
I(3) = -127.34 ln (Tc) + 660.08
I(5) = -144.07 ln (Tc) + 757.56
I(10) = -158.82 ln (Tc) + 859.40
I(20) = -175.51 ln (Tc) + 972.11
I(50) = -201.27 ln (Tc) + 1137.73
I = Intensidad de la lluvia en lts/seg*Há
Subíndice = período de recurrencia en años
Tc = Tiempo de concentración de la lluvia en minutos
Áreas de drenaje (hás): a extensión y
el tipo de áreas tributarias deben determinarse
para cada tramo por diseñar. El área aferente
debe incluir el área tributaria propia del tramo.
cuenca
Áreas dedrenaje (ha)
Factor dereducción
50 - 100 0,99
100 - 200 0,95
200 - 400 0,93
400 - 800 0,90
800 - 1600 0,88
Los valores de intensidad dados por las curvas IDF corresponden
a valores puntuales representativos de áreas relativamente
pequeñas. En la medida en que las áreas de drenaje se hacen más
grandes, la intensidad media de la lluvia sobre éstas se reduce en
razón de la variabilidad espacial del fenómeno de precipitación
FACTOR DE REDUCCIÓN AREA
Coeficiente de escorrentía
El coeficiente de escorrentía, C, es función del tipo de suelo, del
grado de permeabilidad de la zona, de la pendiente del terreno y
otros factores que determinan la fracción de la precipitación que se
convierte en escorrentía.
A
ACC
Coeficiente de escorrentía o impermeabilidad
USO DEL SUELO C Zonas comerciales o industriales predominio de zonas duras
0.95
Residencial, con casas contiguas, zonas duras 0,75 Residencial unifamiliar, casas contiguas –jardines pequeños Residencial, con casas separadas rodeadas de jardines
0,60
0.45
Residencial, con predominio de zonas verdes y parques-cementerios y parques recreacionales Laderas sin vegetación Laderas con vegetación
0,30
0.60
0.30
PARÁMETROS DE DISEÑO
El Tc mínimo en pozos iniciales es función de las curvas de
lluvias. Para Cúcuta el tiempo de entrada mínimo es 5 minutos y
máximo 30 minutos.
Si dos o más colectores confluyen a la misma estructura de
conexión, debe considerarse como Tc en ese punto el mayor
de los tiempos de concentración de los respectivos
colectores. Diámetro mínimo: El diámetro nominal mínimo
permitido en redes de aguas lluvias es 250 mm (10”) . NC bajo
y medio, y justificado y en los tramos iniciales D= 200 mm(8”).
Velocidad mínima: 0,75 m/s para el caudal de diseño.
Esfuerzo cortante medio : Tr>= 3,0 N/m2 (0,3 Kg/m2)
To>=1,5 N/m2 (0,15 Kg/m2)
Velocidad máxima: Tipo de material V (m/s)
Ladrillo común 3,0
Ladrillo vitrificado y gres 5,0
Concreto 5,0
PVC 10,0
Pendiente mínima:permita tener condiciones de
autolimpieza, de acuerdo con los criterios del literal
Pendiente máxima: Cuando tenga una velocidad
máxima real
Profundidad hidráulica máxima:Puede ser la
correspondiente a flujo lleno.
Profundidad mínima a la cota clave: No debe
interferir con conexiones de acued. Alca. Sanitario
CONVENCIONES: MANEJO DEL AGUA POR LA VÍA
SUMIDERO
COLECTOR PLUVIAL
A= 10 hás
Lc=0.5 km
Sp=10%
Todos los
usos
A1= 20 hás
Lc=1 km
Sp=30% todos los
usos
1
11
7
32
5
910
80.00
74.00
47.85
49.10
79.0
77.5
47.90
46.65
47.85
100m-1.5%"
100m-0.8%-1.7m
100m-0.5%
100m-1.5% 100m-0.5%
100m-0.85%-1.7m
100m-0.5%
0.5%
0.5%
100m-0.5%
100m-18"
1314 15
4
8
12
A= 18 hás Lc=2.2 km
Sp=13%
RESERVA
DESPROTEGIDA
A3= 8 hás Lc=0.2 km
Sp=12%
todos los usos
100m-0.7%-2.0m
100m-2.5%
1.0%
0.55%-2.4 m
0.65%-2.4 m
0.55%-2.4 m
1%-44"
0.095%-52"
1.1%-1.6m
1%
3%
0.4%-27"
7678.0
75
73.007677.0078
79.00 77
77.578.00
72.00 16
RIO
6
1%
0.4%-24"
0.5%
78.675.577.65
77.8 76.8
74.45
76.873.35
76.20
71.3571.8
72.35
75.8
79.50
0.55-2.4
74.8
73.8
72.8
71.8
70.8
76.80 75.80
75.7574.8
72.9
76.377.5
de pozo 8
ks (m) 4.00E-04
n (m2/s) 1.10E-06
NC = ALTO
Area
Propiaaferente
Area
Acum
Area
Propia
Aferent
e
Area
Acum
Area
Propiaaferente
Area
Acum
1 2 0.00 15.00 15.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5.00 5.00 20.00
2 3 0.00 15.00 15.00 0.00 0.00 0.00 0.25 5.00 5.25 20.25
3 4 0.00 6.00 21.00 0.00 0.00 0.00 0.25 2.00 7.50 28.50
4 8 0.00 7.50 28.50 0.00 0.00 0.00 0.25 2.50 10.25 38.75
8 12 0.00 0.00 28.50 0.00 0.00 0.00 0.25 1.50 12.00 40.50
12 16 0.00 0.00 28.50 0.00 0.00 0.00 0.25 1.50 13.75 42.25
16 RIO 0.00 0.00 28.50 0.00 18.00 18.00 0.00 4.75 18.50 65.00
1 5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
5 6 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.25 0.00 0.25 0.25
6 10 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.25 1.25 1.25
10 14 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.50 2.50 2.50
9 13 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
13 14 0.00 0.00 0.00 0.00 18.00 18.00 0.00 0.25 0.25 18.25
14 15 3.00 0.00 0.00 0.00 18.00 18.00 0.00 3.50 3.50 21.50
15 16 0.00 0.00 0.00 18.00 18.00 0.00 4.25 4.25 22.25
TRAMO
Total
Com, IND, INST(Hás) Reserva des(Hàs) Doméstico(Hàs)
Qcalle QDTQcVs QDT Cp
l/s Cp Lc(m) Sp(%) Te(min)
1 2 172.86 10051.78 -9878.91 0.90 0.90 1000.00 30.00 6.65
2 3 172.86 10010.79 -9837.93 0.90
3 4 244.46 13888.30 -13643.84 0.90 0.90 200.00 12.00 4.08
4 8 172.86 18632.48 -18459.62 0.90 0.90 500.00 10.00 6.85
8 12 172.86 15734.45 -15561.59 0.89 0.75 200.00 1.500 13.99
12 16 172.86 16166.24 -15993.38 0.88 0.75 200.00 1.75 13.30
16 RIO 172.86 16519.73 -16346.87 0.80
1 5 122.23 0.00 122.23
5 6 211.71 59.96 151.75 0.75 0.75 100.00 0.50 14.47
6 10 122.23 286.03 -163.80 0.75 0.75 200.00 1.00 16.24
10 14 122.23 649.62 -527.39 0.75 0.75 200.00 1.00 16.24
9 13 172.86 0.00 172.86 0.75
13 14 172.86 3507.45 -3334.59 0.60 0.60 2200.00 13.00 32.51
14 15 172.86 4285.55 -4112.69 0.62 30.00
15 16 299.40 4465.12 -4165.71 0.63 30.00
TRAMO
cuenca
Te1 Te (mayor) tt Tc n I St LONG
años I (l/s/há) I F m
1 2 0.00 6.65 0.00 6.65 10.00 558.4 80.0 79.0 0.010 100
2 3 6.65 6.65 0.34 7.00 10.00 550.4 79.0 78.0 0.010 100
3 4 7.00 7.00 0.33 7.33 10.00 543.0 78.0 76.0 0.020 100
4 8 7.33 7.33 0.33 7.66 10.00 536.0 76.0 75.0 0.010 100
8 12 7.66 13.99 0.37 14.37 10.00 436.2 75.0 74.0 0.010 100
12 16 14.37 14.37 0.34 14.71 10.00 432.4 74.0 73.0 0.010 100
16 RIO 30.00 30.00 0.34 30.00 10.00 319.2 73.0 72.0 0.010 100
100
1 5 80.0 79.5 0.005 100
5 6 14.47 14.47 3.00 319.8 79.5 78.0 0.015 100
6 10 11.31 16.24 16.24 3.00 305.1 78.0 77.5 0.005 100
10 14 16.24 16.24 1.10 17.35 5.00 346.5 77.5 77.0 0.005 100
9 13 79.0 78.0 0.010 100
13 14 30.00 0.00 30.00 10.00 319.2 78.0 77.0 0.010 100
14 15 30.00 0.00 30.00 10.00 319.2 77.0 76.0 0.010 100.00
15 16 30.00 30.00 0.00 30.00 10.00 319.2 76.0 73.0 0.030 100
TRAMOMin
COTA TERRENO
d d Yn/d Yn Theta A
I Caida F S(m/m) (m) (plg) (-) (m) (rad) (m^2)
1 2 78.6 0.2 77.8 0.0080 1.70 66.9 0.8595 1.461 4.746 2.076
2 3 77.65 0.15 76.8 0.0085 1.70 66.9 0.8231 1.399 4.55 2.00
3 4 75.5 1.3 74.8 0.0070 2.00 78.7 0.8248 1.650 4.56 2.77
4 8 74.45 0.35 73.8 0.0065 2.40 95.6 0.8713 2.09 4.82 4.18
8 12 73.35 0.45 72.8 0.0055 2.40 94.5 0.675 1.62 3.86 3.25
12 16 72.35 0.45 71.8 0.0055 2.40 94.5 0.689 1.65 3.92 3.33
16 RIO 71.35 0.45 70.8 0.0055 2.40 94.5 0.701 1.68 3.97 3.39
1 5 NO REQUIERE
5 6 NO REQUIERE
6 10 76.60 0.10 76.30 0.0030 0.61 24.0 0.619 0.38 3.62 0.19
10 14 76.2 0.10 75.80 0.0040 0.69 27.0 0.836 0.57 4.61 0.33
9 13 NO REQUIERE
13 14 76.80 0.000 75.8 0.0100 1.118 44.0 0.792 0.88 4.39 0.83
14 15 75.75 0.050 74.8 0.0095 1.32 52.0 0.666 0.88 3.82 0.97
15 16 72.90 1.900 71.8 0.0110 1.60 63.0 0.473 0.76 3.03 0.94
TRAMO
COTA CLAVE
P R Q v D FRO v2/2g
(m) (m) (Lt/s) m/s m m
1 2 4.034 0.514 10051.78 4.8 1.76 1.167 1.20
2 3 3.86 0.52 10010.79 5.0 1.54 1.288 1.28
3 4 4.56 0.61 13888.30 5.0 1.82 1.185 1.28
4 8 5.78 0.53 18632.48 4.5 2.60 0.881 1.01
8 12 4.63 0.70 15734.43 4.8 1.45 1.285 1.19
12 16 4.70 0.71 16166.94 4.9 1.50 1.268 1.20
16 RIO 4.76 0.71 16519.96 4.9 1.54 1.254 1.21
1 5
5 6
6 10 1.10 0.17 286.21 1.5 0.32 0.851 0.12
10 14 1.58 0.21 648.65 2.0 0.65 0.780 0.20
9 13
13 14 2.45 0.34 3507.43 4.2 0.92 1.404 0.90
14 15 2.52 0.38 4285.90 4.4 0.78 1.602 1.00
15 16 2.43 0.39 4465.45 4.8 0.59 1.991 1.16
TRAMO
– EN EL DISEÑO PARA CUMPLIR CON
LOS PARÁMETROS DE VELOCIDAD
MÁXIMA ( m/seg) Y RÉGIMEN NO
CRITICO(F≠0.9-1.1), SE
IMPLEMENTARON CAIDAS EN LOS
POZOS DE INSPECCIÒN
CANALES
El diseño de canales para conducción
de aguas de drenaje debe aprovechar
al máximo la topografía del terreno con
el fín de garantizar la conducción por
gravedad
TIPOS DE CANALES
Dentro del estudio de los canales se
incluyen los canales naturales y los
canales artificiales
Estructuras en Canales
Las estructuras que se construyen en los canales son las siguientes:
Captaciones, o estructuras de entrada,
Compuertas y Vertederos, para derivaciones, medición de caudales y control de niveles,
Transiciones, para empalmar tramos de diferente sección transversal,
Sifones y Acueductos, o puentes, para atravesar corrientes naturales y cruzar por depresiones del terreno.
Túneles, para atravesar obstáculos naturales,
Rampas, escalones y disipadores de energía, para controlar las velocidades en canales de alta pendiente.
Descargas, o estructuras de entrega.
ALIVIADEROS Disminuir los costos de conducción de los flujos hasta el sitio de
disposición final o de tratamiento de las aguas residuales.
deben permitir que el caudal de aguas residuales
de tiempo seco continúe por el colector hasta la
planta de tratamiento o lugar de disposición final
Colector
combinado Aliviadero
Canal
aguas
lluvias
Colector aguas negras
PT
TIPOS DE ALIVIADEROS
LATERALES,
TRANSVERSALES
TIPO VÓRTICE
LATERALES
Consisten en un vertedero que debe
dimensionarse adecuadamente para
cumplir la función de impedir el
vertimiento de las aguas negras antes
de que éstas tengan determinada
dilución y verter el exceso cuando el
volumen que llega, debido a las lluvias ,
es mayor.
LATERALES
CORTE A-A
CORTE B-B
Carga residual diluida
Factor de dilución 1:2
Caudal diluído= 3 QARD
MÉTODOS DE CÁLCULO
a) GÓMEZ NAVARRO:
2/375.0 H
QL
L = longitud del vertedero en mts
H= altura de lámina de agua aguas arriba en mts
Q = caudal a verter en m3/seg
MÉTODOS DE CÁLCULO
b) Fórmula de COLEMAN,SMITH Y
DEMPSTER
)1()1(****417.1 5.0
1
5.0
2
13.0
1 HHHVWL
L = longitud del vertedero en mts
V= Velocidad de llegada en mt/seg
W= Ancho medio del canal o del colector en mts
H1= altura de lámina de agua aguas arriba en mts
H2= altura de lámina de agua aguas abajo en mts
MÉTODOS DE CÁLCULO
c) Fórmula de BABBIT
2
1log***55.7H
HVdoL
L = longitud del vertedero en mts
V= Velocidad de llegada en mt/seg
do= diámetro del conducto de llegada en mt
H1= altura de lámina de agua aguas arriba en mts
H2= altura de lámina de agua aguas abajo en mts
d) Fórmula de ENGELS
87.1
1
1.1
51.0h
QL
87.1
1
1.1
51.0h
QL
L = longitud del vertedero en mts
h1= altura de lámina de agua aguas abajo en mts
Q = caudal a verter en m3/seg
Ejemplo
En un determinado sitio de una red de
alcantarillado combinado, se debe proyectar
un aliviadero, se conocen los siguientes
datos:
Caudal de aguas residuales : 20 lts/seg
Caudal de aguas lluvias: 800 lts/seg
Caudal de diseño del colector combinado :
20 lts/seg+800 lts/seg =820 lts/seg
Conducto de llegada:
Qd aguas combinadas = 820 lts/seg
Diámetro de llegada : De = 24" concreto
Pendiente = 1.2%
Se analizan dos condiciones: Utilizando
Coolebrook-white
Cuando transporta
sólo el caudal de
aguas combinadas
d d Yn/d Yn Theta A P R Q v D FRO v2/2g
S(m/m) (m) (plg) (-) (m) (rad) (m^2) (m) (m) (Lt/s) m/s m m
0.012 0.61 24.0 0.8247 0.503 4.555 0.257 1.388 0.185 820.00 3.2 0.56 1.365 0.52
Cuando transporta sólo el caudal de aguas
negras diluídas.
Dilución 1:2
QA.N. DILUIDAS = 3 * 20 lts/seg =60
lts/seg
d d Yn/d Yn Theta A P R Q v D FRO v2/2g
S(m/m) (m) (plg) (-) (m) (rad) (m^2) (m) (m) (Lt/s) m/s m m
0.012 0.61 24.0 0.1799 0.110 1.75 0.04 0.53 0.07 60.00 1.7 0.08 1.945 0.14
Conducto de salida:
QA.N. DILUIDAS = 60 lt/seg
S = de la tubería de salida del aliviadero
para transportar las aguas negras =
0.75%
Se determina el diámetro de la tubería
para transportar el QA.N. DILUIDAS :
d d Yn/d Yn Theta A P R Q v D FRO v2/2g
S(m/m) (m) (plg) (-) (m) (rad) (m^2) (m) (m) (Lt/s) m/s m m
0.0075 0.30 12.0 0.5420 0.165 3.31 0.04 0.50 0.08 60.00 1.5 0.13 1.301 0.11
Diseño del aliviadero :
Caudal a aliviar:
El caudal que se pretende aliviar y el
cual se vertirá a la fuente más cercana,
corresponde a la diferencia entre el
caudal de aguas combinadas y el
caudal de aguas negras diluídas.
QALIVIO = 820 lts/seg - 60 lts/seg
= 760 lts/seg
Longitud del aliviadero:
Utilizaremos varias de las ecuaciones con el objeto de escoger la que más se ajsute a las condiciones del proyecto:
a) GÓMEZ NAVARRO:
L = longitud del vertedero en mts
H = diferencia de altura de lámina en el conducto de llegada bajo condiciones de transporte de caudal total combinado y caudal diluído
H= (0.503 m-0.11m )=0.393 m
Q = CAUDAL A VERTER O ALIVIADO= 0.76 m3/seg
mseg
m
L 11.4393.075.0
376.0
2/3
b) Fórmula de COLEMAN,SMITH
Y DEMPSTER
L = longitud del vertedero en mts
V= Velocidad de llegada = 3.2 mt/seg
W= Ancho medio del canal o del colector= 0.61 mts
H1= altura de lámina de agua cuando transporta
Caudal combinado=0.503 mts
H2= altura de lámina de agua cuando transporta
caudal diluído= 0.11mts
mmm
mseg
mmL 19.6)503.0
1()11.0
1(*503.0*2.3*61.0*417.1 5.05.0
13.0
c) Fórmula de BABBIT
L = longitud del vertedero en mts
V= Velocidad de llegada=3.2 mt/seg
do= diámetro del conducto de llegada =0.61 mt
H1= altura de lámina de agua cuando transporta
Caudal combinado=0.503 mts
H2= altura de lámina de agua cuando transporta
caudal diluído= 0.11mts
msegmmL 99.711.0
503.0log*2.3*61.0*55.7
d) Fórmula de ENGELS
L = longitud del vertedero en mts
h1= altura de lámina de agua cuando
transporta caudal diluído= 0.11mts
Q = caudal a verter =0.79 m3/seg
53.2311.0
76.051.0
87.1
1.1
L
alternativas
ECUACION LONGITUD ALIVIADERO EN MTS
GÓMEZ NAVARRO 4.1
COLEMAN,SMITH Y DEMPSTER
6.2
BABBIT 8.0
ENGELS 23.5
Evaluando las cuatro alternativas de longitud de alivio se escoge la menor obtenida que corresponde a la ecuación de Gómez Navarro.
Caudal combinado
Qc=820 lt/seg
Por lo tanto la longitud del alivio es de 4.1 m
ALIVIADERO
Caudal aliviado o
vertido
Hacia el río=760 lt/s
Q diluido a
PT
Caudal
combinado
Qc=820 lt/seg
Determinación del perfil Hidráulico(cañuela o caída en el fondo) Caudal diluido :
Radio hidráulico inicial : 0.07 mts
Radio hidráulico final : 0.08 mts
Radio hidráulico promedio : 0.075
R2/3 = 0.075 2/3 = 0.178
Velocidad promedio Vp: (1.7 m/seg + 1.5 m/sg )/2 = 1.58 m/seg ( V llegada y V salida de aguas negras diluídas).
Aplicando Manning:
3
2
2
1
R
nVS
p
%8.101777.0178.0
015.058.12
S
Pérdidas por fricción en L = 4.1 mts =
4.10 * 0.018 = 0.07 mts = 7 cms
Pérdidas de energía por transición He:
K= 0.20 por disminución de la velocidad
00.0006.0)14.011.0(*20.022
12
22
m
g
V
g
VKHe
Condiciones de empate de energía para el caudal de aguas negras diluídas:
Cota terreno tubería de llegada = 100.36
Cota clave tubería de llegada= 99.01
Cota fondo de tubería de llegada = 98.40
Cota de energía en tubería de llegada = 98.4 +0.11+0.14 = 100.30
Cota de fondo de tubería de salida = 98.40-0.07= 98.33
Cota clave de tubería de salida = 98.33 + 0.30 = 98.66
Cota de energía en tubería de salida = 98.33+ (0.165+0.11) = 98.44
E = 100.30-98.44 = 1.86 m
PERFIL
Y1=0.11
Y2=0.165
V1 2/2g=0.14
V2 2/2g=0.11
HP=0.07
99.01 CLAVE
98.40 FONDO
100.30 ENERGIA
98.44ENERGIA
98.66 CLAVE
HE=1.86
98.33 FONDO
100.36
TERRENO
Cotas de la cresta del vertedero
Aguas arriba ( a la llegada) = 98.4+0.11
=98.51
Cota aguas abajo ( a la salida)
=98.33+0.17 = 98.50