informe terminado azud

8/15/2019 Informe Terminado azud

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA – E.A.P. DE INGENIERIA CIVIL

I. INTRODUCCIÓN.

La fnalidad es uno de los muchos criterios que existen para la clasifcaciónde las obras de toma. Desde el punto de vista de su fnalidad las obras de

toma se clasifcan en unción de las características del proyecto al quesirven.

Es así como se tiene:

a) bras de toma para abastecimiento p!blico

b) bras de toma para irri"ación

c) bras de toma para centrales hidroel#ctricas

d) bras de toma para industria y minería

e) bras de toma para otros propósitos ) bras de toma para uso m!ltiple La clasifcación anterior se refere al usopredominante del a"ua.

$ma"en %&. 'ocatoma 'a(os del $nca *+,: 779988.00E 9208321.00N)

-i bien es cierto que hay bocatomas que tienen una fnalidad específcatambi#n lo es que casi siempre las bocatomas tienen aunque sea enpeque(a proporción al"!n otro uso. En el /er! hay numerosas bocatomaspara atender las fnalidades antes se(aladas. El abastecimiento de a"ua a la

población es la primera necesidad de a"ua que debe ser cubierta. Elaprovechamiento de las a"uas superfciales en especial las de un ríoconstituye una de las ormas m0s anti"uas de uso del a"ua. En los tiemposanti"uos las ciudades se ubicaban en las orillas de los ríos para poderaprovechar sus a"uas 0cilmente. El crecimiento de la población laexpansión urbana el aumento de las demandas y otros actoresdeterminaron la necesidad de construir proyectos de abastecimiento dea"ua para la población. Estos proyectos empie1an por una bocatoma paracaptar el a"ua de un río o de otra uente de a"ua y conducirla lue"o al0rea urbana. Las obras de toma para abastecimiento poblacional pueden sermuy peque(as con un 2audal de 2aptación de apenas unos cuantos litrospor se"undo o muy "randes como la de La 3tar4ea que abastece a varios

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V. MARCO TEORICO

1. BOCATOMAS

ASPECTOS DEL PLANEAMIENTO DE OBRAS DE CAPTACIÓNSUPER#ICIAL

-on numerosos los problemas que se presentan en el planeamiento de lasbras de +oma debido principalmente a la interacción estructura9

naturale1a. El planeamiento es el paso previo al dise(o. El planeamientocorrecto es sumamente importante para el #xito del proyecto. Es diícilestablecer una metodolo"ía de planeamiento sin embar"o se presenta acontinuación al"unos temas que deben tenerse en cuenta. Los temas debentratarse mediante un proceso de aproximaciones sucesivas. El orden en elque se les presenta a continuación est0 determinado sólo por ra1onespropias de la exposición. -u n!mero puede ser bastante mayor. 2omo unaorma de iniciación en el tema del planeamiento de una obra de toma seconsidera los siete temas de an0lisis si"uientes:

a) 2omportamiento hidroló"ico

b) 3spectos de hidr0ulica ;uvial

c) +ransporte sólido d) -elección del tipo de toma

e) ,icro locali1ación de la obra de toma

) 7eometría de la bocatoma y

") 2ondiciones particulares de operación y mantenimiento

La "eometría de la obra es decir la disposición de los elementos es eldise(o mismo. -e debe determinar la altura de la presa derivadora laslon"itudes de las partes vertedoras y f4as el 0n"ulo de captación los muros

"uía y todos los elementos constituyentes de la obra.

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$ma"en %8. 'ocal del canal para rie"o +artar 2hico *+,: ==>?8?E>8%>@>@A)

En todo esto desempe(a una unción muy importante el estudio en modelo

hidr0ulico el que tiene la enorme venta4a de constituir una representacióntridimensional de las estructuras y de los enómenos. 2ada bocatoma tienecondiciones particulares de operación y mantenimiento que deben sertomadas en cuenta en el momento del dise(o. La concepción de laoperación es inseparable del dise(o. 2ada bocatoma tiene un con4unto de5e"las de peración a las que se lle"a mediante un proceso deaproximaciones sucesivas.

CONDICIONES DE DISE$O

-on varias las condiciones "enerales de dise(o que debe cumplir unabocatoma cualquiera que sea su tipo o características. Entre las principalesest0n las si"uientes:

a) 3se"urar la derivación permanente del caudal de dise(o y de loscaudales menores que sean requeridos. En al"!n caso se admite unainterrupción temporal del servicio.

%) /roveer un sistema para de4ar pasar la 3venida de Dise(o que tiene"ran cantidad de sólidos y material ;otante. En 1onas su4etas alBenómeno de El Ai(o es me4or utili1ar un 6idro"rama de Dise(o.

&) 2aptar el mínimo de sólidos y disponer de medios apropiados para suevacuación. ,uchas veces esta es la clave del dise(o efciente.

') 2onservar a"uas aba4o sufciente capacidad de transporte para evitarsedimentación.

CARACTER(STICAS GENERALES DE LA BOCATOMA DE CAPTACIÓNLATERAL

La bocatoma lateral es una obra de captación superfcial y es la m0sempleada cuando se trata de captar el a"ua de un río. Es a este tipo debocatoma al que dedicamos la mayor parte de esta exposición. La ormam0s simple de concebir una captación lateral es como una biurcación. Enprimer lu"ar conviene presentar una breve descripción de los elementosconstituyentes m0s recuentes de una bocatoma de captación lateral losque podrían clasifcarse de la si"uiente manera:

Elementos de encau1amiento y cierre. -u ob4eto es elevar el nivel del a"uapara permitir su in"reso a la toma y al canal de derivación e impedir eldesborde del río.

Elementos de descar"a de avenidas. /ermiten el paso de las crecidas. -onór"anos de se"uridad.

Elementos de control de sedimentos. +ienen por ob4eto el mane4o de lossólidos.

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ertedero f4o o presa derivadora. El vertedero o presa derivadora esestructuralmente un a1ud. Es una presa vertedora. -uele llam0rsele barra4e.-u unción es la de elevar el nivel del a"ua para alcan1ar el requerido porlas necesidades de captación. El a1ud crea la car"a necesaria sobre el canalde derivación para que pueda in"resar el 2audal de Dise(o. Es decir obli"a

al a"ua a entrar a la captación. En tal sentido es una presa derivadoradierente a las presas de almacenamiento. En consecuencia su altura sobreel lecho del río suele ser peque(a al"unos pocos metros). 3 su ve1 el a1uddebe permitir el paso de las "randes avenidas específcamente de la3venida de Dise(o la que como se ha dicho es el m0ximo caudal del río quepuede soportar la estructura. El a1ud es hidr0ulicamente un vertedero. -epuede construir de los m0s diversos materiales.

ertedero móvil o barra4e móvil. Es una estructura compuesta por una om0s compuertas que permiten el paso de las avenidas de líquidos y desólidos y adem0s tiene la unción de eliminar los sólidos que pudiesen

encontrarse a"uas arriba y rente a las ventanas de captación. La lon"itudtotal de los vertederos f4o y móvil debe ser la necesaria para el paso de laavenida de dise(o. -u proporción es variable.

. /ueden estar ubicadas como parte de las ventanas de captación o sihubiese un elemento decantador ubicado inmediatamente a"uas aba4o delas ventanas de captación podrían estar ubicadas m0s hacia a"uas aba4oen el in"reso al canal. En las bocatomas peque(as puede tratarse de unasola compuerta.

/o1as disipadoras de ener"ía. 3"uas aba4o de los barra4es f4o y móvil esnecesario disponer al"!n elemento que ayude a disipar la ener"ía.

7eneralmente se disipa la ener"ía mediante la ormación de un saltohidr0ulico para lo que es necesario disponer una po1a. $nmediatamentea"uas aba4o y como transición con el lecho ;uvial se coloca una protecciónde ondo a base de piedras a la que se le denomina rip9rap.

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IMAGEN 0. MUESTRA LA CAMARA DISIPADORA DE ENERGIA#ORMANDOSE RESALTOS "IDRULICOS A LA ENTRADA DE LA PO*A

DE ENERGIA EN LA SALIDA

ESPECI#ICACIONES TECNICAS PARA DISE$O "IDRULICO DE UNABOCATOMA

P+,-/, '/ '/4

2audal de dise(o /ara un sistema por "ravedad se debe considerar elcaudal m0ximo diario para la población de dise(o.

'ocatoma 2uando se capta el a"ua derivando un curso superfcial labocatoma consiste en una estructura acoplada al canal de derivacióndonde se encuentran empotradas las re4as que permiten el paso del a"ua yretienen los sólidos ;otantes. El a"ua captada in"resa a una c0mara decaptación que conduce el a"ua al pretratamiento. La velocidad en losconductos libres o or1ados de la toma de a"ua no debe ser inerior a %?%

mFs.

'3553GE

Para el diseño del barraje se considera esta estructura como si fuera un vertedero de

pared gruesa.

El gasto sobre el barraje está dado por:

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cY L g Q =

Donde:

LLongitud del barraje en metros!c"irante critico en metros

El perfil de la cresta del vertedero se ajusta al perfil #ue tendria la vena li#uida al caer

libremente.

$tili%ando la f&rmula:

'(.)

'(.

*2 d H

x y =

donde:

+ e , : coordenadas referidas a la cresta

-d : carga de diseño

ESPECIFICACIONES TECNICAS

2onsideraciones importantes De acuerdo a lo establecido por el'ureau o 5eclamation *-'5) y por las pr0cticas usuales dein"eniería en proyectos similares se recomienda los si"uientescriterios:

H El caudal adoptado corresponder0 a una avenida m0xima entre %y &%% a(os para condiciones de operación extrema.

H Determinación del caudal de captación de acuerdo a losrequerimientos pudiendo ser una o m0s ventanas.

H /ara atenuar el in"reso de sólidos de ondo se puede incluir uncanal de limpia "ruesa o desrripiador ubicado rente a las ventanasde captación. 2ompletando la limpia un conducto de pur"a ubicadoantes de las compuertas de re"ulación el caudal descar"ar0 a la po1adel barra4e móvil.

H La operación de captación del caudal de dise(o tendr0 en cuentaque lo podr0 eectuar en #poca de estia4e manteniendo cerradas lascompuertas del barra4e móvil y durante el periodo de avenidas con lacompuerta parcial o completamente abiertas.

H El dise(o de la estructura vertedora a proyectarse en el cauce delrío deber0 permitir el paso de la avenida m0xima de dise(omediante la acción combinada entre el barra4e f4o y el móvil cuyosalto hidr0ulico deber0 estar contenido dentro de los muros deencau1amiento y po1a disipadora. 3"uas aba4o se deber0 contemplaruna protección de enrocado.

2. VIADUCTO CON TMC

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Dentro de una alcantarilla son muy complicados los comportamientos del;u4o debido a que es controlado por muchas variables incluidas la"eometría de salida la pendiente el tama(o la ru"osidad las condicionesde proundidad de aproximación y de salida etc. +eniendo identifcada lasuperfcie de in;uencia debe precisarse el hidro"rama del ;u4o y con #ste

los caudales de recurrencia sino existe re"istro o aoros se recurre parauna primera aproximación a la conocida expresión "en#rica I J 2i3donde: I J 2audal ó descar"a m0xima de escorrentía. m< Fs) 3 J Krea dela cuenca. m8 ) $ J $ntensidad de la descar"a mmFh) 2 J 2oefciente de

escorrentía su valor est0 comprendido entre cero y uno y depende de la"eomorometría de la cuenca y de su cobertura. La mayoría de lasalcantarillas se dise(an para operar con superfcie libre con condiciones de;u4o subcrítico en el barril a fn de maximi1ar el

$,37EA A %. $3D*2+ EA EL 5$ 26A+3 E26 2A +,2.

caudal por unidad de ancho y reducir la sección transversal del barril y porconsi"uiente. su costo). El ;u4o a"uas arriba y a"uas aba4o de la alcantarillaes de r#"imen subcrítico. 3 medida que el ;u4o se aproxima a la alcantarillala construcción del canal es decir la sección de entrada) induce unincremento en el n!mero de Broude. /ara el caudal de dise(o. El ;u4o sevuelve casi crítico en el barril. En la pr0ctica condiciones perectas de ;u4ocritico en el barril son diíciles de establecer: se caracteri1an por eectos deMchoquesN e inestabilidades de superfcie libre.

PROCESO CONSTRUCTIVO

IMAGEN 05. COLOCOCACION DE LA PARTE CONCAVA DE TMC.PROECTO SAN MARCOS6CARRETERA SAPARCONC"OLOQUE

M :;500)

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IMAGEN 07. UNION CON PERNOS EMPOTRADOS EN TMC. PROECTOSAN MARCOS 6CARRETERA SAPARCONC"OLOQUE M :;500)

VENTAJAS

H Empleo de mano de obra no especiali1ada.

H Bacilidad y ba4o costo de transporte.

H Baenas limpias.

H Ao existe restricción clim0tica para el monta4e de laestructura.

H Excelente relación resistencia vs. peso de laestructura.

< /eso óptimo de planchas que permiten sermanipuladas manualmente.

< 5educción de tiempos en t#rminos.

3. MEDIDOR PARS"ALL

*n canal /arshall el m0s reconocido y utili1ado com!nmente canal hoy en

día es una f4a estructura hidr0ulica desarrollada para medir el ;u4o de las

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https://en.wikipedia.org/wiki/Flumehttps://en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_structurehttps://en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_structurehttps://en.wikipedia.org/wiki/Flume


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a"uas superfciales y rie"o. 3ctualmente se utili1a para medir la tasa de;u4o volum#trico en los vertidos industriales líneas de alcantarilladomunicipal y los ;u4os del a;uente F e;uente de las plantas de tratamientode a"uas residuales. El canal /arshall acelera el ;u4o a trav#s de unacontracción de las dos paredes laterales paralelas y una caída en el suelo en

la "ar"anta canal. En condiciones de ;u4o libre la proundidad del a"ua en laubicación especifcada a"uas arriba de la "ar"anta canal de ;u4o puede serconvertido a una velocidad de ;u4o. 3l"unos estados especifcan el uso decanaletas /arshall por ley para ciertas situaciones com!nmente dederechos de a"ua).

El dise(o del canal /arshall ha sido estandari1ado en virtud de la norma3-+, D&>C& $- >@8?: &>>8 y G$- '=>>=E >8%>=%AR:8=%&)

En condiciones de laboratorio se puede esperar canaletas /arshall paraexhibir una precisión de SF9 8O a pesar de las condiciones del campo hacenprecisiones me4ores que O dudosos.

E-+5*2+*53- 6$D53*L$23-p0". &%

https://en.wikipedia.org/wiki/Volumetric_flow_ratehttps://en.wikipedia.org/wiki/Volumetric_flow_ratehttps://en.wikipedia.org/wiki/Volumetric_flow_ratehttps://en.wikipedia.org/wiki/Volumetric_flow_rate


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VI. PROCEDIMIENTO RESULTADOS

UBICACIÓN

COORDENADA ESTE = 779702.00

COORDENADA NORTE = 9205530.00

ALTITUD = 25:5 m.s.n.m

DESCRIPCIÓN = Es una bocatoma que sirve para el encausamientode las a"uas en la parte ba4a del rio chonta. +eniendo su barra4e f4ode concreto 4unto con un barra4e usible muy erosionados que en laactualidad colocan bolsas de arena para subir la captación y llevar la

cantidad adecuada de a"ua para los rie"os del canal.

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BOCATOMA N> 01 ?BOCATOMA BAÑOS DEL INCA”


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,ED$D5 DE +$53A+E DE -3L$D3 DEL 23A3L 26*2 T GE-U-.3B53D /5 3A3

TIPO DE CAPTACIÓN = '3553GE DE 2A25E+ -$,/LE

-E '-E53 'L-3- DE 35EA3 EA L3 ,357EA DE5E263 DEL '3553GE2E523 DEL '23L DEL 23A3L E-+ E- 2L23D DE'$D 3 L3 E5-$A/353 3*,EA+35 L3 3L+*3 DEL 3R*D.

La erosión se presenta lateralmente como a"uas deba4o de laestructura.

/resenta un salto aho"ado. /resenta socavación.

/roundidad de socavación: %.> m.Lon"itud de socavación:


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Ao presenta contracciones.

Ao tiene po1a disipadora. Lon"itud del 'arra4e: &&.8 m. 2olmatación completa de sedimentos a"uas arriba del barra4e.

PRINCIPAL PROBLEMA= El principal problema de este barra4e de concreto simple es que los

muros de deensas en ambos m0r"enes no est0n bien prote"idoses por ello que se ha producido una "ran socavación y erosión.

+ambi#n se observa que no cuenta con una posa disipadora de

ener"ía la cual le permita prevenir la socavación a"uas aba4o delrio. -e observa tambi#n que a"uas arriba se ha llenado

completamente de sedimento y residuos sólidos. /resenta demasiada socavación a"uas aba4o.

SOLUCIÓN=

2onstruir una posa disipadora de ener"ía a"uas aba4o del rio paraevitar dicha erosión.

/rote"er con unos muros de concreto simple los lados laterales delbarra4e.

/ar evitar la sedimentación se debe sembrar mucha ve"etación enlas riveras del rio.

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'arra4e LJ &&.8


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'23+,3 A %8 M'3V- DEL $A23”

UBICACIÓN

COORDENADA ESTE = 779988.00

COORDENADA NORTE = 9208321.00

ALTITUD = 2571 m.s.n.m


'3553GE 2A 3L+ 2A+EA$D DE 2L,3+32$A. 2A+$EAE D-'3553GE- B*-$'LE- W -* /R3 DE D$-$/32$A DE EAE57$3

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-e observa tambi#n que a"uas arriba se ha llenadocompletamente de sedimento y residuos sólidos.

/resenta demasiada socavación a"uas aba4o.

SOLUCIÓN=

2onstruir una posa disipadora de ener"ía a"uas aba4o del rio paraevitar dicha erosión.

/ar evitar la sedimentación se debe sembrar mucha ve"etación enlas riveras del rio.

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UBICACIÓN

COORDENADA ESTE = ==>=%8

COORDENADA NORTE = >8%??


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Ao presenta indicios de erosión en dicha estructura. emos derrumbes a la mar"en derecha del rio. /resenta un resalto hidr0ulico libre. 3cumulación de sedimentos a"uas arriba de la estructura. +iene po1a disipadora.

PRINCIPAL PROBLEMA= S/'/@+&@ ++ +,,%+ '/ +/,&,+.ANLISIS= D/%' + ,+@&, '/ +4 + /,&,+ /

F+ ' /@+@' '/ /'/@ ++ +,,%+ '/ + + &+ '/ @ ,//'+,/ // ,%/+ ',H+ @ &,

+'/&+'+/@/ @&@ /@ &+ '/ @K/,@.

SOLUCIÓN= M+@/@/@ '/ + /,&,+.

BOCATOMA N> 0 ?TARTAR CHICO”

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/o1a


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UBICACIÓN=

COORDENADAS ESTE = 779707

COORDENADAS NORTE= 9208321

ALTITUD = 2571 @

Aotamos claramente que hay socavación en la parte i1quierda de laestructura.

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/o1a


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2omo estamos en #poca de muchas precipitaciones no se pudo divisarla socavación por que el "ran volumen del a"ua.

Aotamos tambi#n la presencia de material ve"etal plantas acuíeras)

las cuales avorecen a la acumulación de materia en suspensión que"enera da(os en la estructura.

/resenta po1a disipadora. 5esalto hidr0ulico tipo libre.

PRINCIPAL PROBLEMA= S&+K+&@ /@ + +,/@ /,'+ '/+ /,&,+.ANLISIS= P%//@/ '/%' + @ + '/4 + / @/ && @ /@,&+' /@ '&F+ +,/ '/ + /,&,+ //'/ K/, / // @+ &+K+&@ / /@ @ , ',H+&,//, + /,&,+.

SOLUCIÓN= R//@ &&+&@ '/ @ /@,&+' /@ + +,/ '/

+ &+K+&@.

E-+5*2+*53- 6$D53*L$23-p0". 8%

S&+K+&@


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UBICACIÓN

COORDENADA ESTE = ==>?8?

COORDENADA NORTE = >8%>@>@

ALTITUD = 8?>%m.s.n.m.


2-A+3 DE C D3D- D$--$/3D5E- DE EAE57$3 D$,EA-$A DE&.,Y&.@,)

E-+5*2+*53- 6$D53*L$23-p0". 8&

BOCATOMA N> 0: ?TARTAR CHICO”


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La erosión se presenta a un lado lateral del cauce debilitando lacimentación del muro lateral.

emos derrumbes a la mar"en derecha del rio. 2omo estamos en #poca de muchas precipitaciones no se pudo divisar

la socavación por que el "ran volumen del a"ua.

+iene po1a disipadora. /resenta dientes en el estanque amorti"uador. 2olmatación completa de sedimentos a"uas arriba del barra4e. +ambi#n presento material or"0nico como troncos de 0rboles

incrustados en los dientes que de al"una manera difcultan el paso delos residuos sólidos.

VII. CONCLUCIONES RECOMENDACIONES=

-e conoció en campo las estructuras hidr0ulicas bocatomas ducto

alcantarilla +,2 medidor parshall canal etc.) sabiendo sucomportamiento hidr0ulico.

-e reconoció los principales problemas que aectan a las estructurashidr0ulicas siendo uno de ellos colmatación y socavamiento. Loscuales pueden ocasionar el colapso de la estructura.

-e obtuvo las medidas reales de las estructuras y caudales. E5/L3A A%& y 3AEZ A%&

VII. BIBLIOGRA#(A LINCOGRA#(A

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E-+3AI*E- DE


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-ecretaria de 5ecursos 6idr0ulicos -.5.6.) 8%%C. M/resas de derivación modelo ,#xico CN. 3rtea"a +. 5. E. 8%%@. Mbras hidr0ulicas3puntes de claseN. $n#dito Departamento de

$rri"ación *32h 2hapin"o,#xico.

ANEO N01

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