Resumen elaborado: Ing. Teresa Velásquez Bejarano Docente Principal del DRAT-FIA

Fuentes: Fotografías de Proyectos del SUR del Perú. Principios y aplicaciones del Drenaje. Diseño y Manejo de los sistemas de Drenaje. ILRI. Manuales de Diseño cooperacion Peruano-Holandesa. ILACO.

Manual Design of Small Dams and Small Canal Structures. Bureau of Reclamation. Manual Criterios de diseños de obras hidraulicas para la formulacion de proyectos hidraulicos multisectoriales y de afianzamiento hidrico. ANA.

CURSO Diseño Hidráulico y Estructural de Obras de Arte

PARTIDORES

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA Departamento de Recursos Hídricos

Gómez Navarro, Pag. 547 manifiesta que el bifurcarse los canales de riego en 2 ó mas ramales principales, es necesario que el caudal se reparta proporcionalmente, pero independientes del caudal que circula en el canal, lo que se efectúa mediante las obras denominadas partidores.

PARTIDORES

Krastz, Pag. 171 Tomo 1, Los partidores desvían mas del 25 % del caudal del canal principal. Existen partidores fijos y móviles.

La división puede ser proporcional o no. Los muros de los partidores son delgados , o constar de cámaras de repartición o desviación.

PARTIDORES

Fuente Diseño Obras de Riego. FAO 26

A su vez Domínguez, Pag. 560 describe a los partidores como aparatos que extraen de un canal de gasto variable. La repartición de flujo se realiza con una hoy en día por una plancha de acero de poco espesor paralela a la dirección de la corriente, modificación que considera poco efectiva.

Fuente Hidráulica , Domínguez

El partidor regula el caudal que pasa de un canal a otro. Constan de una cámara con muros verticales en los cuales se disponen de aberturas regulables . Por lo general se instalan compuertas deslizantes de madera o de metal o ataguías para regular la repartición del caudal. El ancho de cada salida es proporcional a la descarga. En canales revestidos se considera el diseño con abertura total de las compuertas la cual abarca aproximadamente la misma superficie que la sección del canal. En canales de Tierra las aberturas de compuerta pueden considerar una velocidad de 1.5 m/seg.

PARTIDORES

Fuente Diseño Obras de Riego. FAO 26

Según Domínguez, Pag. 561 hace la siguiente clasificación de partidores: A) Partidores de escurrimiento crítico, los cuales pueden ser que

barrera y por estrechamiento. B) Partidores de resalto o de barrera de sección triangular. Ambos tipos tienen dos características comunes. 1. Rápida aceleración 2. Aislamiento de la sección de partición de variaciones del escurrimiento aguas abajo.

TIPOS DE PARTIDORES

Partidores de escurrimiento crítico Partidores de resalto

Partidores de escurrimiento crítico

Por barrera: criterios de diseño 1) Se fundamenta principalmente en el diseño de un umbral en el fondo, dicho umbral debe tener ciertas características que permitan la ocurrencia del tirante crítico, de manera que en la sección de partición, no influyan las condiciones de aguas debajo de los canales derivados, es decir que no me cree ningún efecto de contracorriente.

Según Domínguez: (3) pag. 563, el valor de a que produce escurrimiento crítico es:

(1 + δ) Y1 = 1.5 Yo + a

Donde: δ = varía entre 0.1 y 0.15 Y1= Es el mayor tirante que ocurre en cualquiera de los canales derivados, cuando ingresa el caudal de diseño al partidor.

Según Domínguez

2) El espesor a del umbral debe ser igual a 3.5 veces el tirante critico. e > 3.5 Yc 3) La arista aguas arriba del umbral debe ser redondeada con un radio de 5 a 10 cm. 4) La longitud del umbral o ancho de la sección del partidor se recomienda en 10 veces el tirante crítico. L ≥ 10Yc 5) El caudal que pasa por el umbral del partidor se calcula según la fórmula: Q = CL (2g)1/2 H 3/2

C = coeficiente que varia de 0.38 cuando la arista es viva, a 0.41 cuando la arista es redondeada.

Según Domínguez

e > 3.5 Yc

L ≥ 10Yc

umbral

umbral o ancho de la sección del partidor

PARTIDOR POR BARRERA a) EN DOS CAUDALES IGUALES

PLANTA Todas las dimensiones se multiplican por el yc

Según Domínguez

PARTIDOR POR BARRERA b) EN TRES CAUDALES DIFERENTES Según Domínguez

Según Domínguez

Partidores de resalto

• En los partidores de resalto, la partición se hace en una sección idéntica para ambos ramales, por lo tanto, la perturbación por creación de una capa límite se reduce al mínimo.

• En los partidores de escurrimiento crítico es imposible igualar las condiciones de escurrimiento en el arranque de los ramales.

• El principio general de un partidor de escurrimiento crítico está dado por la ecuación:

B1 = Δ = 3/2 y + a

B1 = Y1

+ V2/2g se toma el correspondiente al Y1, más alto que ocurre aguas abajo del partidor, y puede ser de cualquier canal.

Δ = Pérdida de carga entre la sección de partición y la del ramal.

Yc = Altura crítica a = Diferencia de cotas, entre la sección de partición y el ramal, cuando a es un valor

positivo, tendremos un partidor de barrera y cuando es cero, tendremos un partidor por estrechamiento.

Partidores de resalto

Según Domínguez

PARTIDORES PROPORCIONALES FIJOS Su principal característica es la partición permanente del caudal en dos o mas porciones tiene lugar en una

sección de control donde se genera un estado de corriente supercrítica, es decir caudal torrentoso o caída libre. Esto produce perdida de carga en la estructura al dejar que el caudal pase por un umbral o sección canalizada. Para la división de un caudal en dos partes iguales: • La obra debe de contar con dimensiones simétricas, • Rugosidad uniforme. • Alineación recta en el canal 5 a 10 metros del partidor. • No efecto contra corriente en ningún canal de salida.

ESTRUCTURA CON PARTIDOR ORIENTABLE Las estructuras con partidor orientable normalmente constan de una compuerta articulada. Esta compuerta

puede desplazarse y fijarse a través de una barra enroscada. El caudal tiene que hacerse supercritico para una reparticion exacta mediante la consideracion de una

coronacion de control o caida.

TIPOS DE PARTIDORES

Fuente Diseño Obras de Riego. FAO 26

Segun Krastz Pag. 171 Tomo 1

PARTIDOR de IGUAL descarga

Fuente Diseño Obras de Riego. FAO 26

Segun Krastz

UMBRAL RECTANGULAR

H (b-c)

Todas las dimensiones se multiplican por el yc

Referencia: Cuadro 4-3 de “Pequeñas Obras Hidráulicas. Kraatz. Pag 179 de

FAO 26/1

Caso Partidor para separar un caudal en dos partes iguales.

Altura del umbral

UMBRAL RECTANGULAR

Altura del muro

Altura del umbral Altura del muro Tirante critico

PARTIDOR DE DESIGUAL descarga

Fuente Diseño Obras de Riego. FAO 26

Todas las dimensiones se multiplican por el yc

Referencia:

Figura 4-7 de “Pequeñas Obras Hidráulicas. Kraatz. FAO 26/1 Caso Partidor con umbral triangular para separar un caudal en dos partes

desiguales. Relacion y2/Hc y H (c-b) / Hc

H (c-b)

Y2/Hc

Hc

PARTIDOR orientable

Fuente Diseño Obras de Riego. FAO 26

Segun Krastz

DIVISOR DE CAUDAL

HOJA ORIENTABLE

CAIDA, FORMACION DEL TIRANTE CRIRICO

PARTIDOR orientable

Fuente Diseño Obras de Riego. FAO 26

Segun Krastz

CAIDA, FORMACION DEL TIRANTE CRIRICO

HOJA ORIENTABLE

DIVISOR DE CAUDAL

DISTRIBUIDORES

Fuente Diseño Obras de Riego. FAO 26

DISTRIBUIDORES

Fuente Diseño Obras de Riego. FAO 26

Segun Krastz

DISTRIBUIDORES

Fuente Diseño Obras de Riego. FAO 26

Segun Krastz

Referencia:

Cuadro Pag 196 de “Pequeñas Obras Hidráulicas. Kraatz. FAO 26/1 TIPO DE MATERIAL

Referencia: Cuadro 4-16 de “Pequeñas Obras Hidráulicas. Kraatz. FAO 26/1

CURVA DE PENDIENTE

RETENSIONES REGULADAS

Fuente Diseño Obras de Riego. FAO 26

Retenciones reguladas, provistas de Compuertas y automáticas.

Fuente Diseño Obras de Riego. FAO 26

Retenciones reguladas, provistas de Compuertas y automáticas.

Estructuras y dispositivos para medición de agua: Vertederos, alcantarillas como dispositivos de aforo, Aforador Parshall.

VERTEDEROS PARA MEDIR EL AGUA

El vertedero hidráulico o aliviadero es una estructura destinada a permitir el pase, libre o controlado, del agua en los escurrimientos superficiales. Por lo general en Obras de mediana y gran envergadura, por ejemplo en Presas, el aliviadero se utiliza para descargar flujo de avenidas. En algunos casos se instala una regla de medición a fin de conocer la altura de agua que pasa sobre el vertedero y calcular el caudal. Existen diversos tipos según la forma y uso que se haga de ellos, a veces de forma controlada y otras veces como medida de seguridad en caso de presas.

Resumen de Notas de Clases. Ing. Teresa Velásquez Bejarano Docente Principal del DRAT-FIA

VERTEDEROS PARA MEDIR EL AGUA CAUDAL DE DESCARGA SOBRE LA CRESTA DEL VERTEDERO (BARRAJE o PRESA DERIVADORA) Qmax= Cd x L x ( He)1.5 Qmax, Caudal Máximo en m3/seg Cd, Coeficiente de escurrimiento. Según Novak, Cd=2.4 L, Longitud de Barraje en metros. He, Carga sobre la cresta incl. Altura de velocidad.

Resumen de Notas de Clases. Ing. Teresa Velásquez Bejarano Docente Principal del DRAT-FIA

ALCANTARILLAS PARA MEDIR EL AGUA

Alcantarillas

Una alcantarilla es una estructura que tiene por objetivo principal facilitar el paso del agua en obstáculos que se presentan en la conducción de un caudal. En la mayoría de los casos se aplican al diseño vial o desarrollo de canales, es decir, estas estructuras en su desarrollo son atravesadas por obstáculos. Son conductos generalmente prefabricados, con diferentes tipos de sección transversal: Sección circular, para pequeños caudales. Sección ovoide, para caudales medianos. Para caudales grandes pueden utilizarse

varias Alcantarillas.ales, hacia grandes

Resumen de Notas de Clases. Ing. Teresa Velásquez Bejarano Docente Principal del DRAT-FIA

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AFORADOR PARSHALL PARA MEDIR EL AGUA El aforador Parshall es un aparato calibrado para medir el agua en los canales abiertos. Es de forma abierta tiene una sección convergente, una garganta, y una sección divergente. Este tipo de aforador ofrece varias ventajas tales como: Perdida de carga menores. No influye la velocidad con que el agua aproxima la estructura Tiene la capacidad a medir tanto con flujo libre como moderadamente sumergido. El agua tiene velocidad suficiente para limpiar los sedimentos. Opera en un rango amplio de flujos. También el aparato tiene unas desventajas que son: Más caros debido a la fabricación requerida La fabricación e instalación es crítica para que funcionen como se debe.

Resumen de Notas de Clases. Ing. Teresa Velásquez Bejarano Docente Principal del DRAT-FIA

AFORADOR PARSHALL PARA MEDIR EL AGUA

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EJEMPLO DE DISEÑO DE PARTIDORES

Fuente Diseño Obras de Riego. FAO 26

L

B (t)= Anchura de la sección de regulación = 3.5 Hc

L (crt)

PARTIDOR DE IGUAL DESCARGA

Fuente Diseño Obras de Riego. FAO 26

PARTIDOR de IGUAL descarga

Fuente Diseño Obras de Riego. FAO 26

Segun Krastz

UMBRAL RECTANGULAR

H (b-c)

Todas las dimensiones se multiplican por el yc

Altura del muro

Altura del umbral

Referencia: Cuadro 4-3 de “Pequeñas Obras Hidráulicas. Kraatz. Pag 179 de

FAO 26/1

Caso Partidor para separar un caudal en dos partes iguales.

Altura del umbral

UMBRAL RECTANGULAR

Altura del muro

Altura del umbral Altura del muro Tirante critico

PARTIDOR de IGUAL descarga

Altura del umbral

Altura del muro

B (t)= Anchura de la sección de regulación = 3.5 Hc

L

PARTIDOR DE DESIGUAL DESCARGA

Fuente Diseño Obras de Riego. FAO 26

PARTIDOR DE DESIGUAL descarga

Fuente Diseño Obras de Riego. FAO 26

Referencia:

Figura 4-7 de “Pequeñas Obras Hidráulicas. Kraatz. FAO 26/1 Caso Partidor con umbral triangular para separar un caudal en dos partes

desiguales. Relacion y2/Hc y H (c-b) / Hc

H (c-b)

Y2/Hc

Hc

PARTIDOR DESIGUAL descarga

PARTIDOR DESIGUAL descarga

Altura del umbral

H(crt) = 1.5 Hc

PARTIDOR ORIENTABLE

Fuente Diseño Obras de Riego. FAO 26

PARTIDOR orientable

GRACIAS POR SU ATENCION tvelasquez@lamolina.edu.pe

velasquezbejarano@yahoo.es

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