Subido por Fatima Belu Caisan Safora

Memoria del diseño hidraulico-Canal Lancaroya-GRA (1)

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INFORME HIDRÁULICO
EXPEDIENTE TÉCNICO:
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA
RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE
PAMPAMARCA, PROVINCIA LA UNION REGION DE
AREQUIPA”
Código SNIP N° 371757
Arequipa 2019
1
ÍNDICE DE CONTENIDO
1.
INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 5
2.
ANTECEDENTES ....................................................................................................... 5
3.
OBJETIVOS ............................................................................................................... 5
4.
SITUACIÓN ACTUAL Y PLANEAMIENTO HIDRÁULICO ............................................... 5
4.1.
SISTEMA DE CAPTACIÓN.............................................................................................................6
4.2.
SISTEMA DE CONDUCCIÓN .........................................................................................................6
4.3.
SISTEMA DE ALMACENAMIENTO ................................................................................................7
4.4.
PLANEAMIENTO HIDRÁULICO .....................................................................................................7
5.
DISEÑO DE CANALES DE CONDUCCIÓN ................................................................... 7
5.1.
TRAZO PRELIMINAR DEL CANAL .................................................................................................8
5.1.
DETERMINACIÓN DE RADIOS DE CURVATURA ............................................................................8
5.2.
VELOCIDAD EN EL CANAL DE CONDUCCIÓN ................................................................................9
5.3.
CALCULO HIDRÁULICO ................................................................................................................9
5.4.
BORDE LIBRE DEL CANAL .......................................................................................................... 10
5.5.
COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DE MANNING ............................................................................. 10
5.1.
CAUDAL HIDRÁULICO DE DISEÑO ............................................................................................. 10
5.2.
DISEÑO DE SECCION - CANAL TIPO I ......................................................................................... 11
5.1.
DISEÑO DE SECCION - CANAL TIPO III ....................................................................................... 12
6.
DISEÑO HIDRÁULICO DEL SIFÓN ............................................................................ 13
6.1.
CONSIDERACIONES HIDRÁULICAS PARA EL DISEÑO DEL SIFÓN ................................................ 13
6.2.
CALCULO DEL DIÁMETRO DE LA TUBERÍA ................................................................................. 14
6.3.
RESULTADOS DEL PROGRAMA WATERCAD .............................................................................. 15
6.4.
SECCIÓN TÍPICA DEL SIFÓN INVERTIDO ..................................................................................... 16
7.
DISEÑO HIDRÁULICO DEL DESARENADOR.............................................................. 17
7.1.
CAUDAL DE DISEÑO .................................................................................................................. 17
7.2.
DIÁMETRO DE PARTÍCULAS A SEDIMENTAR ............................................................................. 17
2
7.3.
VELOCIDAD HORIZONTAL DE LA CORRIENTE ............................................................................ 17
7.4.
VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN .............................................................................................. 17
7.5.
PROFUNDIDAD DEL DESARENADOR ......................................................................................... 18
7.6.
LONGITUD DEL DESARENADOR SEGÚN SOKOLOV .................................................................... 18
7.7.
ANCHO DEL DESARENADOR ..................................................................................................... 19
7.8.
LONGITUD DE TRANSICIÓN ...................................................................................................... 19
7.9.
DIMENSIONES FINALES ADOPTADAS ........................................................................................ 20
8.
DISEÑO DEL AFORADOR – MEDIDOR TIPO (RBC) ................................................... 20
8.1.
PRINCIPIOS DE OPERACIÓN ...................................................................................................... 20
8.2.
DISEÑO DEL AFORADOR ........................................................................................................... 21
8.3.
RESULTADOS DEL SOFTWARE WINFLUME ................................................................................ 22
8.4.
DIMENSIONES FINALES DEL AFORADOR ................................................................................... 23
9.
DISEÑO DEL RESERVORIO ...................................................................................... 24
9.1.
CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO HIDRÁULICO DEL RESERVORIO ....................................... 24
9.2.
CALCULO DEL VOLUMEN DEL RESERVORIO .............................................................................. 24
9.3.
DIMENSIONES FINALES DEL RESERVORIO ................................................................................. 26
10.
DISEÑO DE LAS CÁMARAS DE CARGA .................................................................... 26
10.1.
CÁMARA DE CARGA (INICIO DEL SIFÓN) ............................................................................... 26
10.2.
CÁMARA DE CARGA RP (SALIDA DEL SIFON) ......................................................................... 27
11.
TOMA LATERAL...................................................................................................... 28
12.
DISEÑO DE CÁMARAS DE INSPECCIÓN................................................................... 28
13.
ESTRUCTURAS PARA ATRAVESAR CURSOS DE AGUA NO MUY PROFUNDOS .......... 29
13.1.
CANOAS ................................................................................................................................ 29
13.2.
ACUEDUCTO ......................................................................................................................... 31
CONCLUSIONES ............................................................................................................... 32
3
ÍNDICE DE CUADROS
Cuadro
Cuadro
Cuadro
Cuadro
Cuadro
Cuadro
Cuadro
Cuadro
Cuadro
Cuadro
Cuadro
Cuadro
Cuadro
5.1: Radio de curvatura en tuberías HDPE. ......................................................... 8
5.2: Borde libre de canal abierto. ..................................................................... 10
5.3: Coeficiente de rugosidad de Manning ............................................................. 10
6.1: Características de tubería lisa HDPE. ......................................................... 14
6.2: Características de los nodos en sifón. ........................................................ 15
6.3: Características de los tramos en sifón. ...................................................... 16
7.1: Velocidad de sedimentación en función del diámetro de partículas. ....... 18
8.1: Dimensiones del aforador.......................................................................... 23
9.1: Datos iniciales para el diseño del reservorio. ............................................ 25
9.2: Cálculos hidráulicos del reservorio. ........................................................... 25
11.1: Ubicación de las tomas laterales. ............................................................ 28
12.1: Ubicación de las cámaras de inspección. ................................................. 28
13.1: Ubicación de las canoas. .......................................................................... 30
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
4.1: Sistema de captación. .................................................................................... 6
4.2: Sistema de conducción.. ................................................................................ 6
4.3: Sistema de almacenamiento. ........................................................................ 7
5.1: Canal en mal estado existente....................................................................... 8
5.2: Flujo en conductos......................................................................................... 9
5.3: Diseño Sección tipo I.................................................................................... 11
5.4: Sección tipo I. ............................................................................................... 11
5.5: Diseño Sección tipo III.................................................................................. 12
5.6: Sección tipo III. ............................................................................................. 12
6.1: Esquema del sifón propuesto. ..................................................................... 15
6.2: Sección típica del sifón propuesto. .............................................................. 16
7.1: Verificación del desarenador en HCANALES................................................ 19
7.2: Desarenador proyectado (vista en planta y perfil). ..................................... 20
8.1: Verificación del aforador RBC en el programa WINFLUME. ........................ 22
8.2: Caudal vs altura de limnimetro. .................................................................. 22
8.3: Dimensiones finales del aforador RBC. ....................................................... 23
9.1: Vista en planta del reservorio...................................................................... 26
9.2: Vista en perfil del reservorio. ...................................................................... 26
10.1: Camara de carga. ....................................................................................... 27
10.2: Camara de carga RP. .................................................................................. 27
12.1: Vista en perfil de la cámara de inspección. ............................................... 29
12.2: Vista en planta de cámara de inspección. ................................................. 29
13.1: Vista en perfil de canoa. ............................................................................ 30
13.2: Vista en planta de canoa. .......................................................................... 30
13.3: Vista en perfil de acueducto.. .................................................................... 31
4
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
PROVINCIA LA UNION REGION DE AREQUIPA”
1. INTRODUCCIÓN
El área en estudio es la localidad de Lancaroya, ubicada en el Distrito de
Pampamarca, provincia de la Unión, departamento de Arequipa.
La localidad de Lancaroya cuenta con un área agrícola total de 155.49 Has aprox.,
este distrito se caracteriza por la calidad de sus suelos para el desarrollo de la
actividad agrícola, es así que surge la necesidad del mejoramiento de la
infraestructura que permita optimizar la deficiente producción agrícola de la zona
ocasionada por el insuficiente recurso hídrico actual que se pierde por la carencia
de un reservorio en buenas condiciones que almacene el agua de que circula por
las noches.
Resulta, por ello es importante, que se planteen soluciones que se orienten a
aumentar las eficiencias de aplicación de riego, a través de sistemas de riego
adecuado, para usar eficientemente el recurso agua y lograr el aumento de la
productividad y producción agrícola. Motivo por el cual sus autoridades locales han
visto necesario intervenir en la solución del problema existente a través del
presente estudio denominado:
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CANAL
LANCAROYA ANEXO DE LANCAROYA, DISTRITO DE PAMPAMARCA,
PROVINCIA LA UNION-REGIÓN AREQUIPA”, el cual permitirá mejorar el nivel
socioeconómico de su población.
2. ANTECEDENTES
El presente Expediente Técnico cuenta con dos Estudios de Pre-Inversión, a nivel
de Perfil y de Factibilidad, ambos fueron elaborados siguiendo las normas del
Sistema Nacional de Inversión Pública y declarado Viable con Código SNIP N°
371757, y aprobado por la OPI del Gobierno Regional de Arequipa.
3. OBJETIVOS
Diseñar las diferentes estructuras hidráulicas que permitirán llevar el agua desde
los puntos de captación hacia el reservorio proyectado, a fin garantizar el riego del
área agrícola.
-
Diseñar las diferentes secciones de canal.
Diseñar el desarenador, cámara de carga.
Diseñar el reservorio rectangular de concreto.
Diseñar la cámara de carga RP y salida.
Diseñar el sifón tubería y acueductos.
Diseñar el aforador RBC.
Diseñar la toma lateral, canoas.
Diseñar cámaras de inspección.
4. SITUACIÓN ACTUAL Y PLANEAMIENTO HIDRÁULICO
Las estructuras de conducción, están conformadas por canales de concreto y tierra
en mal estado que generan pérdidas por infiltración, además se cuenta con un
reservorio que actualmente no viene siendo utilizado por generar grandes pérdidas
de infiltración, razón por la cual se plantea mejorar los canales y proyectar un
nuevo reservorio de concreto armado.
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“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
PROVINCIA LA UNION REGION DE AREQUIPA”
4.1. SISTEMA DE CAPTACIÓN
La fuente de agua se obtiene de la Quebrada Manantial Yarqui y Manantial
Umatinco. cuyas coordenadas son Este: 71935.00 / Norte: 8318718.00 y Este:
719453.00 / Norte: 8318737.00 respectivamente.
De acuerdo a la disponibilidad hídrica dictaminada por el ANA, el caudal máximo
que se puede obtener de los manantiales Yarqui y Umantico es 113.50 l/s.
Figura 4.1: Sistema de captación.
4.2. SISTEMA DE CONDUCCIÓN
Actualmente el canal lancaroya, presenta deficiencias de infiltración debido a la
antigüedad del canal y la poca pendiente existente, que no permite regar las áreas
bajo riego.
Figura 4.2: Sistema de conducción..
6
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
PROVINCIA LA UNION REGION DE AREQUIPA”
4.3. SISTEMA DE ALMACENAMIENTO
En la actualidad existe un reservorio de concreto armado construido por la
Municipalidad Distrital de Pampamarca, el cual no se encuentra en
funcionamiento, debido a que presenta filtraciones, es por esto que los
beneficiarios del proyecto indicaron que no lo utilizan y requieren que se
construya el reservorio en la parte más alta, para así poder regar sus áreas
agrícolas.
Figura 4.3: Sistema de almacenamiento.
4.4. PLANEAMIENTO HIDRÁULICO
El Planteamiento Hidráulico del Proyecto consiste en mejorar el sistema de riego
actual 155.49 ha con un sistema de riego adecuado.
Para lo cual fue necesario el diseño de un canal con un caudal de 113 l/s, y el de
un reservorio de concreto armado. Además de las siguientes estructuras
hidráulicas; desarenador, cámara de carga, cámara de carga RP y salida, sifón
tubería, acueductos, aforador RBC, toma lateral, canoas y cámaras de inspección.
5. DISEÑO DE CANALES DE CONDUCCIÓN
El canal Lancaroya, está compuesto por tres tipos de secciones:
SECCIÓN TIPO I: Permite la captación del agua de los manantiales, se trata de
un canal de concreto rectangular.
SECCIÓN TIPO II: Se trata de un sifón que transporta el agua a través de una
tubería de 315 mm HDPE.
SECCIÓN TIPO III: El canal transporta agua a través de una tubería de 400 mm
de HDPE estructurada SN-2.
Adicional a esto, se cuenta con un sistema de salida del reservorio proyectado:
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“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
PROVINCIA LA UNION REGION DE AREQUIPA”
5.1. TRAZO PRELIMINAR DEL CANAL
Consiste en determinar el mejor recorrido del canal, de acuerdo a criterios técnicos
y económicos. Se tiene conocimiento que se seguirá el mismo trazo del canal
existente, pero que se encuentra en mal estado. Este canal de una longitud de 3
+ 307.91 km permitirá transportar el flujo desde el punto de captación hacia el
reservorio proyectado.
Figura 5.1: Canal en mal estado existente.
5.1. DETERMINACIÓN DE RADIOS DE CURVATURA
La tubería HDPE es flexible por lo que puede curvarse y absorber cargas de
impacto en un amplio rango de temperaturas. Se puede enrollar, aplastar, doblar
y ser curvado, así como también hacer elevaciones y cambios direccionales. Esto
permite que sean instaladas sin problemas en terrenos con obstáculos facilitando
el trabajo de instalación y evitando la necesidad de accesorios, ya que pueden
colocarse en forma serpenteada, respetando ciertas tolerancias de radio.
El radio de curvatura de la tubería depende de su relación dimensional (SDR), del
módulo de elasticidad del material y de su tensión admisible, que, a su vez, varían
en función del tiempo de aplicación de la carga y de la temperatura. En la siguiente
tabla se listan los valores sugeridos para los radios máximos de curvatura del
HDPE.
En el presente proyecto se cuenta con 2 tuberías HDPE, el primero con 315 mm y
el segundo con 400 mm de diámetro; es decir tenemos un SDR de 26, por lo tanto,
el radio máximo de curvatura corresponde a 9.45 m y 12 m respectivamente.
Cuadro 5.1: Radio de curvatura en tuberías HDPE.
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“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
PROVINCIA LA UNION REGION DE AREQUIPA”
5.2. VELOCIDAD EN EL CANAL DE CONDUCCIÓN
Las velocidades en un canal pueden fluctuar entre un valor máximo que no
produzca erosión en el canal y un mínimo que no produzca sedimentación.
En el presente proyecto se tienen un canal tanto de concreto y de tubería de
HPDE. Si hablamos del canal de concreto, la velocidad mínima tal que no permita
la sedimentación de acuerdo al “Manual de Hidrología, hidráulica y drenaje” es de
0.25 m/s; en el caso de tuberías de acuerdo al “Reglamente Nacional de
Edificaciones”, la velocidad mínima será de 0.60 m/s.
Las velocidades máximas para el canal de concreto y la tubería de HPDE, son de
3.00 m/s y 6.00 m/s respectivamente. Estos valores fuero obtenidos de la
bibliografía anteriormente mencionada y son recomendados a fin de evitar la
erosión.
Se tienen los siguientes rangos de velocidad, a fin de evitar la sedimentación y
erosión.
Canal de concreto:
0.25 m/s < V < 3.00 m/s
Velocidad mínima < V <Velocidad máxima
Canal de tubería HDPE:
0.60 m/s < V < 6.00 m/s
Velocidad mínima < V <Velocidad máxima
5.3. CALCULO HIDRÁULICO
El cálculo hidráulico se realiza con la fórmula de Manning, por ser la más
apropiada, dicha fórmula se muestra a continuación:
1
Q  AR 2 / 3 S 1 / 2
n
.
Dónde:
Q = Caudal (m3/s).
n = Coeficiente de rugosidad de Manning, depende del material de revestimiento.
A = Área mojada (m2).
P = Perímetro mojado.
Rh = Radio hidráulico = Área mojada / Perímetro mojado
S = Pendiente hidráulica.
Figura 5.2: Flujo en conductos.
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“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
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5.4. BORDE LIBRE DEL CANAL
Canal abierto
Para los canales abiertos, se recomienda los siguientes valores en función del
caudal:
Cuadro 5.2: Borde libre de canal abierto.
Caudal m3/s Revestido (cm) Sin revestir (cm)
0.05
7.5
10.0
0.05 – 0.25
10.00
20.0
0.25 – 0.50
20.0
40.0
0.50 – 1.00
25.0
50.0
> 1.00
30.0
60.0
Para el caso del canal que transporta 113 l/s (0.113 m3/s), y al ser este revestido,
le corresponde un borde libre de 10 cm.
Canal de tubería
Se debe asegurar un borde libre que permita la adecuada ventilación de la tubería,
por razón de la peligrosidad de los gases que en ella se forman, dicho borde libre
suele ser asumido aproximadamente como el 25% del diámetro de la tubería.
(Lopez, 2000).
En el presente proyecto se cuenta con 2 tuberías HDPE, el primero con 315 mm y
el segundo con 400 mm de diámetro; por lo tanto, el borde libre mínimo
corresponde a 8 cm y 10 cm respectivamente.
5.5. COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DE MANNING
Para el diseño hidráulico se considerarán los siguientes coeficientes de rugosidad
de Manning:
Cuadro 5.3: Coeficiente de rugosidad de Manning
n
Material
0.010
PVC
0.015
Concreto
5.1. CAUDAL HIDRÁULICO DE DISEÑO
El caudal hidráulico de diseño es de 113 l/s.
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5.2. DISEÑO DE SECCION - CANAL TIPO I
Figura 5.3: Diseño Sección tipo I.
Se verifica que el tirante normal es 29 cm y el borde libre es 10 cm, por lo tanto, la
altura mínima del canal es 39 cm.
La velocidad es 0.78 m/s, valor que se encuentra dentro del rango de 0.25 m/s <
V < 3.00 m/s.
A continuación se muestra la sección típica del canal.
Figura 5.4: Sección tipo I.
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“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
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5.1. DISEÑO DE SECCION - CANAL TIPO III
Figura 5.5: Diseño Sección tipo III.
Se verifica que el tirante normal es 26 cm y el borde libre es el 25% del diámetro
de la tubería (10 cm) por lo tanto cumple con el valor mínimo del borde libre.
La velocidad es 1.30 m/s, valor que se encuentra dentro del rango de 0.60 m/s <
V < 6.00 m/s
A continuación, se muestra la sección típica del canal.
Figura 5.6: Sección tipo III.
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“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
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6. DISEÑO HIDRÁULICO DEL SIFÓN
6.1. CONSIDERACIONES HIDRÁULICAS PARA EL DISEÑO DEL SIFÓN
Los sifones invertidos son conductos cerrados que trabajan a presión, se utilizan
para conducir el agua en el cruce de un canal con una depresión topográfica o
quebrada, también para pasar por debajo de un camino, una vía de ferrocarril, un
dren o incluso otro canal.
Transiciones de entrada y salida
Como en la mayoría de los casos, la sección del canal es diferente a la adoptada
en el conducto o barril, es necesario construir una transición de entrada y otra de
salida para pasar gradualmente de la primera a la segunda. En el diseño de una
transición de entrada y salida es generalmente aconsejable tener la abertura de la
parte superior del sifón un poco más abajo de la superficie normal del agua. Esta
práctica hace mínima la posible reducción de la capacidad del sifón causada por
la introducción del aire.
Rejilla de entrada y Salida
La rejilla de entrada se acostumbra hacerla con varillas de 3/8" de diámetro o
varillas cuadradas de 0.95 x 0.95 cm2. (3/8" x 3/8") colocados a cada 10 cm, y
soldadas a un marco de 2.54 x 1.27cm2 (1" x 1/2"). Su objeto de la rejilla de entrada
es el impedir o disminuir la entrada al conducto de basuras y objetos extraños que
impidan el funcionamiento correcto del conducto y la rejilla de salida para evitar el
ingreso de objetos extraños o personas.
Tuberías de presión:
Son tuberías que transportan agua bajo presión. Para que los costos de
mantenimiento sean bajos hay que colocar soportes y los anclajes de la tubería en
pendientes estables y encontrar buenos cimientos. No deber haber peligro de
erosión por desprendimiento de laderas, pero si acceso seguro para hacer
mantenimiento y reparación.
Velocidades en el conducto
Las velocidades de diseño en sifones grandes son de 2.5 - 3.5 m/s, mientras que
en sifones pequeños es de 1.6 m/s. Un sifón se considera largo, cuando su longitud
es mayor que 500 veces el diámetro.
DISEÑO HIDRÁULICO DEL SIFÓN
Con la información topográfica de las curvas de nivel y el perfil del terreno en el
sitio de la obra, se traza el sifón y se procede a diseñar la forma y dimensiones de
Ia sección del conducto más económica y conveniente, esto se obtiene después
de hacer varios tanteos, tomando en cuenta las pérdidas de carga que han de
presentarse. Las dimensiones de la sección transversal del conducto dependen
del caudal que debe pasar y de la velocidad. En sifones grandes se considera una
velocidad conveniente de agua en el barril de 2.5 - 3.5 m/s que evita el depósito
de azolves en el fondo del conducto y que no es tan grande que pueda producir la
erosión del material de los barriles. Cuando por las condiciones del problema, no
sea posible dar el desnivel que por estas limitaciones resulten, se pueden reducir
las pérdidas, disminuyendo prudentemente la velocidad del agua, teniendo en
cuenta que con esto se aumenta el peligro de azolvamiento del sifón, por lo que
habrá necesidad de mejorar las facilidades para limpiar el interior del barril.
13
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
PROVINCIA LA UNION REGION DE AREQUIPA”
6.2. CALCULO DEL DIÁMETRO DE LA TUBERÍA
Para el cálculo del diámetro de la tubería, se tomó en cuenta la siguiente ecuación:
A = Q/V
Tenemos como dato:
Caudal: 0.1135 m3/s
Velocidad: 1.43 m/s
Por lo tanto, el área de la tubería resulta en 0.079 m2.
Lo cual nos da un diámetro de tubería de Di: 318 mm
Este diámetro se buscará en el siguiente cuadro:
Cuadro 6.1: Características de tubería lisa HDPE.
La tubería elegida posee un diámetro de 315 mm, con un SDR 26 (HDPE).
14
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
PROVINCIA LA UNION REGION DE AREQUIPA”
Calculo de las propiedades hidráulicas
Área de la tubería: 0.086 m2
Velocidad en la tubería: 1.71 m/s
Perímetro mojado: 1.037 m
Radio hidráulico: 0.083 m
Coeficiente de rugosidad (n): 0.01 (Tubería HDPE)
6.3. RESULTADOS DEL PROGRAMA WATERCAD
A fin de calcular las perdidas hidráulicas (entrada, salida, rejilla, carga, fricción,
cambio de dirección, codos), determinar la presión hidráulica, se hace uso del
programa WATERCAD. A continuación, se muestra el esquema realizado.
Figura 6.1: Esquema del sifón propuesto.
En el programa watercad se introdujeron valores como el caudal, diámetro de la
tubería elegida, cotas a fin de obtener la presión entre otros valores que se
muestran a continuación.
Valores resultantes para los nodos.
Cuadro 6.2: Características de los nodos en sifón.
Nodo
NO-1
NO-2
NO-3
NO-4
NO-5
NO-6
NO-7
NO-8
NO-9
Cota
Gradiente
Presion
(m)
hidraulico (m) (m H2O)
2569.93
2582.94
12.99
2547.42
2582.30
34.81
2545.21
2582.10
36.82
2544.83
2581.70
36.79
2545.35
2581.30
35.88
2544.00
2581.10
37.03
2555.40
2580.49
25.04
2555.35
2580.09
24.69
2558.10
2579.73
21.58
15
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
PROVINCIA LA UNION REGION DE AREQUIPA”
Valores resultantes para los tramos.
Cuadro 6.3: Características de los tramos en sifón.
TRAMO
TRAMO-1
TRAMO-2
TRAMO-3
TRAMO-4
TRAMO-5
TRAMO-6
TRAMO-7
TRAMO-8
TRAMO-9
Longitud Diametro
(m)
(mm)
30.61
290.8
64.08
290.8
20.12
290.8
40.00
290.8
40.00
290.8
20.05
290.8
61.07
290.8
40.00
290.8
36.30
290.8
Material
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
Caudal
Velocidad
Perdidas
(l/s)
(m/s)
(m)
113.5
1.71
0.31
113.5
1.71
0.64
113.5
1.71
0.2
113.5
1.71
0.4
113.5
1.71
0.4
113.5
1.71
0.2
113.5
1.71
0.61
113.5
1.71
0.4
113.5
1.71
0.36
De esta forma se demuestra que, a partir del perfil del terreno y el perfil del canal,
se efectuó el dimensionamiento del sifón, el cual cumple con los requisitos
hidráulicos necesarios.
6.4. SECCIÓN TÍPICA DEL SIFÓN INVERTIDO
A continuación, se muestra la sección típica del sifón.
Figura 6.2: Sección típica del sifón propuesto.
16
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PROVINCIA LA UNION REGION DE AREQUIPA”
7. DISEÑO HIDRÁULICO DEL DESARENADOR
La cantidad de sedimentos en suspensión que lleva el agua puede ocasionar
erosión en las paredes de los canales o la deposición de las partículas más finas
provocando la reducción de la caja del canal y la consiguiente disminución de su
capacidad.
Son obras hidráulicas que sirven para separar (decantar) y remover(evacuar)
después, el material sólido que lleva el agua de un canal. Estructura que permite
eliminar ciertas partículas que se encuentran en suspensión en la masa fluida.
Se proyecta construir un desarenador al inicio de la entrega del sifón que servirán
para separar (decantar) y remover (evacuar) después, el material sólido que lleva
el agua del canal.
DISEÑO HIDRÁULICO DE DESARENADOR
DISEÑO HIDRÁULICO DE DESARENADOR
INGENIERÍA DEL PROYECTO
7.1. CAUDAL DE DISEÑO
INGENIERÍA DEL PROYECTO
1. Caudal de diseño.
1. Caudal de diseño.
Q=113.5 l/s
7.2. DIÁMETRO DE PARTÍCULAS AQSEDIMENTAR
d = 0.125 m3/s
Qd = 0.125 m3/s
El de
desarenador
2. Diámetro
las partículasproyectado,
a sedimentar.se ha diseñado para decantar partículas mayores a
2. Diámetro
de las
partículas a sedimentar.
0.80
mm.
= 0.50
mm
d= 0.50
d =d0.35
mm
mm
3. Velocidad
Velocidad
horizontalde
delalaHORIZONTAL
corriente.
7.3. VELOCIDAD
DE LA CORRIENTE
3.
horizontal
corriente.
Se estimar
puede
estimar
conexpresión:
la siguiente expresión:
Se puede
puede
estimarcon
con
siguiente
expresión:
Se
lalasiguiente
v va a d d
Constante en
en función
funcióndel
deldiámetro:
diámetro:
Constante
Constante en función del diámetro:
aa
5151
4444
3636
d (mm)
d (mm)
< 0.10
< 0.10
- 1.0
0.10.1
- 1.0
> 1> 1
a = 44
a a= 44
= 44
Entonces la velocidad horizontal de la corriente es:
Entonces,
Entonces, lala velocidad
velocidadhorizontal
horizontaldedelalacorriente
corrientees:es:
v = 0.20 m/s (velocidad adecuada)
v v = 31.11
cm/s
= 31.11
cm/s
v = 0.31 m/s
7.4. VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN
v = 0.31 m/s
Velocidad
adecuada
Velocidad
adecuada
La velocidad de sedimentación para diferentes diámetros de partículas puede ser
estimada conforme a la siguiente tabla, según Arkhangelski.
17
4. Velocidad de sedimentación.
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
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La velocidad de sedimentación para diferentes diámetros de partículas puede ser estimada conforme a la
siguiente tabla, según Arkhangelski:
Cuadro 7.1: Velocidad de sedimentación en función del diámetro de partículas.
d (mm)
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.70
0.80
1.00
2.00
3.00
5.00
w (cm/s)
0.178
0.692
1.560
2.160
2.700
3.240
3.780
4.320
4.860
5.400
5.940
6.480
7.320
8.070
9.440
15.390
19.250
24.900
la de
velocidad
de sedimentación
Entonces,Entonces
la velocidad
sedimentación
estimada es: estimada es:
w = 0.0378
m/s
w = 5.400
cm/s
w
=
0.054
7.5. PROFUNDIDAD DEL DESARENADOR m/s
Se adopta
una profundidad del desarenador de 0.53 m.
5. Profundidad
del Desarenador.
Se adopta una profundidad del Desarenador de:
h = 0.53 m
7.6.
LONGITUD
DESARENADOR SEGÚN SOKOLOV
fecto del flujo turbulento
sobre
la velocidadDEL
de sedimentación:
h = 1.15demsedimentación:
6.2. Considerando el efecto del flujo turbulento sobre la velocidad
L
vh
w  w'
L
vh
w  w'
Método
para
del empuje
dinámico w´
mación del empuje ascensional
dinámico
w': la estimación
Métodos
para la estimación
del empuje ascensional
dinámicoascensional
w':
zaroff:
v
 2.3h
m/s
Según
Eghiazaroff:
Según
Levin:
v v
0.132
ww' 
' 5.7  2.3h
h
w' = 0.037 m/s
w'
= 0.038 m/s
SegúnSokolov:
Levin:
Según
Según Sokolov:
0.132  v
w'  0.152
h w
w'  0.152  w
w' 
= 0.038 m/s
w´ww
=' '=0.00574
0.008 m/sm/s
w' = 0.008 m/s
Finalmente,
la longitud mínima
del Desarenador
es: del desarenador. considerando un factor de
Finalmente,
la longitud
mínima
d mínima del Desarenador es:seguridad de 1.5 es 5.00 m.
zaroff:
m
ud del Desarenador de:
Según Eghiazaroff:
Según Levin:
L = 21.40 m
L = 22.78 m
Se adopta una longitud del Desarenador de:
Según Levin:
Según
Sokolov:
L = 5.00
m
L = 22.78 m
L = 7.81 m
= 6.00 m
L18
Según Sokolov:
L = 7.81 m
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7.7. ANCHO DEL DESARENADOR
De acuerdo a la ecuación de continuidad, el ancho del desarenador es:
Q=vhB
B = 1.10 m.
8. Longitud de la7.8.
Transición.
LONGITUD DE TRANSICIÓN
Lt 
T1  T2
2 tan( 22.5 )
Espejo de agua delEspejo
Desarenador:
de agua en el desarenador:
T1 = 1.10 m
Espejo de agua en el canal:
Espejo de agua en el canal:
T1 = 1.20 m
T2 = 0.50 m.
Longitud de transición calculada es:
TL2 t ==0.50
1.41mm.
La longitud de la transición calculada es:
Lt = 0.84 m
Se adopta una longitud de la Transición de:
Lt = 1.00 m
9. Altura sobre el vertedero.
Figura 7.1: Verificación del desarenador en HCANALES.
El caudal captado para las dimensiones propuestas es suficiente.
19
el caudal (Q) y el ancho ( B ) del desarenador ; luego usando la
ecuación de continuidad Q = V*B*H, se tiene H =
0.53 m
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
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Luego, el ancho del desarenador resulta
B=
1.10 m
La velocidad de decantación para el diámetro de la partícula definida
7.9. DIMENSIONES
FINALES
según el dato experimental
de ADOPTADAS
Arkhangeiski es W =
3.780cm/s
la ecuación
de Stokes y tomandoRectangular
la expresión de Sokolov para
FormaSegún
del canal
de ingreso
Anchoeldel
canal denormal
ingreso
= 0.50
componente
de turbulencia u=1.52
W,m
resulta la ecuación
Ancho del desarenador
= 1.10 m
para la longitud del desarenador
(L) m
Alturasiguiente
del desarenador
= 0.40
Longitud del desarenador
= 6.00 m
L = 1.18 * C * h * V /=W1.41
= m
5.00 m
Longitud de la transición
RESULTADOS
PLANTA
5.00 m
1.41 m
1.41 m
ß
0.50 m
1.10 m
Q=113.50 l/s
PERFIL
0.15 m
0.25 m
0.53 m
0.12 m
(para sedimentos)
0.40 m
Autor: W. Ríos E.
Figura 7.2: Desarenador proyectado (vista en planta y perfil).
8. DISEÑO DEL AFORADOR – MEDIDOR TIPO (RBC)
8.1. PRINCIPIOS DE OPERACIÓN
El aforador de garganta larga es una estructura rígida que forma una contracción
dentro de un canal por medio de la cual se dan las condiciones hidráulicas para
que se presente un flujo con régimen crítico dentro de él.
Los aforadores de garganta larga, constan de un tramo convergente
(Contracción del canal), en donde el flujo se acelera cambiando de régimen
sub critico a súper crítico, posteriormente cuentan con un a tramo recto o
garganta en donde se presenta un flujo critico que está completamente
desarrollado, y finalmente tienen un tramo divergente, en el que la velocidad
del flujo disminuye rápidamente hasta formar un salto hidráulico y alcanzar
nuevamente un régimen sub crítico.
De esta manera dentro de la estructura se presenta una señal de control (Sección
con flujo o régimen critico) que sirve de punto de partida para la medición del
caudal circulante.
Aguas arriba, de este tipo de estructuras, se tiene un flujo prácticamente uniforme
cuya superficie libre, para un caudal constante, ¿se mantiene estable; de esta
manera es factible medir la altura de la superficie del agua con un buen nivel de
exactitud.
Aguas abajo del medidor hay un canal de salida, también conocido canal de cola,
cuyos niveles asociados al rango de caudales para el que se diseña, son
fundamentales para determinar las dimensiones del mismo.
20
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
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En la actualidad existe un gran número de diseños de aforadores de garganta
larga, entre los más comunes se encuentran los siguientes.
-
Aforadores trapezoidales con sección divergente, contracciones laterales
en la garganta y sección convergente.
Aforadores con resalto sin contracciones laterales conocidos también
como vertederos de garganta larga.
Aforador rectangular con sección convergente, si contracciones laterales
en garganta y sin sección divergente con rampa de salida.
Aforadores rectangulares con sección convergente, contracciones
laterales en la garganta y sección divergente sin rampa de salida para
canales de tierra.
Aforadores triangulares con sección convergente y sección divergente.
Aforadores rectangulares con sección convergente, contracciones en la
garganta sin sección divergente ni rampa de salida para canales
revestidos.
8.2. DISEÑO DEL AFORADOR
Los cálculos del diseño necesarios para clasificar según el tamaño propiamente y
localizar los aforadores son reiterativos; como resultado, varias generaciones de
los códigos de computación ayudaron en el diseño de aforadores de garganta
larga en los años recientes, principalmente por el
Agricultural Research Service (ARS) Water Conservation Laboratory in
Phoenix, Arizona, USA. La mayoría de estos programas operaron y fueron
escritos en el modo de LENGUAJE FORTRAN. Una versión del programa
interactivo usando un banco de datos se publicó a través del International Institute
for Land Reclamation and Improvement, Wageningen, The Netherlands, con la
publicación en 1993 por Clemmens, Bos, y Replogle, bajo el titulo: FLUME: Design
and Calibration of Long­Throated Measuring Flumes: Versión 3.0.
El programa de WinFlume es la última versión de este software de diseño
de aforadores, vuelto a escribir para operar en Windows. El nuevo programa
hace el uso de la misma teoría hidráulica usada en el programa con LENGUAJE
FORTRAN anterior y otras versiones posteriores, pero tiene una interfase
mejorada para el usuario, una nueva rutina de optimización y análisis de diseño, y
varias características adicionales que no se editaron en los programas anteriores.
El WinFlume es un programa que sirve para 2 objetivos básicos:
-
-
La calibración de la estructura de medida del flujo existente y el
criterio para el análisis del aforador de garganta larga. WinFlume
puede generar las tablas con la relación Q vs. h1, ecuaciones de curva
Q vs. h1 para el uso de las tablas de datos generadas por el programa.
WinFlume, también puede comparar los caudales (Q) medidos en campo
con los datos del h1 de la valuación teórica en una estructura. WinFlume
puede usarse como una herramienta de revisión de diseño para
identificar las deficiencias del diseño en las estructuras existentes.
El diseño de nuevas estructuras­ WinFlume puede usarse para diseñar
nuevos de medidores de flujo en un canal existente. Los diseños pueden
ser desarrollados por el usuario y pueden analizarse usando WinFlume
para asegurar el apropiado funcionamiento. El módulo
del diseño de
WinFlume puede usarse para desarrollar diseños que tienen pérdidas de
carga requeridas de carga con sus características y otros requisitos
adicionales.
21
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
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Figura 8.1: Verificación del aforador RBC en el programa WINFLUME.
8.3. RESULTADOS DEL SOFTWARE WINFLUME
Grafico del caudal vs altura de limnimetro
Figura 8.2: Caudal vs altura de limnimetro.
22
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
PROVINCIA LA UNION REGION DE AREQUIPA”
Ecuación del caudal en función de la altura del limnimetro
8.4. DIMENSIONES FINALES DEL AFORADOR
A continuación, se detalla las características y dimensiones del aforador calculado
para el proyecto.
Cuadro 8.1: Dimensiones del aforador.
Forma
Caudal máximo
Ancho de la cresta
Altura del aforador
Distancia a la mira
Longitud de rampa
Altura de cresta entrada
Longitud de cresta
Talud
Rectangular
113 l/s
0.50
0.50
0.65
0.30
0.10
0.65
0.00
Figura 8.3: Dimensiones finales del aforador RBC.
23
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9. DISEÑO DEL RESERVORIO
9.1. CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO HIDRÁULICO DEL
RESERVORIO
Se construirá un reservorio rectangular de concreto que servirá para el
almacenamiento de agua, el reservorio permitirá el abastecimiento de la demanda
de los cultivos. Las características se detallan a continuación:
-
Datos para el diseño del reservorio; caudal de ingreso 113l/s. tiempo de
llenado 12hr. Tiempo de vaciado 12h.altura de agua de 2.60m
Aforador tipo RBC que será instalado al ingreso después del desarenador
para el control de caudales.
Capacidad de almacenamiento 5200m3.
Reservorio de concreto armado de f´c 210Kg/cm2 con espesor de 0.25m.
en muros, con dimensiones de 50x40m.
Losa de amortiguamiento al ingreso, caja de rebose conexión de tubería.
Tubería de limpieza con su respectiva caja de válvulas.
Tubería de salida de PVC de 315mm. y caja de válvula.
Las juntas del reservorio serán sellados con juntas de wáter stop de 8”, el
cual es algo inherente y necesario en este tipo de estructuras
RESERVORIO NOCTURNO
Los reservorios nocturnos son estanques que sirven para almacenar agua
durante la noche, con el objeto de permitir el riego solo durante el día, en
mejores condiciones de visibilidad y horario, para así obtener mejor eficiencia
de aplicación y facilitar la organización del riego.
En este caso el caudal del lateral hasta el reservorio será el mismo del diseño
inicial y luego del reservorio puede variar de acuerdo a las horas de
almacenamiento de este. Cuando el reservorio se ubica en el 50% del área de
riego y almacena 12 horas, el caudal será el mismo antes y después del
reservorio, es decir el caudal inicial.
RESERVORIO DE CONCRETO ARMADO
3
Normalmente resultan adecuados para volúmenes pequeños (debajo de 2.000 m )
y se acomodan en terrenos planos o de fuertes pendientes.
Con mampostería de 0.2m de espesor, para el piso y los lados, con juntas de
2
dilatación en paños de 20 m aproximadamente. Una alternativa para ahorrar
concreto, sobre todo en zonas en que el transporte de hormigón y piedras es
dificultoso, es el uso de concreto armado y reservorios circulares con taludes
verticales. En estos casos el espesor del muro, varía de 10 a 15cms.
9.2. CALCULO DEL VOLUMEN DEL RESERVORIO
V = Volumen de dotación (m3)
Q = Caudal (m3/s), para el presente proyecto toma el valor de 113.5 l/s
T = Tiempo de riego (seg), para el presente proyecto será de 12 horas (42 3000 s)
24
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
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Sabemos que el volumen del reservorio proyectado es de 5026.5 m3.
El reservorio se diseñó, considerando un largo de 50.00 m y un ancho de 40.00 m,
frente a lo cual se propuso una altura de agua de 2.60 m. Estos datos se plantean
a fin de obtener un caudal de salida de 100 l/s, valor determinado según demanda
del diseño agronómico e hidráulico.
A continuación, se presenta los datos necesarios para el diseño del reservorio.
Cuadro 9.1: Datos iniciales para el diseño del reservorio.
Cota Fondo de Reservorio (m)
2546.28msnm
Largo del Fondo (L)
50.00 m
Ancho del Fondo (A)
40.00 m
Altura de agua( m )
2.60 m
Altura Muerta de Agua (m)
0.10 m
Borde Libre (bl)
0.20 m
Caudal de entrada (Qe)
113.5 l/s
Caudal de salida (Qs)
100 l/s
A continuación, se presenta el dimensionamiento y los cálculos hidráulicos del
reservorio.
Cuadro 9.2: Cálculos hidráulicos del reservorio.
Volumen neto de diseño
5200 m3
Área del Espejo de agua ( m2 )
2000.00 m2
Volumen Muerto de Agua
200.00 m3
Volumen Neto calculado
5000 m3
Volumen Total (con borde libre)
5600 m3
Tiempo de embalse (en horas)
12.73 h
Tiempo de Riego (en Horas)
12.00 h
Diámetro de tubería Salida (Ø mm)
250mm
Area Bajo Riego
155.49Has
25
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
PROVINCIA LA UNION REGION DE AREQUIPA”
9.3. DIMENSIONES FINALES DEL RESERVORIO
Figura 9.1: Vista en planta del reservorio.
Figura 9.2: Vista en perfil del reservorio.
10. DISEÑO DE LAS CÁMARAS DE CARGA
10.1.
CÁMARA DE CARGA (INICIO DEL SIFÓN)
La cámara de carga es un depósito situado al final del canal, justo antes de la
entrada de la tubería de fuerza. Está diseñada para actuar como una reserva de
agua para mantener la presión de caída en la tubería forzada y requiere una
entrada continua de agua del canal para mantener su nivel máximo. Normalmente,
se instala una gran rejilla coladera que cubre la zona de entrada de agua a la
tubería forzada para impedir la entrada de detritus en la misma. Es esencial una
limpieza frecuente de la rejilla coladera de la cámara de carga, ya que un caudal
reducido de agua debido a una rejilla obstruida puede conducir a presiones
reducidas en la tubería de presión. La cámara de carga actúa como un último
desarenador y su diseño debe contar con una válvula de purga en la compuerta
de salida, para poder sacar y eliminar todos los sedimentos de la base de la misma.
26
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
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La mayoría de ellas cuenta también con un vertedero para desviar el exceso de
agua. En algunos diseños de cámara de carga, se ha instalado una válvula de
purga de aire en el punto en que la tubería forzada se une con la cámara de
presión. El propósito de esta válvula es eliminar el aire de la tubería forzada
durante su puesta en funcionamiento y como precaución contra la formación de
un posible vacío si, por alguna razón, la entrada de la tubería forzada se bloquea.
Por lo tanto, las dimensiones calculadas para la camara de carga son:
Profundidad (Hcc):
Ancho (B):
Longitud (L):
1.51 m
2.45 m
2.45 m
Figura 10.1: Camara de carga.
10.2.
CÁMARA DE CARGA RP (SALIDA DEL SIFON)
Se instalará a la salida del sifón en la progresiva 0+356.20 Km.
Figura 10.2: Camara de carga RP.
27
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
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11. TOMA LATERAL
Las tomas laterales constituyen obras de regulación de agua procedente de un
canal principal (orden superior), la regulación exacta del caudal a derivar es a
través de tomas dobles, para caudales pequeños se usan compuertas de una sola
compuerta.
CONSIDERACIONES HIDRÁULICAS
Las tomas se instalan perpendicular al canal alimentador con fines de facilidad en
la etapa constructiva, generalmente se utilizan compuertas de dimensiones igual
al diámetro de la tubería.
Se Construirá 02 tomas laterales en la siguiente progresivas
Cuadro 11.1: Ubicación de las tomas laterales.
12. DISEÑO DE CÁMARAS DE INSPECCIÓN
Las cámaras de inspección son elementos concreto armado diseñadas con
orificios y añadiduras específicas para realizar empalmes con tuberías de aguas
servidas, ya sean estas de PVC, cerámica o concreto.
Se utilizan para facilitar la inspección de las instalaciones sanitarias en casos de
bloqueos del flujo regular de evacuación del agua y en todos los nudos de
intersección de tuberías. Éstas también son utilizadas en intersecciones, codos de
alcantarillados, drenajes pluviales y otros; además pueden ser utilizadas como
paso de acuerdo a un proyecto con el que se cuente, se pueden diseñar varios
modelos.
Se construirán 09 cámaras de inspección a lo largo de sistema de conducción.
Cuadro 12.1: Ubicación de las cámaras de inspección.
28
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
PROVINCIA LA UNION REGION DE AREQUIPA”
Figura 12.1: Vista en perfil de la cámara de inspección.
Figura 12.2: Vista en planta de cámara de inspección.
13. ESTRUCTURAS PARA ATRAVESAR CURSOS DE AGUA NO MUY
PROFUNDOS
13.1.
CANOAS
GENERALIDADES
Vienen a ser la misma obra de arte, son generalmente proyectadas en el cruce de
canales o cruce de canales con quebradas y pueden ser aéreos o enterrados
cuando el cruce es por encima o por debajo de la quebrada p del otro canal, su
diseño hidráulico se asemeja al de una alcantarilla que fluye a pelo libre. A veces
se proyecta con una tapa en la parte superior y en este caso sirve también como
pasarela o losa peatonal.
El puente canal o acueducto, es una estructura utilizada para conducir el agua de
un canal, logrando atravesar una depresión. La depresión puede ser otro canal,
un camino, una vía de ferrocarril o un dren.
-
-
-
La energía de la canoa debe ser en lo posible igual a la energía del canal,
para la cual se trata de dar velocidad en la canoa igual a la del canal,
despreciándose las pérdidas de carga en este caso, normalmente suele
dársele a las transiciones, ángulos de
La pendiente en la sección de la canoa, debe ajustarse lo más posible a la
pendiente del canal a fin de evitar cambios en la rasante de fondo del
mismo.
Normalmente se aconseja diseñar considerando un tirante en la canoa
igual al del canal, si el caso lo permite.
La condición de flujo en la canoa debe ser suscritico
29
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
PROVINCIA LA UNION REGION DE AREQUIPA”
Se construirán 03 Canoas de inspección a lo largo de sistema de conducción.
Cuadro 13.1: Ubicación de las canoas.
Figura 13.1: Vista en perfil de canoa.
Figura 13.2: Vista en planta de canoa.
30
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
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13.2.
ACUEDUCTO
El acueducto es un conducto, que fluye como canal encima de un puente
diseñado, para resistir la carga de agua y su propio peso para atravesar una vía
de transporte o para cruzar una depresión o curso de agua no muy profundo.
Dependerá de la topografía, las soluciones estructurales que puedan darse al
puente, se diseñan de concreto armado con vigas de varios tramos, puentes
colgantes, de concreto ciclópeo, tubos metálicos, etc.
El puente canal debe dejar un espacio suficiente para permitir que discurran las
máximas avenidas en el cauce que cruza, igualmente si el puente tiene varios
pilares, producirá remansamientos y socavaciones que conviene tenerlas en
cuenta.
Los apoyos del puente deben calcularse teniendo en todas las cargas y asegurar
que soporten todos los esfuerzos de la superestructura.
Los apoyos extremos se llaman estribos y los intermedios pilares, en algunos
casos se diseñan secciones rectangulares con altura 1.5 veces del ancho y cada
cierto tramo se unen las vigas laterales con vigas riostras.
El diseño hidráulico del acueducto en el presente proyecto, se consideró construir
un puente canal conformado por una armadura de tubos metálicos.
Se construirá 18 ml de acueducto
Figura 13.3: Vista en perfil de acueducto..
31
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LANCAROYA. DISTRITO DE PAMPAMARCA,
PROVINCIA LA UNION REGION DE AREQUIPA”
CONCLUSIONES
-
Se realizó el diseño hidráulico del canal Lancaroya, a fin de garantizar el
transporte del agua desde los manantiales hacia el reservorio, y de esta
forma irrigar las áreas de cultivo.
-
Frente a la situación actual del canal Lancaroya, que se encuentra en muy
mal estado, se vio necesario plantear la construcción de un canal de
tubería HDPE y un sifón.
-
Se realizó el diseño del canal rectangular de 50 cm X 50 cm; así como del
canal de tubería de 400 mm HDPE, los cuales cumplen con todos los
requisitos hidráulicos (velocidad de sedimentación y erosión).
-
Se realizó el diseño hidráulico del sifón de tubería 315 mm, de longitud
343.76 m; cuya velocidad resultante evita la sedimentación y erosión.
-
Se realizó el diseño del desarenador, a fin de separar y remover el material
solido que lleva el agua del canal, cuyo largo y ancho son 5.00 m y 1.10 m
respectivamente.
-
Se realizó el diseño del aforador RBC, verificándose sus dimensiones
mediante el programa WINFLUME,
-
El reservorio propuesto, se diseñó para un caudal de salida de 100 l/s,
caudal necesario para irrigar las áreas de cultivo. Las dimensiones
propuestas son de 50.00 m X 40.00 m y una altura de 2.60 m.
-
A fin de atravesar las quebradas presentes en la zona, se planteó la
construcción de canoas y acueductos.
-
Se realizó los diseños hidráulicos de las diferentes estructuras hidráulicas
como son: cámara de carga, cámara de carga RP, toma lateral, cámaras
de inspección.
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