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“ CONSORCIO IRURO”Expediente Técnico del Proyecto: “Acarí Bella Unión II Etapa de Construcción de la Represa Iruro”

MEMORIA DE LAS OBRAS DE CAPTACION Y CONDUCCION PRINCIPALDEL PROYECTO DE IRRIGACION IRURO

ÍNDICE

1. INGENIERIA DE DETALLE....................................................................................11.1 Premisas Generales de Diseño...............................................................................11.2 Diseño de las obras....................................................................................................2

1.2.1 De la Bocatoma.............................................................................................21.2.2 Del Desarenador...........................................................................................81.2.3 Del Canal Principal......................................................................................111.2.4 Del Sifón.....................................................................................................14

1.3 Memoria de Clc!lo...............................................................................................1"1.3.1 Memoria de clc!lo de la Bocatoma................................................................. 1"1.3.2 Memoria de clc!lo del Desarenador..........................................................211.3.3 Memoria de Clc!lo del Canal Principal.....................................................3#1.3.4 Memoria de clc!lo de los Sifones.............................................................3$1.3.$ Memoria de clc!lo de las %bras de &rte..................................................42

RELACIÓN DE CUADROS

C!adro #1. Caracter'sticas (idr!licas ) Geom*tricas del Canal Principal P+. 32C!adro #2.C!adro #2. ,elación de -omas aterales 44

RELACIÓN DE FIGURAS

/i+. #1. 0ona de bicación de la Bocatoma P+. 3/i+. #2./i+. #2. Planta de la bocatoma 8/i+. #3./i+. #3. Planta del Desarenador 1#/i+. #4./i+. #4. Sección -rapeoidal t'pica del Canal sobre material s!elto 14

/i+. #$./i+. #$. Cmara de car+a del sifón 1"/i+. #5./i+. #5. Cmara de Salida del sifón 1"/i+. #"./i+. #". 6spesor de ,e7estimiento 33/i+. #8./i+. #8. Borde ibre 34

RELACIÓN DE GRAFICOS

Grfico. #1. elocidad de sedimentación 7s dimetro del sedimento P+. 2"

e!oria "#ras de Captación y Conducción Principal i

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Grafico #2.Grafico #2. Campo para determinación del porcenta9e del material :!esedimenta en el desarenador

2;

e!oria "#ras de Captación y Conducción Principal ii

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MEMORIA DE LAS OBRAS DE CAPTACION Y CONDUCCION PRINCIPALDEL PROYECTO DE IRRIGACION IRURO

1. INGENIERIA DE DETALLE

6l presente acpite< se refiere al diseño =idr!lico del con9!nto de obras deCaptación ) Cond!cción Principal :!e forman parte del 6s:!ema (idr!lico delPro)ecto de >rri+ación >r!ro. %bras :!e posibilitaran la cond!cción de los rec!rsos='dricos disponibles a re+!lar a+!as arriba en el reser7orio >r!ro< a fin de +arantiar

la atención oport!na de la demanda de a+!a del rea a+r'cola pre7ista

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importancia oc=o 11 sifones pro)ectados en el desarrollo de la cond!cción )dos 2 rpidas de entre+a al final de la cond!cción. %bras :!e operando encon9!nto< prioriaran la atención de la demanda de a+!a para rie+o de las reasact!almente desarrolladas ) otras por incorporar.

b 6l trao de la Cond!cción Principal se pro)ecta por encima de las comisiones dere+ante< dominando por +ra7edad el rea a+r'cola correspondientes a lasComisiones de? Pampa=!asi< Ccontacc< Santa Cr!< C=all=!alla< &moca<!canas< C=acac!c=o ) San !an.

c 6l pro)ecto de la cond!cción contempla el re7estimiento de concreto de la

sección del canal< de forma trapeoidal.

1.$ Dise"# !e as #%ras

1.$.1 De a B#&a'#ma

6l diseño de Captación o Bocatoma< pro)ectada de tipo clsico< est conformadaprincipalmente por los barra9es fi9o ) mó7il ) bocal de captación. 6str!ct!ra ori+en

de la cond!cción principal< :!e se pro)ecta en el ca!ce del rio C=a:!i=!a)cco< sobrela cota 3

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1.$.1.1 Cri'eri#s !e Dise"#

a 6l ca!dal de la a7enida mima de diseño considerado es de $5.## m3@s< 7alor e:!i7alente a !n per'odo de retorno de 1## años< ca!dal :!e debiera transitar por el ali7iadero de la presa desp!*s de ser laminado en el reser7orio ) 7ertido

al ca!ce de la :!ebrada C=a:!i=!a)cco.

b Para determinar la capacidad de la bocal de captación en la bocatoma< se tomoen c!enta el est!dio =idroló+ico< el c!al establece :!e la descar+a media an!alre:!erida ser de 1.3# m3@s ) para diseño 1.$# m3@s. %ptndose por dimensionar la bocal de captación con capacidad para permitir el in+reso de !nca!dal mimo por rebose de 1."# m3@s< a tra7*s de dos 7entanas ca!dal :!eincl!)e el 1# para limpia ) p!r+a en el desarenador.

e!oria "#ras de Captación y Conducción Principal 3

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c a estr!ct!ra 7ertedora pro)ectada en el ca!ce del rio< :!e pre7* en accióncombinada< eliminar la a7enida mima de diseño de $5.## m3@s< de9andotransitar por el barra9e fi9o !n ca!dal de 2".# m3@s< ) por el barra9e mó7il 2;.#m3@s. Ca!dales menores operando Hnicamente el barra9e mó7il p!de transitar por este !n ca!dal mimo de 1# m3@s< correspondiente a !n per'odo de retornode 1 año.

d Para aten!ar el in+reso de sólidos en s!spensión ) arrastre a tra7*s de las7entanas de captación< se pro)ecta !n canal de limpia +r!esa ) desrripiador !bicado frente a las 7entanas de captación.

d 6l coeficiente de I!tter en la fórm!la de Mannin+< se considera JnJ i+!al a#.#4$< en f!nción de las caracter'sticas imperantes en el ca!ce del rio.

1.$.1.$ Des&ri&i-n !e a B#&a'#ma

6n esta etapa de diseño< se pro)ectó !na estr!ct!ra de captación tipo clsico< lac!al est conformada principalmente por los si+!ientes elementos?

• Barra9e fi9o o presa de deri7ación

• Barra9e mó7il ona de limpia• Bocal de captación ) comp!ertas de re+!lación.

• Canal desrripiador

• M!ros de enca!amiento ) protección.

a Barra9e /i9o

6lemento principal de deri7ación< pro)ectada trans7ersalmente al ca!ce del rio<de 1#."# m de lon+it!d< incl!)e !n 7ertedero de cresta anc=a< tipo Crea+er ) K#.4282 1.8$< c!)a corona alcana la cota 3

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contempla la !bicación de lloradores de PC 4J) enc=apado de piedra de#.2$ m< de espesor c!briendo la s!perficie del barra9e ) la losa en rampa< con lafinalidad de prote+er a la estr!ct!ra contra el fenómeno de abrasión.a alt!ra mima del a!d desde el ni7el de la cimentación es de 4.3# mNpro)ectando la losa apo)ada sobre !n filtro de +ra7a seleccionada de #.3# m deespesor para +arantiar el f!ncionamiento de los lloradores ) as' ne!traliar laacción de la s!presión.

b Barra9e Mó7il o 0ona de Comp!ertas

6sta ona de comp!ertas de 4.2# m< de anc=o incl!)endo !n pilar intermedio de

#.5#m de anc=o< est asociada al barra9e fi9o< completando la cortina 7ertedorade la obra. &+!as arriba se pro)ecta !na losa de fondo de 4.8# m< de anc=o por 8.## m< de lar+o< de espesor #.$# m< con enc=apado de piedra de #.2$ m deespesor c!briendo la s!perficie de la losa.

6l barra9e mó7il lo conforman dos comp!ertas planas separadas por !n pilar intermedios de #.5# m< de anc=o< de 3.5# m de lar+o ) alt!ra libre mima de4.## m< !bicndose sobre esta ona de comp!ertas !na losa a*rea de 2.## mde anc=o ) de espesor #.2# m< para fi9ación de los elementos de ia9e ) acceso

para operación ) mantenimiento de las comp!ertas. os espacios para lainstalación de las comp!ertas son de 1.4# m ) 2.2# m de anc=o cada !na delas comp!ertas.

&+!as aba9o< se pro)ecta !na rampa para trnsito del ca!dal del r'o )eliminación de sedimentos ac!m!lados en el canal de limpia ) los materialesdepositados frente a la ona de comp!ertas< de lon+it!d total 12.## m< medidadesde la disposición de las comp!ertas =asta el e9e 3< de espesor 7ariable #.;#m a #."# m< desarrollada entre las cotas del piso 3

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c Bocal de Captación

a bocal de captación< pre7ista con capacidad para deri7ar por rebose !nca!dal mimo de diseño de 2.# m3@s< est constit!ida por 2 7entanas de 1.2#m de lar+o por 1.## m de alto< emplaadas entre m!ros intermedios de #.4# mde espesor.6l !mbral de las dos 7entanas de captación alcanan la cota 3;"$ msnm<ele7ndose sobre el ni7el del piso !na alt!ra mima de 1.## m.

&+!as aba9o< se pro)ecta !n canal de aproimación de sección rectan+!lar< de

anc=o 7ariable de 2.8# m< a 1.4# m< de lon+it!d total 35.15 m< medido en el e9edel canal< =asta s! entre+a en el ori+en del canal de cond!cción Am ####<antes de la transición de entre+a en el canalN alcanando los m!ros laterales!na alt!ra mima de 3.3# m< con cota de corona 3.;"".8# msnm. 6l fondo delcanal 7ar'a entre las cotas 3;"4.$# msnm ) "3.;8 en el inicio del canal decond!cción.

d 6l canal Desripiador

Se !bica en la mar+en derec=a del canal de aproimación< frente a la bocal dere+!lación< con la finalidad de impedir el in+reso del ca!dal sólido ens!spensión a tra7*s de la bocal de re+!lación< atrapndolo primero )eliminndolo desp!*s mediante la operación de !na comp!erta de #.8# m< deanc=o pro)ectada en el m!ro de la mar+en derec=a< ) cond!cto c!bierto desección c!adrada de #.8# #8# m< :!e descar+a en la bocatoma< conpendiente 2< prote+ido en el piso con enc=ape de piedra de #.2# m deespesor.

e Comp!erta de ,e+!lación entana de re+!lación !bicada inmediatamente a+!as aba9o del canal deaproimación< donde se pre7* la instalación de la comp!erta plana dere+!lación< de 1.4# m de anc=o por 1.2# de alto< alcanando el !mbral de la7entana la cota 3;"4.8# msnm. Se considera realiar la operación de lacomp!erta desde !n p!ente de maniobras conformado por !na losa a*rea de#.2# m de espesor !bicada a la cota 3

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&simismo< a+!as aba9o de la comp!erta de re+!lación se pre7* !n ali7iadero deecedencias de 5.## m de lon+it!d< c!)a cresta en el 7ertedero alcana la cota1

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1.$.$ De Desarena!#r

Desarenador comp!esto por !na sola na7e< :!e se !bica en el canal principal entrelas pro+resi7as Am ##;# al Im #124< c!briendo !na lon+it!d de 34.## m< en lac!al se considera la transición de entrada< la poa ó tan:!es de sedimentación ) latransición de salida ) la cond!cción de p!r+a.

1.$.$.1 Cri'eri#s !e Dise"#

a Para dimensionamiento del desarenador se =a considerado eliminar part'c!lasma)ores o i+!ales a #

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a 6l ca!dal de diseño del desarenador ser 1.1 7eces el ca!dal de diseño delcanal de cond!cción. Determinndose en 1."# m3@s< el ca!dal mimo deldesarenador ) de 1.$# m3@s el ca!dal de diseño de la cond!cción.

c Con fines de +arantiar en el desarenador la operación permanente desedimentación ) p!r+a de !n ca!dal mimo de 1."# m3@s< a!n d!rante elperiodo de a7enidas< el pro)ecto propone el emplaamiento de !na na7e<debiendo operar de manera permanente< pre7iendo se realice la operación delimpia o mantenimiento d!rante el periodo de estia9e.

d a eficiencia total de la operación de decantación del material sólido en eldesarenador no ser menor de ;#< siendo este el criterio :!e +obierna eldimensionamiento lon+it!d de la na7e.

1.$.$.$ Des&ri&i-n !e Desarena!#r

6l Desarenador se pro)ecta para operar de forma intermitenteN es decir< mientrasen la na7e transita el ca!dal re:!erido a+!as aba9o 1.$ m 3@s< tambi*n se p!ederealiar la operación de p!r+a< !tiliando !n ca!dal de #.2# m3@s< sin afectar las

condiciones del ser7icio de sedimentación establecidas en f!nción al dimetro depart'c!la a decantar.

a transición de entrada c!enta con 3.## m< de lon+it!d ) =a sido pro)ectada parab!scar !n in+reso apropiado l'neas de corriente paralelas a la poa dedecantación. 6l fondo de la rasante de la na7e de pendiente #.#4< 7ar'a entre lascotas 3

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tal!des 1?1< :!e c!enta en s! parte inferior con !na canaleta rectan+!lar de 1.## mde anc=o mimo ) pendiente de fondo #.#4< la c!al se 7a prof!ndiando conformese desarrolla s! lon+it!d. 6ste arre+lo permite realiar !n eficiente la7ado de lossedimentos de la na7e en p!r+a.

a poa de decantación c!lmina en !n 7ertedero del tipo perfil Crea+erQ< c!)acresta se !bica en la cota 3r!ro< a la cota de rasante 3

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6l desarrollo del trao del canal pre7* dominar por +ra7edad el rea a+r'cola de lascomisiones de re+antes de? Pampa=!asi< Ccontacc< Santa Cr!< C=all=!alla< &moca< !canas< C=acac!c=o ) San !an< condición :!e permite +arantiar laatención de la demanda de a+!a de manera inte+ralN siendo la f!ente principal deabastecimiento de a+!a la :!ebrada de C=a:!i=!a)cco

&simismo< el canal diseñado de caracter'stica telescópica< presenta tres tramos decanal para diferentes capacidades< siendo estas las si+!ientes?

a -ramo Am #### al Am #124< EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEE con capacidad para 1."#m3@s

b -ramo Am #124 al Am 25882.;5< EEEEEEEEEEEEEEEEEEEE con capacidad para 1.$#

m3@sc -ramo Am 2882.;5 al Am 342#8.$#< EEEEEEEEEEEEEEEEcon capacidad para #.8#

m3@s

d -ramo Am 342#8.$# al Am 38#51.43EEEEEEEEEEEEEEEEEEcon capacidad para #.4#m3@s

6n toda la lon+it!d del canal< se pro)ecta la sección de este 7estida de concreto<con la finalidad de red!cir las p*rdidas por infiltración )@o =!rtos impre7istos.

6l desarrollo del canal< se complementa con la fi9ación de %bras de &rte parafacilitar la contin!ación de la cond!cción< destacando ente las principales< !ndesarenador< oc=o 8 sifones ) dos 2 rpidas< las :!e se emplaan al final de lacond!cción.

1.$./.1 Cri'eri#s !e Dise"#

Para el clc!lo =idr!lico de la sección se !só la epresión de Mannin+.

seccion)lade(modulo

S

Qn = R A

2

13

2

a Desarrollo del canal< con secciones de caracter'sticas telescópicas. Concapacidad para cond!cir !n ca!dal mimo de diseño de 1."# m3@s< 1.$# m3@s<#.8# mm3@s ) #.4# m3@s.


n

S R A=Q

2

1

3

2

N

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b a sección =idr!lica del canal en los tramos por los c!ales atra7iesa materials!elto< se pro)ecta re7estido de concreto de sección trapeoidal< con tal!d 1 ?1(.

c a 7elocidad mima permisible de los canales re7estidos ser de 1.5# m@s<para e7itar problemas de ca7itación< debiendo el FHmero de /ro!de no ser ma)or de #."# a fin de e7itar ondas si+nificati7as en el fl!9o ) la 7elocidadm'nima de diseño ser de 1.# m3@s a fin de no prod!cir sedimentación en elcanal. 6n los tramos del canal donde se debe !bicar las captaciones< se pre7*!sar 7elocidades no ma)ores de 1.4 m@s.

d 6l coeficiente de r!+osidad JnJ adoptado para el canal re7estido de concreto< es#.#14

e 6l borde libre del canal se estableció en f!nción de las recomendacionesindicadas en el B!rea! of ,eclamation< estimndose !n 7alor aproimado de#.4# m< como mimo ) #.3# m< como m'nimo.

f Para todo el canal de sección trapeoidal< el espesor del re7estimiento deconcreto en la sección del canal< se establece en #.1# m.

+ a plataforma del canal contempla =acia la mar+en i:!ierda !na berma interior de #.8# m de anc=o ) =acia la mar+en derec=a !n camino de 7i+ilancia de $.2#m< de anc=o< :!e incl!)e !na afirmado de 3.5# m de anc=o.

as caracter'sticas =idr!licas ) de constr!cción para los diferentes tramos decanal de sección trapeoidal ) rectan+!lar< se presentan mas adelante en el c!adrode caracter'sticas del canal.

1.$./.$ Des&ri&i-n !e Cana Prin&ia

Diseño de la Sección (idr!lica del Canal

Para determinación de la sección =idr!lica de la cond!cción en canal< el pro)ectocontempla la clasificación del material de soporte sobre el c!al se desarrolla lacond!cción< c!)a sección se pro)ecta en corte. Dentro de este concepto< sepropone !tiliar !na sección =idr!lica de canal de forma trapeoidal re7estida deconcreto de resistencia fcK 21# A+@cm2.

a capacidad de la sección del canal principal desp!*s del desarenador< =a sidodeterminada en el balance de ac!erdo con las necesidades de la demanda de a+!apara rie+o del pro)ecto< de la si+!iente manera?


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R1 K 1.$# m3@s< -ramo Im #124 al Im 25882.;5R1 K #.8# m3@s< -ramo Im 25882.;5 al Am 342#8.$#R1 K #.4# m3@s< -ramo Im 342#8.$# al Im 38#51.43

6s con7eniente indicar :!e el trao del canal de cond!cción de aproimadamente4# Am de lon+it!d< se realio en +abinete< sobre la base del le7antamientotopo+rfico de la fran9a ele+ida en campo< la c!al se apo)a en !na poli+onal abiertarelacionada con el sistema absol!to de control 7ertical ) =oriontal presentados< por lo :!e se pre7* :!e antes de proceder a la e9ec!ción de la obra< el Contratistae9ec!tor de la obra deber replantear la totalidad del trao.

6l trao del canal realiado en +abinete< contempla el emplaamiento de la ca9a delcanal sobre !na plataforma por lo +eneral en corte< con emplaamiento del caminode mantenimiento considerando !na parte sobre la plataforma en corte ) otra enrelleno !tiliando el material de corte< donde las condiciones del tal!d nat!ralpermiten apo)ar el tal!d del relleno.

6ste criterio< se adopta debido a la morfolo+'a :!e presenta la fran9a del canal< paralo c!al se ensa)aron diferentes traos del canal< relacionando estos con las sección

tras7ersales espaciadas cada 2# m< sec!encia :!e permitió ir a9!stando el trao=asta obtener el trao ms apropiado.

6l trao del canal de cond!cción de 38#51.43 Am de lon+it!d< se ori+ina acontin!ación de las obras de la bocatoma< a la cota de rasante 3

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Para &a)!a !e 1.5* m/6s

1.$.0 De Si7-n

6l pro)ecto contempla el emplaamiento de once 11 Sifones >n7ertidospro)ectados en el desarrollo del canal principal< obras :!e permitirn sal7ar lasdepresiones topo+rficas :!e se presentan en el cr!ce con las :!ebradas. Siendoestos Sifones los si+!ientes?

Sifón F1 IM 2"28.3$ & Am 2;#8.## RK1.$# m3@s< K1";.5$ mSifón F2 IM 4$"#.2; & Am 52$8.1$ RK1.$# m3@s< K1

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b Se !sar t!ber'a de acero de 1.1# m de dimetro< para cond!cir !n ca!dalmimo de 1.$# m3@s< #.8$ m de dimetro para cond!cir !n ca!dal mimo de#.8# m3@s ) #.5# m de dimetro para cond!cir !n ca!dal mimo de #.4# m3@s<siendo el espesor de la t!ber'a de ".## mm< adoptndose !na 7elocidad de1.5# m@s< de r!+osidad absol!ta de #.###14 mm< para t!ber'a semin!e7a parael trnsito del ca!dal de diseño.

c Para fines de desa+Te ) mantenimiento de la t!ber'a< se pro)ecta en la parteba9a de la cond!cción !na cmara de p!r+a< accionada por !na 7l7!la )t!ber'a de descar+a de 2## mm de dimetro< disipador de impacto ) obra de

protección en la ona de descar+a.

d 6l pro)ecto incl!)e b!ones para inspección ) mantenimiento de la t!ber'a< as'como la instalación de dos 7l7!las de aire simple para se+!ridad del t!bo.

1.$.0.$ Des&ri&i-n !e Si7#nes

6l diseño =idr!lico ) emplaamiento de los Sifones prop!estos en el presentepro)ecto< se realio ba9o las premisas ) criterios de diseño anteriormente

señalados.

Determinndose el desni7el de la +radiente =idr!lica entre la entrada ) salida enlos Sifones< siendo estas las si+!ientes?

Sifón F1N Upc< calc!lada K #.44 m< Upc< disponible K #.$2 mSifón F2 Upc< calc!lada K 3.$2 m< Upc< disponible K 4.82 mSifón F3N Upc< calc!lada K 1.32 m< Upc< disponible K 1.82 mSifón F4N Upc< calc!lada K 1.41 m< Upc< disponible K 1.;$ m

Sifón F$N Upc< calc!lada K $.88 m< Upc< disponible K 8.#1 mSifón F5N Upc< calc!lada K #.38 m< Upc< disponible K #.$3 mSifón F"N Upc< calc!lada K 1.44 m< Upc< disponible K 1.54 mSifón F8N Upc< calc!lada K 3.2$ m< Upc< disponible K 3.84 mSifón F;N Upc< calc!lada K 3."8 m< Upc< disponible K ".## mSifón F1#N Upc< calc!lada K #.3; m< Upc< disponible K 1.2# mSifón F11N Upc< calc!lada K #.2"m< Upc< disponible K #.$5m

a estr!ct!ra del sifón incl!ida se pro)ecta como !na obra de cond!cción no

e!oria "#ras de Captación y Conducción Principal 1$

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re+!ladora< pre7iendo est*n conformados por las si+!ientes obras principales?

- Cmara de car+a o de presión< al inicio- Cond!cto de acero de 8.## mm de espesor< de dimetro 7ariable 1.1# m< #.8$ m

) #.5# m.- Cmara disipadora de ener+'a a la entre+a- Cond!cto de p!r+a. Determinación del Perfil (idr!lico sifón F1procedimiento similar para otrossifones

Se propone :!e el ni7el del a+!a ser controlado por el ni7el mimo de operaciónen la cmara de car+a del sifón< alcanando la s!perficie de a+!a la cota 3;"1.4;msnm< ni7el de la cresta del 7ertedero ) al final del Sifón en el canal< la s!perficiedel a+!a alcana la cota 3;"#.;" msnm< presentndose p*rdidas de car+a de a+!amenores :!e la car+a de a+!a disponible.

a cota de fondo del canal de lle+ada a la cmara de car+a< alcana la cota3;"#."2 msnm< ) considerando !n dimetro de t!ber'a de 1.1# m< se calc!la lap*rdida de car+a en f!nción de la r!+osidad absol!ta de #.#14 mm< para t!ber'a

semin!e7a condicióñ etrema.

6l anlisis de las ener+'as en el fl!9o a la entre+a del sifón ) canal a+!as aba9o paralas condiciones del ca!dal de diseño 1.$# m3@s< determinaron la cota de la rasanteen 3;"#.2# msnm. as p*rdidas por la transición de in+reso se estimaron en #.#$7eces la diferencia en las car+as de 7elocidad por cambios de dirección en lat!ber'a< considerando :!e se trata de !na t!ber'a lar+a

Fi()ra *5+ C8mara !e &ar(a !e si7-n


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Fi()ra *9+ C8mara !e Sai!a !e si7-n

1./ Mem#ria !e C8&)#

1./.1 Mem#ria !e &8&)# !e a B#&a'#ma

• Descar+as mimas< del est!dio =idroló+ico

Peri#!# !e Re'#rn#3a"#s4

Ca)!a M8:im#Ins'an'8ne# 3m/ 6s4

$1#$#

1## $5.##

e!oria "#ras de Captación y Conducción Principal 1"

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• Ca!dal a deri7ar

RMD K 1.$# #.2# P!r+a K 1."# m3@s

• Debido a la f!erte pendiente del rio SK#.#4< el fl!9o :!e transita por el ca!ceen la ona de bocatoma< se desarrolla en r*+imen s!percritico< nopermitiendo la formación de !n tirante normal.

• Canal de limpia o barra9e mó7il

- Condición? Barra9e mó7il abierto ) obra de toma cerrada.- S K as!mido K #

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on+it!d neta? Barra9e Mó7il K 3.5#

Barra9e fi9o K 1#."#

R K C( 3@2 /rancis

Considerando el efecto de las contracciones laterales

K 1E#

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1./.1.1 De'ermina&i-n !e Barra;e Fi;#

R Barra9e /i9o K 2".82 m3@s

( K 1

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(d K 1

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B K #.8# m

Se obtiene?

Y K #.#.82 m B K#.38 m

K 1.2" m2 =7 K#

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-amaño m'nimo de part'c!las #

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ol!men de a+!a :!e in+resa en este tiempo

K 1."# "" K 131 m3

1./.$.$ E7i&ien&ia !e a !e&an'a&i-n en 7)n&i-n !e as !imensi#nes!e Desarena!#r

a relación< 09,130.230,0

0.2503,0=

××

=×

!

V

" [[[[. a

$ $

g

$

V

" 22,0

13,315,030,0

03,0

15,0=

×××

=×

CQ de C=e)< para n K #

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3

3

143,2

1048.330

cm g&

g& V

×= K #.135 1#5 cm3 \] #.14 m3

de sólidos K #.14 m3@=ora

1./.$.0 La 7#rma a!a'a!a

Sección -rans7ersal rectan+!lar en la parte s!perior de 2.3# m de car+a dea+!a ) con tal!des 1?1 en la parte inferior.

S K #

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Capacidad de colmatación K 2.1# 2$.# K $2.$# m3

-iempo de llenado< tK $2.$#@#.14 K 3"$ =oras # 1$ d'as<

-iempo de retención de sólidos en la na7e sin operación de p!r+aaproimadamente 1$ d'as

1./.$.5 Car(a s#%re e er'e!er#

Por ener+'a entre 1 ) 2< de la 6c!ación

Y =7 01 K d2 =72 02 Pc →Pc K #

#.82 #

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Gra7i er7i !e Desarena!#r

Gr87i *1+

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Gra7i *$+ Cam# ara !e'ermina&i-n !e #r&en'a;e !e ma'eria =)ese!imen'a en e !esarena!#r

$uente: El %esarenador de $rancisco Coronado del &'uila( )**+

1./.$.9 De'ermina&i-n !e a P#a !isia!#ra !e ener(2a

R 7ertedero K 1.$# m3@s elocidad< K 1.14 m@s

&lt!ra de a+!a< (K #.44 m Car+a de a+!a< g

V

2

2

K #

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01 Yc =7c K d2 =72 U=p U=p K #

Yc K ( ) ( ) m g bQ 294,081,90.35.13 223 22

=×=c K R@& K 1.$@3.# #es'imien'#

e!oria "#ras de Captación y Conducción Principal 2;

n

S R A=Q

2

1

3

2

seccion)ladedulo(m

S

Qn = R A

2

13

2

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Para el caso de los tramos de canal re7estido< se pro)ectó el !so de concreto deresistencia f`cK21# I+@cm2.

6l espesor del re7estimiento en las secciones trapeoidales< se determinó en basea las recomendaciones indicadas en el Man!al del B!rea! of ,eclamation ) enbase a eperiencias obtenidas en pro)ectos similares.

6n el Canal de sección trapeoidal

Para? R K 1.$# m3@sSe recomienda !n espesor del re7estimiento< e K #.#"$ m.

&doptando para el pro)ecto !n espesor< eK1# cm< considerando las diferencias detemperat!ras en la ona

6l C!adro si+!iente indica las caracter'sticas =idr!licas de las secciones t'picaspro)ectadas por tramos.

e!oria "#ras de Captación y Conducción Principal 3#

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Fi()ra @+ Eses#r !e Re>es'imien'#

Fi()ra + B#r!e Li%re


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1././.$ B#r!e Li%re

a determinación del borde libre< se+Hn el SB, depende del re7estimiento )ca!dal mimo a cond!cir. Para canal re7estido de concreto

B#r!e i%re en #s 'ram#s !e &anaPro+resi7a Ca!dal m3@s Borde libre m -ipo de

seccionIm #### al Am 1."# #.4# -rape..Im #### al Am 1.$# #.4# -rape.Im #### al Am #.8# #.3# -rape..

Im #### al Am #.4# #.3# -rape.

1./.0 Mem#ria !e &8&)# !e #s Si7#nes

Fi7el de la cmara de car+a o cmara de presión del Sifón en el in+reso

Datos? R K 1.$# m3@s

≈ 1$" m as!mido 15" m

K 1.$8 m@s as!mido

Se obtiene &K#.#.;$ m2 ) D t!ber'a K 1.1# m,ecalc!lando< para D K 1.1# mSe obtiene< & K #.;$ m2 ) K1.$8 m@sDatos? D K 1.1# m K 1.$8 m@s-!ber'a semin!e7aI K #.#1$mm r!+osidad absol!ta.

72 K #.12" m 2+

,!+osidad relati7a I@D K#.###14F!mero de ,e)nolds Fr K D@ɣSe+Hn Darc) ? =f K f 72

D 2+

Calc!lo del 7alor de f K #.#13$< se obtiene del +rfico de Mod) para !na r!+osidad


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relati7a de #.###14 ) !n 7alor del nHmero de ,e)nolds i+!al a 1."38 1# 5

1./.0.1 Si7#nes

• Para e Si7-n N 1 3L? 19@ m4

=f K #.#13$15" #.12" K #.285 mConsiderando para las p*rdidas totales !n 7alor del 1# por la p*rdida por fricción<se tiene?

(- K (/,>CC>%F (- %C&6S (- S6G,>D&D -B6,>& (- K #.285 #.1# #.285 c.d. 4#.#85 K #.41 m<

&s!mimos< para diseño !na p*rdida de car+a< UpcK #.41 m

Se obser7a :!e la p*rdida de car+a calc!lada para condición de t!ber'a semin!e7aes de #.41 m< alt!ra menor :!e el desni7el entre la entrada ) salida del sifón de#.$2 m< =abi*ndose pro)ectado a la salida del sifón !n disipador de ener+'a paraabsorber la diferencia de alt!ra c!ando se inicie la operación del sifón< )a :!e lar!+osidad absol!ta corresponder inicialmente a la de !na t!ber'a n!e7a.

• Para e Si7-n N $ 3L? 1999 m as)me 1@5* m4

=f K #.#13$ 1"$##.12" K 3.## mConsiderando para las p*rdidas totales !n 7alor del $ por la p*rdida por fricción<se tiene?(- K (/,>CC>%F (- %C&6S (- S6G,>D&D -B6,>&(- K 3.## #.1# 3.## 8#.#25 K 3.$2 m< &s!mimos< para diseño !na p*rdida de car+a< UpcK 3.$2 m

Como en el caso anterior< se obser7a :!e la p*rdida de car+a calc!lada paracondición de t!ber'a semin!e7a es de 3.$2 m< alt!ra menor :!e el desni7el as!midopara diseño entre la entrada ) salida del sifón de 4.82 m< =abi*ndose pro)ectado ala salida del sifón !n disipador de ener+'a

• Para e Si7-n N / 3L? 911 m as)me 90$ m4

=f K #.#13$ 542 #.12" K 1.1# m

e!oria "#ras de Captación y Conducción Principal 3$

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Considerando para las p*rdidas totales !n 7alor del 1# por la p*rdida por fricción< se tiene?(- K (/,>CC>%F (- %C&6S (- S6G,>D&D -B6,>&(- K 1.1# #.1# 1.1# 3#.#25 K 1.32 m< &s!mimos< para diseño !na p*rdida de car+a< UpcK 1.32 m

Como en el caso anterior< se obser7a :!e la p*rdida de car+a calc!lada paracondición de t!ber'a semin!e7a es de 1.32 m< alt!ra menor :!e el desni7el as!midoen el diseño entre la entrada ) salida del sifón de 1.82 m< =abi*ndose pro)ectado ala salida del sifón !n disipador de ener+'a

• Para e Si7-n N 0 3L? 99$ m as)me 95 m4

=f K #.#13$ 5;$ #.12" K 1.1; mConsiderando para las p*rdidas totales !n 7alor del 1# por la p*rdida por fricción< se tiene?(- K (/,>CC>%F (- %C&6S (- S6G,>D&D -B6,>&(- K 1.1; #.1# 1.1; 4#.#25 K 1.41 m< &s!mimos< para diseño !na p*rdida de car+a< UpcK 1.41 m

Como en el caso anterior< se obser7a :!e la p*rdida de car+a calc!lada paracondición de t!ber'a semin!e7a es de 1.41 m< alt!ra menor :!e el desni7el as!midoen el diseño entre la entrada ) salida del sifón de 1.;$ m< =abi*ndose pro)ectado ala salida del sifón !n disipador de ener+'a

• Para e Si7-n N 5 3L? $5@ m as)me /*** m4

=f K #.#13$ 3

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• Para e Si7-n N 9 3L? 1$ m as)me 1/5 m4

=f K #.#13$ 13$ #.12" K #.232 mConsiderando para las p*rdidas totales !n 7alor del 1# por la p*rdida por fricción< se tiene?(- K (/,>CC>%F (- %C&6S (- S6G,>D&D -B6,>&(- K #.232 #.1# #.232$#.#25 K #.38 m< &s!mimos< para diseño !na p*rdida de car+a< UpcK #.38 m

Como en el caso anterior< se obser7a :!e la p*rdida de car+a calc!lada paracondición de t!ber'a semin!e7a es de #.38 m< alt!ra menor :!e el desni7el as!midoen el diseño entre la entrada ) salida del sifón de #.$3 m< =abi*ndose pro)ectado ala salida del sifón !n disipador de ener+'a

• Para e Si7-n N @ 3L? 9/ m as)me 9@1 m4

=f K #.#13$ 53; #.12" K 1.1$ mConsiderando para las p*rdidas totales !n 7alor del 1# por la p*rdida por fricción< se tiene?

(- K (/,>CC>%F (- %C&6S (- S6G,>D&D -B6,>&(- K 1.1$ #.1# 1.1$"#.#25 K 1.44 m< &s!mimos< para diseño !na p*rdida de car+a< UpcK 1.44 m

Como en el caso anterior< se obser7a :!e la p*rdida de car+a calc!lada paracondición de t!ber'a semin!e7a es de 1.44 m< alt!ra menor :!e el desni7el as!midoen el diseño entre la entrada ) salida del sifón de 1.54 m< =abi*ndose pro)ectado ala salida del sifón !n disipador de ener+'a

• Para e Si7-n N 3L? 1001 m as)me 151/ m4

=f K #.#1"$1$13 #.1# K 2.5$ mConsiderando para las p*rdidas totales !n 7alor del 1# por la p*rdida por fricción< se tiene?(- K (/,>CC>%F (- %C&6S (- S6G,>D&D -B6,>&(- K 2.5$ #.1# 2.5$13.#25 K 3.2$ m< &s!mimos< para diseño !na p*rdida de car+a< UpcK 3.2$ m

e!oria "#ras de Captación y Conducción Principal 3"

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Como en el caso anterior< se obser7a :!e la p*rdida de car+a calc!lada paracondición de t!ber'a semin!e7a es de 3.2$ m< alt!ra menor :!e el desni7el as!midoen el diseño entre la entrada ) salida del sifón de 3.84 m< =abi*ndose pro)ectado ala salida del sifón !n disipador de ener+'a

• Para e Si7-n N 3L? 1@@ m as)me 1@9 m4

=f K #.#1"$ 18"5 #.1##K 3.28 mConsiderando para las p*rdidas totales !n 7alor del 1# por la p*rdida por fricción< se tiene?(- K (/,>CC>%F (- %C&6S (- S6G,>D&D -B6,>&(- K 3.28 #.1# 3.28"#.#25 K 3."8 m< &s!mimos< para diseño !na p*rdida de car+a< UpcK 3."8 m

Como en el caso anterior< se obser7a :!e la p*rdida de car+a calc!lada paracondición de t!ber'a semin!e7a es de 3."8 m< alt!ra menor :!e el desni7el as!midoen el diseño entre la entrada ) salida del sifón de ".## m< =abi*ndose pro)ectado ala salida del sifón !n disipador de ener+'a

• Para e Si7-n N 1* 3L? 19 m 4

=f K #.#1$158 #.1#3 K #.25 mConsiderando para las p*rdidas totales !n 7alor del 1# por la p*rdida por fricción< se tiene?(- K (/,>CC>%F (- %C&6S (- S6G,>D&D -B6,>&(- K #.25 #.1# #.254#.#25 K #.3; m< &s!mimos< para diseño !na p*rdida de car+a< UpcK #.3; m

Como en el caso anterior< se obser7a :!e la p*rdida de car+a calc!lada paracondición de t!ber'a semin!e7a es de #.3; m< alt!ra menor :!e el desni7el as!midoen el diseño entre la entrada ) salida del sifón de 1.2# m< =abi*ndose pro)ectado ala salida del sifón !n disipador de ener+'a

• Para e Si7-n N 11 3L? as)me / m 4

=f K #.#1$;3 #.1#3 K #.1$ m


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Considerando para las p*rdidas totales !n 7alor del 1# por la p*rdida por fricción< se tiene?(- K (/,>CC>%F (- %C&6S (- S6G,>D&D -B6,>&(- K #.1$ #.1# #.1$4#.#25 K #.2" m< &s!mimos< para diseño !na p*rdida de car+a< UpcK #.2" m

Como en el caso anterior< se obser7a :!e la p*rdida de car+a calc!lada paracondición de t!ber'a semin!e7a es de #.2" m< alt!ra menor :!e el desni7el as!midoen el diseño entre la entrada ) salida del sifón de 1.$5 m< =abi*ndose pro)ectado ala salida del sifón !n disipador de ener+'a

1./.0.$ De'ermina&i-n !e Eses#r !e a T)%er2a

6l espesor de la t!ber'a se calc!ló en base a considerar alternati7amente como !nasolicitación posible< la presión de colapso por !na falla del cond!cto ) oc!rrenciade solicitaciones de aplastamiento< =abi*ndose determinado !n espesor de 8 mm.Dic=o 7alor incl!)e 1 mm adicional para protección contra la corrosión.

6n 7ista :!e las solicitaciones por aplastamiento son dominantes en la seleccióndel espesor de la t!ber'a< en la act!al etapa de clc!lo ) tomando en c!enta la

referencia de 6M> M%SS%FY> en s! obra (>G(E(6&D P%O6, P&F-S<ol!men >>< BD&P6S-E1;;1< P+. 3""< se est considerando !na presión eterna!niformemente distrib!ida sobre el cond!cto :!e podr'a =acerlo colapsar por aplastamiento en caso de !n 7aciado rpido de la misma r!pt!ra 7iolenta. Se+Hnla fórm!la de ,. Ma)er< prop!esta por Moson)?

Pet K 246>d3

Donde > es el momento de inercia< 6 el mód!lo de elasticidad del acero6K2MI+@@cm2 ) d el dimetro del cond!cto cm.

Considerando :!e el momento de inercia de !na ec!ación t!b!lar de espesor e encm< para !na lon+it!d de 1 cm ) relati7a a s! propio e9e es i+!al a?

> K e3 cm3 12

e!oria "#ras de Captación y Conducción Principal 3;

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-endremos :!e?

Pet K 1 26 e 3

n d

Donde n es !n factor de se+!ridad :!e es f!nción de la calidad de la t!ber'a.

6n 7ista :!e la t!ber'a se confeccionar ba9o !n ri+!roso control de calidad< ) :!ec!enta con !n doble sistema de 7l7!las de aire en cada p!esto seleccionado paras!s colocaciones ) :!e prote+en el cond!cto de manera conser7adora ) adec!ada<la form!lación de la presión de colapso res!lta recomendable tomarla como? P K 1

I+@cm2 diferencia entre la presión atmosf*rica act!ando en el eterior ) conpresión absol!ta de acero en el interior del cond!cto.

e!oria "#ras de Captación y Conducción Principal 4#

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6sta condición :!e implica tomar nK1 o sea el caso eterno de oc!rrencia depresiones de aplastamiento ba9o condiciones fa7orables de calidad de fabricaciónde la t!ber'a< ) posterior mantenimiento del sistema de 7l7!las de aireaciónd!rante la operación. De *sta forma se obtiene?

e K d 1 1@3

26) reemplaando 7alores< se obtiene?

e K d@1$8

e K 1 1## cm 1$8 1$8

:!e 7erifica para el espesor ?

e K #.53 cm ó e K " mm

e final K 8 mm 7alor incl!)e 1 mm adicional para protección contra la corrosión

6ste res!ltado confirma el 7alor seleccionado del espesor de la t!ber'a< en lacondición de ri+!rosas especificaciones ) normas de fabricación del cond!cto< del

control de calidad respecti7o< ) del mantenimiento f!t!ro de las 7l7!las deaireación consideradas en s! diseño.

&simismo< :!eda comprobado :!e pre7alece como sit!ación ms cr'tica< el caso delas posibles solicitaciones por !n colapso 7iolento del cond!cto< sobre lassolicitaciones internas de traba9o.

1./.5 Mem#ria !e &8&)# !e as O%ras !e Ar'e

Para desarrollo de las obras de arte :!e complementan la cond!cción< se =a tenidoen c!enta los si+!ientes criterios?

a4 Transi&i#nes

6l 6st!dio contempla !na sección t'pica de transición< pro)ectada para pasar decanal en tierra a canal re7estido ) 7ice7ersa< conformada por enrocado colocadosobre concreto de fLcK21# I+@cm2.

a lon+it!d de transición f!e calc!lada mediante la epresión?

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K -1 E -2 @ 2 tan+. 1$° en m

Donde? K on+it!d de transición-1 ) -2 K Base s!perior del trapecio de la ca9a de canal &doptndose como lon+it!d m'nima K 3.## m.

%4 P)en'e Pea'#na

Pro)ectado para cr!ce de canal< conformado por !na losa p!ente de concretoarmado de resistencia f`cK21# I+@cm2 ) anc=o estndar 2.## m< pre7iendo !nasobrecar+a de $## A+@cm2.

&4 T#mas

as tomas en +eneral se pro)ectan de fondo< ent!badas< a fin de +arantiar lacaptación del ca!dal de demanda< pre7iendo en el canal !n tirante de a+!a m'nimoe:!i7alente al 3# del ca!dal de diseño. (abi*ndose tomado en c!enta lassi+!ientes consideraciones?

E bicación de las tomas< de ac!erdo con el plano de >nfraestr!ct!ra de ,ie+o

del Plan M'nimo. .

E as obras de toma estn orientadas de manera perpendic!lar al e9e del canalprincipal. 6l SB, recomienda !tiliar comp!ertas c!adradas :!e se acoplen a loscond!ctos circ!lares< c!ando se trate de tomas ent!badas.

E os cond!ctos de toma debern contemplar t!ber'as de aereación a fin dee7itar la formación de 7ac'os< a+!as aba9o de la comp!erta c!ando est* s!mer+ida.

E a 7elocidad en el cond!cto de la toma no deber ser ma)or de 1.$ [email protected])a!r# *$

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!4 Can#as

Se pro)ectan para ser emplaadas sobre el canal en los l!+ares donde *ste cr!acon :!ebradas a fin de permitir la contin!ación del canal. a forma de la secciónempleada es en sección rectan+!lar< pro)ectada para ser constr!ida de concretoarmado de f`cK21# I+@cm2< complementada con aleros de entrada ) salida )protección de mamposter'a de piedra colocada a la entrada ) salida de las canoas.

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