Hoja1DISEO DE BOCATOMASCaudal de Captacin Qd = 0.48m3/sCaudal de Avenida de Diseo Qmax = 20 m3/sCaudal de estiaje Q =0.523m3/sPendiente Promedio S =0.059m/mAncho del Rio en Zona de Capt. B =7.5mCoeficiente de Manning n =0.0931.- CALCULO HIDRAULICO PARA CONDICIONES CRTICAS:

DATOS:Qdis =20 m3/sS =0.059m/mn =0.093B =7.5mAsumimos que es una seccin rectangular.

q = Q/BCaudal por unidad de ancho.q =2.6666666667m3/s*mYc = (q^2/g)^(1/3)Tirante CrticoYc = 0.8983029359mAc = B*Ycrea CrticaAc =6.7372720189m2P = B +2*YcPerimetro crticoP =9.2966058717mRc = Ac/PcRadio CrticoRc =0.7247023389mVc = Qdis/AcVelocidad CrticaVc =2.9685605604m/sSc = (Qdis*n/(Ac*Rc^(2/3)))^2Sc =0.1170877623Ec = 3/2*YcEnergia CrticaEc =1.3474544038F = Vc/(G*Yc)^(1/2)F =1

2.- CALCULO HIDRAULICO PARA CONDICIONES NORMALES:

DATOS:Qaveni =20 m3/sS =0.059m/mn =0.093B =7.5m

K' = Q*n/(B^(8/3)*S^(1/2))Curva para determinar la profundidad cuadro 6.6k' =0.0355295933Con este valor acudimos al grafico 6.6 para seccion rectangular.Y/B =0.14993Este valor es del cuadro 6.6.y =1.1245A = B *Yrea NormalA =8.4335625P = B +2*YPerimetro NormalP =9.74895R = A/PRadio hidraulicoR =0.865073931V = Qaven/AVelocidad normalV =2.3714770597F = Vc/(G*Yc)^(1/2)F=0.7140185948TRUE flujo sub crtico.Si es falso es super Crtico.

DISEO HIDRAULICO DE LA ESTRUCTURA DE BARRAJE:1.- ALTURA DE LA CARGA EN LA CRESTA DE BARRAJE:La altura de barraje se considera para efectos del calculo del caso mas Crtico.Se utiliza calculando con la formula siguiente.

DATOS :Yn =1.1245

Q = C*L*Ho^1.5Donde:Q =20Caudal MaximoC =1.9895857143Coeficiente de DescargaL =7.5Longitud de RioHo =1.216Haltura de sobre carga Maxima sobre la crestaDebemos Asumir P Y Ho en funcion al Caudal tiene que ser igualP =1.4Ho =1.216C = (3.27 + 0.40*Ho/P)*0.55C =1.9895857143Q =20.0089491134m3/s=20 Los asumido estan correctosdebe cumplir que los caudales sean iguales

q = Q/Lq = 2.6666666667m3/s*mV = q/(P+Ho)VelocidadV =1.0193679918

La altura maxima de acuerdo a las maxima avenida es:Y max = P + HoY max =2.616m

2.- CALCULO DE LA LONGITUD DEL ALIVIADERO Y DE LA COMPUERTA DE LIMPIASe recomienda que:DATOS:Lr =7.5

Ac = Ab/10donde:Ac =rea de la compuertaAb =rea del aliviaderoLc = Lr/11donde:Lr =Longitud del Rio.Lc =Longitud de la compuerta movil.Lc = 0.68me = Lc /4e =espesor del pilare =0.2Lf = Lr - Lc - eLf =6.65m

3.- DISEO DEL BARRAJE DE ACUERDO A LAS LONGITUDES RECOMENDABLES:El caso mas desfavorable, se presenta cuando ocurre la maxima avenida y la compuerta de limpia se encuentra cerrada, entonces el analisis de hace para los acasos siguientes:

3.1.- CUANDO LA COMPUERTA DE LIMPIA SE ENCUENTRA CERRADA:

DATOS:Qmax =20m3/sLe =6.65mP =1.40Ho =1.26Asumimos Ho Q = C*Le*Ho^1.5C = Co*K1*K2*K3*K4

1 Tomando en cuenta la profundidad de llegada:P/Ho.Co1.1146496815Del cual Co =3.8892 Por efecto de las cargas diferentes:Ho/HeC/CoK1Ho =Hedel cualK1 =13 Por efecto del talud del paramento de aguas arriba:K2K2 =14 Por efecto de interferencia del lavadero aguas abajo(Hd + d)/Ho = (p +Ho)/Ho..K32.1146496815K3 =15 Efectos de Sumergencia:Hd/Ho.K41k4 =1de los cuadros obtenemos todos los k

C = Co*K1*K2*K3*K4C =3.889Q = C*Le*Ho^1.5Q =20.0151240293=20Debe ser igual al caudal de diseo

3.2.- CUANDO LA COMPUERTA DE LIMPIA SE ENCUENTRA ABIERTA:

ESTO ES PARA EL ALIVIADERO:DATOS:P =1.40Ho = 1.1asumir

Caso 1:P/Ho1.2727272727del cuadroCo =3.904Caso 2:K1 =1Caso 3:K2 =1Caso 4:2.2727272727K3 =1caso 5:K4 =1

C = Co*K1*K2*K3*K4C =3.904Q = C*Le*Ho^1.5Q =16.4677672487ESTO ES PARA LA LIMPIADATOS:P =1.40Ho =2.50caso 1 =0Co =3.088Del cuadro obtenemosCaso 2:K1 =1Caso 3:K2 =1Caso 4:1K3 =0.77caso 5:K4 =1

C = Co*K1*K2*K3*K4C =2.37776Q = C*Le*Ho^1.5Q =3.5245956231Q max =19.9923628717=20 debe concordar con el caudal e avenida

Altura de Muro de Encauzamiento

H muro = P + HoCrtico + hlH muro = 2.82m

4.- DISEO DEL COLCHON DISIPADORDATOS DE DISEO:Q max =20m3/sHo =1.216P =1.40L =7.50Yn =1.1245q =Q/Lq =2.6666666667Aguas arriba del aliviadero. Vo = q/(P+Ho)Vo =1.0193679918hv = Vo^2/(2*g)hv =0.0529618299Por lo tanto.ho =1.1630381701***Aplicando Ec de Energia entre seccin entre (0) y ( 1)Eo = E11Z + P + Ho = Y1 + V1^2/(2*g) + hf(0-1)hf(0-1) = K*V1^2/(2*g)hf(0-1) = 0.00510*V1^2V1 = Q/(B*Y1)V1 =3.0085470085Y1hf(0-1) =0.0461333084Y1^2Z =Y1 +0.5074663921-2.62..(A)Y1^2*** Aplicando el tirante conjugado entre (1) y (2)Y2 = - Y1/2 + (Y1^2/4 + 2*Y1*V1^2/g)^0.5Por lo tanto:Y2 = Z + YnYn =1.1245Z = -Y1/2 +(Y1^2/4 +1.8453323349)^0.5 -1.1245(B)Y1Igualando (A) y (B)

Y1 =Z1Z2Y1 =Z1Z20.1232.74472167332.73743390480.342.11384768251.04140771190.1423.41514245382.4367569190.361.65963574150.96671921280.1617.36690594122.19254238190.381.27831019460.89736534760.1813.22654296591.98864009390.40.95566495060.83268304640.210.27065980241.81471266690.420.6807936060.77212140570.228.08884281191.66379590690.440.4452107030.71521845410.246.43418041831.5310041890.460.24223436720.66158353890.265.15089929131.41279552570.480.06654510460.61088379380.284.13678561351.30653115020.5-0.08613443160.5628336150.33.32251546771.21019958290.52-0.21927517720.51718638640.322.65972648531.12223718610.54-0.33571744820.473727907

Y1 =0.422Del cuadro para Y1Reemplazando en (A) se tiene:Z(A) =0.7q = Q/L3.0085470085V1 =q/Y17.1292583141F1 = V1/(9.81*Y1)^0.5F1 =3.5039154788Cuando el numero de FROUDE esta entre 2.5 y 4.5 no se forma un verdadero resalto hidraulico, los lechos amortiguadores para este tipo de regimen no producen una disipacin efectiva debido a que el oleaje propagado por el flujo oscilante, no puede amortiguarse completamente y sale fuera del colchon

El tirante conjugado ser por seguridadY'2 = 10% Y2Y'2 = 1,1 *Y2L1/Y2 = 5.80segn BUREAU OF RECLAMATIONY2 = Yn + zY2 = 1.7801Y'2 =1.9580715404Reemplazando en la ecuacionL1 =11.3568149341

Hoja2

Hoja3