PROYECTO: SISTEMA DE RIEGO CHILLCANI

CALCULO DE OBRA DE TOMA TIPO AZUD

METODO: PRINCIPIO DE ENERGIA CONDICIÓN LIBRE

Río: CHILLCANI

Seccion: PAMPA HUASI

Municipio: Betanzos

Provincia: Cornelio Saavedra

Departamento: Potosí

Carga de diseño

Caudal de transito de avenidas 0.14

Longitud de sección de control (cresta vertedor) L = 25.00 m

Coeficiente de descarga C = 2

0.02 m

Estructura disipadora de Energía

Caudal unitario q = Q/B q = 0.0056

a = 1.20 m

0.131 m « « 0.001 m

Altura total de caida Z = 1.09 m

Velocidad al pie del cimacio 4.62 m/seg

Número de Froude 42.40

Comparación c/Nº Froude recomendable F = 4.5 - 9.0 Bien

Tirante conjugado mayor (iteración) 0.07 m

Longitud del tanque amortiguador L t = 0.35 m

La profundidad del tanque amortiguador P = 0.06 m

Longitud horizontal cimacio Lc = a + 0.4 Lc = 1.60 m

Longitud horizontal total de la estructura 1.95 m

Tanque amortiguador

Dierencia de cota (vertedor - canal ingreso) PV = 0.20 m

Coeficiente de filtración (s/tipo suelo) C = 3.0

Longitud de filtración Lf = C . Pv Lf = 0.60 m

Espesor de la loza (asumir) 1.00 m

Longitud vertical 4.66 m

Longitud compensada de recorrido Lce = 5.31 m

Comparación Lce > Lf Lce > Lf Bien

QT = m3/seg

Hd = (Q/(C.L)2/3 Hd =

m3/s/m

Altura del cimacio (asumir)

Tirante conjugado menor (iteración) d1 = d1 =

Z = Hd + a - d1

V1 = ( 2 g z ) 0.5 V1 =

F1 = V1 / (g . d1 ) 0.5 F1 =

d2=(2.d1.V12/g+d1

2/4)0.5-d1/2 d2 =

L t = 5 (d2 - d1)

P = 1.15 d2 - Yo

LH = Lt + Lc LH =

ea =

SLV =(a-PV)+2ea+1.6+P S LV =

Lce = S LH / 3 + S LV

Subpresión

Subpresión para arista de la estruc. Spx=C' W(h+h'-(h/Lce)Lcx)

Coeficiente de subpresión (s/terreno) C' = 1.0

Altura de desnivel de cotas elevadas + h = a - P h = 1.14 m

X horiz h' Lcx Spx

0.00 0.20 0.0 1337

0.00 2.40 2.40 3024

0.60 2.40 2.60 2981

0.60 2.00 3.00 2495

1.35 2.00 3.25 2441

1.35 2.40 3.65 2756

1.95 2.40 3.85 2713

1.95 0.94 5.31 937

Definición espesor Loza

Punto de ubicación de dren Xd = Lc - 0.6 Xd = 1.20 m

Diferencia de subpresiones en la loza Spl = Spizq - Spder Spl = 54 kg

Subpresión en el punto del dren SpE =SpD-(Xd*Xpl/(LH-1.2)) SpE = 2409.6 kg

Espesor de la loza (sin dren) e = 1.33 SpE/Ghorm e = 1.46 m

Espesor de la loza (colocando dren) e' = 0.5 e e' = 0.73 m

Comparación de la loza Bien

Estabilidad

Altura muro: H = 1.20 m

Base muro: b' = 0.86 b = 0.90 m

Base zapata: B = 1.95 m

Coronamiento: c = 0.70 m

Punta zapata: p = 0.00 m

Talón zapata: t = 0.35 m

Horizontal de talud exterior te = 0.20 m

Horizontal de talud interior ti = 0.00 m

Altura zapata: h = 1.00 m

Angulo de paramento ext. con horizontal: 1.41 Rad ße = 80.54 º

Angulo de paramento int. con horizontal: 1.57 Rad ßi = 90.00 º

Peso específico del agua: 1000

Peso específico del suelo: 1600

Peso específico del hormigón ciclópeo : 2400

0.70

1.20

1.000.90

1.00

1.95

ea ≤ e'

gAgua = Kg/m2

gSuelo = Kg/m2

gHoCo = Kg/m2

0 1 2 3

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Distancia Hor. Estructura [m]

su

bp

res

ión

[k

g]

Considerando : azud rellenado, en el límite zapata - terreno.

Pesos y momentos estabilizantesPESO BRAZOSMOMENTOS

(kg/m) (m) (kg-m/m)

Zapata o fundación: 4690 0.98 4582.40

Muro (sector rectangular): 2016 1.60 3233.95

Muro (sector triangular externo): 288 0.49 140.39

Muro (sector triangular interno): 0 1.95 0.00

Suelo (sector triangular interno): 0 1.95 0.00

Suelo (sector rectangular): 0 1.95 0.00T O T A L E S: 6994 1.14 7956.73

Fuerzas horiz. y momento de vuelcoF U E R Z A S (H) BRAZOSMOMENTOS

(kg/m) (m) (kg-m/m)

Suelo sobre paramento interior: 1152 1.40 1612.80

T O T A L E S: 1152 1.40 1612.80

Verificación al Vuelco > 2.00Me = 7957 Kgm/m

Mv = 1613 Kgm/mMe / Mv = 4.93 BIEN

Deslizamiento > 1.20 0.60 × Q / Fh = 3.64 BIEN

Excentricidad 0.33 e = (b/2) - (Me-Mv) / Q e = 0.07 BIEN

Tensiones £ 2.000.43 BIEN

0.28 BIEN

gHor x B x h =

gHor x c x H =

gHor x te x H / 2 =

gHor x ti x H / 2 =

gSuelo x ti x H / 2 =

gSuelo x t x H =

gSuelo x H x H / 2 =

e £ B/6 =

σ1 = (Q/b) (1 + (6e/b)) σ1 =

σ2 = (Q/b) (1 - (6e/b)) σ2 =

ESQUEMA DEL VERTEDERO DE EXCEDENCIAS

PV

R=0.70 h

a

P 1:1

dren eD E

F0.4

C 1:05

G HB Lc

filtro Lt0.6 0.4 0.6

DIMENSIONES DEL VERTEDERO DE EXCEDENCIAS

0.02

0.20

R=0.70 1.14

1.20.07

1:1 I

0.0010.06

dren 0.73 1.19D E

F0.4

C 1:05

G HB 1.60

filtro 0.350.6 0.4 0.6

1.95

Hd

Si A

d2 I Ss

d1

LH

Si A

Perfil del vertedor Perfil Final

Hd = 0.02 Valor de Y

0.0 0.000 X 0.1 0.198

Y 0.2 0.712

0.3 1.507

0.4 2.567

0.5 3.879

0.6 5.435

horizontal 0.005 0.7 7.228

vertical 0.003 0.8 9.253

Altura cimacio a = 1.20 0.9 11.506

1.0 13.982

Perfil Inicio 1.1 16.678

Valor de X Valor de Y 1.2 19.591

0.000 0.000 1.3 22.718

-0.050 #NUM! 1.4 26.057

-0.100 #NUM! 1.5 29.604

-0.125 #NUM! 1.6 33.358

-0.135 #NUM!

El punto de tangencia (final de curva-con el arco de radio = 0.7) obtener graf. 10 (tomas)

Valor de X0.270 Hd

0.126 Hd

X1.85=2Hd0.85Y

0.270 Hd =

0.126 Hd =

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

625.0

d

375.0

dd85.0

d

85.1

d H27.xH4315.0H126.0H

H27.0x 724.0Y

Area de captación

Caudal minimo (estiaje) (m3/seg) 1.00

Coeficiente de descarga C = 0.62

Longitud del canal de captacion L = 20.00 m

Carga de diseño sobre la sección de control 0.09 m

area de captacion A= 1.211 m2

Longitud del canal de la rejilla L= 10.00altura de la abertura H= 0.12 mespesor de las barras e = 0.013 m

separacion entre barras s = 0.025 m

Numero de barillas 393

Base de la reja (total) 15.00 m

Calculo del canal de captacion

Caudal del canal inicial 0.040Coeficiente de rugosidad n = 0.014

Base del canal 0.4 mTalud del canal (h:v(1)) z = 0Pendiente S = 0.0200

Tirante normal F= 0 0.07 m 0.00Tirante critico F = 1 Yc = 0.10 m 1.00

Area A = y ( b + y z A = 0.03

Perímetro P = 0.54 m

Velocidad V = Q / A 1.40 m/seg

Qo = m3/seg

Hd =

Hd = (Q/(1,84.L)2/3

A= Qo/ C *(2gHd)0,5

nbar =

br =

Q1 = m3/seg

b1 = Q1b2/Q2 b1 =

Yn1 =

m2

P = ((1+z2)0.5) 2 y+ b

V1 =