QMXIMO= 8.070 m3/segQMEDIO = 0.057 m3/segQREQUERIDO = 0.012 m3/seg Mdulo de RiegoLONG. DE AZUD = 4.000 m1.- PREDIMENCIONAMIENTO DE LA VENTANA DE CAPTACIN (como vertedor en poca de estiaje)frmula de FrancisQ = caudal en m3/s 0.012b = anchura de la cresta del vertedor en (m) 0.150 h 0.14h = carga sobre el vertedor en (m) 0.143n = nmero de contracciones 2Qdis 0.01208 ok2.- CLCULO DE LA VENTANA DE CAPTACIN (como orificio en mxima avenida) Qreq = 0.012 m3/sCd = 0.600 coef. de descarga para orificiosb = 0.150 mg = 9.810 m/seg2Hc = 0.150 mCalculando HrHr = 0.220 mHr = 0.300 m (asumido)Dimensiones de la Ventana:h = 0.150 mb = 0.150 m3.- DIMENSIONES DEL AZUD Y COMPUERTA DE LIMPIAP = ho + Hr altura del azudho= 0.500 maltura de sedimentos (ver anexo de clculo)Hr = 0.300 mAltura del AzudP = 0.80 mP = 0.800 m AsumimosDISEO DE LA CAPTACIN0.15b23a tan venh10nhb 84 . 1 Q |.|

\| =|.|

\| =23c23rH H * g * 2 * b * Cd *32QreqDimensiones de la compuerta de limpiaH = 0.800 mB = 0.600 mCaudal de Mxima Avenida Q= 8.070 m/segAncho del Azud B= 4.000 m Compuerta limpia b'= 0.6Ancho del Vertedor b= 4.000 mN de contracciones laterales n= 1Altura de carga de las aguas sobre H1= ?el azudCoeficiente de Gasto (Manual dec= 2.2 (por su perfil cimacio y por ser de concreto)Hidraulica-J.L. Gomez Navarro)Altura de sedimentos = 0.500 mAltura de la ventana de captacin = 0.150 mHo 0.650* Cresta del Azud Agua Arriba(Ec. De Francis)Altura mx. de aguas sobre la cresta del AzudTanteando:Q= 8.070 m/sgH1 = 0.87 m Q= 8.070 igual*Velocidad de acercamiento:V = 1.33 m/seg*Clculo de hh = 0.09 m* Altura mxima sobre la cresta del azud (Ataguia)mximas crecidas (H+0.50)HT = 2.11 m( )2321 02211H H gB 2QH10nHb c Q(((

++ |.|

\| =( )0 1H H BQV+=g 2Vh2=50 . 0 h H H H1 0 T+ + + =Q AA B=4.00m Ventana de Captacin Canal de Limpia Clculo de la velocidad al pie del azudHT = 2.11 m (Condicin mas crtica)V2 = 6.43 m/segClculo del tirante antes del resalto (H2)Por continuidad:A= H2 X 4H2 = 0.31 m* Clculo del Tirante aguas abajo(H3)H3 = 1.48 m* Nivel del perfil del azud aguas abajomximas crecidas (H+0.50)HT2 = 1.98 m*Clculo de la longitud de Escarpe (L)Segn Schokolitsch:C = 5Donde: H=Ho+H1+H2 H = 1.832L = 4.14 mSegn Lindquist:L = 5.82 mSegn Becerril:L = 3.14 mT 2gH 2 V =2V * A Q =gH V 24H2HH22222 23+ =50 . 0 H H3 T2+ =21H . C . 612 . 0 L =) H H ( * 5 L2 3 =2H * 10 L =H1 H3 H2 Ho Cabeza Escarpe Contraescarpe AZUD Frente Q CORTE A-A Ataguia 3.45 Se tiene que hacer una verificacinutilizando la formula de FROUDE, en el caso de que resulteF4,se hara uso de la frmula:Entonces, comprobando:F = 3.67 < 4.00(salto oscilante-rgimen de transicin)Por lo que escogemos el valor mximo de los calculados anteriormente, el que sera:L = 5.82 m prximoa 5.80 m Geometra del perfil aguas arriba de la cresta vertedora para paramento vertical con talud 1:3Altura de agua en mxima avenida Hd= 0.87Hd = carga de diseo= 0.46= 0.20= 0.11= 0.25R1 - R2 =0.2573H * 5 L =( )2122H * gVF =1 2 = n L n 3 3 3 1 2 * 5 . 1 H nL n H s + = sX Xc=0.283Hd Y X Y Yc=0.126Hd Vertical R2=0.234Hd R1=0.530Hd R1-R2=0.296Hd Hd 530 . 0 R1=Hd 234 . 0 R2=Hd 126 . 0 Yc=Hd 283 . 0 Xc=X YLnea de mamposteria cara superiorcara inferior0 -0.126 -0.126 -0.831 -0.1260.1 -0.044 -0.036 -0.803 -0.0360.2 -0.029 -0.007 -0.772 -0.0070.3 -0.061 0.000 -0.740 0.0000.4 -0.104 -0.006 -0.702 -0.0070.6 -0.219 -0.060 -0.620 -0.0630.8 -0.373 -0.147 -0.511 -0.1531 -0.564 -0.256 -0.380 -0.2671.2 -0.790 -0.393 -0.219 -0.4101.4 -1.051 -0.565 -0.030 -0.5911.7 -1.505 -0.873 0.305 -0.9182 -2.033 -1.235 0.693 -1.3102.5 -3.073 -1.960 1.500 -2.1103 -4.305 -2.824 2.500 -3.0944.5 -9.115 -6.460 6.540 7.150leyendalnea de mamposteracara superiorcara inferiorDETERMINACIN DEL PERFIL DEL AZUD5.800.87 1.48CLCULO DEL DIMETRO DE PIEDRAS DE LA ESCOLLERA0.310.801.285 . 085 . 1HdX* 5 . 0 Y=-0.900-0.800-0.700-0.600-0.500-0.400-0.300-0.200-0.1000.0000.1000 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4CREAGER Cauce natural l=Longitud del tanque Piso de tanque Elev. Pt Colchn dcH P Seccin de control 1 23 4 5 67 8 x D * Diseo Hidrulico Sviatoslav KrochinDonde:k=coeficiente para piedras esfricas. Se considera igual a: 0.86 y 1.20 para la velocidad mnima y mxima de arrastre, respectivamente.g=aceleracin de la gravedadWa=peso volumtrico del agua (Kg/m)Wp=peso volumtrico del material que forman las piedras (Kg/m)D=Dimetro de una esfera equivalente a la piedrav=volumende la esferaWa = 1000 Kg/mWp = 2700 Kg/mD = 0.4 mg = 9.81 m/segKmax= 0.86Kmin = 1.20V.CRIT min = 3.14 m/segV.CRIT max = 4.38 m/segV.CRIT min > V. de acercamiento Ok!CLCULO DE LAS ALAS DE LA CAPTACINEl ala de la captacin dependen bsicamente de la topografa y del rgimen de flujoque tiene el ro (turbulento, laminar). Para el caso del proyecto se adopt una longitud de1.5m, debido a que los muros de encauzamiento de la captacin esta junto al talud, que viene hacer roca.L= 1.5 mal igual que el ngulo de inclinacion del ala, generalmente es 1230', en ste caso tambin estar en funcin de la topografa del terreno; por lo cual asumimos un ngulo de 15 CLCULO DE LA LONGITUD DE LA ESCOLLERAPara el clculo de la escollera tomamos como referencia la frmula empirica dada por:Escollera aguas arribaLesc = 3*H1 * Curso de Irrigaciones Doc. Ing. Civil Jess Ormachea C.Lesc = 2.60 mEscollera aguas abajoLesc = 1.8*D * Curso de Irrigaciones Doc. Ing. Civil Jess Ormachea C.donde: D = dimetro del enrocadoDb =altura comprendida entre la cota de la cresta del barraje y la cota del extremo aguas abajoq =caudal por metro lineal del vertederoC = coeficiente de Bligh C= 9Lesc = 0.72 Lt= 1.87asumidos Lesc = 1.00 m Lt= 2.00 mD *WaWa Wp* g * 2 * k CRIT . V=6 Dvt=( )c bL q * D * C * 67 . 0 Lt = VERIFICACIN ESTRUCTURAL Y VERIFICACIN DE LA ESTABILIDAD DE LA PRESAPeso especfico del Concreto= 2.4 Tn/m Diagrama de la Captacina = 0.35b = 0.60c = 0.70 0.60d = 0.50 0.50e = 0.50 0.30f = 0.60 0.60g = 0.30 0.501.- Determinar el centro de Gravedad de la presa.MOMENTOS C/R A EXTREMO DER.SECCIN W (peso) DIST. c/r a O MOMENTO DISTANCIA MOMENTOWi * X VERTICAL Wi * YA 0.504 0.18 0.088 1.300 0.6552B 1.980 0.83 1.634 0.750 1.485C 0.504 0.58 0.294 1.200 0.6048D 0.360 0.15 0.054 0.250 0.09TOTAL 3.348 2.070 2.835PUNTO DE APLICACIN DE LA RESULTANTE:Xc= Wi * X 0.62 m Yc = Wi * Y 0.85 mWW 2.- Determinacin de la excentricidad de la presa vaca si se produce un sismo.con una aceleracin de la gravedad de 0.5veces de la fuerza de gravedad.(a=0.05*g)Fs=W/g*a(con el sentido de derecha a izquierda) ..(a)donde:Fs: ?W: 3.35 Tng: 9.8 m/sega: 0.05 gFs = 0.017Si W.m1-Fs.Y = 0 (b)Reemplazando (a) en (b):m1= 0.05.Y = 0.042 mDe la figura:Xe =e + b/2e=Xn - b/2 ( c )Donde "e" viene a ser la excentricidadAs mismo:XR=m1 + X (d)XR = 0.661 mReemplazando(d) en ( c )e=(m1+ X)-b/2e = -0.16 mFuerza originada por el sismo =Peso del macizo en Tn=Gravedad terrestre=Aceleracin de la gravedad =a b c B C A WAWBWCd e f g D m1 e L Fs W Fr Y x B/2 B/2 VerificacinB = 1.65B/3 < B/2-m1 < 2/3B0.550 < 0.783 < 1.100OK!pasa por el tercio central3.- Determinacin de la resultante de la fuerza de la presa y del agua cuando seproduce la mxima avenida del proyecto actuando verticalmente.p.e. del Agua 1 Tn/mH1= 0.87 mH2= 0.31 mH3= 1.48 mMOMENTOS C/R A EXTREMO DER.SECCIN W (peso) DIST. c/r a O MOMENTO DISTANCIA MOMENTOWi * X VERTICAL Wi * YA 0.504 0.175 0.088 1.300 0.655B 1.980 0.825 1.634 0.750 1.485C 0.504 0.583 0.294 1.200 0.605D 0.360 0.150 0.054 0.250 0.0901 0.304 0.175 0.053 2.034 0.6182 0.414 0.438 0.181 1.772 0.7333 0.537 1.400 0.752 1.429 0.768TOTAL 4.602 3.056 4.953PUNTO DE APLICACIN DE LA RESULTANTE:Xc= Wi * X 0.66 mYc= Wi * Y 1.08 mWW 0.870.60VerificacinB= 1.65 0.50B/3 < Xc < 2/3B0.550 < 0.664 < 1.100OK!pasa por el tercio central 0.304.-Clculo de las subpresiones, valor total y punto de aplicacin.Seccin Sp X Sp.XA SPA B/2 SPA-B/2B SPB 2/3B SPB-2/3B1.47H1 = 1.47 mH2 = 0.50 mH3 = 0.50 mXa = 0.83 mXb = 1.10 mB = 1.65 m1.00 Tn/mP1= 1.46779 Tn / mP2 = 0.50 Tn / mSeccin rea Sp X Sp.XA 0.55275 0.55275 0.83 0.45601875B 1.069891845 1.069891845 1.10 1.1771.622641845 1.633 Lw =X' = 1.006 mDatos reaa b c B C A WAWBWCd e f g D H13 2 1 H2 H3( ) B H B H2 23232 = ( ) ( )( ) ( )33221.2 1 2 1BH H B H H = = AGUAAgua H1 Presa B Xb32=X' B SPA Sp SPB Xa=B/2 P1=*H1P2=*H2=(H1 -H2 ) 5.-Clculo de las Fuerzas horizontalesPara el clculo de la resultante de las fuerzas horizontales, se considera:5.1 En el sentido del roa)1.936 TnSu linea de accin (L.A.)0.656 mCon respecto a la baseb) Empuje de aguas por sismo (E2)1.053 Tna=aceleracin ssmica de 0.05g a 0.07g Su lnea de accin (L.A)0.841 mc) Empuje adicional por sedimentos (E3)= 0.063 Tn= 0.5 Tn/mLa altura H2 del sedimento se mide con el muestreador H2 = altura de sedimento de asolves integrador de profundidades.modelo VS - DH -48Su lnea de accin = 0.17d) Empuje adicional del suelo (E4)= 0.1= 0.8= 0.17e) Empuje adicional por la aceleracin de la masa de concreto de la presa (Es)= 0.1674= 0.855.2 Las fuerzas que se oponen al sentido del roEn l, se consideran:a) Peso de la losa de contraescarpe (zampeado)6.960 H4 = 0.312.900 H5 = 1.48H6 = 0.40El empuje Hidrosttico (E1)(Avenida del proyecto)= =21 1H21E= =3H. A . L1agua . e . psedimento p.e. '5 . 0 'H '*21E22 3= = = =3. .2HA L =3. .3HA L =suelo del altura Hagua . e . psuelo . e . p "8 . 0 "H "21E323 4== = = =H6 4/3*H1 1/3*H2 1/3*H3 1/3*H1 E''' e E' WlosE'' WagH5 H4 E E5 Y' YRH E4 E3 E1 E2 E2 = 0.555*a**(H1)^2 =LA = (4/3t)*(H/g) =Es = 0.05*W LA = Y W = peso de la presa WLCWLOSA CONTRA ESCARPE = *V = V = (e.L)*1= b) Peso del agua sobre el contraescarpe0.8957.855ste peso generar un empuje contrario donde considerando un coeficientede friccin entre la losa y el material de relleno debajo de la losaes f=0.28El empuje ser: (cua) F = fN = 2.200Empuje Hidrosttico (E")0.049 altura de agua despus de la presa p.e. agua0.105Empuje del suelo (E''')0.0640.8Empuje contrario total (Ec)= 2.313Punto de aplicacin de la resultante total:Y E.YE1 1.936 0.489 0.947E2 1.053 0.623 0.656E3 0.063 0.167 0.010E4 0.100 0.167 0.017E5 0.167 0.847 0.142 - Ec -2.313 0.500 -1.1561.006 0.616YRH = 0.6126.- Determinacin de la resultante, magnitud, ubicacin de la excentricidad para la presa llenaSe toma en cuenta la quinta verificacin:0.612De la figura tomando momentos con respecto a "O"YRH = 0.612E = 1.006W = 4.602Sp = 1.62264185X = 0.62X' = 1.006Y' = 0.612B = 1.65XR = 0.661EmpujeWac * f ' E== =24 H21" E= = 4 H *31. A . L' ' ' " ' E E E Ec + + =( )( ) m X X W RH Y E m Spm XB BX W RH Y E m Spm XBm XBem X XperoeBX W RH Y E m SpXBeMoRR+ = +|.|

\|+ + = ++ = = == |.|

\|+ + ==' ' .'2 2' .'2'2''0 '2' .2'0c.g. C X FR XR e' SP Ro YRH B/2 E W' m O X' | | =+ + = + =2L* H H V * agua escarpe contra losa W W5 4 ac| | =+ = ((

+= =2L* H H * 1 * L *2H Hescarpe contra sobre aguas W W5 45 4ac= =26 H ' '21" E= = * 8 . 0 ' '= 0.16m = 0.81 0.81Realizando operaciones se obtiene "m" de (A)Luego:0.62B/3 < e' < 2/3B0.55 < 0.62 < 1.10 Ok!Por lo que la resultante debe estar dentro del tercio central y la presa ser ESTABLE mas an si se consideraa todos los efectos desfavorables, o sea que en el mismo momento se produce la mxima avenida de proyecto.En este instante tambin se produce un sismo con el grado de aceleracin de 0.05g, actuando de manera hori-zontal de derecha a izquierda o sea en el sentido del empuje horizontal mximo.7.- Determinacin del coeficiente de seguridad al volteo2.05Para el caso y recurriendo a la figura anterior, se toman los momentos con respecto a la arista "P"4.60W=peso de la presa mas aguaX=distancia del punto de aplicacin a "P"2.25Donde:E = Empuje total horizontalYHR = Distancia vertical del E c/r a "P"Sp = Empuje de SubpresinX'= Distancia horizontal de Sp c/r a "P"( )( ) m X X W RH Y E m Spm XB BX W RH Y E m Spm XBm XBem X XperoeBX W RH Y E m SpXBeMoRR+ = +|.|

\|+ + = ++ = = == |.|

\|+ + ==' ' .'2 2' .'2'2''0 '2' .2'0) dad excentrici .........( m ' X2B' e + == = X '* W Me= + = ' X . Sp Y . E Mv RHc.g. X SP YRH E W' X' P e' = (B/2)-X'+m.(excentricidad)= = ==

MuMeCvolteo de momentod estabilida de momentoCvvSi coeficiente de volteo esta entre:1.5 < Cv < 3 No se producir volteo1.5 < 2.05 < 3 Ok!8.-Coeficiente de seguridad al "Deslizamiento"Para la determinacin de ste coeficiente se considera el caso ms desfavorable o sea el efecto combinado de los esfuerzos de friccin y corte y esta dado por la frmula:30.32Donde:f'c = Resistencia del concreto (Kg/cm) = 175W' = Peso de la presa +agua (Tn) = 4.602Sp = Fuerza de la subpresin (Tn) = 1.623f = Coeficiente de friccin= 0.55q = 0.1f'c (resistencia al corte con que se construye la presa) (Tn/m) = 17.5B = Ancho total de la presa (m) = 1.65L = 1.0 ml de la presa (m) = 1E = Empuje horizontal total (Tn) = 1.006Valores de Coeficientes de friccin (Valores del hormign sobre suelo hmedo)Apoyo FRoca0.6 - 0.7Grava 0.5 - 0.6Arena 0.4 - 0.5Limo0.3 - 0.4Arcilla 0.2 - 0.3SiCd>4 no se producir deslizamiento Para bajar "q" se trabaja con f'c menor9.- Determinacin de los esfuerzos normales de compresin para la presa vacaSe determina con la siguiente frmula:Donde:3.348 e = -0.161.651B = ancho de la presa =L = 1.0 ml de la presa =W son los valores para la presa vaca =' . .'.X Sp RH Y EX WCv+=( )=+ =EL . B . q f Sp ' WCdSp E W'Roca Concreto De acuerdo a ello se disean dientes de sujecin Seccin o zona de deslizamiento B |.|

\| =BeL BWP61.0.81553.242610.- Los esfuerzos normales de compresin con la presa llena P' max= 9.13 (Tn/m)0.91 (Kg/cm)P' min= -3.55 (Tn/m)-0.35 (Kg/cm)En el presente caso se puede calcular los esfuerzos normales de corte con la e' max.11.- Esfuerzos de compresin paralela a la cara aguas arriba de la presa (n) vacaPara el caso la cara de aguas arriba de la presa, es perpendicular a la base y por ende:0.082 (Kg/cm)Asumir como valor prximo a = 0= ngulo del nivel fretico paramento mojado12.- Esfuerzo principal de compresin paralelo a la cara aguas abajo de la presa (n') vacan' = Pmax (1+tan)=1.83 (Kg/cm)generalmente = 45Tan 45= 113.- Esfuerzo horizontal de corte en la cara aguas abajo de la presa (t') vaciast = Pmax (tan)= 0.000 (Kg/cm)generalmente = 0Tan (0)= 014.- Esfuerzo horizontal de corte en la cara aguas abajo de la presa (t') vaciast' = Pmax (tan)= 0.649 (Kg/cm)generalmente = 45Tan (45)= 1= |.|

\| == |.|

\|+ = m / enTn . ..........Be 61BLWmin P m / enTn ..........Be 61BLWmax P) cm / Kg ....( ..........B' e 61BL' W' P |.|

\| =uu) Tn (1 Pmaxn 0 ; 0 ) (0 Tn Tn22= u + == u = = uDATOS:b = 0.15 m Cd = 0.6 para orificiosHt = 2.11 m g = 9.81 m/seg2h = 0.15 mQdis= 0.088 m/segPendiente del canal.S = 0.0035 m/mMaterial del canal aductor. Concreto con n= 0.021 (Manning)Plan MerisM.E.Hz = 0 Talud (canal rectangular)m= 2 relacin fondo alturab = f ademsf= m * a = 2aA = 2a reaP = 4a permetro mojadoR = a/2reemplazando los valores, calculamos el valor de "a"a = 0.25 reemplazando valores :Y= 0.25 m P= 1.00 mb= 0.50 m R= 0.13 mA= 0.13 m2 V = 0.70 m/s0.45 0.250.50CANAL ADUCTOR DEL DESARENADORCLCULO DEL CANAL ADUCTOR AL DESARENADORDISEO DEL DESARENADOR( )|.|

\| = 23T23T disH h H * g * 2 * Cd * b *32Q( )2 2z z 1 * 2 m + =nS * R * AQ2132=UNIDAD Diseo m3/s 0.088m/s 0.054m 0.50mm 0.5001.800m 1.500m 1.000m2 1.50m/s 2.010.12seg 18.52u