EVALUACION SNIP

CONSORCIOCOCHABAMBA

Gobierno Regional de Cajamarca – Gerencia Sub Regional ChotaElaboración del Estudio de Pre Inversión a Nivel de Factibilidad del Proyecto: “Construcción del Sistema de Irrigación Cochabamba”Informe Principal – Formulación y Evaluación Pág. 1

4.- FORMULACION Y EVALUACION

CONTENIDO

4.1 ANÁLISIS DE LA DEMANDA 6

4.1.1 DEMANDA DE USO AGRÍCOLA 6

4.1.1.1 CÉDULA DE CULTIVOS 6

4.1.1.1.1 COEFICIENTE DE CULTIVO KC 6

4.1.1.2 PRECIPITACIÓN EFECTIVA (PE) 8

4.1.1.3 DEMANDA DE AGUA – MARGEN DERECHA 9

4.1.1.4 DEMANDA DE AGUA – MARGEN IZQUIERDA 10

4.1.1.5 CAUDAL ECOLOGICO 10

4.1.2 DISPONIBILIDAD HIDRICA 10

4.1.2.1 DISPONIBILIDAD DE AGUA MENSUALIZADO 10

4.1.2.2 DISPONIBILIDAD DEL RIO CHOTANO 11

4.1.2.2.1 ANALISIS DE DISPONIBILIDAD RIO CHOTANO DESPUES DE DERIVACION TUNEL CHOTANO 13

4.1.2.3 DISPONIBILIDAD CUENCA DEL RIO CHOTANO BAJO TUNEL CHOTANO -LA QDA. TONDORA 16

4.1.2.3.1 ECUACIÓN DEL BALANCE HÍDRICO 16

4.1.2.3.2 COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO 16

4.1.2.3.3 PRECIPITACIÓN EFECTIVA 17

4.1.2.3.4 RETENCIÓN DE LA CUENCA 18

4.1.2.3.5 RELACIÓN ENTRE DESCARGAS Y RETENCIÓN 19

4.1.2.3.6 COEFICIENTE DE AGOTAMIENTO 19

4.1.2.3.7 ALMACENAMIENTO HÍDRICO 20

4.1.2.3.8 ABASTECIMIENTO DE RETENCIÓN 21

4.1.2.3.9 DETERMINACIÓN DEL CAUDAL MENSUAL PROMEDIO 22

4.1.2.3.10 GENERACIÓN DE CAUDALES MENSUALES PARA PERIODOS EXTENDIDOS 22

4.1.2.3.11 RESULTADO DISPONIBILIDAD CUENCA DEL RIO CHOTANO AGUAS ABAJO DEL TUNEL CHOTANO 23

4.1.2.3.12 RESULTADO DISPONIBILIDAD QDA. TONDORA 26

4.1.3 BALANCE HIDRICO 29

4.1.3.1 CON OFERTA AL 75% DE PERSISTENCIA 30

4.1.3.2 CON OFERTA PROMEDIO 30

4.1.4 BALANCE OFERTA – DEMANDA, DE MERCADO 31

4.1.4.1 PALTO 31

4.1.4.1.1 MERCADO NACIONAL 31

Calle Jorge Polar 107 Urb. La Victoria – Arequipa Telefax: 054-282051 Cel. 996018890 RPM: # 627251 RPC: 958190239

RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

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4.1.4.1.2 DEMANDA DEL PRODUCTO 32

4.1.4.1.3 ANÁLISIS DE PRECIOS 33

4.1.4.1.4 OFERTA DEL PRODUCTO 33

4.1.4.1.5 BALANCE OFERTA – DEMANDA DE LA PRODUCCIÓN 33

4.1.4.1.6 EXPORTACIONES PERUANAS DE PALTA 34

4.1.4.1.7 EXPORTACIÓN PERUANA DE PALTA POR MERCADO DE DESTINO 34

4.1.4.1.8 PRINCIPALES EMPRESAS EXPORTADORAS DE PALTA 35

4.1.4.1.9 PRECIO DE EXPORTACIÓN POR MERCADO DE DESTINO 36

4.1.4.1.10 PRODUCCIÓN MUNDIAL 36

4.1.4.1.11 PRINCIPALES PAÍSES PRODUCTORES 37

4.1.4.1.12 DEMANDA MUNDIAL 37

4.1.4.1.13 OFERTA MUNDIAL 38

4.1.4.1.14 PROYECCIÓN DE LA DEMANDA MUNDIAL 39

4.1.4.2 CAÑA DE AZÚCAR 39

4.1.4.2.1 PRODUCCIÓN NACIONAL 39

4.1.4.2.2 PRODUCCIÓN REGIONAL 42

4.1.4.2.3 CARACTERÍSTICAS DEL CONTEXTO REGIONAL 43

4.1.4.2.4 COSTOS DE PRODUCCIÓN 44

4.1.4.2.5 CONSUMO 45

4.1.4.2.6 PRECIOS AL POR MAYOR 46

4.1.4.2.7 PRECIOS AL CONSUMIDOR 47

4.1.4.2.8 EXPORTACIONES 48

4.1.4.2.9 IMPORTACIÓN 48

4.2 PLANTEAMIENTO TECNICO DEL PIP 49

4.2.1 DISEÑO DE LA BOCATOMA DE CAPTACION 49

4.2.1.1 CARACTERISTICAS DEL RIO CHOTANO 49

4.2.1.1.1 CAUDAL DE DISEÑO PARA AVENIDAS MÁXIMAS 49

4.2.1.1.2 CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS 49

4.2.1.2 DISEÑO GEOMETRICO 50

4.2.1.2.1 EMPLAZAMIENTO 50

4.2.1.2.2 PENDIENTE 51

4.2.1.2.3 SELECCIÓN DEL TIPO DE BOCATOMA 51

4.2.1.3 DISEÑO HIDRAULICO 51

4.2.1.3.1 SISTEMA DE REPRESAMIENTO 51

4.2.1.3.2 SISTEMA DE DERIVACIÓN 59

4.2.1.3.3 SISTEMA DE CONDUCCIÓN 67

4.2.1.3.4 ALIVIADERO DE DEMASÍAS 70

4.2.1.4 CÁLCULO EN MUROS DE CONTENCION 73

4.2.1.4.1 EMPUJE SOBRE ESTRUCTURAS DE CONTENCION 73

4.2.1.4.2 CONDICIONES CRÍTICAS DE LOS MUROS 77

4.2.1.4.3 CONDICIONES CRÍTICAS DE LOS MUROS 78

4.2.1.4.4 CALCULOS 79


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4.2.1.5 DISEÑO DE LAS COMPUERTAS 80

4.2.1.5.1 ANALISIS DE COMPUERTAS 80

4.2.1.5.2 DISEÑO DE COMPUERTAS 81

4.2.1.5.3 ESPECIFICACIONES TECNICAS 84

4.2.1.5.4 CALCULOS JUSTIFICATORIOS 88

4.2.2 DISEÑO DEL DESARENADOR 92

4.2.2.1 DEFINICION 92

4.2.2.2 CLASES DE DESARENADORES 92

4.2.2.3 FASES DEL DESARENAMIENTO 92

4.2.2.4 ELEMENTOS DE UN DESARENADOR 92

4.2.2.5 DISEÑO HIDRAULICO 93

4.2.3 DISEÑO DEL TUNEL DE CONDUCCION 99

4.2.3.1 PROPIEDADES GEOMECÁNICAS DEL MACIZO ROCOSO 99

4.2.3.2 METODOLOGÍA DE CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA DEL MACIZO ROCOSO 99

4.2.3.3 CONSIDERACIONES HIDRÁULICAS 100

4.2.3.3.1 DIMENSIONES DE LA SECCIÓN DEL TÚNEL 100

4.2.3.4 CONSIDERACIONES DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL 101

4.2.3.4.1 ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE TRAMOS 01, 02, 03, 04. 101

4.2.3.4.2 ANÁLISIS DE CUÑAS 102

4.2.3.4.3 ANALISIS DE TENSIONES Y DEFORMACIONES DE TRAMOS 112

4.2.3.5 SOSTENIMIENTO DEL TÚNEL 117

4.2.3.5.1 DEFINICIÓN DEL SISTEMA DE SOSTENIMIENTO DEL TÚNEL. 117

4.2.3.6 SOSTENIMIENTO VS. EXCAVABILIDAD. 125

4.2.3.7 ZONAS DE EMBOQUILLES Y ACCESORIOS. 127

4.2.3.8 DISEÑO HIDRAULICO DEL CANAL EN EL TUNEL DE CONDUCCION 128

4.2.3.8.1 TUNEL DE PRINCIPAL 128

4.2.3.8.2 TUNEL DE INSPECCION 128

4.2.4 DISEÑO DE LA LINEA DE CONDUCCION 128

4.2.4.1 INTRODUCCION 128

4.2.4.2 OBJETIVOS 129

4.2.4.3 METODOLOGIA 129

4.2.4.4 DESARROLLO DE LA METODOLOGIA DE DISEÑO 130

4.2.4.4.1 SELECCIÓN DE LA SECCION TRANSVERSAL 131

4.2.4.4.2 CALCULOS DE DISEÑO PARA CANAL 131

4.2.4.5 DISEÑO DE LA LINEA DE CONDUCCION 131

4.2.5 DISEÑO DE LOS ALMACENAMIENTOS REGULADOS (RESERVORIOS) 133

4.2.5.1 COMPUERTAS 133

4.2.5.2 DIMENSIONAMIENTO 135

4.2.5.3 CUNETAS DE CORONACION 144

4.2.5.4 VERTEDERO DE DEMASIAS 144

4.2.5.5 TUBERIA DE LIMPIA 145

4.2.5.6 CANAL DE DERIVACION 145


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4.2.5.7 TUBERIA DE DESCARGA 147

4.2.5.8 CAPACIDAD PORTANTE 148

4.2.5.9 ESTABILIDAD DE TALUDES 184

4.2.6 DISEÑO DE OBRAS DE ARTE DE LAS LINEAS DE CONDUCCION 185

4.2.6.1 DISEÑO DE TOMAS DIRECTAS 185

4.2.6.2 CONDUCTOS CUBIERTOS 187

4.2.6.3 DISEÑO DEL CONDUCTO A PRESION 188

4.2.6.4 DISEÑO DE SIFONES 192

4.2.6.4.1 SIFON LINEA DE COND. PRINCIPAL MARGEN IZQ. (0+261 a 0+703) 192

4.2.6.4.2 SIFON LINEA DE COND. PRINCIPAL MARGEN IZQ. (9+284 a 10+692) 196

4.2.6.4.3 SIFON RESERVORIO R-17 200

4.2.6.4.4 SIFON RESERVORIO R-18 204

4.2.6.5 DISEÑO HIDRAULICO DEL PARTIDOR 207

4.2.6.6 DISEÑO HIDRAULICO DE ALCANTARILLAS Y CANOAS 208

4.2.6.6.1 INTRODUCCIÓN 208

4.2.6.6.2 FACTORES QUE CONDICIONAN EL DISEÑO HIDRÁULICO 208

4.2.6.6.3 PROCEDIMIENTO HIDRÁULICO 208

4.2.6.6.4 CALCULO PARÁMETROS HIDRÁULICOS. 211

4.3 METRADOS 226

4.4 COSTOS A PRECIOS DE MERCADO 226

4.5 PRESUPUESTO 227

4.6 EVALUACIÓN SOCIAL 228

4.6.1 CRITERIOS Y PROCEDIMIENTOS 228

4.6.2 BENEFICIOS SOCIALES 229

4.6.3 COSTOS SOCIALES 230

4.6.4 INVERSIONES A PRECIOS SOCIALES 231

4.6.5 COSTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO A PRECIOS SOCIALES 232

4.6.6 INDICADORES DE RENTABILIDAD SOCIAL DEL PROYECTO 234

4.6.7 EVALUACIÓN DE LA RENTABILIDAD SOCIAL DE LAS MEDIDAS DE REDUCCIÓN DE RIESGOS DE DESASTRES 234

4.7 EVALUACIÓN PRIVADA 235

4.7.1 COSTOS DE INVERSIÓN A PRECIOS PRIVADOS 235

4.7.2 COSTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO A PRECIOS PRIVADOS 237

4.7.3 VARIABLES DE LA PRODUCCIÓN AGRÍCOLA A PRECIOS PRIVADOS 238

4.7.4 FLUJO DE BENEFICIOS Y COSTOS A PRECIOS PRIVADOS 240

4.7.5 INDICADORES DE RENTABILIDAD A PRECIOS PRIVADOS 241

4.8 ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD 241

4.8.1 SENSIBILIDAD DE LA RENTABILIDAD DEL PROYECTO A PRECIOS PRIVADOS 242

4.8.2 SENSIBILIDAD DE LA RENTABILIDAD DEL PROYECTO A PRECIOS SOCIALES 243

4.9 ANÁLISIS DE RIESGO DE LAS RENTABILIDAD SOCIAL DEL PIP 245

4.9.1 PLANTEAMIENTO DEL ANÁLISIS 245

4.9.2 ANÁLISIS DE SOSTENIBILIDAD 245

4.10 IMPACTO AMBIENTAL 246


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4.10.1 OBJETIVO 247

4.10.2 MARCO LEGAL 247

4.10.3 ÁMBITO DE INFLUENCIA 248

4.10.4 METODOLOGÍA 250

4.10.5 IDENTIFICACIÓN DE COMPONENTES AMBIENTALES Y SOCIALES 251

4.10.6 IDENTIFICACIÓN DE LAS ACTIVIDADES DEL PROYECTO 252

4.10.7 EVALUACIÓN DE LOS IMPACTOS AMBIENTALES 254

4.10.8 VALORACIÓN AMBIENTAL 257

4.10.9 PLAN DE MANEJO AMBIENTAL 259

4.10.10 PROGRAMA DE CAPACITACIÓN 262

4.10.11 PLAN DE CONTINGENCIAS 264

4.10.12 PLAN DE ABANDONO DE OBRAS 265

4.10.13 INVERSIONES AMBIENTALES 266

4.10.14 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 267

4.11 ORGANIZACIÓN Y GESTIÓN 267

4.11.1 JUNTAS DE USUARIOS 270

4.11.2 OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL SISTEMA 270

4.12 PLAN DE IMPLEMENTACIÓN 271

4.13 FINANCIAMIENTO 272

4.13.1 IMPACTO EN LAS TARIFAS DEL BIEN O SERVICIO PRODUCIDO 272

4.13.2 FUENTES DE FINANCIAMIENTO PREVISTAS PARA LA ETAPA DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO 272

4.14 MATRIZ DEL MARCO LÓGICO DEL PROYECTO 273

4.15 LÍNEA DE BASE PARA EVALUACIÓN INTERMEDIA Y EX-POST 276

5 ANEXOS 277

4.1 ANÁLISIS DE LA DEMANDA

Este análisis comprende la demanda de agua que está constituida por los usos proyectados (agrícola y ecológico), los mismos que se detallan en los párrafos siguientes:


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4.1.1 DEMANDA DE USO AGRÍCOLA

En este acápite se da mucha importancia a la tecnificación del riego, tanto en mejorar la eficiencia de riego e incorporar tierras en secano a agricultura bajo riego.

En su determinación interviene la cédula de cultivo, el coeficiente de cultivo, la precipitación efectiva, la eficiencia de riego, las horas de riego, entre otros.

Los valores de Kc ponderado para la cédula de cultivo se presentan en el cuadro siguiente:

4.1.1.1 CÉDULA DE CULTIVOS

El presente proyecto se pretende irrigar un área de 626 Ha, para ellos se plantearon la siguiente cedulas de cultivos con un sistema de riego tecnificado presurizado el cual se presenta en el l siguiente cuadro.

4.1.1.1.1 COEFICIENTE DE CULTIVO KC

El coeficiente de cultivo depende de las características anatómicas, morfológicas y fisiológicas de cada especie y expresa la capacidad de la planta para extraer el agua del suelo en las distintas etapas del período vegetativo. Para el cálculo de la cédula de cultivo, el Kc ponderado ha sido calculado mensualmente.

Los valores de Kc ponderado para la cédula de cultivo se presentan en el cuadro siguiente:

CEDULA DE CULTIVO MARGEN DERECHA

HECTAREA PORCENTUAL Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Caña de Azucar 150.00 50% 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00

Palta 150.00 50% 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00

TOTAL 300.00 1.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00

AREA SEMBRADA - MARGEN DERECHA

MesesCULTIVOS

AREAS SEMBRADA

Fuente: Elaboración propia - Consultor 2012


150.00 50.00% 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00

Total Mensual 50.00% 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00

150.00 50.00% 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00

Total Mensual 50.00% 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00

TOTAL 300.00 100% 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00

Meses

EPOCA DE SIEMBRA - MARGEN DERECHA

CEDULA DE CULTIVO

AREAS SEMBRADA

Palta

CULTIVOS


Caña de Azucar


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Caña de Azucar 150.00 50.00% 0.40 1.25 1.25 1.25 0.75 0.75 0.00 0.00 0.40 0.40 0.40 0.40

Palta 150.00 50.00% 0.85 0.75 0.75 0.75 0.75 0.60 0.60 0.60 0.60 0.85 0.85 0.85

TOTAL (ha) 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.0 300.0 300.0 300.0 300.00

0.63 1.00 1.00 1.00 0.75 0.68 0.30 0.30 0.50 0.63 0.63 0.63Kc Ponderado por Mes

Fuente: FAO (Fascículo No 2, tabla 2-28 Kc cultivos forrajeros)

AREAS SEMBRADACULTIVOS

Kc PONDERADO MENSUALES

CEDULA DE CULTIVO

Meses

1RA.CAPAÑA 2DA.CAMPAÑA

Caña de Azucar 150.00 150.00 50.00

Palta 150.00 150.00 50.00

TOTAL 300.00 300.00 100.00

RESUMEN CEDULA DE CULTIVO

%CULTIVOS

AREA SEMBRADA (ha)

50%50%

Cedula de Cultivo Margen derecha

Caña de Azucar Palta

CEDULA DE CULTIVO MARGEN IZQUIERDA


Caña de Azucar 150.00 46% 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00

Palta 175.00 54% 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00

TOTAL 325.00 100.00% 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00

AREA SEMBRADA - MARGEN IZQUIERDA

CULTIVOSAREAS SEMBRADA Meses



150.00 46.15% 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00

Total Mensual 46.15% 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00

175.00 53.85% 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00

Total Mensual 53.85% 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00

TOTAL 325.00 100% 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00

Palta

MesesCULTIVOS

EPOCA DE SIEMBRA - MARGEN IZQUIERDA CEDULA DE CULTIVO


AREAS SEMBRADA

Caña de Azucar


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

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Caña de Azucar 150.00 46.15% 0.40 1.25 1.25 1.25 0.75 0.75 0.00 0.00 0.40 0.40 0.40 0.40

Palta 175.00 53.85% 0.85 0.75 0.75 0.75 0.75 0.60 0.60 0.60 0.60 0.85 0.85 0.85

TOTAL (ha) 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.0 325.0 325.0 325.0 325.00

0.64 0.98 0.98 0.98 0.75 0.67 0.32 0.32 0.51 0.64 0.64 0.64Kc Ponderado por Mes

Fuente: FAO (Fascículo No 2, tabla 2-28 Kc cultivos forrajeros)

Kc PONDERADO MENSUALES

CEDULA DE CULTIVO

AREAS SEMBRADA MesesCULTIVOS

1RA.CAPAÑA 2DA.CAMPAÑA

Caña de Azucar 150.00 150.00 46.15

Palta 175.00 175.00 53.85

TOTAL 325.00 325.00 100.00

RESUMEN CEDULA DE CULTIVO

CULTIVOSAREA SEMBRADA (ha)

%

46%54%

Cedula de Cultivo Margen Izquierda

Caña de Azucar Palta

4.1.1.2 PRECIPITACIÓN EFECTIVA (PE)

Es la cantidad de agua del total de precipitación que aprovecha la planta para cubrir sus necesidades parcial o totalmente. Se expresa en mm.

Es la fracción de la precipitación que se almacena en la zona de raíces, la cual no incluye el agua percolada, interceptada, escurrida o evaporada que al precipitarse no llega a la zona radical.

Su estimación ha estado sujeta a una diversidad de estudios, sin embargo debido a su complejidad en su estimación sólo han sido de utilidad algunas relaciones empíricas, la mayoría válidas para períodos de un mes y de utilidad para fines de diseño.

Es importante considerar la precipitación efectiva para riego de baja frecuencia, donde el intervalo de riego mínimo es mayor de siete días.

En el proyecto se utiliza las relaciones empíricas para zonas áridas y semi áridas

P > 60 mm PE = 0,8*P – 25P < 60 mm PE = 0,6*P - 10

Demanda de agua para uso agrícola (DMA) en miles de m3 es determinada mediante la siguiente relación:

DMAi = Ai (ETom Kci - PEm) / Er

Donde:

Área de cultivo: A (ha)Evapotranspiración Potencial: ETo (mm)Coeficiente de Cultivo: KcPrecipitación Efectiva al 75%: PE (mm)


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Eficiencia de riego: ErMódulo de riego: Mr (l/s/ha)

Mr = Q / Am

El caudal requerido a la demanda (Qdem), es el requerido por el sistema, de manera tal que se atiendan a todos los usuarios. Se expresa en l/s.

Qdem = Area Total x MR

4.1.1.3 DEMANDA DE AGUA – MARGEN DERECHA

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31

Penman Tmax - Tmin (mm/día) 4.00 3.91 3.80 4.01 3.75 3.70 3.85 4.27 4.43 4.48 4.38 3.96

Hargreaves (mm/día) 4.42 4.52 4.69 4.25 3.65 3.70 3.73 3.94 4.14 4.30 4.05 4.25

ETP (HARGREAVES) (mm/día) 4.42 4.52 4.69 4.25 3.65 3.70 3.73 3.94 4.14 4.30 4.05 4.25


EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL ETP

UNIDPARAMETRO

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31

Evapotranspiración Pot. (ETP) mm/día 4.42 4.52 4.69 4.25 3.65 3.70 3.73 3.94 4.14 4.30 4.05 4.25

Kc Ponderado 0.63 1.00 1.00 1.00 0.75 0.68 0.30 0.30 0.50 0.63 0.63 0.63

Uso Consuntivo (UC) mm/día 2.76 4.52 4.69 4.25 2.74 2.50 1.12 1.18 2.07 2.68 2.53 2.66

Precipitación Efectiva mm/día 1.46 1.95 2.34 2.18 1.15 0.14 0.14 0.02 1.29 0.91 1.78 2.64

Lámina Neta mm/día 1.30 2.58 2.36 2.07 1.59 2.36 0.98 1.17 0.78 1.78 0.75 0.02

Eficiencia de Riego del Sistema (Er) % 90.00% 90.00% 90.00% 90.00% 90.00% 90.00% 90.00% 90.00% 90.00% 90.00% 90.00% 90.00%

Lámina Bruta mm/día 1.45 2.86 2.62 2.30 1.77 2.62 1.09 1.30 0.87 1.97 0.83 0.03

Lámina Bruta Requerida mm/día 1.45 2.86 2.62 2.30 1.77 2.62 1.09 1.30 0.87 1.97 0.83 0.03

Volumen Requerido m3/ha/día 14.49 28.64 26.19 22.97 17.68 26.23 10.92 12.96 8.69 19.72 8.29 0.26

Area Total ha 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00

Módulo de Riego (MR) - 18 horas lt/s/ha 0.22 0.44 0.40 0.35 0.27 0.40 0.17 0.20 0.13 0.30 0.13 0.00

Requerimiento Total Caudal (Q) 18 h m3/seg 0.07 0.13 0.12 0.11 0.08 0.12 0.05 0.06 0.04 0.09 0.04 0.00

Requerimiento Total Volumen (Vt) MM3 0.13 0.24 0.24 0.21 0.16 0.24 0.10 0.12 0.08 0.18 0.07 0.00




Demanda en Parcela m3/Ha/mes 449.34 801.82 812.02 689.10 548.09 786.89 338.66 401.79 260.59 611.44 248.80 7.93

Requerimiento Volumen Bruto m3/mes 134,803 240,546 243,606 206,731 164,426 236,068 101,598 120,537 78,178 183,431 74,639 2,380


DEMANDA DE AGUA DE DE RIEGO - MARGEN DERECHA

VARIABLES UNID

VARIABLES UNID Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Area Total ha 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00

Qdem lt/s 75.49 149.15 136.43 119.64 92.08 136.61 56.90 67.51 45.24 102.73 43.19 1.33

m3 134,802.89 240,546.26 243,605.88 206,730.84 164,426.10 236,068.43 101,597.52 120,537.17 78,177.69 183,430.78 74,639.03 2,380.23

MMC 0.135 0.241 0.244 0.207 0.164 0.236 0.102 0.121 0.078 0.183 0.075 0.002Req. Vol Bruto


RESUMEN DEMANDA DE AGUA DE RIEGO - MARGEN DERECHA

4.1.1.4 DEMANDA DE AGUA – MARGEN IZQUIERDA


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31

Penman Tmax - Tmin (mm/día) 4.00 3.91 3.80 4.01 3.75 3.70 3.85 4.27 4.43 4.48 4.38 3.96

Hargreaves (mm/día) 4.42 4.52 4.69 4.25 3.65 3.70 3.73 3.94 4.14 4.30 4.05 4.25

ETP (HARGREAVES) (mm/día) 4.42 4.52 4.69 4.25 3.65 3.70 3.73 3.94 4.14 4.30 4.05 4.25

EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL ETP

PARAMETRO UNID


Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31

Evapotranspiración Pot. (ETP) mm/día 4.42 4.52 4.69 4.25 3.65 3.70 3.73 3.94 4.14 4.30 4.05 4.25

Kc Ponderado 0.64 0.98 0.98 0.98 0.75 0.67 0.32 0.32 0.51 0.64 0.64 0.64

Uso Consuntivo (UC) mm/día 2.84 4.44 4.60 4.17 2.74 2.48 1.20 1.27 2.10 2.76 2.60 2.73

Precipitación Efectiva mm/día 1.46 1.95 2.34 2.18 1.15 0.14 0.14 0.02 1.29 0.91 1.78 2.64

Lámina Neta mm/día 1.38 2.49 2.27 1.99 1.59 2.34 1.07 1.26 0.81 1.85 0.82 0.10

Eficiencia de Riego del Sistema (Er) % 90.00% 90.00% 90.00% 90.00% 90.00% 90.00% 90.00% 90.00% 90.00% 90.00% 90.00% 90.00%

Lámina Bruta mm/día 1.53 2.77 2.52 2.21 1.77 2.60 1.19 1.40 0.90 2.05 0.91 0.11

Lámina Bruta Requerida mm/día 1.53 2.77 2.52 2.21 1.77 2.60 1.19 1.40 0.90 2.05 0.91 0.11

Volumen Requerido m3/ha/día 15.34 27.67 25.19 22.06 17.68 25.99 11.88 13.97 9.04 20.55 9.07 1.07

Area Total ha 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00







Demanda en Parcela m3/Ha/mes 475.69 774.76 780.93 661.86 548.09 779.77 368.30 433.12 271.22 637.04 272.15 33.29

Requerimiento Volumen Bruto m3/mes 154,601 251,796 253,803 215,103 178,128 253,425 119,697 140,766 88,145 207,040 88,448 10,820

VARIABLES UNID


DEMANDA DE AGUA DE DE RIEGO - MARGEN IZQUIERDA

VARIABLES UNID Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Area Total ha 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00 325.00

Qdem lt/s 86.58 156.12 142.14 124.48 99.76 146.66 67.03 78.83 51.01 115.95 51.19 6.06

m3 154,600.55 251,795.68 253,803.47 215,102.90 178,128.28 253,425.35 119,697.11 140,765.58 88,145.46 207,039.60 88,448.12 10,819.99

MMC 0.155 0.252 0.254 0.215 0.178 0.253 0.120 0.141 0.088 0.207 0.088 0.011

RESUMEN DEMANDA DE AGUA DE RIEGO - MARGEN IZQUIERDA

Req. Vol Bruto


4.1.1.5 CAUDAL ECOLOGICO

La normatividad vigente sobre recursos hídricos exige que se deba dejar circular un caudal mínimo necesario para preservar la vida ecológica aguas abajo de la bocatoma, independiente del agua comprometida con derecho de terceros. El caudal ecológico que se considera aguas abajo del Túnel Chotano es de 770 l/s

4.1.2 DISPONIBILIDAD HIDRICA

4.1.2.1 DISPONIBILIDAD DE AGUA MENSUALIZADO

Para la determinación de la disponibilidad de agua en la zona de estudio, de acuerdo a la información disponibles la evaluación se ha dividido en dos partes, el primero el determinar la disponibilidad del rio Chotano a través de los registros hidrográficos y el segundo utilizado el modelo determinístico – estocástico Lutz Scholz para determinar los caudales de la Qda. Tondora, el detalle es el siguiente:


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


4.1.2.2 DISPONIBILIDAD DEL RIO CHOTANO

Teniendo en cuenta la disponibilidad de información de caudales medios mensuales del rio Chotano en la estación Lajas ubicada sobre el Rió Chotano aprox. a 500m. Aguas abajo de la localidad de Lajas, siendo la estación más alta de la cuenca del Río Chotano y la única ubicada en su cauce principal, actualidad es operada por el Servicio Nacional de Meteorología y Hidrología (SENAMHI), en la cual se tiene registros mensualizados desde el año 1959 hasta el 2006.

Teniendo en cuenta que actualmente existe diferentes métodos de evaluación de la información hidrológica, la cual determina análisis mensuales o anuales, en el presente estudio se ha evaluado esta información a través de los métodos de Probabilidades Percentil, Palacios, Weibull, siendo los resultados los siguientes (El detalle se muestra en el ANEXO):

CUADRO N° 16REGISTROS DE CAUDALES PROMEDIOS MENSUALES

(m3/s)ESTACION: LAJASRIO: CHOTANO Area: 355.0 km²

Año Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Anual

1958 0.90 3.93 1.99 2.27

1959 7.80 3.50 10.64 9.87 8.78 3.30 0.85 0.65 0.37 1.95 2.05 0.97 4.23

1960 1.25 4.89 12.05 14.98 8.07 2.80 0.91 0.81 0.50 2.04 3.23 5.63 4.76

1961 4.81 10.80 9.70 14.92 10.46 2.10 0.62 0.54 0.38 0.60 1.70 2.24 4.91

1962 8.94 4.63 5.01 9.24 4.92 1.81 0.61 0.32 0.36 0.53 0.60 2.58 3.30

1963 5.19 17.19 10.64 14.18 2.10 0.82 0.33 0.22 0.11 0.35 1.01 0.78 4.41

1964 0.50 1.16 8.62 8.09 3.70 0.90 0.38 0.26 0.21 0.94 3.03 7.80 2.97

1965 9.51 8.90 5.15 12.29 3.63 2.16 0.76 1.22 1.22 2.74 1.17 3.06 4.32

1966 2.69 3.83 11.25 10.47 4.25 1.27 0.69 0.34 0.80 4.01 12.93 3.29 4.65

1967 6.96 3.63 3.74 2.70 4.72 1.52 0.41 0.29 0.42 9.40 6.33 2.18 3.52

1968 5.49 19.69 12.82 2.82 2.60 1.54 0.70 0.34 0.43 2.97 3.18 2.30 4.57

1969 2.02 3.26 7.78 2.71 1.59 0.50 0.37 0.45 0.28 6.72 4.08 1.35 2.59

1970 4.00 6.61 7.74 19.84 2.41 1.54 0.60 0.38 0.86 3.38 7.94 12.76 5.67

1971 4.58 2.63 6.96 4.49 9.97 2.50 1.14 0.71 0.95 4.40 5.78 10.92 4.58

1972 8.52 13.63 35.35 18.50 8.32 5.31 1.74 1.06 0.74 10.67 10.16 8.52 10.21

1973 6.64 5.15 19.74 11.88 7.80 2.39 0.68 0.63 0.97 2.04 3.08 2.65 5.30

1974 4.90 3.19 6.24 23.50 4.46 3.07 3.31 4.24 6.94 7.43 10.10 6.26 6.97

1975 8.13 13.16 11.24 5.02 2.29 1.52 1.00 0.85 1.86 7.38 7.33 8.49 5.69

1976 8.54 13.00 28.36 15.34 8.81 3.24 3.72 1.27 3.69 8.99 5.86 1.59 8.53

1977 10.24 11.91 18.21 12.70 3.83 1.42 0.51 0.34 0.27 0.32 0.64 1.27 5.14

1978 4.30 19.76 13.35 9.94 4.05 1.78 0.61 0.38 0.51 0.94 1.96 3.13 5.06

1979 1.25 1.61 2.05 4.93 4.08 1.70 0.74 0.34 0.46 0.60 2.70 4.63 2.09

1980 4.53 3.61 26.25 7.45 7.56 2.47 1.01 1.00 4.14 1.46 0.91 0.92 5.11

1981 1.84 2.77 3.16 5.18 1.53 1.18 0.58 0.42 0.42 8.21 10.89 8.83 3.75

1982 14.60 21.00 13.90 25.40 20.90 10.10 3.20 1.90 4.20 27.20 20.50 13.70 14.72

1983 12.08 5.83 13.71 12.47 6.06 2.61 0.88 0.36 2.10 1.78 2.20 10.00 5.84

1984 3.43 33.32 34.65 15.19 13.86 3.88 2.70 1.19 4.20 11.17 6.18 7.06 11.40

1985 3.15 3.82 7.06 6.89 4.40 1.18 0.72 0.20 2.50 5.03 2.18 8.16 3.77

1986 10.25 18.47 7.52 21.79 9.80 3.40 1.14 0.91 3.73 10.49 8.42 8.72

1987 27.88 18.68 6.75 6.45 7.92 1.37 0.86 1.48 1.95 6.23 5.17 7.70

1988 12.19 19.42 11.37 22.69 7.04 3.77 1.22 0.65 1.92 1.13 11.91 7.69 8.42

1989 35.65 26.85 24.44 18.52 5.40 2.44 1.79 0.92 2.03 6.78 4.33 1.77 10.91

1990 2.35 10.94 3.92 12.03 8.34 6.49 2.03 1.01 0.62 8.97 13.02 9.34 6.59

1991 4.21 8.50 24.69 12.77 7.49 2.10 1.19 0.75 0.66 0.87 1.49 2.27 5.58

1992 7.23 4.69 7.47 10.99 3.70 1.75 0.91 0.52 0.25 6.90 5.53 2.98 4.41

1993 5.43 19.22 39.50 29.13 11.86 3.49 1.76 1.46 1.12 5.54 14.62 2.41 11.29

1994 11.92 16.43 24.77 20.13 4.71 2.89 1.45 1.39 1.33 0.99 5.43 9.74 8.43

1995 3.11 5.06 6.38 9.57 3.40 1.56 0.96 0.76 0.59 1.54 10.76 11.18 4.57

1996 10.98 16.76 22.04 19.49 8.02 4.68 2.42 2.12 1.98 12.52 10.99 4.32 9.69

1997 3.56 22.56 11.35 10.47 7.50 3.31 1.81 1.03 0.62 0.67 1.81 12.26 6.41

1998 12.53 6.23 2.04 1.42 1.70 1.61 1.09 0.84 1.07 2.60 7.88 3.55

1999 7.94 14.54 14.75 7.43 2.02 1.93 1.48 1.59 2.44 5.64 3.92 14.17 6.49

2000 4.39 19.22 22.82 13.44 1.35 1.52 2.23 1.49 2.56 0.85 0.88 7.70 6.54

2004 1.28 0.83 0.65 4.03 18.37 12.43 6.27

2005 1.48 2.44 6.96 3.25 1.23 0.61 0.44 0.77 4.72 2.79 2.91 2.512006 3.04 7.72 11.46 5.65 1.02 1.03 0.65 0.56 0.59 0.20 0.59 1.57 2.84

Media 7.27 11.19 13.69 12.32 6.08 2.55 1.24 0.89 1.43 4.53 5.84 5.77 5.90

RIO CHOTANO

Fuente: SENAMHI


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


CUADRO N° 17PROCESAMIENTO ESTADISTICO CAUDALES MEDIOS MENSUALES RIO CHOTANO

PROBABILIDADES PERCENTILEN CAUDALES (En m3/s)

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Media

7.20 11.13 13.89 12.55 6.04 2.42 1.19 0.82 1.43 4.35 5.76 5.95 6.06

5.25 9.85 11.24 12.16 5.01 1.93 0.88 0.71 0.79 2.86 4.08 5.17 4.99

3.13 3.83 6.90 7.29 3.56 1.52 0.67 0.38 0.46 0.94 2.05 2.27 2.75

1.28 2.47 3.77 2.89 1.38 0.83 0.38 0.27 0.27 0.38 0.69 1.03 1.30

EN VOLUMENES (En MMC)

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Total

19.28 26.93 37.21 32.54 16.18 6.28 3.18 2.20 3.70 11.66 14.92 15.93 190.00

14.06 23.83 30.12 31.52 13.42 5.01 2.35 1.89 2.03 7.65 10.58 13.86 156.31

8.39 9.25 18.49 18.90 9.53 3.94 1.78 1.03 1.19 2.52 5.30 6.08 86.42

3.44 5.98 10.08 7.48 3.69 2.15 1.03 0.72 0.69 1.01 1.78 2.75 40.79

Media

Al 50%

Al 75%

Al 95%

Descripción

Descripción

Media

Al 50%

Al 75%

Al 95%

Fuente: Elaboración Propia

CUADRO N° 18PROCESAMIENTO ESTADISTICO CAUDALES MEDIOS MENSUALES RIO CHOTANO

METODO DE PALACIOSEN CAUDALES (m3/s)

Descripción Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Media

Media 6.59 10.63 13.98 12.20 5.85 2.46 1.18 0.81 1.45 4.52 5.39 5.96 5.92

Al 50% 4.30 19.76 13.35 9.94 4.05 1.78 0.61 0.38 0.51 0.94 1.96 3.13 5.06

Al 75% 9.51 8.90 5.15 12.29 3.63 2.16 0.76 1.22 1.22 2.74 1.17 3.06 4.32

Al 95% 2.02 3.26 7.78 2.71 1.59 0.50 0.37 0.45 0.28 6.72 4.08 1.35 2.59

EN VOLUMENES (MMC)

Descripción Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Total

Media 17.65 28.48 37.45 32.67 15.67 6.59 3.17 2.16 3.87 12.10 14.44 15.98 190.22

Al 50% 11.51 47.81 35.77 25.76 10.84 4.60 1.64 1.03 1.33 2.52 5.08 8.37 156.26

Al 75% 25.46 21.53 13.80 31.86 9.72 5.59 2.03 3.25 3.17 7.35 3.03 8.21 135.00

Al 95% 5.42 7.89 20.85 7.02 4.27 1.29 1.00 1.20 0.73 18.00 10.58 3.61 81.85


CUADRO N° 19


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PROCESAMIENTO ESTADISTICO CAUDALES MEDIOS MENSUALES RIO CHOTANOMETODO DE WEIBULL

EN CAUDALES (m3/s)

Descripción Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Media

Media 6.59 10.63 13.98 12.20 5.85 2.46 1.18 0.81 1.45 4.52 5.39 5.96 5.92

Al 50% 4.90 8.50 11.25 12.03 4.72 1.93 0.87 0.65 0.80 2.74 3.92 5.63 4.83

Al 75% 3.08 3.82 6.61 7.43 3.35 1.52 0.62 0.36 0.43 0.94 1.70 2.24 2.67

Al 95% 1.25 1.61 3.16 2.71 1.35 0.82 0.37 0.22 0.21 0.32 0.60 0.92 1.13

EN VOLUMENES (MMC)

Descripción Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Total

Media 17.65 25.72 37.45 31.61 15.67 6.37 3.17 2.16 3.75 12.10 13.97 15.98 185.60

Al 50% 13.11 20.57 30.14 31.17 12.63 5.01 2.34 1.73 2.07 7.35 10.16 15.09 151.37

Al 75% 8.25 9.23 17.70 19.25 8.96 3.95 1.67 0.96 1.11 2.52 4.41 5.99 84.02

Al 95% 3.33 3.88 8.47 7.02 3.62 2.13 1.00 0.58 0.55 0.84 1.56 2.47 35.45


CUADRO N° 20ANALISIS DE PERSISTENCIA DEL RIO CHOTANO

(Periodo 1958-2006)Persistencia al 75% (En m3/s)

M étodo Ene Feb M ar Abr M ay Jun Jul Ago Sep Oct Nov DicM edia Anual

PROMEDIO 7.20 11.13 13.89 12.55 6.04 2.42 1.19 0.82 1.43 4.35 5.76 5.95 6.06

Probabilidades-Percentil 3.13 3.83 6.90 7.29 3.56 1.52 0.67 0.38 0.46 0.94 2.05 2.27 2.75

Palacios 9.51 8.90 5.15 12.29 3.63 2.16 0.76 1.22 1.22 2.74 1.17 3.06 4.32

Weibull 3.08 3.82 6.61 7.43 3.35 1.52 0.62 0.36 0.43 0.94 1.70 2.24 2.67

Persistencia al 75% (En MMC)

M étodo Ene Feb M ar Abr M ay Jun Jul Ago Sep Oct Nov DicTotal Anual

PROMEDIO 19.28 26.93 37.21 32.54 16.18 6.28 3.18 2.20 3.70 11.66 14.92 15.93 190.00

Probabilidades-Percentil 8.39 9.25 18.49 18.90 9.53 3.94 1.78 1.03 1.19 2.52 5.30 6.08 86.42

Palacios 25.46 21.53 13.80 31.86 9.72 5.59 2.03 3.25 3.17 7.35 3.03 8.21 135.00

Weibull 8.25 9.23 17.70 19.25 8.96 3.95 1.67 0.96 1.11 2.52 4.41 5.99 84.02

Fuente Serie Hstórica: SENAMHI

Elaboración: Propia


4.1.2.2.1 ANALISIS DE DISPONIBILIDAD RIO CHOTANO DESPUES DE DERIVACION TUNEL CHOTANO

SISTEMA TINAJONES

Sistema Tinajones, el cual se ubica entre los departamentos de Cajamarca y Lambayeque, fue concebido inicialmente teniendo como área de irrigación el valle Chancay Lambayeque, con 129,300 hectáreas potencialmente aptas para la agricultura: 100,000 a regularse mediante riego por gravedad y 29,300 mediante el aprovechamiento de agua subterránea.


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El sistema hidrológico abarcaba, el río Chancay y sus afluentes, el río Chotano desde sus nacientes hasta la bocatoma de derivación al río Chancay; la cuenca del río Conchano y la del río Llaucano y sus afluentes. El sistema hidrológico Tinajones de uso múltiple tuvo como principales objetivos:

Regularizar el riego de aproximadamente 68,000 hectáreas en una Primera Etapa, aprovechando los aportes del actual sistema Chancay Chotano y asegurar y posibilitar la irrigación de tierras nuevas hasta aproximadamente 100,000 hectáreas en una segunda etapa, mediante obras de almacenamiento (Reservorio Tinajones, Chotano y Llaucano), de las derivaciones (túneles Conchano, Chotano y Llaucano) y las incorporaciones de nuevas fuentes de agua.

Mejoramiento de los sistemas de distribución del agua de riego tales como canales y bocatomas.

Recuperación de áreas agrícolas con problemas de salinidad y/o mal drenaje con la implantación de drenes principales, secundarios y terciarios.

Aprovechamiento hidroenergético, mediante la Central Hidroeléctrica de Carhuaquero, en la margen izquierda del Río Chancay aguas arriba del embalse Tinajones, caída de 449 metros y 75 Mw de potencia instalada. Aprovechando los recursos hídricos del Chancay y de los derivados a través del Túnel Trasandino Chotano, así como los derivables a través de los túneles Conchano y Llaucano para su funcionamiento pleno.

El Túnel Conchano. Tiene una longitud de 4,213 m y un diámetro de 2.5 m, con una capacidad de conducción de 13 m3/s., la captación de agua se encuentra a 2,375 m.s.n.m. y la salida del túnel a 2,367 m.s.n.m. El área de influencia es de 2 km2.

El Túnel Chotano tiene su captación de agua se ubica a 2,030 m.s.n.m. y su área de influencia es de 390 km2. La derivación es a través de dos túneles de una longitud de 397 y 150 m, y un túnel principal de 4,766 m de largo; así como de dos tramos de canales de 310 m y 374 m de largo entre túneles. El túnel tiene forma de herradura con una capacidad máxima de transvase de 31.5 m3/s y una sección de 9.7 m2, anualmente en promedio conduce un volumen de 210 millones de metros cúbicos.

CUADRO N° 21

Descrip. ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROM.

PROM. 8.68 12.48 14.10 12.25 7.23 3.30 1.57 1.05 1.36 4.13 6.65 7.61 6.70

MASA (MMC) 23.26 30.20 37.77 31.75 19.37 8.56 4.22 2.82 3.52 11.07 17.24 20.37 210.14

FUENTE : ETECOM S.A Y AREA OPERACIONES JUDRCH-L

DESCARGAS MEDIAS MENSUALES TRASVASE TÚNEL CHOTANO EN m3/sPERIODO 1976-2011

EVALUACION DE DISPONIBILIDAD DE EXCEDENTES RIO CHOTANO

Con la información estadística de la disponibilidad del rio Chotano registrado en la estación Lajas y de los caudales derivados a través del Túnel Chotano, se ha evaluado en forma general los


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excedentes con una oferta al 75% de persistencia y promedio del rio Chotano, obteniendo los siguientes resultados:

CUADRO N° 22EXCEDENTES DEL RIO CHOTANO AL 75% DE PERSISTENCIA

(En MMC)

DESCRIPCION Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov DicTotal Anual

Rio Chotano 75% (Palacios) 25.46 21.53 13.80 31.86 9.72 5.59 2.03 3.25 3.17 7.35 3.03 8.21 135.00

Tranvase Túnel Chotano (Med.) 23.26 30.20 37.77 31.75 19.37 8.56 4.22 2.82 3.52 11.07 17.24 20.37 210.14

Excedente Rio Chotano 75% 2.21 - - 0.10 - - - 0.44 - - - - 2.75

CUADRO N° 23EXCEDENTES DEL RIO CHOTANO - CAUDALES PROMEDIOS

(En MMC)

DESCRIPCION Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov DicTotal Anual

Rio Chotano (Prom.) 19.28 26.93 37.21 32.54 16.18 6.28 3.18 2.20 3.70 11.66 14.92 15.93 190.00

Tranvase Túnel Chotano (Prom.) 23.26 30.20 37.77 31.75 19.37 8.56 4.22 2.82 3.52 11.07 17.24 20.37 210.14

Excedente Rio Chotano (Prom) - - - 0.78 - - - - 0.18 0.59 - - 1.55

El siguiente cuadro muestra el resumen de los resultados de la evaluación mensual de los excedentes del rio Chotano luego de efectuarse la derivación del caudal hacia la cuenca del rio Chancay a través del túnel Chotano, los resultados de la evaluación de 372 meses de registro (periodo 1976 al 2006, ambos registros), nos muestran que solo existe un 28% del tiempo con excedentes, mientas que si solo se considera los meses de avenidas de Septiembre a Abril, este porcentaje baja al 21.8%. (Ver el detalle en el ANEXO).

CUADRO N° 24RESULTADO DE EVALUACION MENSUAL DE LA DISPONIBILIDAD DE AGUA DEL RIO

CHOTANO DESCONTANDO EL CAUDAL DERIVADO A TRAVES DEL TUNEL CHOTANO

Meses% de Meses Excedente

Meses% de Meses Excedente

372 372

104 28.0% 81 21.8%

Análisis de todo el Periodo

Análisis en el Periodo de Avenidas

Meses Totales

Descripción

Meses Con Superavit

Es necesario resaltar que la diferencias que existen entre los datos registrados en la estación Lajas y los caudales de transvase del túnel Chotano, puede deberse a errores permisibles (dentro del 5%) en la medición o registro de caudales, a caudales adicionales de las qdas. entre la estación Lajas y el túnel de derivación.


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4.1.2.3 DISPONIBILIDAD CUENCA DEL RIO CHOTANO BAJO TUNEL CHOTANO -LA QDA. TONDORA

MODELO DETERMINÍSTICO – ESTOCÁSTICO LUTZ SCHOLZ

Para aplicar el modelo, es necesario el procesamiento de la información pluviométrica, la cual se ha realizado aplicando el polígono de Thiessen, así mismo, es necesario desarrollar lo siguiente:

4.1.2.3.1 ECUACIÓN DEL BALANCE HÍDRICO

La ecuación fundamental de Fischer que describe el balance hídrico mensual en mm/mes es la siguiente:

CMi = Pi - Di + Gi - Ai

Donde:

CMi = Caudal mensual Pi = Precipitación mensual sobre la cuenca Di = Déficit de escurrimiento Gi = Gasto de la retención de la cuenca Ai = Abastecimiento de la retención

4.1.2.3.2 COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO

Se ha considerado el uso de la fórmula propuesta por L. Turc:

C=P−DP

Donde:

C = Coeficiente de escurrimientoP = Precipitación Total anual D = Déficit de escurrimiento

Para la determinación de D se utiliza la expresión:

Siendo:

L = Coeficiente de TemperaturaT = Temperatura media anual (°C)


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Dado que no se ha podido obtener una ecuación general del coeficiente de escorrentía para la toda la sierra, se ha desarrollado la fórmula siguiente, que es válida para la región sur:

Donde:

C = Coeficiente de escurrimientoD = Déficit de escurrimiento P = Precipitación total anual EP = Evapotranspiración anual según Hargreavesr = Coeficiente de correlación

La evapotranspiración potencial, se ha determinado por la fórmula de Hargreaves:

Donde:

RSM = Radiación solar mediaTF = Componente de temperaturaFA = Coeficiente de corrección por elevaciónTF = Temperatura media anual (°F)RA = Radiación extraterrestre (mm H2O / año)(n/N) = Relación entre insolación actual y posible (%)50 % (estimación en base a los registros)AL = Elevación media de la cuenca

Para determinar la temperatura anual se toma en cuenta el valor de los registros de las estaciones y el gradiente de temperatura de -6.0 °C 1/1000 m, determinado para la sierra.

4.1.2.3.3 PRECIPITACIÓN EFECTIVA

Para el cálculo de la Precipitación Efectiva, se supone que los caudales promedio observados en la cuenca pertenecen a un estado de equilibrio entre gasto y abastecimiento de la retención. La precipitación efectiva se calculó para el coeficiente de escurrimiento promedio, de tal forma que la relación entre precipitación efectiva y precipitación total resulta igual al coeficiente de escorrentía.


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Para fines hidrológicos se toma como precipitación efectiva la parte de la precipitación total mensual, que corresponde al déficit según el método del USBR (precipitación efectiva hidrológica es el antítesis de la precipitación efectiva para los cultivos).

A fin de facilitar el cálculo de la precipitación efectiva se ha determinado el polinomio de quinto grado:

donde:

PE = Precipitación efectiva (mm/mes)P = Precipitación total mensual (mm/mes)ai = Coeficiente del polinomio

CUADRO N° 25COEFICIENTES PARA EL CÁLCULO DE LA PRECIPITACIÓN EFECTIVA

Determinando la posible relación entre la precipitación efectiva y precipitación total:

Donde:

C = Coeficiente de escurrimientoQ = Caudal anualP = Precipitación Total anual

4.1.2.3.4 RETENCIÓN DE LA CUENCA

Bajo la suposición de que exista un equilibrio entre el gasto y el abastecimiento de la reserva de la cuenca y además que el caudal total sea igual a la precipitación efectiva anual, la contribución de la reserva hídrica al caudal se puede calcular según las fórmulas:

Donde:


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CMi = Caudal mensual (mm/mes)PEi = Precipitación Efectiva Mensual (mm/mes)Ri = Retención de la cuenca (mm/mes)Gi = Gasto de la retención (mm/mes)Ai = Abastecimiento de la retención (mm/mes)Ri = Gi para valores mayores que cero (mm/mes)Ri = Ai para valores menores que cero (mm/mes)

Sumando los valores de G o A respectivamente, se halla la retención total de la cuenca para el año promedio, que para el caso de las cuencas de la sierra varía de 43 a 188 (mm/año).

4.1.2.3.5 RELACIÓN ENTRE DESCARGAS Y RETENCIÓN

Durante la estación seca, el gasto de la retención alimenta los ríos, constituyendo el caudal o descarga básica. La reserva o retención de la cuenca se agota al final de la estación seca; durante esta estación la descarga se puede calcular en base a la ecuación:

Donde:

Qt = descarga en el tiempo tQo = descarga iniciala = Coeficiente de agotamientot = tiempo

Al principio de la estación lluviosa, el proceso de agotamiento de la reserva termina, comenzando a su vez el abastecimiento de los almacenes hídricos. Este proceso está descrito por un déficit entre la precipitación efectiva y el caudal real. En base a los hidrogramas se ha determinado que el abastecimiento es más fuerte al principio de la estación lluviosa continuando de forma progresiva pero menos pronunciada, hasta el final de dicha estación.

4.1.2.3.6 COEFICIENTE DE AGOTAMIENTO

Mediante la fórmula siguiente se puede calcular el coeficiente de agotamiento "a", en base a datos hidrométricos. Este coeficiente no es constante durante toda la estación seca, que va disminuyendo gradualmente.

Con fines prácticos se puede despreciar la variación del coeficiente "a" durante la estación seca empleando un valor promedio.

El coeficiente de agotamiento de la cuenca tiene una dependencia logarítmica del área de la cuenca.

a = f (Ln AR)


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El análisis de las observaciones disponibles muestra, además cierta influencia del clima, la geología y la cobertura vegetal. Se ha desarrollado una ecuación empírica para la sierra peruana:

En principio, es posible determinar el coeficiente de agotamiento real mediante aforos sucesivos en el río durante la estación seca; sin embargo cuando no sea posible ello, se puede recurrir a las ecuaciones desarrolladas para la determinación del coeficiente "a" para cuatro clases de cuencas:

Cuencas con agotamiento muy rápido. Debido a temperaturas elevadas (>10°C) y retención que va de reducida (50 mm/año) a mediana (80 mm/año):

a = −0.00252(LnAR)+ 0.034

Cuencas con agotamiento rápido. Retención entre 50 y 80 mm/año y vegetación poco desarrollada (puna):

a = −0.00252(LnAR)+ 0.030

Cuencas con agotamiento mediano. Retención mediana (80 mm/año) y vegetación mezclada (pastos, bosques y terrenos cultivados):

a = −0.00252(LnAR)+ 0.026

Cuencas con agotamiento reducido. Debido a la alta retención (> 100 mm/año) y vegetación mezclada:

a = −0.00252(LnAR)+ 0.023

Donde:

a = coeficiente de agotamiento por díaAR = área de la cuenca (km2)EP = evapotranspiración potencial anual (mm/año)T = duración de la temporada seca (días)R = retención total de la cuenca (mm/año)

4.1.2.3.7 ALMACENAMIENTO HÍDRICO

Tres tipos de almacenes hídricos naturales que inciden en la retención de la cuenca son considerados:

- Acuíferos- Lagunas y pantanos- Nevados

La determinación de la lámina "L" que almacena cada tipo de estos almacenes está dado por:

LA = -750(I) + 315 (mm/año)

Siendo:

LA = lámina específica de acuíferosI = pendiente de desagüe: I <= 15 %


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Lagunas y Pantanos

LL = 500 (mm/año)

Siendo:

LL = Lámina específica de lagunas y pantanos

Nevados

LN = 500 (mm/año)

Siendo:

LN = lámina específica de nevados

Las respectivas extensiones o áreas son determinadas de los mapas o aerofotografías.

Los almacenamientos de corto plazo no son considerados para este caso, estando los mismos incluidos en las ecuaciones de la precipitación efectiva.

4.1.2.3.8 ABASTECIMIENTO DE RETENCIÓN

El abastecimiento durante la estación lluviosa es uniforme para cuencas ubicadas en la misma región climática.

La lámina de agua Ai que entra en la reserva de la cuenca se muestra en forma de déficit mensual de la Precipitación Efectiva PEi. Se calcula mediante la ecuación:

Siendo:

Ai = abastecimiento mensual déficit de la precipitación efectiva (mm/mes)ai = coeficiente de abastecimiento (%)R = retención de la cuenca (mm/año)

4.1.2.3.9 DETERMINACIÓN DEL CAUDAL MENSUAL PROMEDIO

Está basado en la ecuación fundamental que describe el balance hídrico mensual a partir de los componentes descritos anteriormente:

Donde:

CMi = Caudal del mes i


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PEi = Precipitación efectiva del mes i Gi = Gasto de la retención del mes i Ai = abastecimiento del mes i

4.1.2.3.10 GENERACIÓN DE CAUDALES MENSUALES PARA PERIODOS EXTENDIDOS

A fin de generar una serie sintética de caudales para períodos extendidos, se ha implementado un modelo determinístico - estocástico LuztScholz.

Con la finalidad de aumentar el rango de valores generados y obtener una óptima aproximación a la realidad, se utiliza además una variable aleatoria.

Donde:

Qt = Caudal del mes tQt-1 = Caudal del mes anteriorPEt = Precipitación efectiva del mesB1 = Factor constante o caudal básico.

Los resultados de la aplicación de este modelo, son los siguientes, el detalle se presenta en ANEXO

4.1.2.3.11 RESULTADO DISPONIBILIDAD CUENCA DEL RIO CHOTANO AGUAS ABAJO DEL TUNEL CHOTANO

CUADRO N° 25


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Quebrada: RIO CHOTANO AGUAS ABAJO TUNEL CHOTANO Area 18.8 km2


1992 0.058 0.129 0.207 0.257 0.116 0.066 0.081 0.022 0.149 0.118 0.053 0.044 0.108

1993 0.089 0.212 0.553 0.190 0.215 0.024 0.029 0.073 0.081 0.231 0.119 0.171 0.166

1994 0.108 0.230 0.398 0.199 0.127 0.066 0.010 0.000 0.082 0.030 0.185 0.099 0.128

1995 0.030 0.115 0.305 0.183 0.198 0.023 0.151 0.088 0.042 0.233 0.086 0.228 0.140

1996 0.060 0.268 0.365 0.124 0.158 0.095 0.017 0.047 0.080 0.291 0.076 0.036 0.135

1997 0.045 0.272 0.159 0.139 0.056 0.090 0.000 0.003 0.008 0.045 0.152 0.180 0.096

1998 0.155 0.225 0.547 0.421 0.203 0.000 0.031 0.062 0.061 0.139 0.096 0.219 0.180

1999 0.119 0.481 0.315 0.118 0.132 0.446 0.049 0.047 0.148 0.133 0.081 0.187 0.188

2000 0.051 0.267 0.329 0.234 0.361 0.275 0.005 0.041 0.067 0.017 0.072 0.212 0.161

2001 0.110 0.098 0.681 0.220 0.224 0.014 0.038 0.003 0.132 0.159 0.147 0.147 0.164

2002 0.078 0.128 0.452 0.197 0.209 0.011 0.035 0.000 0.023 0.107 0.179 0.144 0.130

2003 0.071 0.190 0.210 0.127 0.067 0.299 0.022 0.016 0.107 0.106 0.204 0.144 0.130

2004 0.088 0.068 0.179 0.189 0.249 0.001 0.080 0.015 0.099 0.130 0.262 0.151 0.126

2005 0.029 0.243 0.587 0.104 0.024 0.055 0.013 0.012 0.034 0.223 0.112 0.145 0.132

2006 0.091 0.348 0.655 0.139 0.014 0.054 0.077 0.035 0.079 0.092 0.235 0.138 0.163

2007 0.077 0.097 0.282 0.193 0.310 0.005 0.212 0.090 0.032 0.113 0.132 0.118 0.138

PROMEDIO 0.079 0.211 0.389 0.190 0.167 0.095 0.053 0.035 0.076 0.135 0.137 0.148 0.143

Med.Max 0.155 0.481 0.681 0.421 0.361 0.446 0.212 0.090 0.149 0.291 0.262 0.228 0.188

Med.Min 0.029 0.068 0.159 0.104 0.014 0.000 0.000 0.000 0.008 0.017 0.053 0.036 0.096

P 75% 0.056 0.125 0.264 0.136 0.104 0.013 0.016 0.010 0.040 0.103 0.085 0.133 0.130

CAUDALES PROMEDIOS MENSUALES Generados Método Lutz - Scholz

(En m3/s)


ANÁLISIS DE PERSISTENCIA DE PROBABILIDAD DE OCURRENCIA DE CAUDALES

Con la información generada de caudales promedios mensuales del rio Chotano aguas debajo de la derivación del túnel Chotano, se tiene como principales parámetros de probabilidad de la serie los siguientes:

CUADRO N° 26CAUDALES MENSUALES AGUAS ABAJO DEL TUNEL CHOTANO

(En m3/s)


PROMEDIO 0.079 0.211 0.389 0.190 0.167 0.095 0.053 0.035 0.076 0.135 0.137 0.148 0.143

Med.Max 0.155 0.481 0.681 0.421 0.361 0.446 0.212 0.090 0.149 0.291 0.262 0.228 0.188

Med.Min 0.029 0.068 0.159 0.104 0.014 0.000 0.000 0.000 0.008 0.017 0.053 0.036 0.096

P 75% 0.056 0.125 0.264 0.136 0.104 0.013 0.016 0.010 0.040 0.103 0.085 0.133 0.130

Fuente: Elaboración PropiaGRAFICO N° 10


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


CUADRO N° 27CAUDALES MENSUALES DEL RIO CHOTANO AGUAS ABAJO DERIVACION TUNEL CHOTANO

(En MMC)


PROMEDIO 0.211 0.510 1.042 0.492 0.446 0.247 0.143 0.092 0.198 0.363 0.355 0.396 4.494

Med.Max 0.415 1.164 1.824 1.091 0.967 1.156 0.567 0.240 0.386 0.779 0.678 0.610 9.878

Med.Min 0.077 0.164 0.426 0.269 0.037 0.000 0.000 0.000 0.020 0.045 0.137 0.096 1.271

P 75% 0.151 0.301 0.706 0.353 0.279 0.034 0.043 0.026 0.103 0.275 0.220 0.357 2.849


Para evaluar la frecuencia o persistencia con la cual se presentan los caudales medios mensuales de la cuenca en evaluación, se ha elaborado la curva de duración que gráfica la frecuencia de ocurrencia caudales en relación al tiempo.

Para ello, se ha realizado la curva de duración de toda la data mensual, así mismo con el fin de evaluar su comportamiento de los caudales presentados en los meses de estiaje o sequía, se las seleccionado un periodo de 5 meses al año donde se presentan los caudales más bajos del año, obteniendo los siguientes resultados:

CUADRO N° 28


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


CURVAS DE DURACION- RIO CHOTANO -PERIODO TOTAL

Superior Inferior

0.68 1 0.68 0.61 2 1

0.00 2 0.61 0.54 5 3

0.68 3 0.54 0.48 6 3

192 4 0.48 0.41 9 5

7.00 5 0.41 0.34 13 7

10.00 6 0.34 0.27 22 11

0.07 7 0.27 0.20 48 25

8 0.20 0.14 76 40

9 0.14 0.07 133 69

10 0.07 0.00 192 100

% dias

Q max (m3/s)Q min (m3/s)RnNCNRCVx

FrecuenciaParámetro Valor N° ClaseLimintes de Clase

y = -0.135ln(x) + 0.6276R² = 0.989

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Caud

al e

n m

3/s

Tiempo en %

Curva de Duración - Rio Chotano Aguas Abajo Túnel Chotano

CUADRO N° 29CURVAS DE DURACION – RIO CHOTANO - PERIODO ESTIAJE (5 MESES)

Superior Inferior0.45 1 0.45 0.40 1 1

0.00 2 0.40 0.36 2 3

0.45 3 0.36 0.31 2 3

80 4 0.31 0.27 5 6

5.84 5 0.27 0.22 7 9

10.00 6 0.22 0.18 12 15

0.04 7 0.18 0.13 18 23

8 0.13 0.09 24 30

9 0.09 0.04 48 60

10 0.04 0.00 80 100

Limintes de ClaseN° Clase Frecuencia % dias

nNCNRCVx

ValorParámetro

Q max (m3/s)Q min (m3/s)R

y = -0.093ln(x) + 0.4232R² = 0.9901

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Caud

al e

n m

3/s

Tiempo en %



RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA



0.00 2 0.40 0.36 2 3

0.45 3 0.36 0.31 2 3

80 4 0.31 0.27 5 6

5.84 5 0.27 0.22 7 9

10.00 6 0.22 0.18 12 15

0.04 7 0.18 0.13 18 23

8 0.13 0.09 24 30

9 0.09 0.04 48 60

10 0.04 0.00 80 100

Limintes de ClaseN° Clase Frecuencia % dias

nNCNRCVx

ValorParámetro

Q max (m3/s)Q min (m3/s)R

y = -0.093ln(x) + 0.4232R² = 0.9901

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

en

m3

/s

Tiempo en %


4.1.2.3.12 RESULTADO DISPONIBILIDAD QDA. TONDORA

CUADRO N° 30

Quebrada: QDA. TONDORA Area 40.9 km2


1992 0.135 0.300 0.480 0.597 0.184 0.109 0.135 0.038 0.346 0.276 0.124 0.103 0.235

1993 0.208 0.494 1.283 0.442 0.344 0.040 0.049 0.134 0.188 0.536 0.274 0.397 0.366

1994 0.251 0.535 0.925 0.461 0.200 0.106 0.017 0.000 0.190 0.070 0.431 0.229 0.285

1995 0.069 0.267 0.708 0.426 0.309 0.043 0.255 0.162 0.097 0.541 0.201 0.527 0.300

1996 0.138 0.623 0.846 0.288 0.252 0.155 0.032 0.083 0.185 0.675 0.177 0.083 0.295

1997 0.105 0.634 0.369 0.325 0.089 0.147 0.000 0.006 0.019 0.104 0.352 0.417 0.214

1998 0.359 0.523 1.271 0.978 0.320 0.000 0.056 0.115 0.143 0.323 0.224 0.507 0.402

1999 0.276 1.117 0.732 0.272 0.213 0.718 0.080 0.089 0.345 0.308 0.189 0.434 0.398

2000 0.117 0.620 0.764 0.543 0.569 0.442 0.007 0.076 0.157 0.038 0.166 0.493 0.333

2001 0.256 0.228 1.583 0.510 0.353 0.021 0.067 0.006 0.305 0.370 0.340 0.341 0.365

2002 0.179 0.297 1.049 0.458 0.331 0.021 0.061 0.000 0.052 0.248 0.415 0.335 0.287

2003 0.165 0.442 0.488 0.295 0.105 0.476 0.038 0.030 0.248 0.246 0.474 0.334 0.278

2004 0.204 0.157 0.415 0.440 0.395 0.000 0.137 0.030 0.229 0.302 0.606 0.352 0.272

2005 0.067 0.564 1.364 0.241 0.034 0.093 0.025 0.022 0.081 0.519 0.260 0.336 0.300

2006 0.212 0.807 1.522 0.323 0.023 0.089 0.131 0.065 0.184 0.214 0.546 0.322 0.370

2007 0.181 0.226 0.656 0.449 0.491 0.008 0.360 0.163 0.073 0.262 0.306 0.273 0.288

PROMEDIO 0.183 0.490 0.904 0.441 0.263 0.154 0.091 0.064 0.178 0.314 0.318 0.343 0.312

Med.Max 0.359 1.117 1.583 0.978 0.569 0.718 0.360 0.163 0.346 0.675 0.606 0.527 0.402

Med.Min 0.067 0.157 0.369 0.241 0.023 0.000 0.000 0.000 0.019 0.038 0.124 0.083 0.214

P 75% 0.130 0.290 0.614 0.316 0.164 0.021 0.030 0.018 0.093 0.238 0.198 0.310 0.283

CAUDALES PROMEDIOS MENSUALESGenerados Método Lutz - Scholz

(En m3/s)



RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ANÁLISIS DE PERSISTENCIA DE PROBABILIDAD DE OCURRENCIA DE CAUDALES

Con la información generada de caudales promedios mensuales de la qda. Tondora en el punto de captación del proyecto, se tiene como principales parámetros de probabilidad de la serie lo siguientes:

CUADRO N° 31CAUDALES MENSUALES DE LA QDA. TODORA

(En m3/s)


PROMEDIO 0.183 0.490 0.904 0.441 0.263 0.154 0.091 0.064 0.178 0.314 0.318 0.343 0.312

Med.Max 0.359 1.117 1.583 0.978 0.569 0.718 0.360 0.163 0.346 0.675 0.606 0.527 0.402

Med.Min 0.067 0.157 0.369 0.241 0.023 0.000 0.000 0.000 0.019 0.038 0.124 0.083 0.214

P 75% 0.130 0.290 0.614 0.316 0.164 0.021 0.030 0.018 0.093 0.238 0.198 0.310 0.283

Fuente: Elaboración PropiaGRAFICO N° 11


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


CUADRO N° 32CAUDALES MENSUALES DE LA QDA. TODORA

(En MMC)


PROMEDIO 0.489 1.184 2.420 1.142 0.705 0.400 0.243 0.171 0.460 0.842 0.824 0.918 9.798

Med.Max 0.961 2.702 4.241 2.535 1.524 1.861 0.964 0.437 0.896 1.808 1.572 1.412 20.912

Med.Min 0.179 0.381 0.989 0.625 0.062 0.000 0.000 0.000 0.048 0.102 0.321 0.223 2.929

P 75% 0.350 0.700 1.645 0.820 0.439 0.055 0.081 0.048 0.241 0.637 0.512 0.829 6.358


Para evaluar la frecuencia o persistencia con la cual se presentan los caudales medios mensuales de la cuenca en evaluación, se ha elaborado la curva de duración que gráfica la frecuencia de ocurrencia caudales en relación al tiempo.

Para ello, se ha realizado la curva de duración de toda la data mensual, así mismo con el fin de evaluar su comportamiento de los caudales presentados en los meses de estiaje o sequía, se las seleccionado un periodo de 5 meses al año donde se presentan los caudales más bajos del año, obteniendo los siguientes resultados:

CUADRO N° 33CURVAS DE DURACION- QDA. TONDORA -PERIODO TOTAL

Superior Inferior

1.58 1 1.58 1.43 2 1

0.00 2 1.43 1.27 5 3

1.58 3 1.27 1.11 6 3

192 4 1.11 0.95 8 4

7.00 5 0.95 0.79 11 6

10.00 6 0.79 0.63 18 9

0.16 7 0.63 0.48 38 20

8 0.48 0.32 76 40

9 0.32 0.16 127 66

10 0.16 0.00 192 100

Parámetro Valor N° ClaseLimintes de Clase

% dias


Frecuencia

y = -0.314ln(x) + 1.4343R² = 0.9796

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Caud

al e

n m

3/s

Tiempo en %

Curva de Duración - Estación Qda. TONDORA


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


CUADRO N° 34CURVAS DE DURACION – QDA. TONDORA - PERIODO ESTIAJE (5 MESES)


0.00 2 0.65 0.57 1 1

0.72 3 0.57 0.50 2 3

80 4 0.50 0.43 5 6

5.84 5 0.43 0.36 6 8

10.00 6 0.36 0.29 15 19

0.07 7 0.29 0.22 19 24

8 0.22 0.14 32 40

9 0.14 0.07 58 73

10 0.07 0.00 80 100

N° ClaseParámetroLimintes de Clase

Frecuencia % dias


Valor

y = -0.135ln(x) + 0.645R² = 0.9852

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Caud

al e

n m

3/s

Tiempo en %

Curva de Duración - Periodo de Estiaje - Qda. TONDORA


0.00 2 0.65 0.57 1 1

0.72 3 0.57 0.50 2 3

80 4 0.50 0.43 5 6

5.84 5 0.43 0.36 6 8

10.00 6 0.36 0.29 15 19

0.07 7 0.29 0.22 19 24

8 0.22 0.14 32 40

9 0.14 0.07 58 73

10 0.07 0.00 80 100

N° ClaseParámetroLimintes de Clase

Frecuencia % dias


Valor

y = -0.135ln(x) + 0.645R² = 0.9852

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Caud

al e

n m

3/s

Tiempo en %

Curva de Duración - Periodo de Estiaje - Qda. TONDORA

4.1.3 BALANCE HIDRICO

Según el esquema hidráulico del proyecto, con la finalidad de complementar las evaluaciones efectuadas anteriormente, en el presente Estudio se han realizado los Balances Hídricos a escala


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


mensual en la sección de captación ubicados en los aguas abajo de la intersección del rio Chotano y la Qda. Tondora.

Teniendo en cuenta que no se cuenta con disponibilidad de agua sobrante o excedente del rio Chotano luego de la derivación del Túnel Chotano, para el análisis de balance hídrico en este punto, solo se considera la disponibilidad hídrica generada en la cuenca del rio Chotano aguas abajo de la derivación del Túnel Chotano hasta la bocatoma proyectada y la disponibilidad de la Qda. Tondora.

No se considera caudal ecológico en el balance del tramo rio Chotano, ya que esta caudal se encuentra considerado (descontado) en la toma del túnel Chotano de acuerdo a su licencia y/o condiciones de operación.

Esta evaluación se ha realizado bajo dos escenarios, los cuales consideran lo siguiente:

4.1.3.1 CON OFERTA AL 75% DE PERSISTENCIA

Las consideraciones de este escenario son las siguientes:

Oferta Generada al 75% de persistencia del rio Chotano (tramo aguas abajo de la derivación túnel Chotano y Qda. Tondora

Demanda de Agua Optimizada

Los resultados de este escenario son los siguientes:

CUADRO N° 47BALANCE DEL SISTEMA CON OFERTA AL 75% DE PERSISTENCIA

(En MMC)

m3/s 0.06 0.12 0.26 0.14 0.10 0.01 0.02 0.01 0.04 0.10 0.08 0.13 0.09MMC 0.15 0.30 0.71 0.35 0.28 0.03 0.04 0.03 0.10 0.27 0.22 0.36 2.85m3/s 0.13 0.29 0.61 0.32 0.16 0.02 0.03 0.02 0.09 0.24 0.20 0.31 2.42MMC 0.35 0.70 1.64 0.82 0.44 0.05 0.08 0.05 0.24 0.64 0.51 0.83 6.36

Reservorios MMC 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.24Sub Total MMC 0.53 1.03 2.38 1.20 0.75 0.12 0.12 0.07 0.34 0.94 0.76 1.22 9.48

m3/s 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77MMC 2.06 1.86 2.06 2.00 2.06 2.00 2.06 2.06 2.00 2.06 2.00 2.06 24.28

VOLUMEN DISPONIBLE MMC 2.59 2.89 4.44 3.20 2.81 2.11 2.19 2.14 2.34 3.00 2.76 3.28 33.76DEMANDA Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Total AnualDemanda Total (MMC) MMC 0.43 0.74 0.75 0.63 0.51 0.73 0.33 0.39 0.25 0.59 0.24 0.02 5.62DEMANDA Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Total AnualDEFICIT (MMC) MMC (0.62) (0.21) (0.32) -1.14EXCEDENTE (MMC) MMC 0.10 0.29 1.63 0.57 0.23 0.09 0.36 0.52 1.20 4.99

Oct Nov DicTotal Anual

Abr May Jun Jul Ago Sep

Rio chatano bajo Tunel(al 75% P)

Qda. Tondora (Al 75% P)


Q. Ecologico

Unid.DESCRIPCION Ene Feb Mar

En este cuadro podemos observar que hay déficit de 1.14 MMC al 75% de persistencia de oferta hídrica

4.1.3.2 CON OFERTA PROMEDIO

Las consideraciones de este escenario son las siguientes:

Oferta Generada Media del rio Chotano (tramo aguas abajo de la derivación túnel Chotano y Qda. Tondora


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Demanda de Agua Optimizada

Los resultados de este escenario son los siguientes:

CUADRO N° 46BALANCE DEL SISTEMA CON OFERTA PROMEDIO

(En MMC)

m3/s 0.08 0.21 0.39 0.19 0.17 0.10 0.05 0.03 0.08 0.14 0.14 0.15 0.14MMC 0.21 0.51 1.04 0.49 0.45 0.25 0.14 0.09 0.20 0.36 0.35 0.40 4.49m3/s 0.18 0.49 0.90 0.44 0.26 0.15 0.09 0.06 0.18 0.31 0.32 0.34 3.74MMC 0.49 1.18 2.42 1.14 0.71 0.40 0.24 0.17 0.46 0.84 0.82 0.92 9.80

Reservorios MMC 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.27Sub Total MMC 0.73 1.72 3.49 1.66 1.18 0.68 0.39 0.29 0.66 1.23 1.21 1.34 14.59

m3/s 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77MMC 2.06 1.86 2.06 2.00 2.06 2.00 2.06 2.06 2.00 2.06 2.00 2.06 24.28

VOLUMEN DISPONIBLE MMC 2.79 3.59 5.55 3.66 3.24 2.67 2.45 2.36 2.65 3.30 3.20 3.41 38.87DEMANDA Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Total AnualDemanda Total (MMC) MMC 0.43 0.74 0.75 0.63 0.51 0.73 0.33 0.39 0.25 0.59 0.24 0.02 5.62DEMANDA Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Total AnualDEFICIT (MMC) MMC (0.06) (0.1) -0.16EXCEDENTE (MMC) MMC 0.30 0.99 2.75 1.03 0.67 0.05 0.41 0.65 0.96 1.32 9.12

Nov DicMay Jun Jul Ago Sep OctDESCRIPCION Unid. Ene Feb Mar AbrTotal Anual

Rio chatano bajo Tunel(Promedio)

Qda. Tondora (Promedio)

Q. Ecologico


En este cuadro podemos observar que hay déficit de 0.16 MMC con oferta promedio.

4.1.4 BALANCE OFERTA – DEMANDA, DE MERCADO

4.1.4.1 PALTO

4.1.4.1.1 MERCADO NACIONAL

El mercado de destino para la Palta Variedad Fuerte será el mercado Mayorista N° 2 de la ciudad de Lima. A continuación mostramos información sobre volúmenes de ingreso y precios de los años 2007 y 2008.

CUADRO 61.

INGRESO EN TM DE PALTA FUERTE AL MERCADO MAYORISTA N° 2 DE LIMA, 2007

RUBROAÑO 2007 (MESES)

TotalEne.

Feb.

Mar.

Abr.

Mayo Junio Julio

Agos.

Set.

Oct.

Nov.

Dic.

Volumen ( TM)450 434 994 788 1016 766 862 959

677 599 547

445 8537

Fuente: MINAG –OIA

El ingreso de Palta variedad Fuerte al Mercado Mayorista N° 2 de la ciudad de Lima en el año 2007 fue de 8,537 TM, pudiéndose apreciar que el mes de mayor ingreso fue en el mes de mayo con 1,016 TM, además el ingreso de este producto es durante todo el año como se muestra en el cuadro N°33 y en el grafico N°16.

CUADRO 62.


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INGRESO EN TM DE PALTA FUERTE AL MERCADO MAYORISTA N° 2 DE LIMA, 2008.

RUBRO AÑO 2008 (MESES)

TotalEne.

Feb.

Mar.

Abr. Mayo Junio Julio

Agos.

Set.

Oct.

Nov.

Dic.

Volumen ( TM)779 858 994 835 896 807 737 691

467 334 220

411 8029

Fuente: MINAG –OIA

El ingreso de palta variedad Fuerte al Mercado Mayorista N° 2 de la ciudad de Lima en el año 2008 fue de 8,029 TM, 508 TM menos que el año anterior, pudiéndose apreciar que el mes de mayor ingreso fue el mes de Marzo con 994 TM, además el periodo de ingreso de este producto es durante todo el año como se muestra en el cuadro N° 34 y en el gráfico N°18.

4.1.4.1.2 DEMANDA DEL PRODUCTO

La palta es una fruta con una pulpa verdosa y suave, rica en minerales como el potasio y magnesio, y muy versátil que se utiliza en variedad de formas: desde refrescantes jugos y coloridos canapés, hasta picantes salsas, saludables ensaladas y ricos postres. Combina muy bien con cítricos, vegetales frescos y mariscos.

En nuestro País el consumo per cápita de Palta es bajo con 3.2 Kg/Hab, con respecto a otros países de la región que consumen 9.5 Kg/Hab., debido a la gran demanda y poca oferta del producto.

A continuación presentamos las proyecciones de la población de acuerdo a los datos proporcionados por el INEI para los años 2009 hasta 2018, que multiplicados por el consumo per cápita proyectado para el mismo periodo nos da la demanda proyectada

CUADRO 63.

PROYECCIÓN DE LA POBLACIÓN, CONSUMO PER CÁPITA Y DE LA DEMANDA NACIONAL. 2009-2018

AñoPoblación Habitant

es

Consumo Per Cápita Proyectado

Kg/Habitante

Demanda Proyectad

a TM

2009 29131053 3.68 107202

2010 29597150 3.68 108918

2011 30070704 3.68 110660

2012 30551835 3.68 112431

2013 31040665 3.68 114230

2014 31537315 3.68 116057

2015 32041913 3.68 117914

2016 32554583 3.68 119801

2017 33075456 3.68 121718

2018 33604664 3.68 123665Fuente: INEI y Elaboración: Propia

En la proyección del Consumo Per Cápita se ha tomado un valor constante de 3.68 Kg/Hab., el más alto de los años analizados (1997 – 2008), por ser un producto que recién se está iniciando en el Mercado Nacional y gran acogida en el Mercado Mundial.


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4.1.4.1.3 ANÁLISIS DE PRECIOS

El Precio Promedio Mensual de Palta variedad Fuerte en el Mercado Mayorisa N° 2 de la ciudad de Lima en el año 2008 fue de S/ 3.31, S/. 0.68 más que el año 2007, así mismo se verificó que el mayor precio fue en el mes de noviembre llegando a S/. 4.99/ kg; el menor precio fue en el mes de Julio siendo de S/. 2.29 / Kg.

4.1.4.1.4 OFERTA DEL PRODUCTO

La producción nacional de palta aumentó considerablemente en los últimos años, hasta el punto de que ahora el Perú está entre los siete principales productores del mundo: de 72 mil toneladas en 1997, hemos pasado a producir 136 mil toneladas en 2008, lo que quiere decir un incremento de 88%.

El Perú tiene un área productora de palta de aproximadamente 13,500 Hectáreas de las cuales aproximadamente 2,200 son de variedad Hass, 3, 000 Hectáreas de fuerte y el resto de una mezcla de variedades caracterizadas por su bajo contenido de aceite. El consumo por habitante en Perú es alrededor de 2.5 Kg/año.

4.1.4.1.5 BALANCE OFERTA – DEMANDA DE LA PRODUCCIÓN

La Demanda insatisfecha proyectada para el año 2018 (probable fecha de inicio de la producción de nuestro proyecto) es de 28 523 TM, monto que cubre la producción de nuestro proyecto que es de 737 TM, quedando aún una demanda insatisfecha de 27 786 TM.

CUADRO 64.

DEMANDA INSATISFECHA PROYECTADA DE PALTA EN EL MERCADO NACIONAL, 2009 -2018

AñoDemanda Proyectada en TM

Oferta Proyectada

en TM

Demanda Insatisfecha en TM

2009 107202 87484 19718

2010 108918 88335 20582

2011 110660 89186 21474

2012 112431 90037 22394

2013 114230 90888 23342

2014 116057 91739 24318

2015 117914 92590 25324

2016 119801 93441 26360

2017 121718 94292 27426

2018 123665 95143 28523

Fuente: MINAG


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El balance de la Demanda y Oferta de la Palta va en forma creciente, lo cual es un buen indicativo para toda aquella persona que quiere invertir en este producto, iniciándose con una demanda insatisfecha de 20,000 TM como se muestra en el cuadro N° 41.

4.1.4.1.6 EXPORTACIONES PERUANAS DE PALTA

El Perú es el sexto exportador a nivel mundial y esto lo ha logrado gracias a la ventaja que se tiene con otros países, que es la estacionalidad de sus exportaciones las cuales las hace en los meses de mayo a setiembre, logrando una importante ventana comercial para obtener mejores precios y llegar a más mercados, como es el caso de Europa que es nuestro principal mercado y también se podría llegar a Estados Unidos levantándose las restricciones fitosanitarias que se tiene con la palta. El mayor porcentaje de exportación se obtiene en los meses de Junio y Julio.

CUADRO 65.

EVOLUCIÓN DE LAS EXPORTACIONES DE PALTA ENTMAÑO TM

2004 16,025.022005 20,400.722006 34,273.932007 40,408.112008 55,268.32

Fuente: SUNAT Elaboración: Propia

Las exportaciones peruanas de palta en Valor FOB desde el año 2004 al 2008, han presentado un incremento anual del 41%, lo mismo ocurrió en las exportaciones expresadas en TM que presentaron un incremento del 38%, llegándose a exportar en el 2008 más de US$ 77 millones de dólares, como se muestra en el cuadro N° 42.

Actualmente el Perú no exporta a Estados Unidos por restricciones sanitarias, pero según SENASA en un corto plazo se logrará superar estas restricciones.

4.1.4.1.7 EXPORTACIÓN PERUANA DE PALTA POR MERCADO DE DESTINO

Respecto a los mercados de destino de las paltas peruanas, casi la totalidad se dirige al mercado de la Unión Europea: Países Bajos (25 mil Tm), España (18 mil Tm), Reino Unido (5 mil Tm) y Francia (4 mil Tm).

El dinamismo de las exportaciones hacia ese bloque económico responde al buen aprovechamiento que se está haciendo de las preferencias arancelarias otorgadas al Perú por la Unión Europea bajo el SGP Plus, que permite a la producción local ingresar a todos sus mercados sin pagar aranceles.

CUADRO 66.

MERCADOS DE DESTINO DE PALTA EN TM -AÑO 2008PAISES TM

PAISES BAJOS 25,159.74ESPAÑA 18,793.23REINO UNIDO 5,417.34


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FRANCIA 4,058.61ESTADOS UNIDOS 776.24CHILE 453.27CANADA 450.33SUECIA 95.70ALEMANIA 21.61IRLANDA 21.12LITUANIA 21.12SUIZA 0.01Fuente: SUNAT Elaboración: Propia

Según el Valor FOB, en el año 2008, el principal destino de esta fruta fue Países Bajos, el cual alcanzó el 45% (US$ 34’741,140.07) del total de las exportaciones peruanas de palta, siguiéndole España con el 34% (US$ 26’022,862.06), Reino Unido 10% (US$ 8’123,627.06), Francia 8% (US$ 6’023,837.82) como se muestra en el cuadro N° 43.

4.1.4.1.8 PRINCIPALES EMPRESAS EXPORTADORAS DE PALTA

Las principales empresas exportadoras de palta en el Perú en el periodo 2004 – 2008 han sido Camposol S.A. y Consorcio de Productores de Fruta S.A., las cuales han abarcado un promedio anual del 50% de las exportaciones totales de esta fruta.

En el 2008 en, Camposol S.A lideró como principal empresa exportadora alcanzando el 30% del total de las exportaciones peruanas de palta expresada en TM, siendo las mismas de 19, 045.30 TM.

CUADRO 67.

EMPRESAS EXPORTADORAS DE PALTA EN TM- AÑO 2008EMPRESAS TM

CAMPOSOL S.A.19,045.3

0CONSORCIO DE PRODUCTORES DE FRUTA S.A. 6,978.37AGROINDUSTRIAS VERDEFLOR S.A.C. 4,150.14SOLIS CACERES S.A.C. 3,350.47PERU FRUT TROPICAL S.A.C. 1,957.60CORPORACION FRUTICOLA DE CHINCHA S.A.C. 1,868.53GREENLAND PERU S.A.C. 1,830.59PROCESADORA LARAN SAC 1,660.47AVO PERU S.A. 1,600.59AGRICOLA COPACABANA DE CHINCHA S.A. 1,262.21AGRO VICTORIA S.A.C. 1,001.81FUNDO SANTA PATRICIA S.A. 991.63AGROSOL PERU S.A.C. 3,255.65AGROPECUARIA LAS LOMAS DE CHILCA S.A. 735.25AGRICOLA DON RICARDO S.A.C. 691.61SUN LAND FRUITS S.A.C. 595.66SOCIEDAD AGRICOLA DROKASA S.A. 566.38GREEN PERU S.A. 527.55EXPORTACIONES AYVAR S.A.C 521.11I Q F DEL PERU S.A. 511.44


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HASS PERU S.A. 491.63AGRO RIO SECO S.A.C. 486.72SOCIEDAD AGRICOLA SATURNO S.A. 415.23AGRISYS EXPORT PERU S.A.C. 394.34YUGRA SOSA MARIO MARTIN 365.61CONSORCIO AGRICOLA EUROPERU S.A. 330.19DANPER TRUJILLO S.A.C. 319.21AGRO WORLD EXPORT E.I.R.L. 302.97SUNSHINE EXPORT S.A.C 267.13MIRANDA EXPORT S.A.C. 264.96DOMINUS S.A.C 231.12DESHIDRATADORA LIBERTAD S.A.C. 203.89PHOENIX FOODS S.A.C. 147.84FRUVER PERU S.A.C. 143.29Fuente: SUNAT Elaboración: Propia

4.1.4.1.9 PRECIO DE EXPORTACIÓN POR MERCADO DE DESTINO

En el cuadro N° 46 se muestra la evolución del precio de exportación de palta a los principales mercados internacionales expresados en US$ /Kg comprendidos en el periodo 2004 – 2008. Canadá es el país que adquiere nuestra fruta a un precio más elevado, siendo en el 2008 de US$ 1.92 x kg. Otro mercado importante es Reino Unido, el cual compró la palta a un precio de US$ 1.50 x kg en el año 2008.

CUADRO 68.

EVOLUCIÓN DEL PRECIO DE EXPORTACIÓN DE PALTA A LOS PRINCIPALES MERCADOS INTERNACIONALES EN US$/KG

AÑO PRECIO

PAÍS 2004 2005 2006 2007 2008

CANADÁ 0.00 1.42 1.70 1.90 1.92

REINO UNIDO 1.66 1.37 1.44 1.45 1.50

FRANCIA 1.21 1.23 1.26 1.41 1.48

ESPAÑA 1.22 1.24 1.17 1.17 1.38

PAÍSES BAJOS 1.29 1.19 1.13 1.18 1.38

Fuente: SUNAT Elaboración: Propia

4.1.4.1.10 PRODUCCIÓN MUNDIAL

La superficie cosechada de la palta a nivel mundial ha presentado una tendencia constante en los últimos años, sin embargo experimento una breve caída de 6% en el año 2004 con respecto al 2003, recuperándose posteriormente en el año 2005 en 2%.

La superficie cosechada de palta paso de 312,107 Ha, en el año 1997 a 407,135 Ha. En el año 2007, dicha variación representa un incremento de 30.4%.

La producción mundial de palta alcanzó a 3.363.124 TM en el 2007, valor superior a los logrados años anteriores. Según datos de FAO, durante el periodo 1997-2007 la producción mundial de palta tuvo un crecimiento anual promedio del 4,1%.


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La región productora de paltas por excelencia es América, que contribuye con el 65% de la producción mundial. Dentro de esta región se destacan México (1.1 millón de TM) y una contribución del 34% a la producción mundial.

4.1.4.1.11 PRINCIPALES PAÍSES PRODUCTORES

Es de destacar que aunque existen más de 60 países que cultivan paltas comercialmente, el 77% de la producción se concentra en sólo 10 países. Como se puede observar en el siguiente gráfico, en el año 2007.

Los principales países productores de palta a nivel mundial son México (1.1 millón de tm.), Estados Unidos (250 mil tm), Indonesia (250 mil tm), Colombia (200 mil tm), Chile (167 mil tm), Brasil (165 mil tm) y Perú (120 mil tm).

4.1.4.1.12 DEMANDA MUNDIAL

En el Cuadro N° 47 se describe la Demanda Mundial de Palta desde el año 2003 hasta el 2007 expresado en TM; destacando como principales importadores por su crecimiento promedio anual a Holanda (35%), Estados Unidos (34.7%), Reino Unido (20%), Francia (6%), Japón (3%).

CUADRO 69.

DEMANDA MUNDIAL DE PALTA POR PAÍSES EXPRESADO EN TM, 2003 – 2007

Importadores

2003 2004 2005 2006 2007

Cantidad Importada

TM

Cantidad Importad

a

TM

Cantidad Importad

a

TM

Cantidad Importad

a

TM

Cantidad Importad

a

TM

Mundo 431.547 477.492 654.058 594.507 768.974

Estados Unidos 141.134 145.298 264.203 192.725 348.858

Francia 89.332 102.972 102.857 95.286 111.193

Países Bajos (Holanda) 16.367 23.885 39.363 38.190 50.591

Reino Unido 26.443 30.102 57.204 60.123 44.416

Japón 23.974 28.991 28.150 29.032 26.511

España 11.993 12.064 16.659 28.275 24.609

Canadá 15.879 19.143 18.244 21.876 23.293

Alemania 15.390 16.125 19.521 19.137 20.705

Colombia 11.106 16.665 16.668 17.665 11.226

El Salvador 11.503 12.362 9.460 11.478 10.079

Honduras 461 221 673 1.110 9.335

Dinamarca 4.003 5.717 6.419 7.311 8.423

Suecia 4.996 7.611 8.822 6.516 8.392

Australia 5.519 6.658 8.507 9.359 7.675

Costa Rica 6.134 7.244 5.336 6.773 6.312

Marruecos 837 2.508 4.502 5.183 5.162

Suiza 3.414 3.784 4.078 4.102 4.936


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Bélgica 6.054 6.458 6.987 5.860 4.549

Rusia 1.106 1.671 2.371 3.135 4.392

Italia 2.781 3.247 3.646 3.611 3.922Polonia 730 1.031 1.589 1.246 3.613

Argentina 456 994 1.553 1.572 3.221

Noruega 1.795 2.237 2.467 2.749 3.219

Fuente: Trade Map. Elaboración: Propia.

En el 2007 Estados Unidos lideró como principal destino de esta fruta alcanzando el 46% (613.317 US$) del total de las importaciones mundiales, siguiéndole la Francia con una participación del 15% (203.753 US$).

4.1.4.1.13 OFERTA MUNDIAL

En el Cuadro N° 50 se describe la Oferta Mundial de Palta desde el año 2003 hasta el 2007 expresado en TM; destacando como principales exportadores por su crecimiento promedio anual a Perú (38%), Holanda (30%), México (28%), Chile (12%), España (12%).

CUADRO 70.

OFERTA MUNDIAL DE PALTA POR PAÍSES EXPRESADO EN TM, AÑOS 2003 – 2007

PAÍSES

2003 2004 2005 2006 2007Cantidad Exportad

a

TM

Cantidad Exportad

a

TM

Cantidad Exportada

TM

Cantidad Exportada

TM

Cantidad Exportada

TM

Mundo 0 504.079 657.976 574.115 774.762

México 124.239 135.871 218.525 198.023 298.146

Chile 0 113.592 136.412 110.893 148.975

España 34.285 52.384 45.559 46.434 49.031

Israel 0 58.293 34.276 24.540 43.988Países Bajos

(Holanda)14.061 18.961 26.904 28.923 39.013

Perú 10.847 14.598 18.670 31.738 37.521

Sudáfrica 38.994 28.585 82.979 32.290 36.962

Francia 15.462 12.646 25.166 19.688 29.786República

Dominicana16.070 13.933 16.426 13.246 17.802

Kenya 18.163 17.163 8.150 15.408 15.702

Nueva Zelandia 6.429 7.217 11.422 10.370 13.806

Estados Unidos 6.709 7.454 5.123 9.418 9.567

Venezuela 922 476 865 427 7.152

Guatemala 4.676 3.682 5.440 5.710 4.408

Alemania 3.414 3.330 5.208 3.982 4.016

Ecuador 6.867 4.954 4.475 6.808 3.797

Reino Unido 288 540 795 2.145 2.381

Bélgica 3.959 4.115 4.563 4.074 1.885

Argentina 553 725 1.261 2.157 1.786

Brasil 880 1.185 857 1.569 1.490


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Australia 442 410 792 930 1.073

Marruecos 587 32 84 68 1.000

Grecia 395 96 138 1.003 890

Lituania 1 1 80 210 720Fuente: Trade Map. Elaboración: Propia.

La Oferta Mundial de Palta desde el año 2003 hasta el 2007 expresado en US$; destacan como principales exportadores por su crecimiento promedio anual a México (39%), Perú (34%), y Holanda (32%).

4.1.4.1.14 PROYECCIÓN DE LA DEMANDA MUNDIAL

En el cuadro N° 55 se muestra la Proyección de la demanda mundial de palta en TM comprendidos en el periodo 2008 - 2012. A nivel mundial la demanda de palta se incrementará en 79.187 TM por año, siendo los principales mercados consumidores Estados Unidos de América con un incremento de 46.288 TM anualmente, Holanda (8.275 TM), Reino Unido (6.597 TM), Francia (3.604 TM), Japón (512 TM).

CUADRO 71.

PROYECCIÓN DE LA DEMANDA MUNDIAL DE PALTA EN TM, AÑOS 2008 – 2012

PAÍS 2008 2009 2010 2011 2012

Mundo 822.876 902.063 981.250 1.060.437 1.139.624

EE. UU 357.306 403.594 449.881 496.169 542.456

Francia 111.139 114.742 118.346 121.950 125.553

Holanda 58.505 66.780 75.056 83.331 91.606Reino Unido

63.448 70.044 76.641 83.238 89.835

Japón 28.866 29.378 29.889 30.401 30.912

Fuente: Trade Map. Elaboración: Propia.

4.1.4.2 CAÑA DE AZÚCAR

4.1.4.2.1 PRODUCCIÓN NACIONAL

La caña de azúcar es producida por empresas y por sembradores.

La producción nacional en el período 1990 - 2001 se ha venido recuperando llegando a tener un nivel de aproximadamente 6 millones de TM. La recuperación es más notoria a partir de 1997.La superficie cosechada con caña de azúcar creció levemente pasando de 48 a 60 mil hectáreas tanto en empresas como en sembradores siendo más significativa en estos últimos.

SUPERFICIE COSECHADA Y PRODUCCIÓN NACIONAL DE CAÑA DE AZÚCAR1990 – 2001


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GRÁFICO 16

El rendimiento por ha de caña de azúcar es bajo y ha fluctuado en el período por las condiciones climáticas ligadas al fenómeno del Niño. El rendimiento promedio para el periodo fue de 106 t/ha, llegando a registrarse el nivel más bajo en 1993, con 91.18 t/ha. En los últimos años los rendimientos han tendido a recuperarse.

RENDIMIENTO PROMEDIO NACIONAL DE CAÑA DE AZÚCAR 1990 – 2001

GRÁFICO 17

En los últimos años el índice de eficiencia de fábrica se ha incrementado en casi todas las empresas productoras de azúcar.

La producción Nacional de azúcar proviene de 12 ingenios azucareros (entre cooperativas y sociedades anónimas) ubicados principalmente en el Norte del país. Los principales ingenios son: Casagrande, Tuman ,y Pomalca que concentran el 64% de la producción de azúcar. Los ingenios producen azucarrubia y blanca refinada y doméstica. La producción es consumida internamente porque la demanda es superior a la oferta.

GRÁFICO 18


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Las empresas azucareras están experimentando cambios sustantivos a nivel de la gestión y la producción. En 1996 con la Ley de Saneamiento Económico Financiero de las Empresas Agrarias Azucareras se comenzó a resolver los problemas e impulsó el modelo de las Sociedades Anónimas, además atrajo inversionistas nacionales y extranjeros. Actualmente se encuentran los grupos nacionales Mur y Picasso- Candamo que han adquiridoacciones de las cooperativas Paramonga y San Jacinto. La situación en que se encuentran las diferentes empresas se resume a continuación.

CUADRO N° 78

EMPRESAS AZUCARERAS EN EL PERÚNombre actual de

la EmpresaUbicación

Nivel de Avance del Proceso de Saneamiento

AndahuasiEmpresa Agraria

Azucarera Andahuasi

Lima (Huacho)Transformada en Sociedad Anónima, con

directorio elegido

CartavioEmpresa

Agroindustrial Cartavio S.A.

La Libertad (Ascope)

Ejecutada, 51% de acciones transferidas por venta directa al Consorcio AZUCAGRO.

Casa GrandeEmpresa

Agroindustrial Casagrande S.A.

La Libertad (Aiscope y Paiján)

Próxima subasta publica Internacional para transferir más del 51% de acciones a

un socio estratégico.

CayaltiEmpresa

Agroindustrial Cayalti S.A.

Lambayeque (Chiclayo)

Próxima subasta pública Internacional para transferir mas del 51% a un socio

estratégico

ChucarapiCentral Azucarera

Chucarapi y Pampa Blanca

Arequipa (Islay)Ejecutado, 51% de acciones transferidas

por venta directa alGrupo G. Michel.

El IngenioEmpresa Agraria

Azucarera El Ingenio S.A.

Lima (Huacho)Ejecutada, acciones transferidas por venta

directa al Grupo MUR - WONG

LaredoEmpresa

Agroindustrial Laredo S.A.

La Libertad (Trujillo)

Ejecutado, mas del 51% de acciones transferidos por venta directa al Grupo

Manuelita.

ParamongaEmpresa Agraria

Azucarera Paramonga S.A.

Lima (Barranca)Ejecutada, acciones transferidas por venta

directa al Grupo MUR - WONG.

ParamongaEmpresa Agraria

Azucarera Paramonga S.A.

Lima (Barranca)Ejecutada, acciones transferidas por venta

directa al Grupo MUR - WONG.

Pomalca Empresa Agroindustrial

Lambayeque (Chiclayo

Próxima subasta publica internacional para transferir mas del 51% a un socio


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Pomalca S.A. yLambayeque) estratégico.

PucalaEmpresa

Agroindustrial Pucala S.A.


Ejecutada, 51% de acciones transferidas por venta directa al Grupo Izaga

Paramonga.

San JacintoEmpresa Agraria Azucarera San

Jacinto S.A.Ancash (Santa)

Ejecutada y transferida por venta directa al Grupo Picaso.

TumánEmpresa

Agroindustrial Tumán S.A.


Próxima oferta publica de venta para transferir mas del 51% a un socio

extranjero.

4.1.4.2.2 PRODUCCIÓN REGIONAL

PRINCIPALES DEPARTAMENTOS PRODUCTORES

La caña de azúcar se cultiva en 5 departamentos y el 82 % se encuentra en la costa norte.La Libertad destaca como primer productor de caña de azúcar a nivel nacional y es la empresa Casa Grande la más importante. Lambayeque muestra un significativo crecimiento, Tumán es la empresa más significativa.

Producción de Caña de Azúcar por Departamentos 1995 – 200

GRÁFICO 19

La Región de la Selva y concretamente la Región San Martín surge como una alternativa para el desarrollo de este cultivo, por su disponibilidad de áreas y las bondades climáticas (Precipitación anual promedio 1000-1200 mm., temperatura 24°C, horas luz, etc.) que resultan casi las ideales para el desarrollo del cultivo.

San Martín es una región tradicionalmente cañera , lamentablemente con muy bajos rendimientos en campo y la producción destinada mayormente a la elaboración de aguardiente y en menor escala chancaca; sin embargo, los bajos rendimientos de 30 – 40 TM/Ha. pueden ser revertidos a una producción de 80 – 100 TM/Ha. en condiciones de secano y de 180 – 200 TM/Ha. bajo riego como se viene demostrando con los resultados que elProyecto Caña de Azúcar San Martín viene obteniendo en los análisis de maduración y rendimiento de las cañas procedentes de sus campos semilleros instalados. Resulta imprescindible interesar y apoyar la inversión privada para la instalación de Módulos de producción de chancaca y azúcar rubia artesanal, para aprovechar esta potencialidad, cubrir la demanda interna y proyectarse nuevamente a la exportación de este producto.

La Cadena Productiva de Caña de Azúcar de la Dirección Regional Agraria San Martín, está promoviendo la agroindustria a base de materia prima de este cultivo, en el que se tiene una visión de desarrollo, que en un corto plazo está la producción de chancaca granulada y azúcar rubia artesanal, y como mediano y largo plazo la producción de miel, alcohol carburante y otros alcoholes.


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Para ello se necesita que los agentes económicos que participan de este proceso entiendan que la materia prima tiene que ser un producto competitivo (altos rendimientos tanto por unidad de área, así como en obtención de jugos, buenos niveles de sacarosa, etc.), lo que repercutirá en la obtención deproductos elaborados de buena calidad.

Para lograr lo planteado se requiere que todos los agentes redoblen sus esfuerzos para lograr la excelencia en función a las exigencias del consumidorfinal

Las zonas productoras de azúcar se encuentran en la Región Costa con una producción nacional de 650 a 750,000 TM./azúcar /año, distribuida según departamentos: La Libertad 44.38 %, Lambayeque 25.34 %, Lima 10.79 %, Ancash 8.42% y Arequipa 1.07%.

4.1.4.2.3 CARACTERÍSTICAS DEL CONTEXTO REGIONAL

En la región san Martín se cultivan actualmente unas 2,422 Has. Concentrándose la mayor cantidad de áreas instaladas en la provincia de San Martín, Moyobamba, Lamas y El Dorado, con 746, 487, 302 y 195 Has. Sembradas respectivamente; los rendimiento van de 30 a 50 TM/Ha. y producción destinada a la elaboración de aguardiente y chancaca, venta directa a pequeños industriales o ganaderos, reportando bajos ingresos económicos para el productor cañero.Estos rendimientos pueden incrementarse en condiciones de secano a 80 – 100 TM/Ha. y bajo riego 180 – 200 TM/Ha. con la aplicación de un Paquete Tecnológico que comprende el uso de semilla adecuada, buena preparación de tierras, control de malezas, plagas y enfermedades, abonamiento y fertilización y una cosecha adecuada.

CUADRO N° 79 SERIE HISTÓRICA-RENDIMIENTO DE CAÑA DE AZÚCAR POR PROVINCIA

PROVINCIARENDIMIENTO (TM/Ha)

1997 1998 1999 2000 2001

Rioja 30,99 43,77 39,76 48,59 49,93

Moyobamba 35,33 40,65 49,76 42,61 46,62

San Martín 58,95 50,21 50,82 53,41 65,66

Lamas 104,08 64,09 65,52 59,18 50,13

El Dorado 65,32 69,00 48,53 51,36 58,18

Picota 72,33 72,71 40,79 40,17 53,13

Bellavista 60,79 45,16 77,15 84,42 68,25

Huallaga 50,83 38,89 41,08 42,39 40,62

Mariscal Cáceres 53,37 42,24 35,37 36,56 34,99

Tocache 39,67 35,77 49,72 50,67 48,00

PROMEDIO REGIONAL 57,166 50,249 49,85 50,936 51,551

GRÁFICO 20


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4.1.4.2.4 COSTOS DE PRODUCCIÓN

La caña de azúcar es un cultivo permanente. Los costos de instalación son variables porque dependen de la calidad de la tierra y el nivel tecnológico del cultivo. En l el departamento de La Libertad el costo de instalación está en 1,200 dólares. Los rubros que representan mayores costos son los relativos a insumos .Cuadro N°4 Costo de Instalación por Ha. de la Caña de Azúcar (Tecnología Media)

Variedad: Azul Casa Grande

La Libertad (Costa)

Tipo de Cambio: US = S/. 3.50

CUADRO N° 80

SERIE HISTÓRICA-RENDIMIENTO DE CAÑA DE AZÚCAR POR PROVINCIARubros Instalación

Mano de Obra 123.40

Insumos 420.00

Maquinaria 340.00

Cosecha 0.00

Envase, Transporte y Gastos Varios

26.90

Otros (1) 91.10

Costos Directos 1001.30

Costos Indirectos (2) 200.30

Costos Totales 1201.6

(1) Incluye Imprevistos y Leyes Sociales (10% de los Costos Directos)(2) Incluye Gastos Administrativos y Gastos Financieros (20% de los Costos DirectosFuente: Dirección Regional La Libertad 2000


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Los costos de mantenimiento de la caña de azúcar varían siendo en promedio 3,200 dólares y el mayor costo es el rubro de envases, transporte y otros gastos que representa el 50% de los costos totales.

Costo de Mantenimiento (1er Corte) por Ha. de la Caña de Azúcar( Tecnología Media)Variedad :

Azul Casa Grande

Tipo de Cambio : US$ = S/. 3.50

La Libertad (Costa)

CUADRO N° 81COSTO DE PRODUCCION DEL CULTIVO E CAÑA

RubrosMantenimiento

(US$)

Mano de Obra 133.70

Insumos 226.20

Maquinaria 0.00

Cosecha 506.90

Envase, Transporte y Gastos Varios 1624.30

Otros (1) 249.10

Costos Directos 2740.20

Costos Indirectos (2) 548.00

Costos Totales 3288.30

(3) Incluye Imprevistos y Leyes Sociales (10% de los Costos Directos)(4) Incluye Gastos Administrativos y Gastos Financieros (20% de los Costos Directos

4.1.4.2.5 CONSUMO

A pesar de la recuperación de la producción azucarera la demanda interna aún supera a la oferta por lo que es satisfecha con la importación especialmente el industrial.

La evolución del consumo per cápita muestra una tendencia al crecimiento a pesar de algunas fluctuaciones.

EVOLUCIÓN DEL CONSUMO PERCÁPITA (KG. /AÑO) DE AZÚCAR COMERCIAL


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GRÁFICO 21

El consumo percápita la producción nacional ha ido cubriendo mayores proporciones aunque con algunas caídas. Es aún necesaria la importación de azúcar para cubrir la demanda. La evolución de la demanda abre oportunidades comerciales para la producción nacional.

GRÁFICO 22

CONSUMO PERCÁPITA DE AZÚCAR, 1993 - 1999

4.1.4.2.6 PRECIOS AL POR MAYOR

Los precios reales al por mayor tanto de azúcar blanca como rubia ha evolucionado con una tendencia de moderada fluctuación alrededor de 1 .00 soles / kilo en el período 1994- 2001. En los últimos años los precios reales han decrecido ligeramente.

PRECIOS REALES AL POR MAYOR DE AZÚCAR BLANCA Y RUBIA 1994 – 2001

Gráfico 23

Estadística Agrícola trimestral 200-2001 OIA- MINAG


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4.1.4.2.7 PRECIOS AL CONSUMIDOR

Los precios reales al consumidor de azúcar blanca y rubia tienen una clara tendencia a la baja en el período 1991-2001. Incidió en este comportamientolos niveles de los precios internacionales. Esta tendencia es más acentuada en los últimos años del período. Las fluctuaciones de los precios reales son moderadas.

TENDENCIA DE LOS PRECIOS REALES AL CONSUMIDOR DE AZÚCAR BLANCA

Gráfico 24

Estadística Agrícola Trimestral 2000 - 2001 OIA – MINAG.

Comportamiento Cíclico de los Precios Reales al Consumidor de Azúcar Blanca

Gráfico 25


Tendencia de los Precios Reales al Consumidor de Azúcar Rubia 1991 – 2001

GRÁFICO 26



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Comportamiento Cíclico de los Precios Reales al Consumidor de Azúcar Rubia 1991 – 2001

GRÁFICO 27

Estadística Agrícola Trimestral 2000 - 2001 OIA – MINAG

4.1.4.2.8 EXPORTACIONES

El Perú exporta azúcar de caña en bruto y los volúmenes son poco significativos. Se ha exportado volúmenes que han fluctuado en el período 1990-2001.

GRÁFICO 28

VOLÚMENES EXPORTADOS DE AZÚCAR DE CAÑA

Azúcar de Caña se refiere al azúcar crudo de caña

4.1.4.2.9 IMPORTACIÓN

El Perú importa sobretodo azúcar refinada. Esta ha evolucionado crecientemente en los primeros años de la década y está descendiendo en los últimos. En promedio se importó alrededor de 300 mil TM. En el año 2000 y 2001 los volúmenes bajaron a 170 mil TM. Los valores CIF de las importaciones se redujeron en más de la mitad, y representó en estos años alrededor de 50 millones de dólares.


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VOLUMEN DE IMPORTACIÓN DE LOS DEMÁS AZÚCAR DE CAÑA

GRÁFICO 29

4.2 PLANTEAMIENTO TECNICO DEL PIP

4.2.1 DISEÑO DE LA BOCATOMA DE CAPTACION

4.2.1.1 CARACTERISTICAS DEL RIO CHOTANO

4.2.1.1.1 CAUDAL DE DISEÑO PARA AVENIDAS MÁXIMAS

Como resultado de la simulación hidrológica de la cuenca del río Chotano hasta el sitio del emplazamiento de la bocatoma proyectada, se obtuvieron los parámetros resultados del caudal máximo de avenidas para diferentes periodos de retorno, los cuales se muestran en el siguiente cuadro:

CUADRO Nº 1: CAUDALES MÁXIMOS EN EL RÍO CHOTANO

500 200 100 50 25 10

Río Chotano 452.27 424.90 349.10 330.00 265.40 225.10 174.80

Periodo de RetornoDescripción Área (km2)

FUENTE: Estudio Hidrológico. Proyecto. "Construcción del Sistema de Irrigación Cochabamba".

4.2.1.1.2 CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS

Las características hidráulicas actuales del río Chotano, en los tramo del río de aguas arriba, en el eje y en aguas abajo de la bocatoma, se detallan a continuación:


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CUADRO Nº 2: CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS RÍO CHOTANOProgresiva s (%) B (m) z n T (años) Q (m3/s) y (m) v (m/s)

500.00 424.90 1.68 7.46

200.00 349.10 1.50 6.94

100.00 330.00 1.45 6.80

50.00 265.40 1.27 6.27

500.00 424.90 2.92 6.94

200.00 349.10 2.60 6.51

100.00 330.00 2.51 6.39

50.00 265.40 2.20 5.93

500.00 424.90 3.39 5.83

200.00 349.10 3.02 5.48

100.00 330.00 2.92 5.38

50.00 265.40 2.57 5.00

18.00 1.00 0.04

16.50 1.00 0.04

0+180 - 0+300

0+300 - 0+360

-5.00%

-2.50%

-1.50%

0+100 - 0+180 32.00 1.00 0.04

4.2.1.2 DISEÑO GEOMETRICO

4.2.1.2.1 EMPLAZAMIENTO

La ubicación de la bocatoma se realizará en función a la cota necesaria de ingreso (carga hidráulica), las variaciones de pendiente, condiciones de flujo aguas arriba y aguas abajo, y del ancho del cauce.

Tomando en consideración lo mencionado, se ha visto por conveniente emplazar la bocatoma (referencia: eje de toma lateral) en la progresiva 0+220; la cual estará ubicada a 140 m aguas abajo del cambio de dirección de la rasante del lecho del río; favoreciendo de esta manera la adecuada condición de ingreso del flujo hacia la estructura de captación de agua.

GRÁFICO Nº 1: PLANTA – UBICACIÓN DE BOCATOMA


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4.2.1.2.2 PENDIENTE

La pendiente proyectada en el tramo de la bocatoma (transición de ingreso, canal de aproximación, estructura de represamiento, canal de salida y transición de salida) será de -2.5%.

GRÁFICO Nº 2: PERFIL LONGITUDINAL – UBICACIÓN DEL EJE DE LA CAPTACIÓN LATERAL

4.2.1.2.3 SELECCIÓN DEL TIPO DE BOCATOMA

De acuerdo a las características topográficas, hidráulicas y de funcionabilidad, se considerado conveniente la instalación de una bocatoma con estructura de compuertas de represamiento o presa derivadora, la cual estará compuesta por compuertas móviles. Asimismo, la captación de agua se realizará lateralmente.

4.2.1.3 DISEÑO HIDRAULICO

4.2.1.3.1 SISTEMA DE REPRESAMIENTO

ESTRUCTURA DE APROXIMACIÓN

DIQUE DE ENCAUZAMIENTO (0+160 – 0+180)

Aguas arriba de la progresiva 0+180, el cauce del río es de ancho variable, variando entre 18 m y 32 m. En tal sentido se ha considerado necesario la construcción de un dique de encauzamiento trapezoidal de ancho variable en una longitud de 20 m. El dique será de enrocado acomodado y emboquillado para controlar la velocidad erosiva del flujo, y tendrá una altura de 3.0 m con taludes de 2H:1V y uña antisocavante de 2.0 m de profundidad. La rugosidad en este sector está por el orden de 0.035. Para mayor detalle se muestra en el siguiente gráfico la sección típica:


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GRÁFICO Nº 3: SECCIÓN DEL DIQUE DE ENCAUZAMIENTO (0+160 – 0+180)

TRANSICIÓN DE INGRESO (0+180 – 0+197)

El cambio de sección entre el dique de encauzamiento trapezoidal y el canal de aproximación rectangular, se realiza a través de una estructura de transición de 17 m de longitud. El ancho del lecho del río en la transición será constante (b=20 m) y los muros tendrá una altura de 3 m; la estructura será de concreto armado con protección en la base de enrocado acomodado y emboquillado. La rugosidad en este sector está por el orden de 0.0325.

CANAL DE APROXIMACIÓN (0+197 – 0+212)

Para garantizar el adecuado ingreso del flujo hacia la estructura de represamiento, será necesario contar con una sección regular que permita la creación de líneas de flujo paralelos, por lo que se ha considerado un canal rectangular de 15 m de longitud, 20 m de base, y altura variable de 4.225 m - 4.60 m. Los muros serán de concreto armado y la base de enrocado acomodado emboquillado. La rugosidad en este sector está por el orden de 0.030.

GRÁFICO Nº 4: MURO DE CONTENCIÓN – CANAL DE APROXIMACIÓN

CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS


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Para el cálculo de los tirantes a lo largo de la estructura de aproximación se aplica reiteradamente la ecuación de Bernuolli y el principio de continuidad; en tal sentido, se han ubicado adecuadamente secciones transversales para analizar la variación de los tirantes de agua. Los cálculos fueron realizados para el caudal de diseño correspondiente a un periodo de retorno de 500 años.

GRÁFICO Nº 5: SECCIONES BOCATOMA COCHABAMBA

Balance de Energía entre 1 y 2 (Dique de Encauzamiento):

y1+V 1

2

2g= y2+

V 22

2g+∆ hcg

∆ hcg= Pérdida de carga por contracción gradual.

∆ hcg=f

2× tan∝2( A2

2

A12−1) V 2

2

2g

f = Factor en función del radio hidráulico y la rugosidad de Manning de la sección inicial (1).∝= Angulo de contracción gradual.

De la sección 1:

Q= 425 m3/s , y1=1.76 m. , v1= 8.47 m/s , E1= 5.41 m. , f =0.012 , ∝=7.13º , A1= 50.17 m2

De la sección 2:

B=20 m. , por continuidad: A1 V 1=A2 V 2

Remplazando valores obtenemos:

y2=2.21 m. , v2= 7.87 m/s


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ab

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Balance de Energía entre 2 y 3 (Transición):

Si analizamos la sección 2 con la sección 3, podemos apreciar que existen pérdidas de carga por remolinos, por fricción y por contracción de la sección. Realizando el equilibrio de energía:

y2+V 2

2

2g+0.425= y3+

V 32

2 g+∆ he+∆h f+∆ hc

Las pérdidas de carga por remolinos (∆ he) suelen ser muy importantes en canales no prismáticos, mientras que para canales prismáticos suelen ser bajos, las pérdidas de carga por fricción (∆ hf ) en transiciones suelen estar incluidas dentro del coeficiente de pérdidas por contracción (∆ hc¿o ensanchamiento; en tal sentido estas pérdidas se han agrupado a las pérdidas de carga por contracción, siendo su valor recomendado del 10% de la carga por velocidad.

y2+V 2

2

2g+0.425= y3+

V 32

2 g+0.10

V 32

2 g

En transiciones, para el cálculo del perfil es necesario realizar secciones interiores para ir acumulando las pérdidas de carga a través de la variación de la sección, en tal sentido se han tomado dos secciones interiores:

Realizando el balance de energía entre 2 y “a” (centro de transición):

y2+V 2

2

2g+0.212= ya+

V a2

2 g+0.05

V a2

2 g

Es válido considerar una proporcional de las pérdidas de carga, remplazando valores obtenemos:

5.582= ya+1.05V a

2

2g

ya=2.46 m. , va= 7.638 m/s

Realizando el balance de energía entre “a” y “b” (3/4 de transición):

ya+V a

2

2g+0.106= yb+

V b2

2g+0.025

V b2

2g

Obtenemos: yb=2.64 m. , vb= 7.45 m/s

Realizando el balance de energía entre “b” y 3:

yb+V b

2

2g+0.106= y3+

V 32

2g+0.025

V 32

2g

Obtenemos: y3=3.07 m. , v3= 6.91 m/s

Balance de Energía entre 3 y 4 (Canal de Aproximación):


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y3+V 3

2

2g= y 4+

V 42

2 g , por continuidad: A3 V 3=A4 V 4

Obtenemos: y4=3.07 m. , v4= 6.91 m/s

ESTRUCTURA DE REPRESAMIENTO

TIPO DE BARRAJE

La pendiente pronunciada en el sector de emplazamiento genera altas velocidades, adicionalmente se puede apreciar que el estrato superficial del lecho del río está compuesto por suelo granular grueso, identificado in situ como gravas bien graduadas, con presencia de cantos rodados y bolonerías; en tal sentido, es conveniente plantear la implementación de barrajes móviles a lo ancho del río Chotano (compuertas deslizantes) como estructura de represamiento; de esta manera, se estará garantizando la carga necesaria de agua hacia la estructura de derivación y el paso de los sólidos de arrastre de fondo del río. Es importante mencionar que este sistema (barrajes móviles) es de gran versatilidad por su maniobrabilidad y funcionabilidad.

ANCHO DE REPRESAMIENTO

Para no alterar de alguna manera el régimen hidráulico del río, se ha proyectado un ancho de represamiento similar al ancho de la base del río (B=20 m). El represamiento estará conformado por barrajes móviles de 4.55 m de ancho, separados equidistantemente por cuatro pilares de 0.60 m. Los barrajes móviles serán controlados por compuertas deslizantes izadas mediante polines y cadenas. La rugosidad en este sector está por el orden de 0.025.


Balance de Energía entre 4 y 5 (Eje de toma):

y4+V 4

2

2 g= y5+

V 52

2 g

3.07+2.433= y5+V 5

2

2g , por continuidad: V 5=

Qb5× y5

La existencia del muro guía ocasiona contracciones laterales sobre el flujo, la longitud efectiva “Le” es menor que la longitud neta “Ln”; el efecto de las contracciones puede tomarse en cuenta reduciendo la longitud neta:

Le=Ln−2 (N KP+K a ) H e=b5

N= Número de pilas= 1K p= Coeficiente de contracción en las pilas= 0.01Ka= Coeficiente de contracción de los estribos= 0.0H e= Carga total o Energía efectiva ≈ Energía específica de llegada=5.88 m.

Al coeficiente de contracción de las pilas, K P lo afectan la forma y ubicación del tajamar de las pilas, el espesor de las mismas, la carga hidráulica en relación a la de proyecto y la velocidad de llegada.


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Al coeficiente de contracción del estribo lo afecta la forma de éste, el ángulo entre el muro de llegada de aguas arriba y el eje de la corriente, la carga con relación a la de proyecto y la velocidad de llegada.

CUADRO Nº 3: COEFICIENTES DE CONTRACCIÓN PARA PILARES Y ESTRIBOSTIPOS DE PILARES Kp TIPOS DE ESTRIBO Ka

Pilar de tajamar cuadrado con esquinas redondeadas con un radio aproximado de 0.10 del espesor de la pila

0.02Estribos cuadrados con los muros de cabeza a 90º con la dirección de la corriente

0.20

Pilar de tajamar redondo 0.01Estribos redondeados con los muros de cabeza a 90º con la dirección de la corriente, cuando 0.50Ho > r > 0.15Ho

0.10

Pilar de tajamar triangular 0.00Estribos redondeados en los que r > 0.50H0 y el muro de cabeza está colocado no más de 45º con la dirección de la corriente

0.00

CUADRO Nº 1.2 COEFICIENTES DE CONTRACCION PARA PILARES CENTRALES Y ESTRIBOS

r= radio con que redondean los estribos.

Remplazando valores: Le=19.28m

Obtenemos: y5=3.692 m. , v5= 5.97 m/s

Balance de Energía entre 5 y 6 (Eje de compuertas):

y5+V 5

2

2g= y6+

V 62

2g

3.692+1.817= y6+V 6

2

2 g , por continuidad: V 6=

Qb6× y6

Una constricción en un canal abierto constituye un tramo con una reducción súbita en la sección transversal del canal. Su efecto sobre el flujo depende principalmente de la geometría, del caudal y del estado del flujo. Por lo general, el fenómeno es tan complicado que el patrón de flujo resultante no es fácil que sea objeto de una solución analítica; sin embargo, es posible una solución práctica mediante una investigación experimental.

El flujo a través de una constricción puede ser subcrítico o supercrítico. Cuando es subcrítico, la constricción inducirá un efecto de remanso pronunciado que se extiende una gran distancia aguas arriba; y cuando es supercrítico, solo perturbará la superficie del agua que es adyacente al lado de aguas arriba.

La existencia de los pilares centrales ocasionan contracciones laterales sobre el flujo, la longitud efectiva “Le” es menor que la longitud neta “Ln”; en efecto:

Le=Ln−2 (N KP+K a ) H e=b6 , Le=18.47m .

Obtenemos: y6=3.81 m. , v6= 6.03 m/s

Este tirante en las compuertas indica que para avenidas máximas (T=500 años, Q=425 m3/s), las compuertas en el barraje móvil deberán estar abiertas hasta la altura de 3.81 m y los muros de encauzamiento deberán considerar adicionalmente el borde libre.

ESTRUCTURA DE SALIDA


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CANAL DE SALIDA (0+232.00 – 0+247.00)

Después de la salida del flujo a través de las compuertas, se necesita una longitud de canal que permita la recuperación de las condiciones estables del flujo; en tal sentido se ha dispuesto de canal de salida de 15 m, el cual será rectangular con base de 20 m y altura variable de 5.10 m - 4.60 m. Los muros serán de concreto armado y la base de enrocado acomodado y emboquillado. La rugosidad en este tramo está por el orden de 0.030.

DIQUE DE ENCAUZAMIENTO (0+247.00 – 0+263.00)

Por la rugosidad entre la estructura de la bocatoma y el cauce natural, la transición geométrica se realizará a través de dique de encauzamiento trapezoidal de ancho constante en una longitud de 16 m; el dique será de enrocado acomodado y emboquillado para controlar la velocidad erosiva del flujo de agua, y tendrá una altura de 3.0 m con taludes de 1.25H:1V y uña antisocavante de 2.0 m de profundidad. La rugosidad en este tramo está por el orden de 0.035. Para mayor detalle, ver siguiente gráfico:

GRÁFICO Nº 6: DIQUE DE ENCAUZAMIENTO 0+247.00 – 0+263.00


Balance de Energía entre 6 y 7:

y6+V 6

2

2g= y7+

V 72

2 g

3.81+1.859= y7+V 7

2


Qb7× y7

Obtenemos: y6=3.02 m. , v6= 7.03 m/s



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y7+V 7

2

2g= y8+

V 82

2 g

3.02+2.523= y8+V 8

2


Qb8× y8

Obtenemos: y6=3.02 m. , v6= 7.03 m/s


y8+V 8

2

2g= y9+

V 92

2 g

3.02+2.523= y9+V 9

2


Qb9× y9

,Obtenemos: y9=2.34 m. v9= 7.92 m/s


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4.2.1.3.2 SISTEMA DE DERIVACIÓN

ESTRUCTURA DE INGRESO

ANGULO DE DERIVACIÓN

De acuerdo a las restricciones topográficas aguas abajo de la estructura derivadora, se ha visto conveniente que la toma sea a 90º. La pérdida de carga por cambio de dirección será:

∆ hd= 0.40V 0

2

2g

UMBRAL Y REJILLA INICIAL

Para evitar el ingreso de sólidos de fondo a la estructura colectora se empleará umbral de 0.60 m; este criterio ha sido tomado de acuerdo al tipo de material de arrastre del río; asimismo, para controlar el ingreso de los sólidos grueso de arrastre y los materiales flotantes, se dispone de una rejilla metálica primaria. Las pérdidas de carga por ingreso estará dado por:

∆ he=0.3 V 02

2g

GRÁFICO Nº 7: ESTRUCTURA DE DERIVACIÓN

VENTANA DE CAPTACIÓN

El ancho mínimo de la ventana de captación estará gobernada por:

A=Q d

V d

, Be=Qd× (s+t )V e×he ×s

Qd= Caudal a derivar = 1.00 m3/s.


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V d = velocidad sobre el umbral de entrada = 0.50 m/s. (recomendable)s= Espaciamiento entre las barras de la rejilla= 0.15 m.t= Espesor de la barra de la rejilla= ½”

Resolviendo: Be=2.16m .

Se ha considerado un ancho total de 2.60 m distribuidos en dos ventanas de 1.30 m; de esta manera se cumple con el ancho mínimo.

Uno de los principales propósitos del proyecto es construir infraestructuras que sean funcionales en épocas de estiaje y a la vez que no obstruyan las avenidas máximas; de acuerdo a este criterio se han proyectado barrajes móviles capaces de represar el agua y poder derivar los caudales de diseño hacia los canales de conducción. En época de estiaje las compuertas tendrán que trabajar cerradas para garantizar el tirante recomendado.

CANAL DE ACCESO

El canal de acceso tendrá un ancho inicial igual al ancho de las ventanas de captación (2.60 m) y un ancho final de 3.00 m; presentará una curva de radio central de 2.35 m; este ancho fue tomado en función al ancho de la capacidad de las compuertas reguladoras para abastecer el caudal de derivación. La longitud medida por el eje será el conveniente para garantizar el aquietamiento del flujo; siendo 6.37 m. La fórmula práctica para pérdidas de carga por curvatura está dado por:

∆ hc=0.006

h×√ A

R×

V 12

2 g

h= tirante promedio ≈ 0.90 m.A= ancho del canal = 3.00 m.R= radio de curvatura medio = 2.35 m.

ESTRUCTURA DE PURGA

DESRIPIADOR

La fórmula general para la descarga en compuertas y orificios está dado por:

Q=C × A ×√2 g∆h → A=Q

C √2 g∆ h

Q = Caudal de diseño; para asegurar el arrastre de material se debe considerar por lo menos el 50% del caudal derivador = 0.50 m3/s.C = Coeficiente de Descarga = 0.90A =Área de la abertura de la compuertag = Aceleración de la gravedad = 9.81 m/s.∆ h = Tirante aguas arriba de la compuerta = y0 (descarga libre); diferencia de tirantes entre aguas arriba y aguas abajo = y0 – y1 (descarga sumergida). Para fines de cálculo de área se asume = 0.10 m.


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Amín=0.50

0.9√2∗9.81∗0.10=0.40 m2

Asumiremos de área 1.20 m2 (1.20 m. x 1.00 m.); la compuerta será vertical deslizante. La pendiente asumida es de 4.0%.

REJILLA DE LIMPIEZA

Evaluando las características de los materiales flotantes, se ha proyectado una rejilla de barras cuadradas (β=2.42). Las barras serán de e=1/2”, separadas 0.15 m. entre ejes. Lo más importante en este sistema es calcular la pérdida de carga que ocasionará:

GRÁFICO Nº 8: FLUJO A TRAVÉS DE REJILLAS

∆ hr=(β ( sb )

43 sin δ) V 2

2g (Fórmula de Kirdchmer)

β: Coeficiente de acuerdo a la forma de barra.θ: Angulo de inclinación de la pantalla.t : Ancho del barrote de la rejilla.b: Distancia entre barrotes.

GRÁFICO Nº 9: ESTRUCTURA DE PURGA Y LIMPIEZA


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ESTRUCTURA DE REGULACIÓN

COMPUERTAS DE REGULACIÓN

De acuerdo a lo mencionado anteriormente, es necesario que el área de la compuerta sea igual o mayor al área hidráulica de la sección aguas abajo, para evitar pérdidas de carga. El área necesaria de la ventana de la compuerta se calcula mediante:

A= QC √2 g∆h

Donde C=0.90 para compuertas verticales deslizantes, se asume ∆ h=0.10 m. (los valores asumidos son únicamente para cálculo de área requerida), entonces:

Amín=1.00

0.9√2∗9.81∗0.10=0.80m2

Las compuertas de regulación (2 unidades) se disponen en serie o en paralelo; de esta manera, es posible realizar el mantenimiento y/o reparación en casos de emergencia. Sin duda, el sistema en paralelo permita que mientras una se encuentre en reparación, la otra pueda seguir dotando de recurso hídrico. De lo mencionado, asumiremos dos compuertas de 1.25 m2 cada una dispuestas en paralelo.

Si bien es cierto, las compuertas abiertas en su totalidad satisfacen el caudal a derivar, pero es de necesidad calcular el gasto que pasa por ellas en función a la altura de abertura (s).

Q=C × A ×√2 g∆h

GRÁFICO Nº 10: FLUJO BAJO COMPUERTA


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C = Coeficiente de DescargaA =Área de la abertura de la compuertag = Aceleración de la gravedad∆ h = Tirante aguas arriba de la compuerta = y0 (descarga libre); diferencia de tirantes entre aguas arriba y aguas abajo = y0 – y1 (descarga sumergida).

Se procede a calcular el caudal mediante iteraciones:

CUADRO Nº 4: CAUDAL DE DESCARGAAbertura de Compuerta

"s" (m)Area Libre "A" (m2)

s/h0 C Q

(m3/Seg)0.00 0.00 0.00 0.600 0.00

0.10 0.13 0.10 0.610 0.28

0.20 0.25 0.20 0.616 0.50

0.30 0.38 0.30 0.621 0.64

0.40 0.50 0.40 0.630 0.75

0.50 0.63 0.50 0.642 0.81

0.60 0.75 0.60 0.662 0.85

0.70 0.88 0.70 0.688 0.92

0.80 1.00 0.80 0.720 1.15

0.90 1.13 0.90 0.760 1.46

1.00 1.25 1.00 1.000 1.76

Por lo general las compuertas de regulación trabajan a descarga sumergida; para el cálculo del coeficiente de descarga nos remitiremos al siguiente gráfico:

GRÁFICO Nº 11: COEFICIENTES DE DESCARGA Y DE CONTRACCIÓN PARA FLUJO BAJO COMPUERTA


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ALTURA DE COMPUERTAS DE REPRESAMIENTO

Para el cálculo de los tirantes a lo largo de la estructura derivadora se aplica reiteradamente el teorema de Bernuolli y el principio de continuidad, fundamentalmente para el gasto máximo Qd en la toma.

El análisis deberá comenzar de aguas abajo a aguas arriba para ir conociendo la línea de energía que estará en función de las pérdidas de carga ocasionadas por las estructuras de regulación, limpieza, transiciones, etc. De acuerdo a este criterio y evaluando el perfil longitudinal del sistema de derivación procedemos al balance de energías según el siguiente gráfico:

GRÁFICO Nº 12: PERFIL ESTRUCTURA DE DERIVACIÓN


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Características del Canal de Conducción (Sección 4):

De acuerdo al diseño hidráulico, el canal de conducción presenta las siguientes características:

CUADRO Nº 5: CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS CANAL DE CONDUCCIÓNQ (m3/seg.) B (m) z S (m/m) n H Y (m) V (m/s) F

1.00 1.20 0.00 0.0010 0.015 4.00 - 1.50 0.81 1.03 0.368


d3+V 3

2

2g=d4+

V 42

2g+∆ hco+∆ h p

∆ hco= Pérdidas de carga por compuerta.

∆ hp= Pérdidas de carga por pilar = 0.15V 3

2

2g

Muchas veces el nivel superior de la ventana de la compuerta se ubica por encima del tirante calculado aguas abajo (sección 4), para así evitar que la compuerta trabaje como Compuerta de Control de flujo por debajo (compuerta de orificio) originando pérdidas de carga.

Para lograr este propósito (∆ hco ≈ 0) es necesario que el área de la compuerta sea igual o mayor al área hidráulica de la sección aguas abajo.

De acuerdo a lo mencionado podemos asumir ∆ hc≈ 0.

d3+V 3

2

2g=d4+

V 42

2g+0.15

V 32

2g


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d3+0.85V 3

2

2g=0.864m. , por continuidad: V 2=

Qb3 × d3

= 1.003.0×d3

Remplazando valores obtenemos: d3=0.857m. → V 3=0.388m /s .


d2+V 2

2

2g=d3+

V 32

2g+∆ hr

∆ hr= Pérdida de carga por rejilla:

∆ hr=β sin θ( tb )

43 ×

V 22

2g+0.05m(elementos flotantes)

β: Coeficiente de acuerdo a la forma de barra= 2.42θ: Angulo de inclinación de la pantalla= 73.30ºt : Ancho del barrote de la rejilla= ½”b: Distancia entre barrotes = 0.15 m.

Entonces: ∆ hr=0.086×V 2

2

2g+0.05

d2+V 2

2

2g=0.857+ 0.3882

19.62+0.086

V 22

2g+0.05

d2+0.914V 2

2

2g=0.915m. , por continuidad: V 2=

Qb2 × d2

= 1.003.0×d2

Remplazando valores obtenemos: d2=0.908m. → V 2=0.366m /s .


d1+V 1

2

2g=z2+d2+

V 22

2g+∆ hc

z2= 0.20 m. (Variación de altura para evitar el ingreso de sedimentos)

∆ hc= pérdida de carga por curvatura, según Boussinesq:

∆ hc=0.006

h×√ A

R×

V 12

2 g

h= tirante promedio ≈ 0.90 m.A= ancho del canal = 3.00 m.R= radio de curvatura medio = 2.35 m.


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Entonces: ∆ hc=0.008×V 1

2

2g

d1+V 1

2

2g=0.20+0.908+ 0.3662

19.62+0.008

V 12

2 g

d1+0.992V 1

2

2 g=1.114 m. , por continuidad: V 1=

Qb1 ×d1

= 1.002.6×d1

Remplazando valores obtenemos: d1=1.109m . → V 1=0.346 m /s .


d0+V 0

2

2g=z1+d1+

V 12

2g+∆ hd+∆ hr+∆ he+∆ hp

z1= 0.60 m. (Altura de umbral)

∆ hd= Pérdida de carga por cambio de dirección=0.40V 0

2

2g∆ hr= Pérdida de carga por rejilla + 0.05 (elementos flotantes)

∆ he= pérdida de carga por entrada=0.3 V 02

2g

∆ hp= Pérdidas de carga por pilar = 0.15V 0

2

2g∝ = ángulo de derivación = 90º

d0+V 0

2

2g=0.60+1.11+ 0.3462

19.62+0.4

V 02

2g+0.089×

V 02

2g+0.10+0.30

V 02

2 g+0.15

V 02

2 g

d0+0.061V 02=1.816 m.

d0=1.815m.

La altura final de la compuerta móvil será:

Hmin=d0+∆ nivel+(h ) seguridad

Hmin=1.815+0.091+( h ) seguridad

Finalmente: Hmin=2.00m .

4.2.1.3.3 SISTEMA DE CONDUCCIÓN

El diseño del sistema de conducción próximo a la bocatoma Cochabamba estará conformado por tres tramos: 0+000 – 0+013.01, 0+013.01 – 0+025.01 y 0+029.01 – 0+100.00. Es importante indicar que el tramo comprendido entre las progresivas 0+000 y 0+025.01 deberá estar en la capacidad de


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conducir caudales por encima del caudal de diseño (>1.00 m3/s), esto debido al posible inadecuado manejo de las compuertas de regulación; estos excedentes serán evacuados a través del aliviadero de demasías (0+025.01 – 0+029.01).

GRÁFICO Nº 13: SISTEMA DE CONDUCCIÓN

CANAL DE CONDUCCIÓN 0+000 – 0+013.01

Inmediatamente después de la estructura de derivación, se dispondrá de canal de conducción rectangular; será de concreto armado de f’c=210 kg/cm2. Considerando un caudal de conducción de 1.00 m3/s, pendiente de 0.001 y buscando la máxima eficiencia hidráulica, se considera un ancho de 1.20 m. La altura del canal es variable en función a la topografía.

En la ingeniería práctica el diseño de canales se considera en flujo uniforme, siendo la fórmula más empleada la de Manning:

Q=A R

23 S

12

n

Q= caudal (m3/s)A= área de la sección transversal.R= radio hidráulico. S= pendienten= coeficiente de rugosidad según Kutter, Manning ó Cowan.

Las características hidráulicas se presentan en el siguiente cuadro:

CUADRO Nº 6: CANAL DE CONDUCCIÓN 0+000 – 0+013.01Q (m3/seg.) B (m) z S (m/m) n H Y (m) V (m/s) F

1.00 1.20 0.00 0.0010 0.015 4.00 - 1.50 0.81 1.03 0.368


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GRÁFICO Nº 14: CANAL DE CONDUCCIÓN 0+000 – 0+013.01

GRÁFICO Nº 15: PERFIL CANAL DE CONDUCCIÓN 0+000 – 0+013.01

CANAL DE CONDUCCIÓN 0+013.01 – 0+025.01

Canal rectangular de concreto armado de f’c=210 kg/cm2, pendiente 0.001, ancho 1.20 m. y altura constante de 1.50. Caudal de diseño de 1.00 m3/s; asimismo, se ha considerado el tránsito de caudal imprevisto de 1.50 m3/s.

CUADRO Nº 7: CANAL DE CONDUCCIÓN 0+013.01 – 0+025.01Q (m3/seg.) B (m) z S (m/m) n H Y (m) V (m/s) F

1.00 1.20 0.00 0.0010 0.015 1.50 0.81 1.03 0.368

1.50* 1.20 0.00 0.0010 0.015 1.50 1.11 1.12 0.340

* Caudal Imprevisto.


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GRÁFICO Nº 16: CANAL DE CONDUCCIÓN 0+013.01 – 0+025.01

CANAL DE CONDUCCIÓN 0+029.01 – 0+100.00

Después de la estructura de alivio, se contará con canal rectangular de concreto armado de f’c=210 kg/cm2, pendiente 0.001, ancho 1.20 m. y altura constante de 1.20. Las características hidráulicas se presentan en el siguiente cuadro:

GRÁFICO Nº 17: CANAL DE CONDUCCIÓN 0+029.01 – 0+100.00

CUADRO Nº 8: CANAL DE CONDUCCIÓN 0+029.01 – 0+100.00Q (m3/seg.) B (m) z S (m/m) n H Y (m) V (m/s) F

1.00 1.20 0.00 0.0010 0.015 1.20 0.81 1.03 0.368

4.2.1.3.4 ALIVIADERO DE DEMASÍAS

Se dispondrá de aliviadero lateral de demasías entre las progresivas 0+025.01 – 0+029.01:


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GRÁFICO Nº 18: PLANTA – ALIVIADERO DE DEMASÍAS

Un vertedero es una simple abertura sobre la cual fluye un líquido; los vertederos pueden clasificarse de diferentes maneras según su forma, el espesor de la pared, el tipo de descarga y contracciones.

Estas estructuras consisten en escotaduras que se hacen en la pared o talud del canal para controlar el caudal, evitándose posibles desbordes que podrían causar serios daños, por lo tanto su ubicación se recomienda en todos aquellos lugares donde exista este peligro. Los caudales de exceso a eliminarse, se originan por fallas de control en las estructuras de represamiento (bocatoma); estos excesos deben descargar con un mínimo de obras de arte, buscando en lo posible cauces naturales para evitar obras adicionales.

NIVEL DE CORONA

En condiciones normales (sin presencia de obras de arte adicionales), se considera el nivel de corona del aliviadero igual al tirante normal del caudal de diseño (Q=1.00 m3/s), tirantes superiores serán evacuados por la estructura de control de demasías.

GRAFICO Nº 19: SECCIÓN TRANSVERSAL - ALIVIADERO


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LONGITUD

La longitud del vertedero según Forchheiner:

Q=μ23√2g× L× h

32

Q= Caudal a derivar (m/s)L= Longitud del vertedero (m)h= Carga sobre la cresta del vertedero (m)μ= coeficiente de descarga

CUADRO Nº 9: COEFICIENTE DE CONTRACCIÓN EN ALIVIADEROS

Las condiciones de flujo que existirá en el vertedero lateral será de flujo subcrítico, la variación de niveles entre el caudal máximo de entrada (1.50 m3/s) y el caudal de salida (1.0 m3/s) es de 0.306 m; se tienen dos opciones iniciales: dimensionar la longitud del vertedero para evacuar los 0.5 m3/s, que de por sí va a resultar notablemente grande (L>6.15 m) ó bajar el nivel de la corona del vertedero por debajo del nivel del caudal normal de diseño (1.0 m3/s); esto quiere decir que para caudales iguales a 1.0 m3/s existirá un caudal que será vertido sobre el aliviadero afectando directamente los requerimientos hídricos de las zonas a irrigar aguas abajo de la estructura.

Para dar solución a estos dos inconvenientes será necesario la implementación de una pantalla frontal reguladora de nivel, que garantice el incremento de la carga sobre el vertedero y así poder


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evacuar el caudal requerido, la cota base de la pantalla será igual al tirante para 1.0 m3/s. El vertedero deberá estar en la capacidad de evacuar el caudal sin ocasionar excesivo remanso que ponga en peligro la estructura a causa de desbordamientos.

De lo anteriormente mencionado, la longitud mínima del vertedero según Forchheiner:

Q=μ23√2g× L× h

32

Lmin=2.95m

Finalmente se ha considerado una longitud de vertedero de 4.00 m.

4.2.1.4 CÁLCULO EN MUROS DE CONTENCION

El procedimiento a seguir en el proyecto de estructuras de contención consiste, como en el caso de muchos otros tipos de estructuras, esencialmente en la repetición sucesiva de dos pasos: (1) la selección tentativa de las dimensiones de la estructura, y (2) el análisis de la estabilidad de la misma, frente a las fuerzas que la solicitan. Si el análisis indica que la estructura no es satisfactoria, se alteran las dimensiones y se efectúa un nuevo análisis.

En el análisis de la estabilidad deberá comprobarse que la estructura tenga resistencia suficiente como para: (a) Impedir que el muro pueda deslizarse por el plano de su base, o uno situado por debajo de la misma; (b) resistir la presión máxima en el borde exterior de la base sin que el muro llegue a volcar; (c) soportar las fuerzas verticales, incluido el peso del terraplén, sin asentamiento excesivo, volcamiento, o deslizamiento hacia fuera del muro.

4.2.1.4.1 EMPUJE SOBRE ESTRUCTURAS DE CONTENCION

Una porción de suelo se encuentra sometido a esfuerzos a una determinada profundidad, si estos esfuerzos no sobrepasan los máximos permisibles, el cuerpo se mantiene en reposo; de aquí surge lo que llamamos Resistencia al Corte de Suelos.


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Para conocer la resistencia al corte de los suelos es necesario incrementar los esfuerzos y llevar al suelo al borde de la rotura (para fines explicativos σ 1>σ3). Mohr encontró una relación entre estos esfuerzos (σ 1, σ3) y los reflejó mediante el “Círculo de Mohr”.

Del Diagrama de Mohr, en el instante de la rotura, existe una relación definida entre el esfuerzo principal mayor σ 1 y la menor σ 3, que se deriva por geometría:

σ 1+d=OA+AB σ 3+d=OA−AB

¿OA+OA sin∅ ¿OA−OA sin∅

σ 1+d=OA ¿ σ 3+d=OA ¿

de estas expresiones resulta:

σ 1=σ3( 1+sin∅1−sin∅ )+d( 1+sin∅

1−sin∅−1)

pero como:

d=ccos∅sin∅

=c √1−sin2∅sin∅

se obtiene:

σ 1=σ3( 1+sin∅1−sin∅ )+2c √ 1+sin∅

1−sin∅

σ 1=σ3 tg2(45+∅2 )+2c tg(45+∅

2 )Llamando: N∅=tg2(45+∅

2 )Resulta: σ 1=σ3 N∅+2c √N∅ Suelos Mixtos

Si c=0: σ 1=σ3 N∅ Suelos Granulares

Si ø=0: σ 1=σ3+2c Suelos Cohesivos

En un material sin cohesión, la relación entre las dos tensiones principales no puede exceder el valor:

σ1

σ3

=N∅=tg2(45+∅2 )


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La presión vertical σ V de la masa de arena puede ser tanto la tensión principal mayor como la

menor, es decir, que la relación K=σ H

σV

puede adquirir cualquier valor entre los límites:

K A=σ H

σ V

= 1N∅

=tg2(45−∅2 ) K P=

σ H

σV

=N ∅=tg2(45+∅2 )

CÁLCULO DEL EMPUJE ESTÁTICO (RANKINE, COULOMB)

El empuje de la tierra sobre las estructuras de contención depende de varios factores: las propiedades físicas del suelo, la interacción entre el suelo y la estructura de retención, el comportamiento geológico del suelo, las características de deformación del suelo y de la estructura y además de la carga impuesta.

En el cálculo de empujes existen tres hipótesis generales:

El muro puede desplazarse por giro o deslizamiento en una distancia suficiente como para que se alcance a desarrollar toda la resistencia al corte del terraplén o relleno.

La presión del agua en los poros del relleno es despreciable. Las constantes del suelo que aparecen en las fórmulas del empuje tienen valores definidos

y pueden determinarse con exactitud.

Se distinguen dos formas básicas de empujes de tierra. Si la masa de suelo empuja al muro de contención y tiende a desplazarlo se tiene un caso de empuje activo. Por el contrario, si el muro de contención empuja a la masa de suelo se tiene un caso de empuje pasivo. Es de tener presente que los dos empujes, activo y pasivo se indican en general, en términos de fuerza por unidad de longitud de la estructura de retención.

Las dos teorías que sirven de base para la determinación del empuje activo y pasivo, en el caso de análisis estático, son la teoría de Coulomb (1776) y la teoría de Rankine (1857). La investigación ha mostrado que las dos teorías describen con mayor exactitud el comportamiento de los suelos no cohesivos (c=0). Fue Terzaghi el primero en reconocer la influencia de la magnitud de la fuerza lateral sobre el movimiento de la estructura de contención.

Además, se deben suponer ciertas condiciones:

No existe fricción entre la parte interior del muro de contención y el suelo. El suelo es un material granular homogéneo. Se supone que la superficie de falla es plana.

CÁLCULO DEL EMPUJE PSEUDOESTÁTICO (MONONOBE OKABE)

Los métodos de análisis básicos que pueden emplearse para la estimación de los empujes de tierra sobre los muros de contención, es tema de importancia para el diseño seguro de estribos y muros de protección, más aun cuando se tienen que considerar los posibles efectos sísmicos.


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El análisis de los empujes sobre las estructuras de contención es un tema complejo, que requiere de simplificaciones para su consideración en los cálculos del proyecto; en donde no solamente interesan las fuerzas actuantes sobre el muro de contención sino también el estado límite de cargas cuando ocurra la falla en el relleno.

El método seudo-estático desarrollado por Mononobe Okabe (1926) es el usado con más frecuencia en el cálculo de las fuerzas sísmicas del suelo actuando sobre el muro de contención. El análisis es una extensión de la teoría de falla de Coulomb, tomando en cuenta las fuerzas de inercia horizontal y vertical en el suelo. Se consideran las siguientes hipótesis:

La cimentación se desplaza lo suficiente para que se desarrollen las condiciones de máxima resistencia o presión activa en el suelo.

El relleno es granular con un ángulo de fricción ø. El relleno es no saturado, de modo que no se consideran problemas de la ecuación.

Las consideraciones de equilibrio de la cuña de suelo sobre el estribo, tal como se muestra en el Gráfico Nº 2.4 conducen a un valor EAE, de la fuerza activa ejercida sobre la masa de suelo mediante el estribo y viceversa. Cuando el estribo está en el punto de falla, EAE está dada por la expresión:

EAE=12 [ (1−K v )K AE ] γ H 2

EAE= Empuje activo dinámico (Tn/m)K v = Coeficiente sísmico verticalK AE = Coeficiente de empuje activo sísmico o dinámicoγ = Peso Volumétrico del Terraplén (Tn/m3)H = Altura a la cara de Suelo (m)

Además el coeficiente de empuje activo sísmico K AEes:

K AE=cos2 (∅−θ−β )

ψ cosθcos2 β cos ( δ+β+θ )

ψ=[1+√ sin (∅+δ )sin(∅−θ−i)cos (δ+β+θ ) cos(i−β) ]

2

θ=arc tan [ Kh

(1−K v ) ]∅ = Angulo de fricción del sueloδ = Angulo fricción entre el estribo y el sueloi = Angulo de inclinación del rellenoβ = pendiente de la cara de suelo

Kh = Coeficiente de aceleración horizontal = A2


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K v = Coeficiente de aceleración vertical (0.30 Kh ≤ K v≤ 0.50 Kh )A= coeficiente de aceleración sísmica

La expresión equivalente para el empuje pasivo sísmico:

EPE=12 [ (1−K v ) KPE ] γ H 2

K PE=cos2 (∅−θ+β )

ψ ' cosθcos2 β cos (δ−β+θ )

ψ '=[1−√ sin (∅−δ )sin (∅−θ+i)cos (δ−β+θ ) cos(i−β) ]

2

La altura del punto de aplicación del empuje activo estático EA, medida desde la base del estribo, es igual a H/3 (H=altura del estribo). Esta altura al igual que el valor del empuje aumentan con la introducción de los efectos sísmicos, al respecto existen dos prácticas aceptadas: La primera supone que el empuje activo dinámico EAE equivale a una carga uniformemente repartida y en consecuencia la resultante de fuerzas se aplica a H/2. Otro procedimiento consiste en dividir el efecto del empuje activo dinámico EAE en el efecto estático, esto es, el empuje activo estático EA aplicado a H/3 de la base del estribo más el efecto dinámico adicional ∆ AE=EAE−EA, que se aplica a una altura igual a 0.60H de la base del estribo. Sin duda el segundo criterio es el más aceptable.

H=∆ AE× (0.60 H )+EA (

H3)

EAE


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4.2.1.4.2 CONDICIONES CRÍTICAS DE LOS MUROS

Un adecuado análisis de estabilidad requiere evaluar condiciones críticas de los muros de contención; esto quiere decir que se analizaran situaciones de carga probables en el funcionamiento de la estructura. Las situaciones más críticas se presentan a continuación:

Condición I (Presión de Tierra + Presión Sísmica): Considerando la presión de la tierra de relleno; adicionalmente en un eventual sismo, el muro deberá estar en condiciones de amortiguar las fuerzas inerciales.

Condición II (Presión de Tierra + Sobrecarga): Se presenta por lo general durante el proceso constructivo de la obra. La sobrecarga de maquinaria pesada durante la construcción merece consideración, para esto se considera una sobrecarga equivalente en altura de relleno (Por lo general se considera de 0.60 a 0.90 m.).

Condición III (Presión de Tierra + Presión Hidrostática): Durante el funcionamiento de la estructura el suelo sufre saturaciones en sus poros, esto genera incremento en las presiones que deberán ser considerados, estarán en función a la profundidad del nivel freático.

Deberá analizarse las tres condiciones críticas y el diseño deberá cumplir con todas ellas para garantizar la estabilidad de la estructura.

4.2.1.4.3 CONDICIONES CRÍTICAS DE LOS MUROS

ESTABILIDAD AL VOLTEO

Se analizará la estabilidad al volteo en el punto estratégico “A”; el F.S.V.=2 (factor de seguridad al volteo); deberá estar dado por la siguiente condición:

M resistente

M volteo

≥ 2

ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

Se analizará la estabilidad al deslizamiento horizontal, el F.S.D.=1.50 (factor de seguridad al deslizamiento); la posición general será:

Fresistente

Fdeslizamiento

≥ 1.50

ESTABILIDAD POR CAPACIDAD PORTANTE

El cálculo de los esfuerzos sobre el terreno se lleva a cabo empleando la ecuación de los esfuerzos combinados:

σ= PA

±P × e×Y

I

P= Resultante de cargas actuantesA= Área de la zapata


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e= Excentricidad de la resultanteY= Distancia al cual se quiere hallar los esfuerzos a partir del ejeI= Momento de Inercia de la sección analizada

4.2.1.4.4 CALCULOS

En la estructura de represamiento existe un muro de contención típico, el cual estará cimentado sobre material granular de lecho de río.


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PROYECTO:

DESCRIPCION:

5.80 m. 34.00 º 280.00 Kg/cm2

0.50 m. 30.00 º 2.51E+05 Kg/cm2

0.80 m. 0.36 126.00 Kg/cm2

3.00 m. 0.18 4200.00 Kg/cm2

1.20 m. 0.07 2.00E+06 Kg/cm2

0.80 m. 1.80 Tn/m3 1680.00 Kg/cm2

5.00 m. 3.00 Kg/cm2 5.00 cm.

0.00 º 0.90 m. 1.00

2.96 º -3.00 m. 0.88

0.28 0.28 0.28

11.08 Tn. 11.08 Tn. 11.08 Tn.

24.38 Tn-m. 24.38 Tn-m. 24.38 Tn-m.

0.43 1.62 Tn/m2 3.60 Tn/m2

4.69 Tn. 3.02 Tn. 6.48 Tn.

18.56 Tn-m. 9.98 Tn-m. 7.78 Tn-m.

42.94 Tn-m. 34.36 Tn-m. 32.16 Tn-m.

150.45 Tn-m. 167.46 Tn-m. 150.45 Tn-m.

3.50 OK 4.87 OK 4.68 OK

15.77 Tn. 14.11 Tn. 17.56 Tn.

28.34 Tn. 31.02 Tn. 28.34 Tn.

1.80 OK 2.20 OK 1.61 OK

0.41 m. 0.14 m. 0.20 m.

15.43 Tn/m2 13.17 Tn/m2 12.84 Tn/m2

5.19 Tn/m2 9.39 Tn/m2 7.78 Tn/m2

30.00 Tn/m2 30.00 Tn/m2 30.00 Tn/m2

CAPACIDADPORTANTE

Momento Actuante M2

II CONDICION: PRESION DE TIERRA + SOBRECARGA

A NIVELFONDO DEZAPATA

CAPACIDADPORTANTE

Esfuerzo Extremo Punta

Capacidad Portante

III CONDICION: PRESION DE TIERRA + PRESION HIDROSTATICA

A NIVELFONDO DEZAPATA

Coef. Empuje Activo Estático"Ka"

Empuje Activo Estático"Ea"

Momento Actuante M1

Carga Distribuida

Δ Empuje Activo Hidróstatico "Ea"

Momento Actuante M2

Momento Actuante Total

Momento Resistente

DESLIZAMIENTO

Fuerza Horizontal Actuante

Factor de Seg. al Deslizamiento



Momento Actuante M1

Carga Distribuida

Altura

Peralte Superior

Peralte Inferior

Longitud de Talón

Longitud de Punta

Peralte

Longitud Total

Ángulo de Terraplen "i"

Ángulo de Pantalla "β"





OTROS

Δ Empuje Activo Estático"Ea"


TERRAPLEN

Factor de Seguridad al Volteo

Fuerza Horizontal Resistente

I CONDICION: PRESION DE TIERRA + PRESION SISMICA

Coef. Empuje Activo Dinám."Kae"

Δ Empuje Activo Dinámico"Eae"

Momento Actuante M2

A NIVELFONDO DE

ZAPATA

CALCULOS DE PARAMETROS DE ESTABILIDAD


TERRAPLEN

Momento Actuante M1

Nivel de Agua Subterránea

VOLTEO

DESLIZAMIENTO

ZAPATA

DATOS ESTRUCTURALES

MATERIALES

DATOS GEOMETRICOS

OTROS

Concreto

Módulo de Elasticidad Ec

Esfuerzo Máximo fc

Acero

Sobrecarga Equivalente

Módulo de Elasticidad Es

Esfuerzo Máximo fs

Recubrimiento

Factor de Carga "Ø"

"j"

Peso Volumétrico

Capacidad Portante

SISTEMA DE RIEGO COCHABAMBA

ESTRUCTURA DE REPRESAMIENTO: MURO DE CONTENCION MARGEN IZQUIERDA - DERECHA

DISEÑO MURO DE CONTENCION EN VOLADIZO

DATOS GEOTECNICOS

PANTALLA

Ángulo de Fricción "Ф"

Ang. de Fricción Estribo y Suelo "δ"

Coef. de Aceleración Sísmica "A"

Coef. de Aceleración Horizontal "KH"

Coef. de Aceleración Vertical "KV"


Excentricidad

Esfuerzo Extremo Talón

VOLTEOMomento Resistente






Excentricidad


Capacidad Portante

Excentricidad

VOLTEO Momento Resistente

DESLIZAMIENTO


CAPACIDADPORTANTE


Capacidad Portante


4.2.1.5 DISEÑO DE LAS COMPUERTAS

4.2.1.5.1 ANALISIS DE COMPUERTAS

Para la selección del tipo de compuerta se tomó en cuenta las siguientes condiciones:

Diseño de las obras civiles (Dimensiones y numero de compuertas). Control grueso del caudal de ingreso de Bocatoma. Control fino del caudal de ingreso de Bocatoma Periodo de flujo del agua del río Chotano (Enero a Marzo). Nivel de agua (0.0 m a 3.5 m max. de altura) en los meses de avenidas, por lo tanto la

compuerta trabajará a baja presión en meses de estiaje y a media presión en meses de avenidas.

Facilidad y seguridad de operación. Mantenimiento mínimo.

SELECCIÓN DEL TIPO DE COMPUERTA


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La Compuerta propuesta es del tipo deslizante (4.55 x 2.10 m) izado mediante tecles eléctrico/mecánico, apoyadas sobre vigas carrileras.

Para regulación fina del caudal de ingreso se propone una compuerta plana de izaje mediante pedestal.

GRAFICO Nº 20: UBICACIÓN DE COMPUERTAS

4.2.1.5.2 DISEÑO DE COMPUERTAS

GENERALIDADES

Se considera que un margen por corrosión y desgaste de 1/16” sea suficiente en condiciones normales de operación. En todos los cálculos se ha incrementado el espesor de las mismas en 1/16”, lo que también se indica en los planos donde las dimensiones ya incluyen el sobre espesor.

CRITERIOS DE DISEÑO

La acción de las cargas estáticas sobre la compuerta La acción de la carga Hidrodinámica. Cargas de rozamiento Cargas por el tipo de accionamiento Carga de izamiento Peso propio de la compuerta

NORMAS DE DISEÑO

Los diseños para las obras Hidromecánicas se efectuarán de acuerdo a las normas o recomendaciones de las últimas ediciones publicadas por las siguientes instituciones:

American Society for Testing and Materials (ASTM) American Institute of Steel Construction (AISC)


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American Welding Society (AWS) American Society of Mechanical Engineers (ASME) American Concrete Institute (ACI) American National Standard Institute (ANSI) American Water Works Association (AWWA) Deutches Institute fur Normung (DIN)

MATERIALES

Todos los materiales a usarse deberán ser los adecuados para el servicio propuesto con respecto a retención de propiedades mecánicas satisfactorias y resistencia a la corrosión, erosión, oxidación y cualquier otro tipo de deterioro durante el servicio propuesto.

Para la estructura y tableros se ha previsto el uso de acero estructural ASTM A-36. En ejes, acero AISI 4140 Para engranajes, acero forjado ASTM A 291 En bocinas y/o discos de empuje, bronce ASTM B 584 Para ensamble, pernos, acero ASTM A 395

Todos los materiales para soldaduras deberán cumplir con los requisitos o ser equivalentes a las especificaciones AWS-ASTM.

COMPONENTES

COMPUERTAS

Se prevé la instalación de unas compuertas planas deslizantes como parte del sistema de captación de la bocatoma Cochabamba, izadas mediante tecles.

Los tableros de la compuerta se fabricarán de planchas y perfiles de acero estructural los cuales se soldarán respectivamente. Las soldaduras serán herméticas al agua.

Los sellos de base o de umbral, de tipo compresión rectangular y serán de caucho sintético resistente al envejecimiento (neopreno) y asegurados mediante barras de acero, pernos de acero, tuercas y arandelas de acero inoxidable. Todos los empalmes serán vulcanizados el tiempo suficiente como para desarrollar una mínima resistencia a la tensión de no menos del 50% de la resistencia a la tensión del material no empalmado.

Las conexiones del sistema de izaje (pórtico) para cada compuerta serán de perfiles de acero estructural y serán suministradas para que funcionen correctamente durante el izaje. Las líneas centrales de todas las conexiones estarán ubicadas en el plano vertical que pasa a través del centro de gravedad de la compuerta para un izaje simple y equidistantes para dos sistemas de izaje en común.

GRAFICO Nº 21: VISTA FRONTAL TABLERO


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GUÍAS Y MARCOS

Las guías y marcos para las compuertas se fabricarán de perfiles y planchas de acero estructural, y las superficies deslizantes y las superficies de sello del dintel lateral, umbral y tope, que serán de acero resistente a la corrosión.

Se incluirán los soportes de acero estructural y metales empotrados que se requieran para soportar la extensión del pórtico del sistema de izaje.

GRAFICO Nº 22: MARCO LATERAL

CÁLCULOS EFECTUADOS

VERIFICACIÓN DEL TABLERO

La verificación de tablero por esfuerzo flexionante:


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σ= kP100 ( a

t )2

<σ ad< 2

3fy

k= cte. de dimensión de la planchaP= presión actuantea= ancho de la planchat= espesor de la planchaσad= esfuerzo admisible del material fy= esfuerzo de fluencia del material

VERIFICACIÓN DE VIGAS

a) Por esfuerzos de fluencia σf =Mmáx

Sx<σ ad

Mmáx= momento máximo actuante en la plancha

Sx= módulo de sección de la viga

b) Por esfuerzo Cortanteτ=Sc

A<σ ad

Sc= fuerza cortante en la viga

A= área de la viga

c) Por deflexiónf=5waLa2

384 IE< fmáx= La

800

wa= carga crítica por unidad de longitud actuante en la compuertaLa= longitud total de la vigaI= momento de Inercia de la vigaE= módulo de elasticidad de la viga

4.2.1.5.3 ESPECIFICACIONES TECNICAS

GENERALIDADES

El cálculo de las Compuertas se ha realizado según las normas DIN 19704 y/o AISC. Sin embargo, el Contratista deberá hacer una revisión del diseño y podrá proponer los cambios que crea conveniente, los cuales deben ser aprobados por la supervisión.

El Contratista deberá realizar los diseños y elaborar los planos de fabricación y montaje necesarios, tomando como referencia los detalles mostrados en los planos.

Se considera que un margen por corrosión y desgaste de 1/16” sea suficiente en condiciones normales de operación. En todos los cálculos se ha incrementado el espesor de las mismas en 1/16”, lo que también se indica en los planos donde las dimensiones ya incluyen el sobre espesor.


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DOCUMENTOS DE FABRICACIÓN Y MONTAJE

Antes del inicio de cualquier fabricación, el Contratista deberá someter a la aprobación del Supervisor, un trabajo completo de los cálculos, procedimientos de soldadura y planos completamente acotados mostrando todos los detalles requeridos y la siguiente información:

Cronograma detallado y coordinado de la fabricación y el montaje. Especificación(es) que los materiales de construcción deberán cumplir. Procedimientos para la soldadura. Procedimiento de montaje, incluyendo los equipos previstos. Programa para las pruebas hidráulicas.

MATERIALES

Todos los materiales a usarse deberán ser los adecuados para el servicio propuesto con respecto a retención de propiedades mecánicas satisfactorias y resistencia a la corrosión, erosión, oxidación y cualquier otro tipo de deterioro durante el servicio propuesto.

Para la estructura y tableros se ha previsto el uso de acero estructural ASTM A 36; para ejes, acero AISI 4140; para engranajes, acero forjado ASTM A 291; para bocinas y/o discos de empuje, bronce ASTM B 584; para pernos, acero ASTM A 325; para tuberías, acero ASTM A 53 - A; para juntas de caucho, caucho sintético según ASTM D 2000. El contratista podrá proponer materiales equivalentes o mejores, los cuales deberán ser aprobados por la supervisión.

Cuando un material que está de acuerdo con una determinada especificación, está en contacto o se halla soldado a otro material que responde a una distinta especificación, tales materiales deberán ser compatibles.

Todos los materiales para soldaduras deberán cumplir con los requisitos o ser equivalentes a las especificaciones AWS-ASTM.

FABRICACIÓN Y MONTAJE

La fabricación, el montaje, los controles de soldadura y las pruebas, deberán ser coordinados en un plan de trabajo que deberá ser aprobado por la supervisión.

PREPARACIÓN DE LA PLANCHA

a. Todos los materiales deberán estar libres de escamas, suciedad, grasa, aceite y otros materiales extraños. Cualquier material que muestre corrosión diseminada por oxidación o que contenga laminaciones será rechazado.

b. Se prestará especial atención en la exacta preparación y ensamble de partes. El biselado de los cantos a ser soldados se realizará con biseladora o cortadora de flama. La preparación de agujeros se realizará de preferencia con taladro.

c. Todas las muescas sean redondas o con filo, serán removidas de las superficies cortadas con flama por medio de esmerilado que permita la fusión pareja con las superficies adyacentes de la plancha. Todo metal quemado, escoria y escama será removido por medio de esmerilado.


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d. Las superficies de canto no contendrán grietas, quebraduras, laminaciones, escorias u otros defectos. Toda aspereza en los cantos de las planchas será removida, cantos afilados serán redondeados o biselados.

e. Cuando se requiera soldadura de empalme a tope entre planchas de diferente grosor, la plancha más gruesa deberá ser afinada para formar una cinta de transición de un ancho mayor que cuatro veces la diferencia en el grosor de la plancha.

f. Elementos fabricados parcialmente deberán ser convenientemente apuntalados y soportados para prevenir daños y distorsión durante la fabricación, transporte, manejo y almacenamiento.

TOLERANCIAS

Se pondrá especial cuidado en los siguientes requisitos:

a. En general, deberá evitarse cualquier tipo de deformaciones; en especial en las superficies que sirven de apoyo y guía, las cuales deben mantenerse dentro de una tolerancia de 1/1500.

b. La cara frontal del Tablero de las compuertas deberá permanecer en un mismo plano, con una tolerancia de 1/1000.

c. De igual manera, la cara del marco sobre la que desliza el tablero, deberá ser montada con una tolerancia de alineamiento de 1/1000; y con deformaciones localizadas en la zona de las guías de no más de 1/1500.

SOLDADURA

El Contratista someterá a la aprobación de la Supervisión los detalles del Procedimiento de Soldado que se pretende seguir.

Todo trabajo de soldadura será hecho por soldadores calificados con satisfactoria experiencia en el particular procedimiento de soldadura a seguir y en las posiciones y uso de materiales.

La secuencia del apuntalamiento y de la soldadura será determinada por el Contratista y deberá ser tal que reduzca la distorsión y minimice los esfuerzos debidos a la contracción. Toda soldadura será depositada en una secuencia que balancee el calor de soldadura aplicada en varios lados tanto como sea posible mientras la soldadura progresa. Al inicio de la soldadura de cualquier junta fijada, este continuará hasta completarse o hasta el punto que asegure libertad de ruptura o quiebre antes de que la soldadura de la junta haya enfriado bajo la mínima temperatura de precalentamiento aprobado.

Los electrodos se mantendrán en recipientes a prueba de humedad y serán guardados en un lugar mantenido a la temperatura recomendada por el fabricante de los electrodos. Electrodos que hayan sido expuestos a excesiva humedad o que muestren signos de cualquier otra deterioración no se deberán emplear.

Las soldaduras de tope se harán en lo posible a ambos lados de la plancha. Las juntas soldadas a tope, a uno o ambos lados, deberán presentar penetración completa y fusión total. Se tomará especial cuidado en asegurar que la distorsión debida a contracción del metal de soldadura sea mínima. La superficie de la soldadura deberá dejarse tal cual, previendo que ésta se halle libre de estrías, ondas, traslapes o aristas abruptas.

INSPECCIONES, ENSAYOS Y PRUEBAS


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El Contratista será responsable de la inspección y pruebas necesarias para el control de calidad de la fabricación. Esto incluirá supervisiones de control para asegurar que la calidad de los materiales, fabricación, preparación de los bordes, etc. estén de acuerdo con esta especificación, con los planos y con los procedimientos de soldadura que hayan sido aprobados para construcción por el Supervisor.

Todos los materiales, fabricación, soldaduras, etc. provistos, de acuerdo con esta especificación, serán sujetos a inspección en los talleres del contratista y en la obra por el Supervisor. Los inspectores del Supervisor tendrán libre acceso a todas las partes del taller del Contratista relacionadas con las Compuertas.

El Contratista proporcionará al inspector del Supervisor todas las facilidades para el cumplimiento de su trabajo para poder probar que esta especificación y la documentación pertinente sean cumplidas.

Al término del montaje se realizará una prueba de filtración, en la cual la compuerta se carga a su máxima presión y en tal caso las filtraciones no deben sobrepasar los 10 lts/min/m.

PINTADO

Al completar satisfactoriamente la fabricación en el taller y pasadas las pruebas pertinentes, el Contratista preparará y aplicará el sistema aprobado de pintado a todas las superficies de los componentes de la tubería de presión, antes del envío a obra.

Los extremos de los elementos que están preparadas para ser soldados en obra, serán pintadas con anticorrosivo especial de tal manera que permita la aplicación de soldadura sin afectarla, no se aplicará otro tipo de pintura por lo menos 150 mm del extremo.

Luego de terminadas las soldaduras de obra y de pasadas las pruebas, se limpiará la superficie afectada y se aplicará la pintura faltante como especificado. Así mismo, se reparará la pintura malograda durante el manipuleo.

El siguiente sistema de pintado será aplicado a todas las superficies metálicas de Compuertas.

a. Limpieza de todas las superficie por arenado al grado Sa 2.5. Todos los arenados y pintados serán hechos hasta 200 mm donde esas partes deban ser embutidas en concreto.

b. Aplicación de un anticorrosivo rico en zinc (epoxi) con una película total seca de 30 micrones. El anticorrosivo no deberá contener menos del 95% por peso de zinc metálico en la película seca.

c. Aplicación de sucesivas manos con pintura epóxica a base de alquitrán, resistente al agua y a los agentes atmosféricos. Los sistemas alternativos de pintura serán aprobados por la supervisión. El espesor total garantizado de las manos de pintura será de 450 micrones.

d. La película de pintura deteriorada y los depósitos blancos grisaceos (debido a las soldaduras) a lo largo de la unión serán removidas por la misma operación del arenado. Los depósitos visibles, fuera de esta área, serán limpiados con agua fresca o removidos por arena suave si no se dispone de agua.

Para las uniones de soldadura que hayan sido recocidas, la zona afectada por el calor a lo largo de estas uniones será tratada en la misma forma que se indica arriba.

PREPARACIÓN Y EMBARQUE A OBRA


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En general, el manipuleo de todos los elementos de las Compuertas, será hecho de tal manera de evitar golpes que pudieran afectarla con pandeo local permanente, o abollar los biseles de soldadura.

4.2.1.5.4 CALCULOS JUSTIFICATORIOS

El presente cálculo justificatorio corresponde a la compuerta deslizante 4.55 x 2.10 m., ubicada en el sistema de barrajes móviles de la bocatoma Cochabamba.

DISEÑO DE COMPUERTA PLANA

Las condiciones de diseño:

- Ancho de apertura (Β) = 4.55 m.

- Alto de compuerta (Hcomp.) = 2.10 m.

- Altura de Apertura (Hagua- Hcomp.) = 1.40 m.

- Nivel de diseño del agua (Ls) = 1895.01 m.- Nivel de piso del agua (Li) = 1891.51 m.

- Altura de agua (Hagua) 3.50 m.

- Deflexion maxima de la viga principal = L/1000- Altura de Elevacion (h1) = 2.10 m.

- Esfuerzo de fluencia del acero (σy) = 2500 kg/cm2

- Esfuerzo admisible (2/3 σy) (σa) = 1666.67 kg/cm2

- Espesor de plancha = 0.375 Pulg.= 3/8"- Numero de vigas horizontales = 3- Distancia entre vigas Hvig 0.84

GRAFICO Nº 23: DISPOSICION VERTICAL DE COMPUERTA


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CARGAS DE DISEÑO

FUERZA DEL AGUA (W1)

El cálculo de la fuerza del agua por unidad de longitud (w1) será:

- Peso especifico del agua (Pe) = 1000 kg/m3

=

H(1-2) = Ls - Li = = 3.5 m.

w1 = (H2-h2)pe/2 = 5145 kg/m

FUERZA TOTAL DEL AGUA (W1)

La fuerza total del agua para un ancho de compuerta de 4.55 m. será:

W1 =w1xΒ = 23409.8 kg.

TENSIONES EN EL TABLERO


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Utilizando la formula de Timosenko de placa rectangular empotradapara el calculo de esfuerzo deflexion.

(alto de placa) a = 0.840 Menor dimension de la placa(ancho de placa) b = 1.000

b/a = 1.190Interpolando obtenemos el valor de K

b/a = 1.00 K = 30.90

b/a = 1.19 K0 = ?

b/a = 1.25 K = 40.10

De Tablas. K0 = 37.9

Espesor de plancha = 0.375 Pulg.= 0.0095 m.

Presion sobre la placa (P)=Pe(Hagua-(h1/2)) = 2450 Kg/m2

= 0.245 Kg/cm2

Esfuerzo flexionante en la placa

Esfuerzo en la Placa =((ko xP)/100 )x(a/t)2) = 722.008 Kg/cm2< 1666.67 Kg/cm2

OK

2

100

t

akP

VIGAS HORIZONTALES

Se analizará el esfuerzo de fluencia, el esfuerzo cortante y la deflexión:

Carga de agua en las vigas h. de viga desde el piso

Altura de carga de viga sup. (Hagua-Hv ig 0.) = 1.50 m. Hv 0=3xHv ig= 2.00

Altura de carga de viga interm(Hagua-Hv ig 1) = 2.34 m. Hv 1=2xHv ig= 1.16

Altura de carga de viga Inferior(Hagua-Hv ig 2) = 3.18 m. Hv 2=1xHv ig= 0.32

l1 = 0.84l2 = 0.84

Peso del agua w1 = 2250 kg/m2

Peso del agua w2 = 3000 kg/m2

Cargas por unidad de longitud en las vigas

Wa=(w1xl1)/6 = 315 kg/m.

Wb=2(w1xl1)/6+2(w1xl2)/6+(w2xl2)/6 = 1680 kg/m. carga critica

Wc=2(w2xl2)/6+(w1xl2)/6 = 1155 kg/m.


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Esfuerzo de fluencia

σfc=Mc/sx = 381.408 kg/cm2

Por dato σad = 1666.67 kg/cm2

σf c < σad ok

Esfuerzo cortante

Тa=Sc/A = 118.017 kg/cm2

Deflexion

Modulo de elasticidad = 2100000 kg/cm2

La = 0.89 m. = 89 cmWb = 1680 kg/m. = 16.8 kg/cm.

f = 0.02983 cm.

Deflexion maxima de la viga

fmax=la/1000 = 0.089 cm

Por lo tantof < fmax ok

PESO A LEVANTAR

Según las condiciones de operación, las compuertas deberán levantarse sin y con presión del agua, en tal sentido se deberá calcular la capacidad del tecle:Peso de Placa Wp=(Bxh1)x75kg/m2 = 716.625 kg.Peso de Vigas = 546.58 kg.Fuerza por el Agua Wa=0.30 w1 = 7022.93 kg. a 3.50 m. de nivel de agua

Peso a levantar sin Presión de AguaWSP = 1263.21 kg.

Peso a levantar con Presión de AguaWSP = 8286.13 kg. a 3.50 m. de nivel de agua

Capacidad del Tecle = 10 TN


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4.2.2 DISEÑO DEL DESARENADOR

4.2.2.1 DEFINICION

Los desarenadores, son obras hidráulicas que sirven para separar (decantar) y remover (evacuar) después, el material sólido que lleva el agua de un canal. El material sólido que se transporta ocasiona perjuicios de las obras:

Una gran parte del material sólido va depositándose en el fondo de los canales disminuyendo su sección. Esto aumenta el costo anual de mantenimiento y produce molestas interrupciones en el servicio del canal.

Si los canales sirven a plantas hidroeléctricas, la arena arrastrada por el agua pasa a las turbinas desgastándolas tanto más rápidamente cuanto mayor es la velocidad. Esto significa una disminución del rendimiento y a veces exige reposiciones frecuentes y costosas.

4.2.2.2 CLASES DE DESARENADORES

i. En función de su operación:

Desarenadores de lavado continuo, es aquel en el que la sedimentación y evacuación son dos operaciones simultáneas.

Desarenadores de lavado discontinuo (intermitente), que almacena y luego expulsa los sedimentos en movimientos separados. Son el tipo más común y la operación de lavado se procura realizar en el menor tiempo posible con el objeto de reducir al mínimo las pérdidas de agua.

ii. En función de la velocidad de escurrimiento:

De baja velocidad v < 1 m/s (0.20 – 0.60 m/s)

De alta velocidad v > 1 m/s (1 – 1.5 m/s)

iii. Por la disposición de los desarenadores:

En serie, formado por dos o más depósitos construidos uno a continuación del otro. En paralelo, formado por dos o más depósitos distribuidos paralelamente y diseñados para una

fracción del caudal derivado.

4.2.2.3 FASES DEL DESARENAMIENTO

Fase de sedimentación Fase de purga (evacuación)

4.2.2.4 ELEMENTOS DE UN DESARENADOR

Para cumplir su función, el desarenador se compone de los siguientes elementos:

Transición de entrada: une el canal con el desarenador.


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Cámara de sedimentación: lugar en la cual las partículas sólidas caen al fondo, debido a la disminución de la velocidad producida por el aumento de la sección transversal.

Vertedero: al final de la cámara se construye un vertedero sobre el cual pasa el agua limpia hacia el canal. Las capas superiores son las que primero se limpian, es por esto que la salida del agua desde el desarenador se hace por medio de un vertedero, que hasta donde sea posible debe trabajar con descarga libre.

Compuerta de lavado o fondo: sirve para desalojar los materiales depositados en el fondo. Para facilitar el movimiento de las arenas hacia la compuerta, al fondo del desarenador se le da una gradiente fuerte del 2 al 6%. El incremento de la profundidad obtenido por efecto de esta gradiente no se incluye en el tirante de cálculo, sino que el volumen adicional obtenido se lo toma como depósito para las arenas sedimentadas entre dos lavados sucesivos.

Canal directo: por el cual se da servicio mientras se está lavando el desarenador. El lavado se efectúa generalmente en un tiempo corto, pero con si cualquier motivo, reparación o inspección, es necesario secar la cámara del desarenador, el canal directo que va por su contorno, permite que el servicio no se suspenda. Con este fin a la entrada se colocan dos compuertas una de entrada al desarenador y otra al canal directo.

4.2.2.5 DISEÑO HIDRAULICO

Q CAP = 1.000 m3/ seg Caudal de Captación

d= 0.25 mm Diámetro de las Partículas a Sedimentar

1.0 CALCULO DE LA VELOCIDAD DEL FLUJO V EN EL TANQUE

a= 44.00 Constante en Función del Diámetro

V= 22.00 cm/ seg =0.22 m/ seg


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2.0 CALCULO DE LA VELOCIDAD DE DECANTACION W

2.1 SEGÚN ARKHANGELSKI

Tabla en la cual se determina W(cm/ seg) en función del diámetro de las partículas

d (mm) w (cm/ s)

0.050 0.178

0.100 0.692

0.150 1.560

0.200 2.160

0.250 2.700

0.300 3.240

0.350 3.780

0.400 4.320

0.450 4.860

0.500 5.400

0.550 5.940

0.600 6.480

0.700 7.320

0.800 8.070

1.000 9.440

2.000 15.390

W= 2.700 cm/ s 3.000 19.250

W= 0.0270 m/ s 5.000 24.900

2.2 SEGÚN OWENS

ρ S= 2.21 gr/ cm3 Peso Específico del Material

K= 4.80 Constante que Varia de acuerdo con la forma y naturaleza de los granos

W= 0.0835 m/ s

2.3 APLICANDO EL NOMOGRAMA DE STOKES Y SELLERIO

0

10

20

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

W (cm

/seg

)

d (mm)

EXPERIENCIA DE SELLERIO

W= 2.50 cm/ seg

W= 0.0250 m/ s


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Para d= 0.25 mm

Para d= 0.25 mm

W= 5.40 cm/ seg

W= 0.0540 m/ s

2.4 SEGÚN SCOTTI - FOGLIENI

W= 0.0622 m/ s

2.5 CONSIDERANDO EL PROMEDIO DE LOS W OBTENIDOS:

W= 0.0503 m/ s

3.0 CALCULO DE LAS DIMENSIONES DEL TANQUE

H= 2.00 m Altura de la Poza del Desarenador

h= 0.50 m Altura de Reducción de la Poza del Desarenador

B= 2.30 m Ancho Superior de la Poza del Desarenador

Talud= 1.00V:1.50H Talud Lateral del Fondo del Desarenador

b= 0.80 m Ancho Inferior de la Poza del Desarenador

L= 8.70 m Longitud de la Poza del Desarenador

T= 40.00 seg Tiempo de Sedimentación

V CON = 40.00 m3 Volumen de Agua Conducido en el tiempo establecido

V CAP = 46.76 m3 Volumen de Capacidad del Tanque Aceptable

4.0 CALCULO DE LA LONGITUD DE LA TRANSICION

T1 = 2.30 m Espejo del Agua del Desarenador

T2 = 1.20 m Espejo del Agua del Canal Aguas Arriba

L T = 1.33 m Longitud de Transición

0

10

20

30

40

0.0 0.5 1.0

W (cm/ s)

d (mm)

STOKES

5.0 CALCULO DEL VERTEDERO

5.1 CALCULO DE LA LONGITUD DEL VERTEDERO AL FINAL DEL TANQUE

Cd= 2.00 Coeficiente de Descarga - Perfil Tipo Creager

T3 = 1.95 m Ancho de Caja de Canal Aguas Abajo

L V = 2.10 m Longitud de Vertedero Aceptable

H MAX = 0.39 m Carga Hidráulica Máxima sobre el Vertedero

n= 1.00 Número de Contracciones

Q= 1.00 m3/ seg Caudal de Descarga del Vertedero


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5.2 CALCULO DE LA CRESTA DEL AZUD

q= 0.48 m3/ s/ m Caudal Unitario

H V = 0.55 m Altura del Vertedero

f V = 0.16 m Borde Libre del Vertedero Aceptable

P= 1.95 m Altura del Barraje

V= 0.20 m/ seg Velocidad de Llegada al Vertedero Aceptable

hVEL= 0.0021 m Carga Hidráulica de la Velocidad

Determinación de las Constantes K y n

Talud 3H:3H

Talud 2H:3V

Talud Vertical y 1H:3V

hVEL / H MAX =

k= 0.504

Talud 3H:3V

Talud 2H:3V

Talud 1H:3V

Talud Vertical

hVEL / H MAX =

n= 1.872

0.0054

0.0054

0.44

0.48

0.52

0.56

0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20

K

hVEL/ HMAX

1.72

1.76

1.80

1.84

1.88

0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20

n

hVEL/ HMAX


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Valores para Dibujar el Perfil de Creager Aguas Abajo

X (m) Y (m)

0.000 0.000

0.100 -0.015

0.300 -0.121

0.500 -0.314

0.700 -0.589

0.900 -0.943

1.100 -1.372

1.300 -1.876

1.500 -2.452

1.700 -3.100

1.900 -3.818

2.100 -4.604

2.305 -5.481

Ubicación de los Elementos para el Dibujo de la Curvatura Aguas Arriba

Talud Vertical

Talud 1H:3V

Talud 2H:3V

Talud 3H:3V

hVEL / H MAX =

Xc/ H MAX = 0.281

Xc=

0.0054

0.11 m

-6.00

-5.00

-4.00

-3.00

-2.00

-1.00

0.00

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

PERFIL CREAGER

0.14

0.16

0.18

0.20

0.22

0.24

0.26

0.28

0.30

0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20

Xc/

HM

AX

hVEL/ HMAX


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Talud Vertical

Talud 1H:3V

Talud 2H:3V

Talud 3H:3V

hVEL / H MAX =

Yc/ H MAX = 0.125

Yc=

Talud Vertical (R 1 )

Talud 1H:3V (R 1 )

Talud 2H:3V (R 1 )

Talud 3H:3V (R 1 y R 2 )

Talud Vertical (R 2 )

Talud 1H:3V (R 2 )

Talud 2H:3V (R 2 )

hVEL / H MAX =

R 1 / H MAX = 0.532

R 1 =

R 2 / H MAX = 0.230

R 2 =

Xc=

Yc=

R 1 =

R 2 =

R 1 - R 2 = 0.117 m

0.21 m

0.09 m

0.109 m

0.049 m

0.207 m

0.089 m

0.0054

0.0054

0.05 m

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20

Yc/

HM

AX

hVEL/ HMAX

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0.55

0.60

0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20

R1/H

MA

XR

2/H

MA

X

hVEL/ HMAX


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6.0 CALCULO DE LA CAIDA DE FONDO

L= 8.70 m Longitud de la Poza del Desarenador

S= 2.00 % Pendiente del Fondo del Desarenador

ΔH= 0.17 m Desnivel de Caída del Fondo del Desarenador

7.0 CALCULO DE LAS DIMENSIONES DE LA COMPUERTA DE LAVADO

Q= 1.00 m3/ seg Caudal de Descarga por el Orificio

Cd= 0.60 Coeficiente de Descarga

H T = 2.51 m Carga Hidráulica Total sobre la Compuerta

A= 0.24 m2 Mínima Area del Orificio Requerida

Considerando un Orifico de Sección Recta

bO = 0.80 m Ancho Inferior de la Poza del Desarenador

hO = 0.50 m Altura Inferior de la Poza del Desarenador

A O = 0.40 m2 Area del Orificio Corregida

V MAX = 2.50 m/ seg Velocidad de Descarga Aceptable

4.2.3 DISEÑO DEL TUNEL DE CONDUCCION

4.2.3.1 PROPIEDADES GEOMECÁNICAS DEL MACIZO ROCOSO

Para evaluar el comportamiento del túnel de conducción incluyendo el estimativo de presiones a que se podrían ver sometidos los diferentes elementos de soporte, y la magnitud de las deformaciones que se pueden esperar es necesario conocer las propiedades geomecánicas de los materiales a excavar y estimar las del macizo rocoso donde se emplazará el túnel de conducción. Entre estas se destacan la resistencia de la masa de roca, la cohesión, el ángulo de fricción y el módulo de deformación.

Un procedimiento para determinar los parámetros de diseño aplicables a la masa de roca se basa en las propiedades de la roca intacta. A partir de estos valores, empleando correlaciones entre las propiedades de la roca intacta y las condiciones del macizo rocoso, particularmente el grado de fracturamiento y el estado de las discontinuidades se establecen las propiedades de diseño para la masa de roca.

4.2.3.2 METODOLOGÍA DE CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA DEL MACIZO ROCOSO

Para la clasificación geomecánica del macizo rocoso se tienen varias opciones como la metodología Q propuesta por Barton, la metodología RMR propuesta por Bieniawski, en esta oportunidad se utilizo el criterio de Hoek y Brown.

Es posible determinar las características geomecánicas del macizo rocoso por medio de las clasificaciones. Estos valores encontrados deben manejarse con especial cuidado pues los valores recopilados han sido obtenidos en general en túneles de gran diámetro y en rocas duras. Los valores que se obtengan, utilizando estas metodologías, para el caso del túnel conducción deben tratarse entonces, como valores indicativos para los rangos esperados para los parámetros geomecánicos del macizo.

Resumen según los cuadros Nº 04, 06 del acápite 3.3.2 de resultados de clasificación geomecanica del macizo rocoso por tramos, ver el siguiente cuadro Nº 01

CUADRO Nº 01: RESUMEN DE RESULTADOS DE CLASIFICACION GEOMECANICA


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Tramos Progresiva 0+040 Progresiva 0+500 Progresiva 2+400 Progresiva 3+600Nombre de la

rocaCaliza con lentes de

lutita y margaCaliza con lentes de



lutitas y margaClasificación

genéticaRoca metamórfica Roca metamórfica Roca metamórfica Roca metamórfica

Valor de RMR básico

62 57 59 65

Valor de RMR ajustado

60 52 54 60

Valor de RMR 89 (seca)

62 57 59 65

Resistencia Compresiva

(Mpa)42.14 42.14 42.14 22.18

Cohesión (kPa) 310 285 295 325Angulo de fricción

interna () 36º 33.5 34.5 37.5

Modulo de deformación

(GPa)23.5 14.75 18.25 28.75

Valor de GSI 57 52 54 60

4.2.3.3 CONSIDERACIONES HIDRÁULICAS

Para tal efecto el canal debe seguir las características hidráulicas que se mencionan en el anexo, proporcionados por el Jefe de Estudio.

4.2.3.3.1 DIMENSIONES DE LA SECCIÓN DEL TÚNEL

Las dimensiones de túnel están en función de las consideraciones hidráulicas y el método constructivos de la obra. Para tal fin se han seguido la siguiente geometría que es de tipo nórdico en forma de U invertido, por ser la más óptima.

Fig. A. Dimensionamiento de la sección del túnel.


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4.2.3.4 CONSIDERACIONES DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL

La estructura geológica es uno de los factores que más influye en la estabilidad de una excavación subterránea. En rocas estratificadas la orientación de los estratos condiciona diferentes modos de comportamiento frente a la estabilidad en un túnel, influyendo los siguientes factores:

Buzamiento de las estructura con respecto a la sección del túnel Dirección de la estratificación con respecto al eje del túnel.

La recolección de los datos para dicho estudio fueron obtenidos representativamente en el campo, en número suficiente para efectuar los tratamientos estadísticos de los mismos. EL método de representación y análisis as utilizado es la proyección estereográfica que puede ser complementado con bloques diagramas o secciones transversales.

4.2.3.4.1 ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE TRAMOS 01, 02, 03, 04.

TRAMO 01

Los datos obtenidos en el campo para el procesamiento estructural fueron principalmente: dip/ dip direction

J1: 25º / 015º;J2: 65º / 123°;J3: 40° / 200°;

Fig. B. En la siguiente figura se muestra la representación estereográfica de los sistemas de discontinuidades


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Representación estereográfica de Planos de Discontinuidades.

Intersección discontinuidades con la Sección

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Fig. C. En la siguiente figura se muestra la representación, análisis e influencia de la estructura en la estabilidad del túnel. (Dirección del Túnel: N330°E, inclinación 1.5°)

4.2.3.4.2 ANÁLISIS DE CUÑAS

Para el análisis de cuñas se ha considerado trabajar con el software Unwedge, que calcula y determina el factor de seguridad de las cuñas de roca que se forman alrededor de la excavación subterránea.

Los parámetros que se requieren para el funcionamiento del programa son los mismos que se determinaron el análisis estructural, es decir las orientaciones y propiedades de las tres principales juntas así como la orientación del eje del túnel.

También se considero el peso unitario del agua, peso unitario de la roca, así como la presión constante del agua que se ejerce hasta la profundidad de la rasante del túnel, y el coeficiente sísmico que para este caso seria 0.4.

El factor de seguridad que se usa en el programa es de 1.5, solamente utilizado para la optimización y filtrado de las cuñas. Para nuestro análisis y posteriormente el diseño del soporte se considerara como mínimo el Factor de Seguridad = 2

Los colores indicados en las tablas son indicadores de estabilidad (para el caso del color verde), y de peligrosidad (para el caso del color rojo).

CUADRO Nº 02: INFORMACION DE LAS CUÑAS – TRAMO 1


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CUÑA EN EL PISO (1)

FACTOR DE SEGURIDAD : ESTABLE

VOLUMEN DELA CUÑA: 0.000 m3

PESO DE LA CUÑA: 0.001 Tn.

LONGITUD Z DE LA CUÑA: 1.95 m.

EXCAVACION DE AREA EN CARA: 0.08 m2

CUÑA IZQUIERDA INFERIOR (2)

FACTOR DE SEGURIDAD :396.382




EXCAVACION DE AREA DE CARA: 0.96 m2

CUÑA IZQUIERDA SUPERIOR (6)

FACTOR DE SEGURIDAD :1181.509VOLUMEN DELA CUÑA: 0.005 m3




CUÑA DERECHA SUPERIOR (7)

FACTOR DE SEGURIDAD : 164.100





CUÑA TECHO (8)

FACTOR DE SEGURIDAD : 5135.333






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Perspectiva

Vista Frontal

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TRAMO 02

Los datos obtenidos en el campo para el procesamiento estructural fueron principalmente: dip/dip direction

J1: 33º / 030º;J2: 42º / 212º;J3: 37º / 122º;

Fig. D. En la siguiente figura se muestra la representación estereográfica


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Vista Perfil

Vista Planta


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Fig. E. En la siguiente figura se muestra la intersección de discontinuidades de la estructura en la estabilidad del túnel. (Dirección del Túnel: N295°E, inclinación 1.5°)


CUÑA PISO (2)FACTOR DE SEGURIDAD : 1198.869VOLUMEN DELA CUÑA: 0.200 m3PESO DE LA CUÑA: 0.531 Tn.LONGITUD Z DE LA CUÑA:13.87 m.EXCAVACION DE AREA EN CARA: 3.30 m2

CUÑA IZQUIERDA INFERIOR (4)FACTOR DE SEGURIDAD : 136.728VOLUMEN DELA CUÑA: 1.878 m3PESO DE LA CUÑA: 4.980 Tn.LONGITUD Z DE LA CUÑA: 9.31 m.EXCAVACION DE AREA EN CARA: 6.77 m2

CUÑA IZQUIERDA SUPERIOR (5)


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Perspectiva


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FACTOR DE SEGURIDAD : 156.648VOLUMEN DELA CUÑA: 1.910 m3

PESO DE LA CUÑA: 5.066 Tn.LONGITUD Z DE LA CUÑA: 9.64 m.EXCAVACION DE AREA EN CARA: 7.01 m2

CUÑA DERECHA SUPERIOR (7)FACTOR DE SEGURIDAD : 1342.917VOLUMEN DELA CUÑA: 0.010 m3PESO DE LA CUÑA: 0.027 Tn.LONGITUD Z DE LA CUÑA: 4.34 m.EXCAVACION DE AREA EN CARA: 0.41 m2

CUÑA TECHO (8)FACTOR DE SEGURIDAD : 1817.173VOLUMEN DELA CUÑA: 0.003 m3PESO DE LA CUÑA: 0.007 Tn.LONGITUD Z DE LA CUÑA: 2.73 m.EXCAVACION DE AREA EN CARA: 0.19 m2

TRAMO 03


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Vista frontal

Vista Planta

Vista Perfil

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Los datos obtenidos en el campo para el procesamiento estructural fueron principalmente:

J1: 20º / 322º;J2: 30º / 230°;J3: 30º / 100º;

Fig. F. En la siguiente figura se muestra la representación estereográfica

Fig. G. En la siguiente figura se muestra la representación de intersección de discontinuidades de la estructura en la estabilidad del túnel. (Dirección del Túnel: N295°E, inclinación 1.5°)



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CUÑA EN EL PISO (1)

FACTOR DE SEGURIDAD : ESTABLEVOLUMEN DELA CUÑA: 0.059 m3PESO DE LA CUÑA: 0.156 Tn.LONGITUD Z DE LA CUÑA:1.16 m.EXCAVACION DE AREA EN CARA: 0.92 m2


CUÑA IZQUIERDA SUPERIOR (4)FACTOR DE SEGURIDAD : 2068.402

VOLUMEN DELA CUÑA: 0.005 m3PESO DE LA CUÑA: 0.012 Tn.LONGITUD Z DE LA CUÑA: 1.41 m.EXCAVACION DE AREA EN CARA: 0.14 m2

CUÑA DERECHA SUPERIOR (6)FACTOR DE SEGURIDAD : 466.423VOLUMEN DELA CUÑA: 0.330 m3PESO DE LA CUÑA: 0.876 Tn.

LONGITUD Z DE LA CUÑA: 7.35 m.EXCAVACION DE AREA EN CARA: 1.55 m2

CUÑA TECHO (8)FACTOR DE SEGURIDAD : 2148.141

VOLUMEN DELA CUÑA: 0.000 m3PESO DE LA CUÑA: 0.001 Tn.LONGITUD Z DE LA CUÑA: 0.35 m.EXCAVACION DE AREA EN CARA: 0.04 m2


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Perspectiva

Vista frontal

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TRAMO 04

Los datos obtenidos en el campo para el procesamiento estructural fueron principalmente: dip/ dip direction

J1: 39º / 314º;J2: 49º / 212°;J3: 63º / 050º;


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Vista Perfil


Vista Planta

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Fig. H. En la siguiente figura se muestra la representación, análisis e influencia de la estructura en la estabilidad del túnel. (Dirección del Túnel: N295°E, inclinación 1.5°).

Fig. I. En la siguiente figura se muestra la representación de intersección de discontinuidades de la estructura en la estabilidad del túnel. (Dirección del Túnel: N295°E, inclinación 1.5°).



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INFORMACION DE LAS CUÑAS – TRAMO 4

CUÑA PISO (1)

FACTOR DE SEGURIDAD : ESTABLEVOLUMEN DELA CUÑA: 0.749 m3PESO DE LA CUÑA: 1.694 Tn.LONGITUD Z DE LA CUÑA: 4.16 m.EXCAVACION DE AREA EN CARA: 2.91m2


CUÑA IZQUIERDA SUPERIOR (4)FACTOR DE SEGURIDAD : 4416.120VOLUMEN DELA CUÑA: 0.000 m3PESO DE LA CUÑA: 0.000 Tn.

LONGITUD Z DE LA CUÑA: 0.48 m.EXCAVACION DE AREA EN CARA: 0.02 m2

CUÑA DERECHA INFERIOR (6)FACTOR DE SEGURIDAD : 254.313VOLUMEN DELA CUÑA: 0.276 m3PESO DE LA CUÑA: 0.625 Tn.LONGITUD Z DE LA CUÑA: 3.33 m.EXCAVACION DE AREA EN CARA: 1.92 m2

CUÑA TECHO (8)FACTOR DE SEGURIDAD : 272.049VOLUMEN DELA CUÑA: 0.097 m3PESO DE LA CUÑA: 0.219 Tn.

LONGITUD Z DE LA CUÑA:2.87 m.EXCAVACION DE AREA EN CARA: 0.91 m2


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Vista Perfil

Vista Frontal

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4.2.3.4.3 ANALISIS DE TENSIONES Y DEFORMACIONES DE TRAMOS

Para el análisis (elementos finitos) de Tensiones y Deformaciones a la que es sometida una excavación subterránea se ha utilizado el software Phase2, los parámetros ingresantes son los resultantes de los análisis de resistencia de roca.

FIG. J. Modelo matemático de análisis de elementos infinitos del software Phase2.


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FIG. L. La siguiente figura muestra las tensiones generadas por la presencia de las juntas a lo largo del eje del túnel. Como se puede observar se observan tres zonas bien definidas (zonas enmarcadas y achuradas), que son corroboradas con la

presencia de cuñas en el procesamiento de datos con el programa Unwedge. (Ver Figura B.)

FIG.LL. La siguiente figura muestra las tensiones generadas por la presencia de las juntas a lo largo del eje del túnel. Como se puede observar se observan tres zonas bien definidas (zonas enmarcadas y achuradas), que son corroboradas con la

presencia de cuñas en el procesamiento de datos con el programa Unwedge. (Ver Figura C.)


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FIG. M. La siguiente figura muestra las tensiones generadas por la presencia de las juntas a lo largo del eje del túnel. Como se puede observar se observan tres zonas bien definidas (zonas enmarcadas y achuradas), que son corroboradas con la

presencia de cuñas en el procesamiento de datos con el programa Unwedge. (Ver Figura D.)

FIG. N. La siguiente figura muestra las tensiones generadas por la presencia de las juntas a lo largo del eje del túnel. Como se puede observar se observan tres zonas bien definidas (zonas enmarcadas y achuradas), que son corroboradas con la

presencia de cuñas en el procesamiento de datos con el programa Unwedge. (Ver Figura E.)


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FIG. O. La siguiente figura muestra los desplazamientos así como la deformación que se genera en la excavación subterránea idealizado, del eje del túnel. Interpretando la siguiente figura podemos observar que las máximas

deformaciones se darán en los hastiales derecho e izquierdo.

FIG. P. La siguiente figura tramo 2, muestra los desplazamientos así como la deformación que se genera en la excavación subterránea idealizado, del eje del túnel. Interpretando la siguiente figura podemos observar que las máximas



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FIG. Q. La siguiente figura tramo 3, muestra los desplazamientos así como la deformación que se genera en la excavación subterránea idealizado, del eje del túnel. Interpretando la siguiente figura podemos observar que las máximas


FIG. R. La siguiente figura muestra los desplazamientos así como la deformación que se genera en la excavación subterránea idealizado, del eje del túnel. Interpretando la siguiente figura podemos observar que las máximas



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4.2.3.5 SOSTENIMIENTO DEL TÚNEL

4.2.3.5.1 DEFINICIÓN DEL SISTEMA DE SOSTENIMIENTO DEL TÚNEL.

Se entiende como sostenimiento el conjunto de elementos que se colocan en una excavación subterránea para contribuir a su estabilización, habiendo tres tipos de condiciones naturales esenciales que dan lugar a la perdida de resistencia del macizo:

Orientación desfavorable de discontinuidades. Orientación desfavorable de las tensiones con respecto al eje del túnel. Presencia de agua hacia el interior de la excavación a favor del fracturamiento.

Por otro lado, la excavación del túnel también genera una serie de acciones inducidas que se suman a las citadas condiciones naturales, como son:

Perdida de resistencia del macizo que rodea a la excavación como consecuencia de la descompresión creada: apertura de discontinuidades, flujos de agua hacia el interior del túnel, etc.

Reorientación de los campos tensionales, dando lugar a cambios de tensiones. Otros efectos como subsidencias en superficies, movimientos de ladera, etc.

La respuesta del macizo rocoso ante las acciones naturales e inducidas determina las condiciones de estabilidad del túnel y como consecuencia, las medidas de sostenimiento a aplicar teniendo como ventajas el control de los desprendimientos de la superficie de roca y la formación de una superficie más amplia para distribuir las cargas.

Una de las condiciones para determinar la efectividad de las confortaciones propuestas, es comprobar que las zonas de bajo coeficiente de seguridad alrededor del túnel esta dentro de la envolvente creada por el hormigón proyectado y los anclajes. En la siguiente tabla se indica la confortación seleccionada para las distintas clases de calidad de roca.


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Con el tratamiento de los programas anteriormente utilizados se hizo el modelamiento para el análisis del sostenimiento teniéndose:

FIG. S. Desplazamiento total (horizontal y vertical) con tratamiento de hormigón proyectado en el Tramo 1.

FIG. T. Desplazamiento total (horizontal y vertical) con tratamiento de hormigón proyectado en tramo 2.


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FIG. U. Desplazamiento total (horizontal y vertical) con tratamiento de hormigón proyectado en tramo 3.

FIG. V. Desplazamiento total (horizontal y vertical) con tratamiento de hormigón proyectado en tramo 4.


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FIG. W. Ploteo de Fuerzas Axiales respecto de las distancias en la sección del túnel, tramo 1.

FIG. X. Ploteo de Fuerzas Axiales respecto de las distancias en la sección del túnel, tramo 2.


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FIG. Y. Ploteo de Fuerzas Axiales respecto de las distancias en la sección del túnel, tramo 3.

FIG. Z. Ploteo de Fuerzas Axiales respecto de las distancias en la sección del túnel, tramo 4.


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FIG. AA. Sostenimiento del túnel con concreto proyectado en la progresiva 0+040 hasta la progresiva 0+300 (zona del emboquille), se puede observar que el factor de seguridad de todas las cuñas supera el mínimo establecido.

FACTOR DE SEGURIDAD DE LAS CUÑAS

CUÑA PISO (1) : ESTABLE

CUÑA INFERIOR IZQUIERDA (2) : 396.382

CUÑA SUPERIOR IZQUIERDO (6) : 1181.509

CUÑA SUPERIOR DERECHO (7) : 164.100

CUÑA TECHO (8) : 5135.333

En este tramo del emboquille se considero concreto proyectado de espesor 15 cm. con refuerzo de mallado (ø ½ @ 0.20 m).


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FIG. BB. Sostenimiento del túnel con concreto proyectado en la progresiva 0+300 hasta la progresiva 1+500 (zona del emboquille), se puede observar que el factor de seguridad de todas las cuñas supera el mínimo establecido.


CUÑA PISO (2) : 1198.869


CUÑA INFERIOR DERECHA (5) : 156.648


CUÑA TECHO (8) : 1817.173

En este tramo del emboquille se considero concreto proyectado de espesor 15 cm. con refuerzo de mallado (ø ½ @ 0.20 m).


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FIG. CC. Sostenimiento del túnel tramo 3 con concreto proyectado en la progresiva 1+500 hasta la progresiva 2+800 (zona del emboquille), se puede observar que el factor de seguridad de todas las cuñas supera el mínimo establecido.


CUÑA PISO (1) : ESTABLE


CUÑA SUPERIOR IZQUIERDO (4) : 2068.402


CUÑA TECHO (8) : 2148.141

En este tramo se considero concreto proyectado hasta una altura de 1.00 metro, por 15 cm. de espesor y la parte de la bóveda de 5 cm., se consideraron también pernos de anclaje a una altura mínima de 1.2 m del piso, y un total de 2 a 3 dependiendo del terreno y del criterio del perforista, estos estarán distanciados de acuerdo a la longitud de pase que esta determinado en: 2 a 4 metros. Al igual que en los tramos anteriores también se considera un refuerzo de mallado (ø ½ @ 0.20 m).


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FIG. DD. Sostenimiento del túnel con concreto proyectado en la progresiva 2+800 hasta la progresiva 3+773 (zona del emboquille), se puede observar que el factor de seguridad de todas las cuñas supera el mínimo establecido.


CUÑA PISO (1) : ESTABLECUÑA INFERIOR IZQUIERDO (3) : 336.694CUÑA SUPERIOR DERECHO (4) : 4416.120CUÑA INFERIOR DERECHO (6) : 254.313CUÑA TECHO (8) : 272.049

En este tramo se considero concreto proyectado hasta una altura de 1.00 metro, por 15 cm. de espesor y la parte de la bóveda de 5 cm., se consideraron también pernos de anclaje a una altura mínima de 1.2 m del piso, y un total de 2 a 3 dependiendo del terreno y del criterio del perforista, estos estarán distanciados de acuerdo a la longitud de pase que está determinado en: 2 a 4 metros. Al igual que en los tramos anteriores también se considera un refuerzo de mallado (ø ½ @ 0.20 m).

4.2.3.6 SOSTENIMIENTO VS. EXCAVABILIDAD.

El cálculo del sostenimiento del túnel se efectuó por el método numérico, que parte de la discretización del macizo mediante los métodos de los elementos finitos, elementos discretos o de diferencias finitas. Permiten la modelización detallada de los procesos de deformación que afectan al terreno como consecuencia de la excavación y el análisis de la influencia de los diferentes factores y parámetros que intervienen en los procesos constructivos, pudiéndose establecer los criterios de diseño adecuados para la excavación y sus respectivas implicancias.


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Para el análisis de las longitudes de pase y el tiempo de permanencia estable sin soporte se uso la tabla determinada por Bieniawski 1989, donde aproximadamente se tiene para una longitud de paso entre 3 y 4 metros un tiempo de 1dia a 2 días de permanencia parcialmente estable sin colapsar.

La clasificación Geomecánica de Bieniawski de 1989 puede ser utilizada para estimar el valor GSI de una manera similar a lo descrito para la versión de 1976, en este caso se asigna un valor de 15 a la valoración del agua subterránea y de nuevo se considera como cero (0) el ajuste por orientación de juntas. Nótese que el valor mínimo que se puede obtener con la clasificación geomecánica de 1989 es 23 y que, en general, esta da un valor ligeramente más alto que la clasificación de 1976. La valorización final llamada RMR89, puede ser utilizada para “estimar” el valor de GSI.

Para RMR89 > 23

GSI = RMR89 - 5

Para RMR89 > 23

No se puede utilizar la clasificación geomecánica de Bieniawski de 1989, para estimar el valor de GSI, en cambio se debería de usar el valor Q de Barton, Lien y Lunde.


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4.2.3.7 ZONAS DE EMBOQUILLES Y ACCESORIOS.

Las zonas de emboquille deben ser estudiadas de forma particularizada. El bajo espesor de recubrimientos así como el desbroce con maquinaria proyectado hasta la entrada del túnel da lugar a deslizamientos y caídas de rocas (por la fuerte pendiente que presentan las laderas del cerro), este aspecto se ha analizado y se determino la construcción de banqueta con su respectiva cuneta de coronación, así como la colocación de malla electro-soldada con recubrimiento de gunitado (3 cm. de espesor), para una total seguridad de los trabajos que se efectuaran en la parte baja.

El área total a recubrir con la malla y el hormigón proyectado en las laderas superiores de la zona de emboquille es del orden de los 40 m2, esto va a depender en gran medida del trabajo y grado de excavación con la maquinaria y personal.

CUADRO Nº 06: ANALISIS REALIZADAS CON SOFTWARE PHASE2 (MODELAMIENTO PLASTICO)

SECCION ANALIZADA(SOFTWARE

PHASE 2)

ENFOQUE/CONSIDERACION UTILIZADA

MODELAMIENTO ELASTICA

Análisis de cuñas del ítem 1.3.1

Apoyoinstaladoen mismaexcavació

n

Enriquecimientode concreto , apoyo instalado en la

misma etapa de excavcion y la reducción de E en un 50%

Etapas de acuerdo con ítem 1.3.1 y la

reducción de E por 50%

Tramo 1 Si No No No

Tramo 2 Si No Si No

Tramo 3 Si Si SI No

Tramo 4 Si Si Si No

CUADRO Nº 07: ANALISIS REALIZADAS CON SOFTWARE PHASE2(MODELAMIENTO ELASTO-PLASTICAS)

SEC

CIO

N A

NA

LIZ

AD

A(S

OFT

WA

RE

PH

AS

E 2

) ENFOQUE/CONSIDERACION UTILIZADA

MODELAMIENTO ELASTO-PLASTICA

Anális

is d

e

cuñas

1.3

.1

Red

ucc

ión

de

E e

n 5

0%

Ap

oyo

inst

ala

do e

n

mis

ma

exca

vaci

ón Enriquecimient

ode concreto

para etapa deaplicación

Enriquecimiento de concreto en

etapa de aplicación y

reducción de E por 50%

Enriquecimiento de concreto después de su aplicación y soporte instalado en la misma etapa

de excavación

Enriquecimiento de concreto después de

su aplicación y soporte instalado en la misma etapa de

excavación y reducción de E en

50%

Enriquecimiento de concreto etapa

aplicación y reducción del 50%, ángulo dilatancia=5º

y K=1

Limite externoampliad

o

limite externo como

elemento infinito

Tramo 1 Si No Si Si Si No No No No No

Tramo 2 Si No Si Si Si Si Si No No No




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4.2.3.8 DISEÑO HIDRAULICO DEL CANAL EN EL TUNEL DE CONDUCCION

4.2.3.8.1 TUNEL DE PRINCIPAL

PROGRESIVALONGITU

D (m)

Q (m3/seg

)

B (m) Z n

S (m/m)

y (m)

f (m)

H (m)

A (m2)

T (m)

P (m)

R (m)

V (m/seg)

0+000

3+773

3773.20 1.000 1.53 0.30

0.015

0.0012 0.53 0.17 0.70 0.89 1.85 2.63 0.34 1.12

E (m-Kg/Kg) Re

TIPO DE FLUJO F

ESTADO DE FLUJO SECCION

TIPO DE REVESTIMIENTO

0.59 378607.27 Turbulento 0.52 Subcrítico Trapezoidal Concreto

4.2.3.8.2 TUNEL DE INSPECCION

PROGRESIVALONGITU

D (m)

Q (m3/seg

)

B (m) Z n

S (m/m)

y (m)

f (m)

H (m)

A (m2)

T (m)

P (m)

R (m)

V (m/seg)

0+000

0+042

41.50 1.000 1.53 0.30

0.015

0.0200 0.21 0.49 0.70 0.34 1.66 1.98 0.17 2.93

E (m-Kg/Kg) Re

TIPO DE FLUJO F



0.65 503937.90 Turbulento 2.06 Supercrítico Trapezoidal Concreto

4.2.4 DISEÑO DE LA LINEA DE CONDUCCION

4.2.4.1 INTRODUCCION

Para la “Elaboración del estudio de pre inversión a nivel de factibilidad del proyecto: “Construcción del Sistema de Irrigación Cochabamba”; se requiere el diseño de canales abiertos en los siguientes sectores:

LINEA DE CONDUCCION

Derivación Margen Derecha Sección Rectangular

PrincipalMargen Derecha Sección Trapezoidal

Margen Izquierda Sección Trapezoidal

Lateral Margen Izquierda Sección Rectangular

Con la finalidad de que los sistemas de conducción en proyectos de riego, cumplan los estándares mínimos para una adecuada operación, es necesaria la aplicación de tecnologías de impermeabilización y estabilización de canales. Con este fin, es necesario efectuar un diseño hidráulico, adecuado que permita la optimización en la aplicación de estas tecnologías.

Un criterio necesario en todo diseño de canales, es que se tenga que adecuar a la topografía de la zona, para el caso de canales nuevos.


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4.2.4.2 OBJETIVOS

Diseñar los canales, conociendo el caudal que va a discurrir sobre el mismo, las características del terreno, el material del revestimiento y la incidencia de los factores naturales en la rugosidad de la superficie.

Investigar analíticamente el diseño de un canal específico aplicando una determinada metodología.

Desarrollar el análisis de diseño en función a fuentes de información bibliográfica, tomando en consideración criterios teóricos como secciones de máximo rendimiento y de mínima infiltración y aplicarlas en conjunto para lograr optimizar la potencialidad de la estructura.

4.2.4.3 METODOLOGIA

El método asumido se denomina “Método de Flujograma” basado en la formula de Manning y en características propias tanto del terreno como del canal a diseñar. Los criterios considerados, para el diseño de los canales con o sin revestimiento son:

Permitir el transporte de agua a velocidades admisibles a través del canal con excavaciones profundas o difíciles en forma económica.

Disminuir la infiltración, conservando el agua y reduciendo la sobrecarga en los terrenos adyacentes al canal.

Proporcionar la dimensión mínima que debe tener el borde libre de un canal para contrarrestar los efectos hidrológicos causados por su naturaleza estocástica.

Determinar correctamente cuál debe ser la inclinación del talud de acuerdo al tipo de suelo en el que se apoyará la estructura.

Controlar adecuadamente el costo anual de operaciones y mantenimiento. Asegurar la estabilidad de la sección transversal del canal.

A continuación se muestra el flujograma utilizado como metodología para el diseño canales.


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Determinar el Caudal de Diseño

Determinar las Características de la SuperficieHúmeda y Coeficiente de Manning.

Conocer las Características del Trazo (Sinuosidad)

Rectangular

Z=0

Trapezoidal

Analizar CimentaciónDeterminar Z

Seleccionar Tipode SecciónTransversal

Aplicar Criterios de Sección Transversal Optima(Máxima Eficiencia, Mínima Infiltración, Mínimo Corte)

Determinar Pendiente S

Calcular el tirante yCalcular la Plantilla b

Chequeo

Analizar el Tipode Flujo

(Número de Froud)

Supercrítico oCrítico

VerificarVelocidadPermisible

Determinación del Borde Libre

Ordenar Características Hidráulicas.Gráficos: Sección Transversal.Memoria Descriptiva.

V > Vpermisible óV < 6m/seg

4.2.4.4 DESARROLLO DE LA METODOLOGIA DE DISEÑO

Los datos y características generales de los canales, a ser considerados son:

Caudal de diseño: según área de influencia de cada canal (m3/s.) Tipo de Revestimiento: asumimos concreto vaciado con un desencofrado adecuado. Trazo: sinuoso.

Tratándose de canales revestidos, entonces consideramos como no erosionables, de Concreto que esto será un parámetro de diseño.


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4.2.4.4.1 SELECCIÓN DE LA SECCION TRANSVERSAL

Teniendo en cuenta que este acabado es bueno, un terreno que permite uniformidad en la sección, considerando la posibilidad de la presencia de desechos, baja presencia de vegetación con un trazo sinuoso un coeficiente de Manning n = 0.015

La sección transversal depende de los criterios de construcción, de mantenimiento y de costo, siendo muy variables estos factores.

En el diseño de canales se considera como fórmula fundamental la fórmula de Manning:

Q= AR2 /3 S1 /2

n

Donde:

Q = Caudal (m3/s)A = Área de la secciónR = Radio hidráulicoS = Pendiente del canaln = Coeficiente de Manning

Siendo la sección transversal de forma trapezoidal para los canales en concreto y rectangular para los tramos críticos donde exista corte en roca.

4.2.4.4.2 CALCULOS DE DISEÑO PARA CANAL

CÁLCULOS DE DISEÑO PARA CANAL

FÓRMULAS

Q = (AR2/3S1/2 ) / n (Fórmula de Manning.)b/y = 2( ( 1+z2 ) 1/2 – z ) (Fórmula de máximo rendimiento hidráulico.)b/y = 4( ( 1+z2 ) 1/2 – z ) (Fórmula de mínima infiltración.)Q2 Bc / Ac3 g = 1 (Fórmula del tirante crítico.)A = by + zy2 (Fórmula del área.)B = b + 2zy (Fórmula de la longitud de espejo.)P = 2y +2y(1+z2)1/2 (Fórmula del perímetro mojado.)f = (Cy)1/2 (Fórmula de borde libre.)F = V / (gA/B ) 1/2 (Fórmula para el número de Froude.)Es = y + V2 /2g (Fórmula de energía específica.)

* Las fórmulas indicadas tienen su fundamentación en el libro V.T. Chow, “Hidráulica de los canales abiertos”, Mc Graw Hill, Tokyo 1982

4.2.4.5 DISEÑO DE LA LINEA DE CONDUCCION

La línea de conducción se encontrará dividido en cuatro sectores (derivación, margen derecha, margen izquierda y lateral) e iniciará su trazo aguas abajo del eje de captación proyectado


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


La conducción del recurso hídrico se realizará mediante canales de sección trapezoidal y rectangular de concreto, tal como se detalla a continuación:

LINEA DE CONDUCCIONLongitud

(m)Q (m3/seg) Sección Tipo Revestimiento

Derivación Margen Derecha 240 1.00 RectangularConcreto Armado

PrincipalMargen Derecha 8344 0.335 Trapezoidal Concreto Simple

Margen Izquierda 11502 0.350 Trapezoidal Concreto Simple

Lateral Margen Izquierda 2500 0.020 Rectangular Concreto Simple

El diseño de la sección del canal se ha realizado utilizando Hojas de Cálculo Excel en base y con la verificación del diseño en el software HCanales.

PROPIEDADES HIDRAULICAS DE LA LINEA DE DERIVACION (BOCATOMA –DESARENADOR)

PROGRESIVALONGITU

D (m)

Q (m3/seg

)

B (m) Z n

S (m/m)

y (m)

f (m)

H (m)

A (m2)

T (m)

P (m)

R (m)

V (m/seg)

0+000

0+095

94.99 1.000 1.20 0.00

0.015

0.0010 0.81 0.29 1.10 0.97 1.20 2.81 0.34 1.03

E (m-Kg/Kg)

Re TIPO DE FLUJO

F ESTADO DE FLUJO

SECCION TIPO DE REVESTIMIENTO

0.86 354590.10 Turbulento 0.37 Subcrítico Rectangular Concreto

PROPIEDADES HIDRAULICAS DE LA LINEA DE DERIVACION (DESARENADOR – INGRESO TUNEL)

PROGRESIVALONGITU

D (m)

Q (m3/seg

)

B (m) Z n

S (m/m)

y (m)

f (m)

H (m)

A (m2)

T (m)

P (m)

R (m)

V (m/seg)

0+000

0+063

63.39 1.000 1.53 0.30

0.015

0.0010 0.56 0.14 0.70 0.95 1.87 2.70 0.35 1.05

E (m-Kg/Kg)

Re TIPO DE FLUJO

F ESTADO DE FLUJO



PROPIEDADES HIDRAULICAS DE LA LINEA DE CONDUCCION PRINCIPAL (MARGEN IZQUIERDA)

PROGRESIVALONGITU

D (m)

Q (m3/seg

)

B (m) Z n

S (m/m)

y (m)

f (m)

H (m)

A (m2)

T (m)

P (m)

R (m)

V (m/seg)

0+000

11+483.7

11483.70 0.350 0.70 0.25

0.015

0.0010 0.52 0.18 0.70 0.43 0.96 1.76 0.24 0.82

E (m-Kg/Kg)

Re TIPO DE FLUJO F ESTADO DE FLUJO



PROPIEDADES HIDRAULICAS DE LA LINEA DE CONDUCCION PRINCIPAL (MARGEN DERECHA)

PROGRESIVALONGITU

D (m)

Q (m3/seg

)

B (m) Z n

S (m/m)

y (m)

f (m)

H (m)

A (m2)

T (m)

P (m)

R (m)

V (m/seg)

0+000

8+448.65

8448.65 0.335 0.70 0.25

0.015

0.0010 0.50 0.20 0.70 0.41 0.95 1.73 0.24 0.81


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


E (m-Kg/K

g)Re

TIPO DE FLUJO F



0.53 192747.88

Turbulento 0.39 Subcrítico Trapezoidal

Concreto

PROPIEDADES HIDRAULICAS DE LA LINEA DE CONDUCCION LATERAL (MARGEN IZQUIERDA)

PROGRESIVALONGITU

D (m)

Q (m3/seg

)

B (m) Z n

S (m/m)

y (m)

f (m)

H (m)

A (m2)

T (m)

P (m)

R (m)

V (m/seg)

0+000

2+500

2500.00 0.020 0.30 0.00

0.015

0.0010 0.17 0.13 0.30 0.05 0.30 0.64 0.08 0.39

E (m-Kg/K

g)Re

TIPO DE FLUJO F



0.18 31090.88

Turbulento 0.30 Subcrítico Rectangular

Concreto

4.2.5 DISEÑO DE LOS ALMACENAMIENTOS REGULADOS (RESERVORIOS)

La línea de conducción se encontrará dividido en cuatro sectores (derivación, margen derecha, margen izquierda y lateral) e iniciará su trazo aguas abajo del eje de captación proyectado

La conducción del recurso hídrico se realizará mediante canales de sección trapezoidal y rectangular de concreto, tal como se muestra a continuación:

4.2.5.1 COMPUERTAS

CONDUCCION PROGRESIVA COMPUERTA RESERVORIO Q dem (m3 / seg) Q d (m3 / seg) H (m) V1 (m/ seg) y1 (m) a (m) b (m)

1+361 CPD-01 R-01 0.038 0.050 0.50 0.81 0.47 0.20 0.15

1+141 CPD-02 R-02 0.037 0.050 0.50 0.81 0.47 0.20 0.15

2+069 CPD-03 R-03 0.033 0.050 0.50 0.81 0.47 0.20 0.15

3+498 CPD-04 R-04 0.041 0.066 0.50 0.81 0.47 0.20 0.20

5+411 CPD-05 R-05 0.020 0.038 0.50 0.81 0.47 0.15 0.15

5+934 CPD-06 R-06 0.040 0.050 0.50 0.81 0.47 0.20 0.15

7+403 CPD-07 R-07 0.028 0.050 0.50 0.81 0.47 0.20 0.15

8+424 CPD-08 R-08 0.038 0.038 0.50 0.81 0.47 0.15 0.15

3+279 CPI-01 R-09 0.021 0.039 0.52 0.82 0.49 0.15 0.15

5+464 CPI-02 R-10 0.021 0.039 0.52 0.82 0.49 0.15 0.15

5+744 CPI-03 R-11 0.036 0.039 0.52 0.82 0.49 0.15 0.15

6+515 CPI-04 R-12 0.016 0.039 0.52 0.82 0.49 0.15 0.15

6+634 CPI-05 R-13 0.034 0.039 0.52 0.82 0.49 0.15 0.15

8+837 CPI-06 R-14 y R-15 0.044 0.068 0.52 0.82 0.49 0.20 0.20

10+725 CPI-07 R-16 0.029 0.039 0.52 0.82 0.49 0.15 0.15

10+955 CPI-08 R-17 0.026 0.039 0.52 0.82 0.49 0.15 0.15

11+484 CPI-09 R-18 0.027 0.068 0.52 0.82 0.49 0.20 0.20

MA

RG

EN

DEREC

HA

MA

RG

EN

IZQ

UIE

RD

A

CARACTERISTICAS HIDRAULICAS Y DIMENSIONAMIENTO DE LAS COMPUERTAS


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA



RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


4.2.5.2 DIMENSIONAMIENTO

RESERVORIO R-01

1.- DATOS:

Talud (Z) 1.50 2.0 Ingreso 2.0

Altura mayor del agua( h ) 3.50 m 2.0 h=3.33

Borde Libre (bl) 0.50 m

Caudal de entrada (Qe) 60 l/ s

Ø tubería de descarga 6 Pulg

Pendiente transversal a L del fondo 1 %

Ancho del borde de anclaje 2.00 m FONDO 17.00

Longitud del Anclaje Subterraneo 0.60 m

Tiempo de embalse 12.00 h

2.- DIMENSIONAMIENTO Y CAL. HIDRAULICOS

Volumen neto de diseño 2592 m3

Largo del Fondo (L) 23.00 m 2.0

Ancho del Fondo (A) 17.00 m Salida .

Area del Fondo ( b ) 391.00 m2 33.50

Area del Espejo de agua ( B ) 921.25 m2

Altura menor del agua ( h' ) 3.33 m Agua

Reduc.Volumen x pendiente (Vp) 34.64 m3

Volumen Neto calculado 2196.52 m3 Fondo 23.00

Volumen Total (con borde libre) 2679.99 m3

Tiempo de embalse (en h y min) 12 h 0min

Tiempo mínimo de descarga 10 h 45min

Caudal máximo de descarga 98.25 l/ s

3.- AREA DE GEOMEMBRANA

Longitud de Talud 7.21 m

Area de Taludes 749.95 m2

Area de Anclajes 358.40 m2

Area neta geomembrana 1499.35 m2

RESERVORIO - PLANTA

35.00 m

23.00 m

17.0

0 m

33.50 m

Proyecto: Construcción del Sistema de Irrigación CochabambaEstructura: Diseño Reservorio R-01

ZO

NA

DE A

NC

LA

JE

29.0

0 m1

%

ESPEJO

DE A

GU

A

DISEÑO HIDRAULICO DEL RESERVORIO REVESTIDO CON GEOMEMBRANA

27

.50

m

3.50 m

BO

RD

E L

IBR

E

27

.50

m

Cálculos Hidráulicos AyudaEstimar L y A

RESERVORIO R-02


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


1.- DATOS:














Area del Fondo ( b ) 336.00 m2 31.50














3.50 m

28.0

0 m

ESPEJO

DE A

GU

A

26

.50

m

26

.50

m

21.00 m

1%

16.0

0 m

RESERVORIO - PLANTA

33.00 m

ZO

NA

DE A

NC

LA

JE

BO

RD

E L

IBR

E

31.50 m

DISEÑO HIDRAULICO DEL RESERVORIO REVESTIDO CON GEOMEMBRANAProyecto: Construcción del Sistema de Irrigación CochabambaEstructura: Diseño Reservorio R-02


RESERVORIO R-03

1.- DATOS:














Area del Fondo ( b ) 320.00 m2 30.50














3.50 m

28.0

0 m

ESPEJO

DE A

GU

A

26

.50

m

26

.50

m

20.00 m

1%

16.0

0 m

RESERVORIO - PLANTA

32.00 m

ZO

NA

DE A

NC

LA

JE

BO

RD

E L

IBR

E

30.50 m



RESERVORIO R-04


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


1.- DATOS:














Area del Fondo ( b ) 432.00 m2 34.50














3.50 m

30.0

0 m

ESPEJ

O D

E A

GU

A

28

.50

m

28

.50

m

24.00 m

1%

18.0

0 m

RESERVORIO - PLANTA

36.00 m

ZON

A D

E A

NC

LAJE

BOR

DE

LIBR

E

34.50 m



RESERVORIO R-05

1.- DATOS:














Area del Fondo ( b ) 176.00 m2 26.50














3.50 m

23.0

0 m

ESPE

JO D

E A

GU

A

21

.50

m

21

.50

m

16.00 m

1%

11.0

0 m

RESERVORIO - PLANTA

28.00 m

ZON

A D

E A

NC

LAJE

BOR

DE

LIBR

E

26.50 m



RESERVORIO R-06


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


1.- DATOS:














Area del Fondo ( b ) 315.00 m2 31.50














3.50 m

27.0

0 m

ESPEJ

O D

E A

GU

A

25

.50

m

25

.50

m

21.00 m

1%

15.0

0 m

RESERVORIO - PLANTA

33.00 m

ZON

A D

E A

NC

LAJE

BOR

DE

LIBR

E

31.50 m



RESERVORIO R-07

1.- DATOS:














Area del Fondo ( b ) 363.00 m2 32.50














3.50 m

28.5

0 m

ESPEJ

O D

E A

GU

A

27

.00

m

27

.00

m

22.00 m

1%

16.5

0 m

RESERVORIO - PLANTA

34.00 m

ZON

A D

E A

NC

LAJE

BOR

DE

LIBR

E

32.50 m



RESERVORIO R-08


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


1.- DATOS:














Area del Fondo ( b ) 275.50 m2 29.50














3.50 m

26.5

0 m

ESPE

JO D

E A

GU

A

25

.00

m

25

.00

m

19.00 m

1%

14.5

0 m

RESERVORIO - PLANTA

31.00 m

ZON

A D

E A

NC

LAJE

BOR

DE

LIBR

E

29.50 m



RESERVORIO R-09

1.- DATOS:














Area del Fondo ( b ) 275.50 m2 29.50














3.50 m

26.5

0 m

ESP

EJO

DE A

GU

A

25

.00

m

25

.00

m

19.00 m

1%

14.5

0 m

RESERVORIO - PLANTA

31.00 m

ZO

NA

DE A

NC

LA

JE

BO

RD

E L

IBR

E

29.50 m



RESERVORIO R-10


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


1.- DATOS:














Area del Fondo ( b ) 165.00 m2 25.50














3.50 m

23.0

0 m

ESPEJ

O D

E A

GU

A

21

.50

m

21

.50

m

15.00 m

1%

11.0

0 m

RESERVORIO - PLANTA

27.00 m

ZON

A D

E A

NC

LAJE

BOR

DE

LIBR

E

25.50 m



RESERVORIO R-11

1.- DATOS:














Area del Fondo ( b ) 212.50 m2 27.50














3.50 m

24.5

0 m

ESPEJ

O D

E A

GU

A

23

.00

m

23

.00

m

17.00 m

1%

12.5

0 m

RESERVORIO - PLANTA

29.00 m

ZON

A D

E A

NC

LAJE

BOR

DE L

IBR

E

27.50 m



RESERVORIO R-12


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


1.- DATOS:














Area del Fondo ( b ) 106.25 m2 23.00














3.50 m

20.5

0 m

ESPE

JO D

E A

GU

A

19

.00

m

19

.00

m

12.50 m

1%

8.5

0 m

RESERVORIO - PLANTA

24.50 m

ZON

A D

E A

NC

LAJE

BOR

DE

LIBR

E

23.00 m



RESERVORIO R-13

1.- DATOS:














Area del Fondo ( b ) 225.00 m2 28.50














3.50 m

24.5

0 m

ESPE

JO D

E A

GU

A

23

.00

m

23

.00

m

18.00 m

1%

12.5

0 m

RESERVORIO - PLANTA

30.00 m

ZON

A D

E A

NC

LAJE

BOR

DE

LIBR

E

28.50 m



RESERVORIO R-14


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


1.- DATOS:














Area del Fondo ( b ) 336.00 m2 31.50














3.50 m

28.0

0 m

ESPEJ

O D

E A

GU

A

26

.50

m

26

.50

m

21.00 m

1%

16.0

0 m

RESERVORIO - PLANTA

33.00 m

ZON

A D

E A

NC

LAJE

BOR

DE L

IBR

E

31.50 m



RESERVORIO R-15

1.- DATOS:














Area del Fondo ( b ) 54.00 m2 19.50














3.50 m

18.0

0 m

ESPEJO

DE A

GU

A

16

.50

m

16

.50

m

9.00 m

1%

6.0

0 m

RESERVORIO - PLANTA

21.00 m

ZO

NA

DE A

NC

LA

JE

BO

RD

E L

IBR

E

19.50 m



RESERVORIO R-16


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


1.- DATOS:














Area del Fondo ( b ) 225.00 m2 28.50














3.50 m

24.5

0 m

ESPEJO

DE A

GU

A

23

.00

m

23

.00

m

18.00 m

1%

12.5

0 m

RESERVORIO - PLANTA

30.00 m

ZO

NA

DE A

NC

LA

JE

BO

RD

E L

IBR

E

28.50 m



RESERVORIO R-17

1.- DATOS:














Area del Fondo ( b ) 243.00 m2 28.50














3.50 m

25.5

0 m

ESPEJ

O D

E A

GU

A

24

.00

m

24

.00

m

18.00 m

1%

13.5

0 m

RESERVORIO - PLANTA

30.00 m

ZON

A D

E A

NC

LAJE

BOR

DE L

IBR

E

28.50 m



RESERVORIO R-18


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


1.- DATOS:














Area del Fondo ( b ) 225.00 m2 28.50














3.50 m

24.5

0 m

ESPEJO

DE A

GU

A

23

.00

m

23

.00

m

18.00 m

1%

12.5

0 m

RESERVORIO - PLANTA

30.00 m

ZO

NA

DE A

NC

LA

JE

BO

RD

E L

IBR

E

28.50 m



4.2.5.3 CUNETAS DE CORONACION

RESERVORIO

GASTO CUENCA (m3/seg)

GASTO CUNETA (m3/seg)

PENDIENTE

y (m) h (m)

RE-01 0.15 0.24 1.00 % 0.32 0.40RE-02 0.77 0.88 4.00 % 0.40 0.50RE-03 0.39 0.44 1.00 % 0.40 0.50RE-04 0.18 0.31 0.50 % 0.40 0.50RE-05 0.20 0.31 0.50 % 0.40 0.50RE-06 0.11 0.17 0.50 % 0.32 0.40RE-07 1.23 1.28 8.50 % 0.40 0.50RE-08 1.28 1.39 10.00 % 0.40 0.50RE-09 0.08 0.31 0.50 % 0.40 0.50RE-10 0.35 0.44 1.00 % 0.40 0.50RE-11 1.19 1.24 8.00 % 0.40 0.50RE-12 0.25 0.31 0.50 % 0.40 0.50RE-13 1.36 1.39 10.00 % 0.40 0.50RE-14 0.40 0.54 1.50 % 0.40 0.50RE-15 0.78 0.88 4.00 % 0.40 0.50RE-16 0.45 0.54 1.50 % 0.40 0.50RE-17 0.15 0.24 1.00 % 0.32 0.40RE-18 1.37 1.39 10.00 % 0.40 0.50


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


4.2.5.4 VERTEDERO DE DEMASIAS

Donde:

Q= 0.070 m3/seg

C= 1.859

L= 0.40 m

h= 0.21 m

h= 0.21 m

f= 0.09 m

B.L.= 0.30 m

OK!

Q= 0.070 m3/seg

h= 0.21 m

f= 0.09 m

B.L.= 0.30 m

L= 0.40 m

Z= 4.00

M.R.= Geomembrana

Altura de Vertedero

Carga hidráulica total sobre la cresta.

Dimensionamiento del Vertedero de Demasías:

DISEÑO DEL VERTEDERO DE DEMASIAS

Cálculo de la Carga Hidraúlica Total sobre la Cresta:

Verificación de Resultados:

Caudal de descarga.

Coeficiente de descarga variable.

Longitud Efectiva de la Cresta.

Carga hidráulica total sobre la cresta.

Borde Libre Determinado.

Z

1

h

B.L.

L

M.R.

23

hLCQ 3

2

LC

Qh

hLBSi ..

4.2.5.5 TUBERIA DE LIMPIA

b (m) h (m)

RE-01 1880.00 1876.02 1875.82 0.20 m 4.18 m 17.23 1.00 % 0.255 0.871 1.30 0.5

RE-02 1862.00 1858.02 1857.82 0.20 m 4.18 m 17.23 1.00 % 0.255 0.871 1.50 0.50

RE-03 1880.50 1876.52 1876.32 0.20 m 4.18 m 17.23 1.00 % 0.255 0.871 1.40 0.50

RE-04 1875.00 1871.02 1870.82 0.20 m 4.18 m 17.23 1.00 % 0.255 0.871 1.30 0.50

RE-05 1876.98 1873.00 1872.80 0.20 m 4.18 m 17.23 1.00 % 0.255 0.871 1.30 0.50

RE-06 1873.00 1869.02 1868.82 0.20 m 4.18 m 17.23 1.00 % 0.255 0.871 1.20 0.50

RE-07 1808.00 1804.02 1803.82 0.20 m 4.18 m 17.23 1.00 % 0.255 0.871 1.70 0.50

RE-08 1815.00 1811.02 1810.82 0.20 m 4.18 m 17.23 1.00 % 0.255 0.871 1.70 0.50

RE-09 1880.00 1876.02 1875.82 0.20 m 4.18 m 17.23 1.00 % 0.255 0.871 1.30 0.50

RE-10 1850.00 1846.02 1845.82 0.20 m 4.18 m 17.23 1.00 % 0.255 0.871 1.40 0.50

RE-11 1755.00 1751.02 1750.82 0.20 m 4.18 m 17.23 1.00 % 0.255 0.871 1.70 0.50

RE-12 1869.00 1865.02 1864.82 0.20 m 4.18 m 17.23 1.00 % 0.255 0.871 1.30 0.50

RE-13 1769.00 1765.02 1764.82 0.20 m 4.18 m 17.23 1.00 % 0.255 0.871 1.70 0.50

RE-14 1830.00 1826.02 1825.82 0.20 m 4.18 m 17.23 1.00 % 0.255 0.871 1.40 0.50

RE-15 1819.88 1815.90 1815.70 0.20 m 4.18 m 17.23 1.00 % 0.255 0.871 1.50 0.50

RE-16 1820.00 1816.02 1815.82 0.20 m 4.18 m 17.23 1.00 % 0.255 0.871 1.40 0.50

RE-17 1775.00 1771.02 1770.82 0.20 m 4.18 m 17.23 1.00 % 0.255 0.871 1.30 0.50

RE-18 1787.00 1783.02 1782.82 0.20 m 4.18 m 17.23 1.00 % 0.255 0.871 1.70 0.50

CANALETA DERIVACION

MA

RG

EN

DER

EC

HA

MA

RG

EN

IZQ

UIE

RD

A

LONGITUD (m)

PENDIENTECAUDAL MIN.

(m3/ seg)

RESERVORIOLINEA DE

COND. PRINCIPAL

NAMO (msnm)

NAMI (msnm)

SALIDA (msnm)

CARGA HID. MAX.

CARGA HID. MIN.

CAUDAL MAX. (m3/ seg)

TUBERIA DE LIMPIA

4.2.5.6 CANAL DE DERIVACION

DISEÑO HIDRAULICO DE LOS CANALES DE DERIVACION


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


RESERVORIOCUNETAS

Q (m3/ seg)

TUB. LIMPIA Q

(m3/ seg)

VERTEDERO Q

(m3/ seg)

Q (m3/ seg)

B (m)

Z nS

(m/ m)y

(m)f

(m)H

(m)A

(m2)

T (m)

P (m)

R (m)

V (m/ seg)

RE-01 0.242 0.871 0.070 2.054 1.30 0.00 0.015 0.020 0.42 0.08 0.50 0.54 1.30 2.14 0.25 3.78

RE-02 0.878 0.871 0.070 2.690 1.50 0.00 0.015 0.020 0.45 0.05 0.50 0.67 1.50 2.39 0.28 4.03

RE-03 0.439 0.871 0.070 2.251 1.40 0.00 0.015 0.020 0.42 0.08 0.50 0.58 1.40 2.23 0.26 3.85

RE-04 0.310 0.871 0.070 2.122 1.30 0.00 0.015 0.020 0.43 0.07 0.50 0.56 1.30 2.15 0.26 3.82

RE-05 0.310 0.871 0.070 2.122 1.30 0.00 0.015 0.020 0.43 0.07 0.50 0.56 1.30 2.15 0.26 3.82

RE-06 0.171 0.871 0.070 1.983 1.20 0.00 0.015 0.020 0.44 0.06 0.50 0.53 1.20 2.08 0.25 3.77

RE-07 1.280 0.871 0.070 3.092 1.70 0.00 0.015 0.020 0.44 0.06 0.50 0.75 1.70 2.58 0.29 4.13

RE-08 1.388 0.871 0.070 3.200 1.70 0.00 0.015 0.020 0.45 0.05 0.50 0.77 1.70 2.60 0.29 4.17

RE-09 0.310 0.871 0.070 2.122 1.30 0.00 0.015 0.020 0.43 0.07 0.50 0.56 1.30 2.15 0.26 3.82

RE-10 0.439 0.871 0.070 2.251 1.40 0.00 0.015 0.020 0.42 0.08 0.50 0.58 1.40 2.23 0.26 3.85

RE-11 1.241 0.871 0.070 3.053 1.70 0.00 0.015 0.020 0.44 0.06 0.50 0.74 1.70 2.57 0.29 4.12

RE-12 0.310 0.871 0.070 2.122 1.30 0.00 0.015 0.020 0.43 0.07 0.50 0.56 1.30 2.15 0.26 3.82

RE-13 1.388 0.871 0.070 3.200 1.70 0.00 0.015 0.020 0.45 0.05 0.50 0.77 1.70 2.60 0.29 4.17

RE-14 0.537 0.871 0.070 2.349 1.40 0.00 0.015 0.020 0.43 0.07 0.50 0.60 1.40 2.26 0.27 3.90

RE-15 0.878 0.871 0.070 2.690 1.50 0.00 0.015 0.020 0.45 0.05 0.50 0.67 1.50 2.39 0.28 4.03

RE-16 0.537 0.871 0.070 2.349 1.40 0.00 0.015 0.020 0.43 0.07 0.50 0.60 1.40 2.26 0.27 3.90

RE-17 0.242 0.871 0.070 2.054 1.30 0.00 0.015 0.020 0.42 0.08 0.50 0.54 1.30 2.14 0.25 3.78

RE-18 1.388 0.871 0.070 3.200 1.70 0.00 0.015 0.020 0.45 0.05 0.50 0.77 1.70 2.60 0.29 4.17

RESERVORIOE

(m-Kg/ Kg)Re

TIPO DE FLUJO

FESTADO DE

FLUJOSECCION


RE-01 1.15 958838.64 Turbulento 1.87 Supercrítico Rectangular Concreto



















RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


4.2.5.7 TUBERIA DE DESCARGA

RE-01 1880.00 1876.80 1876.69 0.11 m 3.31 m 22.45 180.00 0.50 % 28.00 109.00

RE-02 1862.00 1858.80 1858.69 0.11 m 3.31 m 22.65 180.00 0.50 % 28.00 109.00

RE-03 1880.50 1877.30 1877.19 0.11 m 3.31 m 22.55 180.00 0.50 % 28.00 109.00

RE-04 1875.00 1871.80 1871.69 0.11 m 3.31 m 22.45 180.00 0.50 % 28.00 109.00

RE-05 1876.98 1873.78 1873.67 0.11 m 3.31 m 22.45 180.00 0.50 % 28.00 109.00

RE-06 1873.00 1869.80 1869.69 0.11 m 3.31 m 22.35 180.00 0.50 % 28.00 109.00

RE-07 1808.00 1804.80 1804.69 0.11 m 3.31 m 22.85 180.00 0.50 % 28.00 109.00

RE-08 1815.00 1811.80 1811.69 0.11 m 3.31 m 22.85 180.00 0.50 % 28.00 109.00

RE-09 1880.00 1876.80 1876.69 0.11 m 3.31 m 22.45 180.00 0.50 % 28.00 109.00

RE-10 1850.00 1846.80 1846.69 0.11 m 3.31 m 22.55 180.00 0.50 % 28.00 109.00

RE-11 1755.00 1751.80 1751.69 0.11 m 3.31 m 22.85 180.00 0.50 % 28.00 109.00

RE-12 1869.00 1865.80 1865.69 0.11 m 3.31 m 22.45 180.00 0.50 % 28.00 109.00

RE-13 1769.00 1765.80 1765.69 0.11 m 3.31 m 22.85 180.00 0.50 % 28.00 109.00

RE-14 1830.00 1826.80 1826.69 0.11 m 3.31 m 22.55 180.00 0.50 % 28.00 109.00

RE-15 1819.88 1816.68 1816.57 0.11 m 3.31 m 22.65 180.00 0.50 % 28.00 109.00

RE-16 1820.00 1816.80 1816.69 0.11 m 3.31 m 22.55 180.00 0.50 % 28.00 109.00

RE-17 1775.00 1771.80 1771.69 0.11 m 3.31 m 22.45 180.00 0.50 % 28.00 109.00

RE-18 1875.00 1871.80 1871.69 0.11 m 3.31 m 22.85 180.00 0.50 % 28.00 109.00

TUBERIA DE DESCARGA

CAUDAL MIN. (lt/seg)

RESERVORIOLINEA DE COND.

PRINCIPALNAMO

(msnm)NAMI

(msnm)SALIDA (msnm)

CARGA HID. MAX.

CARGA HID. MIN.

DIAMETRO NOMINAL

(mm)

MA

RG

EN D

EREC

HA

MA

RG

EN I

ZQU

IERD

A

LONGITUD (m)

PENDIENTECAUDAL MAX.

(lt/seg)


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


4.2.5.8 CAPACIDAD PORTANTE

RESERVORIO R-01


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


Datos:

0.50

1.63

1.22

21.00

17.00

1.00

3.00

Cálculos y Resultados:

18.92

8.26

4.31

a) Para cimiento contínuo:

Capacidad de carga última, qc:

qc=c*Nc + Gm*Df*Nq + 0.5*Gm*B*Ng

Capacidad de carga admisible; qa:

qa=qc/ FS

c*Nc = 23.08

Gm*Df*Nq = 6.73

0.5*g*B*Ng = 59.72

qc, (Ton/m2) = 89.53

qa, (Ton/ m2) = 29.84

b) Para cimiento cuadrado:


qc=1.3c*Nc + Gm*Df*Nq + 0.4*Gm*B*Ng


qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 30.01

g*Df*Nq = 6.73

0.4*g*B*Ng = 2.81

qc, (Ton/m2) = 39.55

qa, (Ton/ m2) = 13.18

c) Para cimiento circular:


qc=1.3c*Nc + Gm*Df*Nq + 0.6*Gm*R*Ng


qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 30.01

g*Df*Nq = 6.73

0.6*g*R*Ng = 4.22

qc, (Ton/m2) = 40.95

qa, (Ton/ m2) = 13.65

Factor de sobrecarga,Nq =

Factor de piso, Ng =

DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE CARGA DEL SUELO -MÉTODO DE TERZAGHI-

Profundidad de desplante,Df;(mts):

Peso Volumétrico del suelo; Gm (Ton/m3):

Cohesión del suelo, c; (Ton/m2):

Ángulo de fricción interna del suelo, Fi (grados):

Ancho o Radio del cimiento; B ó R (mts):

Factor de cohesión, Nc =

Tipo de suelo:1-Arcilloso firme / 2-Arcilloso blando / 3-Arenoso

Factor de seguridad, F.S.: (3.5 / 3.0 / 2.5)

Factores dependientes del ángulo de fricción:


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ESTRUCTURA:

B:

L:

H:

V P :

γ P :

A C :

γ CIM :

D:

γ W :

HW: 0.00 m

Q T :

μ :

P o :

P´ o :

Q B :

Q NETA :

Q´ B :

Q´ NETA :

Q T μ Po P o Q B Q NETA Q´ B Q´ NETA

(Tn) (Tn/ m2) (Tn/ m2) (Tn/ m2) (Tn/ m2) (Tn/ m2) (Tn/ m2) (Tn/ m2) (MPa) (Kg/ cm2)

2196.52 0.00 0.82 0.82 5.62 4.80 5.62 4.80 0.05 0.48

CARGAS (Tn/ m2) (MPa) (Kg/ cm2)

Q´ NETA 4.80 0.05 0.48

qa 13.18 0.13 1.32

Conclusión:

Carga Trasmitida hacia la Cimentación

Carga Admisible por la Cimentación

Observaciones

Capacidad Portante Aceptable

Tensión en la Cimentación

Tensión Efectiva Vertical

1.00 Tn/ m3 Peso Específico del Agua

Diferencia de Profundidad entre la Cimentación de Desplante y el Nivel Freático

Carga Total

Tensión Total de Sobrecarga en la Base del Cimiento.


Tensión Total Bruta

Tensión Total Neta

Tensión Efectiva Bruta

Area de la Cimentación

1.63 Tn/ m3 Peso Específico en la Cimentación

0.50 m Profundidad de Desplante

RESULTADOS:

TENSION EFECTIVA VERTICAL TRASMITIDA A LA CIMENTACIONDATOS:

17.00 m Ancho de la Base de la Cimentación del Reservorio

23.00 m Largo de la Base de la Cimentación del Reservorio

RESERVORIO R-01

3.50 m Altura del Embalse de Agua

2196.52 m3 Volumen de Agua


Presión Intersticial en la Cimentación.

391.00 m2

B

B


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


RESERVORIO R-02

Datos:

1.00

2.14

0.82

39.00

16.00

1.00

3.00


85.97

70.61

95.03





qa=qc/ FS

c*Nc = 70.50

Gm*Df*Nq = 151.11

0.5*g*B*Ng = 1626.91

qc, (Ton/m2) = 1848.51

qa, (Ton/ m2) = 616.17





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 91.64

g*Df*Nq = 151.11

0.4*g*B*Ng = 81.35

qc, (Ton/m2) = 324.10

qa, (Ton/ m2) = 108.03





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 91.64

g*Df*Nq = 151.11

0.6*g*R*Ng = 122.02

qc, (Ton/m2) = 364.77

qa, (Ton/ m2) = 121.59














RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ESTRUCTURA:

B:

L:

H:

V P :

γ P :

A C :

γ CIM :

D:

γ W :

HW: 0.00 m

Q T :

μ :

P o :

P´ o :

QB :

QNETA :

Q´ B :

Q´ NETA :



1955.71 0.00 2.14 2.14 5.82 3.68 5.82 3.68 0.04 0.37


Q´ NETA 3.68 0.04 0.37

qa 108.03 1.06 10.80

Conclusión:

RESULTADOS:




RESERVORIO R-02





336.00 m2 Area de la Cimentación






Carga Total




Tensión Total Neta




Observaciones



B

B


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


RESERVORIO R-03

Datos:

1.00

2.16

0.83

38.50

16.00

1.00

3.00


77.50

61.55

78.61





qa=qc/ FS

c*Nc = 64.33

Gm*Df*Nq = 132.95

0.5*g*B*Ng = 1358.38

qc, (Ton/m2) = 1555.65

qa, (Ton/ m2) = 518.55





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 83.62

g*Df*Nq = 132.95

0.4*g*B*Ng = 67.92

qc, (Ton/m2) = 284.49

qa, (Ton/ m2) = 94.83





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 83.62

g*Df*Nq = 132.95

0.6*g*R*Ng = 101.88

qc, (Ton/m2) = 318.45

qa, (Ton/ m2) = 106.15














RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ESTRUCTURA:

B:

L:

H:

V P :

γ P :

A C :

γ CIM :

D:

γ W :

HW: 0.00 m

Q T :

μ :

P o :

P´ o :

Q B :

Q NETA :

Q´ B :

Q´ NETA :



1882.91 0.00 2.16 2.16 5.88 3.72 5.88 3.72 0.04 0.37


Q´ NETA 3.72 0.04 0.37

qa 94.83 0.93 9.48

Conclusión:



Observaciones






Carga Total




Tensión Total Neta





RESULTADOS:




RESERVORIO R-03





320.00 m2

B

B


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


RESERVORIO R-04

Datos:

1.00

1.94

0.06

37.00

18.00

1.00

3.00


70.01

53.80

65.27





qa=qc/ FS

c*Nc = 4.20

Gm*Df*Nq = 104.37

0.5*g*B*Ng = 1139.61

qc, (Ton/m2) = 1248.19

qa, (Ton/ m2) = 416.06





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 5.46

g*Df*Nq = 104.37

0.4*g*B*Ng = 50.65

qc, (Ton/m2) = 160.48

qa, (Ton/ m2) = 53.49





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 5.46

g*Df*Nq = 104.37

0.6*g*R*Ng = 75.97

qc, (Ton/m2) = 185.81

qa, (Ton/ m2) = 61.94














RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ESTRUCTURA:

B:

L:

H:

V P :

γ P :

A C :

γ CIM :

D:

γ W :

HW: 0.00 m

Q T :

μ :

P o :

P´ o :

Q B :

Q NETA :

Q´ B :

Q´ NETA :



2370.95 0.00 1.94 1.94 5.49 3.55 5.49 3.55 0.03 0.35


Q´ NETA 3.55 0.03 0.35

qa 53.49 0.52 5.35

Conclusión:

RESULTADOS:




RESERVORIO R-04











Carga Total




Tensión Total Neta




Observaciones



B

B


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


RESERVORIO R-05

Datos:

1.00

1.71

1.22

22.00

11.00

1.00

3.00


20.27

9.19

5.09





qa=qc/ FS

c*Nc = 24.73

Gm*Df*Nq = 15.71

0.5*g*B*Ng = 47.87

qc, (Ton/m2) = 88.32

qa, (Ton/ m2) = 29.44





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 32.15

g*Df*Nq = 15.71

0.4*g*B*Ng = 3.48

qc, (Ton/m2) = 51.34

qa, (Ton/ m2) = 17.11





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 32.15

g*Df*Nq = 15.71

0.6*g*R*Ng = 5.22

qc, (Ton/m2) = 53.09

qa, (Ton/ m2) = 17.70














RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ESTRUCTURA:

B:

L:

H:

V P :

γ P :

A C :

γ CIM :

D:

γ W :

HW: 0.00 m

Q T :

μ :

P o :

P´ o :

Q B :

Q NETA :

Q´ B :

Q´ NETA :



1229.40 0.00 1.71 1.71 6.99 5.28 6.99 5.28 0.05 0.53


Q´ NETA 5.28 0.05 0.53

qa 17.11 0.17 1.71

Conclusión:



Observaciones






Carga Total




Tensión Total Neta





RESULTADOS:




RESERVORIO R-05





176.00 m2

B

B


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


RESERVORIO R-06

Datos:

1.00

1.88

0.66

35.60

15.00

1.00

3.00


57.75

41.44

45.41





qa=qc/ FS

c*Nc = 38.12

Gm*Df*Nq = 77.91

0.5*g*B*Ng = 640.28

qc, (Ton/m2) = 756.30

qa, (Ton/ m2) = 252.10





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 49.55

g*Df*Nq = 77.91

0.4*g*B*Ng = 34.15

qc, (Ton/m2) = 161.61

qa, (Ton/ m2) = 53.87





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 49.55

g*Df*Nq = 77.91

0.6*g*R*Ng = 51.22

qc, (Ton/m2) = 178.68

qa, (Ton/ m2) = 59.56














RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ESTRUCTURA:

B:

L:

H:

V P :

γ P :

A C :

γ CIM :

D:

γ W :

HW: 0.00 m

Q T :

μ :

P o :

P´ o :

Q B :

Q NETA :

Q´ B :

Q´ NETA :



1866.86 0.00 1.88 1.88 5.93 4.05 5.93 4.05 0.04 0.40


Q´ NETA 4.05 0.04 0.40

qa 53.87 0.53 5.39

Conclusión:



Observaciones






Carga Total




Tensión Total Neta





RESULTADOS:




RESERVORIO R-06





315.00 m2

B

B


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


RESERVORIO R-07

Datos:

1.00

2.08

0.65

37.10

16.50

1.00

3.00


70.01

53.80

65.27





qa=qc/ FS

c*Nc = 45.51

Gm*Df*Nq = 111.90

0.5*g*B*Ng = 1120.03

qc, (Ton/m2) = 1277.44

qa, (Ton/ m2) = 425.81





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 59.16

g*Df*Nq = 111.90

0.4*g*B*Ng = 54.30

qc, (Ton/m2) = 225.37

qa, (Ton/ m2) = 75.12





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 59.16

g*Df*Nq = 111.90

0.6*g*R*Ng = 81.46

qc, (Ton/m2) = 252.52

qa, (Ton/ m2) = 84.17














RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ESTRUCTURA:

B:

L:

H:

V P :

γ P :

A C :

γ CIM :

D:

γ W :

HW: 0.00 m

Q T :

μ :

P o :

P´ o :

Q B :

Q NETA :

Q´ B :

Q´ NETA :



2074.48 0.00 2.08 2.08 5.71 3.63 5.71 3.63 0.04 0.36


Q´ NETA 3.63 0.04 0.36

qa 75.12 0.74 7.51

Conclusión:

RESULTADOS:




RESERVORIO R-07











Carga Total




Tensión Total Neta




Observaciones



B

B


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


RESERVORIO R-08

Datos:

1.00

1.90

0.91

36.30

14.50

1.00

3.00


63.53

47.16

54.36





qa=qc/ FS

c*Nc = 57.81

Gm*Df*Nq = 89.60

0.5*g*B*Ng = 748.81

qc, (Ton/m2) = 896.23

qa, (Ton/ m2) = 298.74





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 75.16

g*Df*Nq = 89.60

0.4*g*B*Ng = 41.31

qc, (Ton/m2) = 206.07

qa, (Ton/ m2) = 68.69





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 75.16

g*Df*Nq = 89.60

0.6*g*R*Ng = 61.97

qc, (Ton/m2) = 226.73

qa, (Ton/ m2) = 75.58














RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ESTRUCTURA:

B:

L:

H:

V P :

γ P :

A C :

γ CIM :

D:

γ W :

HW: 0.00 m

Q T :

μ :

P o :

P´ o :

Q B :

Q NETA :

Q´ B :

Q´ NETA :



1686.89 0.00 1.90 1.90 6.12 4.22 6.12 4.22 0.04 0.42


Q´ NETA 4.22 0.04 0.42

qa 68.69 0.67 6.87

Conclusión:

RESULTADOS:




RESERVORIO R-08











Carga Total




Tensión Total Neta




Observaciones



B

B


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


RESERVORIO R-09

Datos:

1.00

1.70

1.25

22.40

14.50

1.00

3.00


20.27

9.19

5.09





qa=qc/ FS

c*Nc = 25.34

Gm*Df*Nq = 15.62

0.5*g*B*Ng = 62.73

qc, (Ton/m2) = 103.69

qa, (Ton/ m2) = 34.56





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 32.94

g*Df*Nq = 15.62

0.4*g*B*Ng = 3.46

qc, (Ton/m2) = 52.02

qa, (Ton/ m2) = 17.34





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 32.94

g*Df*Nq = 15.62

0.6*g*R*Ng = 5.19

qc, (Ton/m2) = 53.75

qa, (Ton/ m2) = 17.92














RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ESTRUCTURA:

B:

L:

H:

V P :

γ P :

A C :

γ CIM :

D:

γ W :

HW: 0.00 m

Q T :

μ :

P o :

P´ o :

Q B :

Q NETA :

Q´ B :

Q´ NETA :



1686.89 0.00 1.70 1.70 6.12 4.42 6.12 4.42 0.04 0.44


Q´ NETA 4.42 0.04 0.44

qa 17.34 0.17 1.73

Conclusión:



Observaciones






Carga Total




Tensión Total Neta





RESULTADOS:




RESERVORIO R-09





275.50 m2

B

B


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


RESERVORIO R-10

Datos:

1.00

2.16

0.98

38.30

11.00

1.00

3.00


77.50

61.55

78.61





qa=qc/ FS

c*Nc = 75.95

Gm*Df*Nq = 132.95

0.5*g*B*Ng = 933.89

qc, (Ton/m2) = 1142.78

qa, (Ton/ m2) = 380.93





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 98.74

g*Df*Nq = 132.95

0.4*g*B*Ng = 67.92

qc, (Ton/m2) = 299.60

qa, (Ton/ m2) = 99.87





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 98.74

g*Df*Nq = 132.95

0.6*g*R*Ng = 101.88

qc, (Ton/m2) = 333.56

qa, (Ton/ m2) = 111.19














RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ESTRUCTURA:

B:

L:

H:

V P :

γ P :

A C :

γ CIM :

D:

γ W :

HW: 0.00 m

Q T :

μ :

P o :

P´ o :

Q B :

Q NETA :

Q´ B :

Q´ NETA :



1173.56 0.00 2.16 2.16 7.11 4.95 7.11 4.95 0.05 0.50


Q´ NETA 4.95 0.05 0.50

qa 99.87 0.98 9.99

Conclusión:

RESULTADOS:




RESERVORIO R-10











Carga Total




Tensión Total Neta




Observaciones



B

B


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


RESERVORIO R-11

Datos:

1.00

1.65

1.13

22.30

12.50

1.00

3.00


20.27

9.19

5.09





qa=qc/ FS

c*Nc = 22.91

Gm*Df*Nq = 15.16

0.5*g*B*Ng = 52.49

qc, (Ton/m2) = 90.56

qa, (Ton/ m2) = 30.19





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 29.78

g*Df*Nq = 15.16

0.4*g*B*Ng = 3.36

qc, (Ton/m2) = 48.30

qa, (Ton/ m2) = 16.10





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 29.78

g*Df*Nq = 15.16

0.6*g*R*Ng = 5.04

qc, (Ton/m2) = 49.98

qa, (Ton/ m2) = 16.66














RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ESTRUCTURA:

B:

L:

H:

V P :

γ P :

A C :

γ CIM :

D:

γ W :

HW: 0.00 m

Q T :

μ :

P o :

P´ o :

Q B :

Q NETA :

Q´ B :

Q´ NETA :



1399.71 0.00 1.65 1.65 6.59 4.94 6.59 4.94 0.05 0.49


Q´ NETA 4.94 0.05 0.49

qa 16.10 0.16 1.61

Conclusión:



Observaciones






Carga Total




Tensión Total Neta





RESULTADOS:




RESERVORIO R-11





212.50 m2

B

B


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


RESERVORIO R-12

Datos:

1.00

1.96

0.89

37.70

8.50

1.00

3.00


70.01

53.80

65.27





qa=qc/ FS

c*Nc = 62.31

Gm*Df*Nq = 105.45

0.5*g*B*Ng = 543.70

qc, (Ton/m2) = 711.46

qa, (Ton/ m2) = 237.15





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 81.00

g*Df*Nq = 105.45

0.4*g*B*Ng = 51.17

qc, (Ton/m2) = 237.62

qa, (Ton/ m2) = 79.21





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 81.00

g*Df*Nq = 105.45

0.6*g*R*Ng = 76.76

qc, (Ton/m2) = 263.21

qa, (Ton/ m2) = 87.74














RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ESTRUCTURA:

B:

L:

H:

V P :

γ P :

A C :

γ CIM :

D:

γ W :

HW: 0.00 m

Q T :

μ :

P o :

P´ o :

Q B :

Q NETA :

Q´ B :

Q´ NETA :



880.48 0.00 1.96 1.96 8.29 6.33 8.29 6.33 0.06 0.63


Q´ NETA 6.33 0.06 0.63

qa 79.21 0.78 7.92

Conclusión:

RESULTADOS:




RESERVORIO R-12











Carga Total




Tensión Total Neta




Observaciones



B

B


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


RESERVORIO R-13

Datos:

1.00

1.92

0.85

36.30

12.50

1.00

3.00


63.53

47.16

54.36





qa=qc/ FS

c*Nc = 54.00

Gm*Df*Nq = 90.55

0.5*g*B*Ng = 652.32

qc, (Ton/m2) = 796.87

qa, (Ton/ m2) = 265.62





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 70.20

g*Df*Nq = 90.55

0.4*g*B*Ng = 41.75

qc, (Ton/m2) = 202.50

qa, (Ton/ m2) = 67.50





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 70.20

g*Df*Nq = 90.55

0.6*g*R*Ng = 62.62

qc, (Ton/m2) = 223.37

qa, (Ton/ m2) = 74.46














RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ESTRUCTURA:

B:

L:

H:

V P :

γ P :

A C :

γ CIM :

D:

γ W :

HW: 0.00 m

Q T :

μ :

P o :

P´ o :

Q B :

Q NETA :

Q´ B :

Q´ NETA :



1460.65 0.00 1.92 1.92 6.49 4.57 6.49 4.57 0.04 0.46


Q´ NETA 4.57 0.04 0.46

qa 67.50 0.66 6.75

Conclusión:



Observaciones






Carga Total




Tensión Total Neta





RESULTADOS:




RESERVORIO R-13





225.00 m2

B

B


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


RESERVORIO R-14

Datos:

1.00

1.72

0.85

23.00

16.00

1.00

3.00


21.75

10.23

6.00





qa=qc/ FS

c*Nc = 18.49

Gm*Df*Nq = 17.60

0.5*g*B*Ng = 82.56

qc, (Ton/m2) = 118.64

qa, (Ton/ m2) = 39.55





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 24.03

g*Df*Nq = 17.60

0.4*g*B*Ng = 4.13

qc, (Ton/m2) = 45.76

qa, (Ton/ m2) = 15.25





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 24.03

g*Df*Nq = 17.60

0.6*g*R*Ng = 6.19

qc, (Ton/m2) = 47.82

qa, (Ton/ m2) = 15.94














RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ESTRUCTURA:

B:

L:

H:

V P :

γ P :

A C :

γ CIM :

D:

γ W :

HW: 0.00 m

Q T :

μ :

P o :

P´ o :

Q B :

Q NETA :

Q´ B :

Q´ NETA :



1955.71 0.00 1.72 1.72 5.82 4.10 5.82 4.10 0.04 0.41


Q´ NETA 4.10 0.04 0.41

qa 15.25 0.15 1.53

Conclusión:

RESULTADOS:




RESERVORIO R-14











Carga Total




Tensión Total Neta




Observaciones



B

B


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


RESERVORIO R-15

Datos:

1.00

1.79

0.80

38.10

6.00

1.00

3.00


77.50

61.55

78.61





qa=qc/ FS

c*Nc = 62.00

Gm*Df*Nq = 110.17

0.5*g*B*Ng = 422.14

qc, (Ton/m2) = 594.31

qa, (Ton/ m2) = 198.10





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 80.60

g*Df*Nq = 110.17

0.4*g*B*Ng = 56.28

qc, (Ton/m2) = 247.06

qa, (Ton/ m2) = 82.35





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 80.60

g*Df*Nq = 110.17

0.6*g*R*Ng = 84.43

qc, (Ton/m2) = 275.20

qa, (Ton/ m2) = 91.73














RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ESTRUCTURA:

B:

L:

H:

V P :

γ P :

A C :

γ CIM :

D:

γ W :

HW: 0.00 m

Q T :

μ :

P o :

P´ o :

Q B :

Q NETA :

Q´ B :

Q´ NETA :



590.47 0.00 1.79 1.79 10.93 9.14 10.93 9.14 0.09 0.91


Q´ NETA 9.14 0.09 0.91

qa 82.35 0.81 8.24

Conclusión:



Observaciones






Carga Total




Tensión Total Neta





RESULTADOS:




RESERVORIO R-15





54.00 m2

B

B


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


RESERVORIO R-16

Datos:

1.00

2.08

0.43

38.70

12.50

1.00

3.00


77.50

61.55

78.61





qa=qc/ FS

c*Nc = 33.33

Gm*Df*Nq = 128.02

0.5*g*B*Ng = 1021.93

qc, (Ton/m2) = 1183.28

qa, (Ton/ m2) = 394.43





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 43.32

g*Df*Nq = 128.02

0.4*g*B*Ng = 65.40

qc, (Ton/m2) = 236.75

qa, (Ton/ m2) = 78.92





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 43.32

g*Df*Nq = 128.02

0.6*g*R*Ng = 98.11

qc, (Ton/m2) = 269.45

qa, (Ton/ m2) = 89.82














RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ESTRUCTURA:

B:

L:

H:

V P :

γ P :

A C :

γ CIM :

D:

γ W :

HW: 0.00 m

Q T :

μ :

P o :

P´ o :

QB :

QNETA :

Q´ B :

Q´ NETA :



1460.65 0.00 2.08 2.08 6.49 4.41 6.49 4.41 0.04 0.44


Q´ NETA 4.41 0.04 0.44

qa 78.92 0.77 7.89

Conclusión:

RESULTADOS:




RESERVORIO R-16











Carga Total




Tensión Total Neta




Observaciones



B

B


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


RESERVORIO R-17

Datos:

1.00

2.17

0.40

38.50

13.50

1.00

3.00


77.50

61.55

78.61





qa=qc/ FS

c*Nc = 31.00

Gm*Df*Nq = 133.56

0.5*g*B*Ng = 1151.44

qc, (Ton/m2) = 1316.00

qa, (Ton/ m2) = 438.67





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 40.30

g*Df*Nq = 133.56

0.4*g*B*Ng = 68.23

qc, (Ton/m2) = 242.10

qa, (Ton/ m2) = 80.70





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 40.30

g*Df*Nq = 133.56

0.6*g*R*Ng = 102.35

qc, (Ton/m2) = 276.21

qa, (Ton/ m2) = 92.07














RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ESTRUCTURA:

B:

L:

H:

V P :

γ P :

A C :

γ CIM :

D:

γ W :

HW: 0.00 m

Q T :

μ :

P o :

P´ o :

Q B :

Q NETA :

Q´ B :

Q´ NETA :


(Tn) (Tn/ m 2) (Tn/ m 2) (Tn/ m 2) (Tn/ m 2) (Tn/ m 2) (Tn/ m2) (Tn/ m 2) (MPa) (Kg/ cm2)

1540.04 0.00 2.17 2.17 6.34 4.17 6.34 4.17 0.04 0.42

CARGAS (Tn/ m 2) (MPa) (Kg/ cm2)

Q´ NETA 4.17 0.04 0.42

qa 80.70 0.79 8.07

Conclusión:

RESULTADOS:




RESERVORIO R-17











Carga Total




Tensión Total Neta




Observaciones



B

B


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

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RESERVORIO R-18

Datos:

1.00

1.70

0.70

22.90

12.50

1.00

3.00


20.27

9.19

5.09





qa=qc/ FS

c*Nc = 14.19

Gm*Df*Nq = 15.62

0.5*g*B*Ng = 54.08

qc, (Ton/m2) = 83.89

qa, (Ton/ m2) = 27.96





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 18.45

g*Df*Nq = 15.62

0.4*g*B*Ng = 3.46

qc, (Ton/m2) = 37.53

qa, (Ton/ m2) = 12.51





qa=qc/ FS

1.3*c*Nc = 18.45

g*Df*Nq = 15.62

0.6*g*R*Ng = 5.19

qc, (Ton/m2) = 39.26

qa, (Ton/ m2) = 13.09














RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


ESTRUCTURA:

B:

L:

H:

V P :

γ P :

A C :

γ CIM :

D:

γ W :

HW: 0.00 m

Q T :

μ :

P o :

P´ o :

QB :

QNETA :

Q´ B :

Q´ NETA :



1460.65 0.00 1.70 1.70 6.49 4.79 6.49 4.79 0.05 0.48


Q´ NETA 4.79 0.05 0.48

qa 12.51 0.12 1.25

Conclusión:

RESULTADOS:




RESERVORIO R-18











Carga Total




Tensión Total Neta




Observaciones



B

B


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

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4.2.5.9 ESTABILIDAD DE TALUDES

Para evaluar las condiciones de estabilidad del talud, se ha realizado un análisis de estabilidad en las cuales el reservorio trabajara en condiciones extremas, es decir, a embalse lleno y con aceleraciones sísmicas (0.18g), recalcando que los reservorios serán estructuras de material suelto cimentadas sobre material de corte y sin presencia de nivel freático despreciando con ello posibles fuerzas de subpresión que se puedan originar. Para el presente análisis se utilizo el software Slide, el cual evalúa la estabilidad de estructuras de materiales sueltos, obteniéndose finalmente los factores de seguridad con los cuales se verificara y garantizara la estabilidad de los taludes.

A continuación se muestra un modelamiento tipo y los respectivos resultados para cada reservorio. Los análisis más a detalle se encuentran desarrollados en la base de diseños adjunta al presente estudio.

MODELAMIENTO TIPO

RESULTADOS OBTENIDOS

RESERVORIO PESO UNITARIO (KN/m3)

COHESION (KN/m2)

ANG. FRICCION

(°)

FACTOR DE SEGURIDADCONDICION

ESTABILIDADBISHOP SIMPLIFIED SPENCER

RE-01 15.99 11.77 21.00 3.220 3.223 ESTABLE

RE-02 20.99 7.85 39.00 2.158 2.160 ESTABLE

RE-03 21.18 7.85 38.50 2.127 2.132 ESTABLE

RE-04 18.98 1.30 37.00 1.040 1.053 ESTABLE

RE-05 16.77 11.77 22.00 3.022 3.023 ESTABLE


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

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RE-06 18.44 6.87 35.60 2.093 2.093 ESTABLE

RE-07 20.40 6.87 37.10 1.983 1.987 ESTABLE

RE-08 18.63 8.83 36.30 2.460 2.459 ESTABLE

RE-09 16.67 12.75 22.40 3.275 3.275 ESTABLE

RE-10 21.18 9.81 38.30 2.417 2.416 ESTABLE

RE-11 16.18 10.79 22.30 2.957 2.960 ESTABLE

RE-12 19.22 8.83 37.70 2.434 2.435 ESTABLE

RE-13 18.83 8.83 36.30 2.436 2.435 ESTABLE

RE-14 16.87 8.83 23.00 2.375 2.374 ESTABLE

RE-15 17.55 7.85 38.10 2.459 2.459 ESTABLE

RE-16 20.40 3.92 38.70 1.567 1.584 ESTABLE

RE-17 21.28 3.92 38.50 1.535 1.550 ESTABLE

RE-18 16.67 6.87 22.90 1.974 1.973 ESTABLE

Tal como puede mostrarse los factores de seguridad arrojan valores por encima de 1.00, evidenciándose que los taludes de los reservorios son estables aun en condiciones extremas.

4.2.6 DISEÑO DE OBRAS DE ARTE DE LAS LINEAS DE CONDUCCION

4.2.6.1 DISEÑO DE TOMAS DIRECTAS

Q dem (lt/ seg) Q d (lt / seg) H (m) V1 (m/ seg) y1 (m) a (m) b (m) MATERIAL CLASE DN (mm) e (mm)

0+480 TDD-01 9.99 66.28 0.50 0.81 0.47 0.20 0.20 PVC 5.00 110.00 2.70

6+598 TDD-02 5.55 66.28 0.50 0.81 0.47 0.20 0.20 PVC 5.00 110.00 2.70

7+221 TDD-03 6.66 66.28 0.50 0.81 0.47 0.20 0.20 PVC 5.00 110.00 2.70

8+088 TDD-04 7.40 66.28 0.50 0.81 0.47 0.20 0.20 PVC 5.00 110.00 2.70

1+640 TDI-01 4.44 67.82 0.52 0.82 0.49 0.20 0.20 PVC 5.00 110.00 2.70

1+820 TDI-02 4.81 67.82 0.52 0.82 0.49 0.20 0.20 PVC 5.00 110.00 2.70

3+440 TDI-03 3.33 67.82 0.52 0.82 0.49 0.20 0.20 PVC 5.00 110.00 2.70

3+901 TDI-04 1.11 67.82 0.52 0.82 0.49 0.20 0.20 PVC 5.00 110.00 2.70

4+061 TDI-05 0.37 67.82 0.52 0.82 0.49 0.20 0.20 PVC 5.00 110.00 2.70

4+877 TDI-06 37.13 67.82 0.52 0.82 0.49 0.20 0.20 PVC 5.00 200.00 4.90

6+197 TDI-07 10.17 67.82 0.52 0.82 0.49 0.20 0.20 PVC 5.00 140.00 3.50

6+817 TDI-08 4.02 67.82 0.52 0.82 0.49 0.20 0.20 PVC 5.00 110.00 2.70

7+977 TDI-09 3.70 67.82 0.52 0.82 0.49 0.20 0.20 PVC 5.00 110.00 2.70

8+417 TDI-10 2.96 67.82 0.52 0.82 0.49 0.20 0.20 PVC 5.00 110.00 2.70

9+117 TDI-11 9.57 67.82 0.52 0.82 0.49 0.20 0.20 PVC 5.00 110.00 2.70

11+136 TDI-12 39.59 67.82 0.52 0.82 0.49 0.20 0.20 PVC 5.00 200.00 4.90

COMPUERTA DE CAPTACION

CARACTERISTICAS HIDRAULICAS Y DIMENSIONAMIENTO DE LAS TOMAS DIRECTAS

MA

RG

EN

D

ER

EC

HA

MA

RG

EN

IZQ

UIE

RD

A

TUBERIA DE ADUCCIONCOND. PROGRESIVA

TOMA DIRECTA


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

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RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

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4.2.6.2 CONDUCTOS CUBIERTOS

(mm) (m)

3+600 4+700 1100.00 0.350 650.00 0.65 0.009 0.001 0.54 4.57 0.11 0.29 0.49

5+240 5+280 40.00 0.350 650.00 0.65 0.009 0.001 0.54 4.57 0.11 0.29 0.49

8+660 8+700 40.00 0.350 650.00 0.65 0.009 0.001 0.54 4.57 0.11 0.29 0.49

1+060 1+200 140.00 0.335 650.00 0.65 0.009 0.001 0.51 4.38 0.14 0.28 0.53

3+475 3+579 104.00 0.335 650.00 0.65 0.009 0.001 0.51 4.38 0.14 0.28 0.53

3+928 3+968 40.00 0.335 650.00 0.65 0.009 0.001 0.51 4.38 0.14 0.28 0.53

5+605 5+649 44.00 0.335 650.00 0.65 0.009 0.001 0.51 4.38 0.14 0.28 0.53

f (m)

A

(m2)

IZQUIERDA

DERECHA

DIAM.LINEA DE CONDUCCION

PROGRESIVALONGITUD

(m)Q

(m3/ seg)T

(m)n

S (m/ m)

y (m)

q (rad)

1.48 0.20 1.19 0.61 234938.52 Turbulento 0.49 Subcrítico Circular PERFILADA DE PVC







MATERIAL DE TUBERIA

ReTIPO DE FLUJO

FESTADO DE

FLUJOSECCION

P (m)

R (m)

V (m/ seg)

E (m-Kg/ Kg)


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

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4.2.6.3 DISEÑO DEL CONDUCTO A PRESION

TRAMO 01

1.0

QDEM = 0.350 m3/ seg

ySUM = 0.52 m

Tubería: HDPE PE100

Clase: SDR 41.00

DN: 500.00 mm

e: 12.20 mm

Ingreso: 1878.04 m.s.n.m. Prog. Km 8+942.23 (Rasante de Ingreso)

Ingreso: 1878.56 m.s.n.m. Prog. Km 8+942.23 (Incluyendo Carga Hidráulica)Salida: 1861.47 m.s.n.m. Prog. Km 8+966.57 (Entrega de Tubería)

2.0

V= 2.00 m/ seg

A= 0.18 m2

D I = 0.47 m =472.03 mm

D= 0.50 m =500.00 mm

PN= 0.17 MPa

σ s= 8.00 MPa

SDR= 41.00

MRS= 10.00 MPa

e= 5.28 mm

e= 12.20 mm

SR= 23.00 MPa

EP = 1.02E+08 Kg/ m2

ρ= 1000.00 Kg/m3

EW = 2.21E+08 Kg/ m2

ΔV= 0.94 m/seg

C= 155.35 m/segΔ P= 0.15 MPa

P= 0.32 MPa

σ= 6.38 MPa

D I = 0.49 m

A= 0.19 m2

V= 1.87 m/ seg

Area Hidráulica Asumida

Velocidad Inicial Aceptable

Velocidad Media del Fluido

Velocidad de Propagación de la Onda de Presión

Sobre Presión en la Tubería

Presión Interna

Tensión Inducida Aceptable

Diámetro Interno Asumido

Presión Nominal

Resistencia Mínima Requerida

Cálculo de la Sobre Presión Debida al Golpe de Ariete

Modulo de Elasticidad de la Tubería

Peso Específico del Fluido

Modulo de Elasticidad del Fluido

Espesor de Tubería Recomendado

Esfuerzo de Rotura de la Tubería

Espesor de Tubería Asumido

DISEÑO HIDRAULICO DE LA LINEA DE ADUCCION - RAPIDACARACTERISTICAS DE LA LINEA DE CONDUCCION AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO:

Cotas Según Perfil:

Caudal de Demanda

Tirante Sumergido

Diámetro Nominal

Espesor de Tubería

Relación Dimensional Estándar Asumido

DIMENSIONAMIENTO HIDRAULICO DE LA LINEA DE ADUCCION

Con la información topográfica del perfil del terreno y perfil de la linea de conducción, se

procede con el dimensionamiento previo y con ello cumplir lo requisitos hidraulicos necesarios

SELECCIÓN DEL DIAMETRO INTERNO, ESPESOR Y CARACTERISTICAS DE LA TUBERIA

Veloc. Asumida de Acuerdo al Tipo de Tubería.

Area Hidráulica Preliminar

Diámetro Interno Preliminar

Diámetro Externo Preliminar

Tensión de Diseño

01 02 03 04 05

25.92 0.00

39.75 0.00 0.00 0.00 0.00

16.57 0.00 0.00 0.00 0.00

1861.47 1861.47 1861.47 1861.47 1861.47

1.20H : 1.00V #¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0!

Considerar Apoyos #¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0!

Codo

Long. Inclinada (m)

Deflexión c/ r a Horiz. (°)

Desnivel de Caída (m)

Cota (m.s.n.m.)

Inclinación (H:V)

Verificación de Incinaciones

ANALISIS DE LOS CODOS A LO LARGO DE LA CONDUCCION


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

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COTA 01= 1878.56 m.s.n.m.

COTA 02= 1861.47 m.s.n.m.

H MAX = 17.09 m

L= 25.92 m

3.0

hE= 0.179 m

hS= 0.179 m

Y= 1.01E-06 m2/ seg

Re= 9.02E+05

ê = 1.50E-06 m

3.08E-06

f= 0.012

L= 25.92 m

hf= 0.113 m

C= 150

hf= 0.122 m

n= 0.009

hf= 0.122 m

hf= 0.122 m

01 02 03 04 05

0.030 0.000 0.000 0.000 0.000

PERDIDAS DE CARGA EN CODOS O CAMBIOS DE DIRECCION

Pérdida por Fricción

Considerando el valor más crítico:

Codo

Pérdida de Carga (m)

Coeficiente de Pérdida de Manning


Según Chezy - Manning:

Según Darcy - Weibasch:

CARGA HIDRAULICA MAXIMA EFECTIVA

Carga Máxima Efectiva

CALCULO DE PERDIDAS DE CARGA

PERDIDA DE CARGA EN EL INGRESO Y SALIDA

Pérdida de Carga en la Entrada

Pérdida de Carga en la Salida

PERDIDA DE CARGA POR FRICCION EN LA LINEA DE ADUCCION

Viscosidad del Agua a 20°C de Temperatura

Número de Reynolds

Rugosidad Absoluta del Material del Tubo

Relación de Rugosidad Relativa

Asumiendo Factor de Fricción

Longitud de la Tubería


Según Hazen - Williams:

Coeficiente de Pérdida de Hazen - Wlliams

LONGITUD EFECTIVA

Longitud Total de Trazo


hC= 0.030 m

h= 0.509 m

4.00

P 1 = 98950.13 Kg/ seg2.m

P 2 = 98964.45 Kg/ seg2.m

V 1 = 1.87 m/ seg

(Z1 -Z2 )= 17.09 m

h= 0.509 m

V 2 = 18.13 m/ seg

Qd= 3.389 m3/ seg

Pérdida de Carga por Codos

DETERMINANDO LA VELOCIDAD Y CAUDAL MAXIMO DE DESCARGA

Caudal Máximo Posible de Descarga

Presión en la Salida de la Tubería

Velocidad Inicial

Velocidad Posible de Descarga

Carga Hidraulica en la Tubería

Pérdida de Carga Total

Aplicando la Ecuación de Cargas de Bernoulli

Presión en el Ingreso de la Tubería


PERDIDA DE CARGA TOTAL


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

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TRAMO 02

1.0

QDEM = 0.350 m3/ seg

ySUM = 0.60 m

Tubería: HDPE PE100

Clase: SDR 41.00

DN: 500.00 mm

e: 12.20 mm

Ingreso: 1861.47 m.s.n.m. Prog. Km 8+966.57 (Rasante de Ingreso)

Ingreso: 1862.07 m.s.n.m. Prog. Km 8+966.57 (Incluyendo Carga Hidráulica)Salida: 1841.90 m.s.n.m. Prog. Km 9+005.15 (Entrega de Tubería)

2.0

V= 2.00 m/ seg

A= 0.18 m2

D I = 0.47 m =472.03 mm

D= 0.50 m =500.00 mm

PN= 0.20 MPa

σ s= 8.00 MPa

SDR= 41.00

MRS= 10.00 MPa

e= 6.23 mm

e= 12.20 mm

SR= 23.00 MPa

EP = 1.02E+08 Kg/ m2

ρ= 1000.00 Kg/m3

EW = 2.21E+08 Kg/ m2

ΔV= 0.94 m/seg

C= 155.35 m/segΔ P= 0.15 MPa

P= 0.35 MPa

σ= 7.00 MPa

D I = 0.49 m

A= 0.19 m2

V= 1.87 m/ seg


Velocidad Inicial Aceptable




Presión Interna



Presión Nominal









DISEÑO HIDRAULICO DE LA LINEA DE ADUCCION - RAPIDACARACTERISTICAS DE LA LINEA DE CONDUCCION AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO:


Caudal de Demanda

Tirante Sumergido

Diámetro Nominal

Espesor de Tubería


DIMENSIONAMIENTO HIDRAULICO DE LA LINEA DE ADUCCION




Veloc. Asumida de Acuerdo al Tipo de Tubería.




Tensión de Diseño

01 02 03 04 05

38.84 0.00

30.26 0.00 0.00 0.00 0.00

19.58 0.00 0.00 0.00 0.00

1841.90 1841.90 1841.90 1841.90 1841.90

1.71H : 1.00V #¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0!

Considerar Apoyos #¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0!

Codo

Long. Inclinada (m)



Cota (m.s.n.m.)

Inclinación (H:V)


ANALISIS DE LOS CODOS A LO LARGO DE LA CONDUCCION


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


COTA 01= 1862.07 m.s.n.m.

COTA 02= 1841.90 m.s.n.m.

H MAX = 20.18 m

L= 38.84 m

3.0

hE= 0.179 m

hS= 0.179 m

Y= 1.01E-06 m2/ seg

Re= 9.02E+05

ê = 1.50E-06 m

3.08E-06

f= 0.012

L= 38.84 m

hf= 0.169 m

C= 150

hf= 0.183 m

n= 0.009

hf= 0.182 m

hf= 0.183 m

01 02 03 04 05

0.026 0.000 0.000 0.000 0.000




Codo






CARGA HIDRAULICA MAXIMA EFECTIVA

Carga Máxima Efectiva


PERDIDA DE CARGA EN EL INGRESO Y SALIDA

Pérdida de Carga en la Entrada

Pérdida de Carga en la Salida

PERDIDA DE CARGA POR FRICCION EN LA LINEA DE ADUCCION


Número de Reynolds








LONGITUD EFECTIVA

Longitud Total de Trazo


hC= 0.026 m

h= 0.566 m

4.00

P 1 = 98963.95 Kg/ seg2.m

P 2 = 98980.70 Kg/ seg2.m

V 1 = 1.87 m/ seg

(Z1 -Z2 )= 20.18 m

h= 0.566 m

V 2 = 19.70 m/ seg

Qd= 3.682 m3/ seg

Pérdida de Carga por Codos

DETERMINANDO LA VELOCIDAD Y CAUDAL MAXIMO DE DESCARGA

Caudal Máximo Posible de Descarga

Presión en la Salida de la Tubería

Velocidad Inicial

Velocidad Posible de Descarga

Carga Hidraulica en la Tubería


Aplicando la Ecuación de Cargas de Bernoulli

Presión en el Ingreso de la Tubería


PERDIDA DE CARGA TOTAL


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


4.2.6.4 DISEÑO DE SIFONES

4.2.6.4.1 SIFON LINEA DE COND. PRINCIPAL MARGEN IZQ. (0+261 a 0+703)


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


1.0

Material: HDPE PE100

Q= 0.35 m3/ seg

Z= 0.25

S= 0.001 m/ m

B= 0.70 m

n= 0.015

y= 0.52 m

V= 0.82 m/ seg

Ingreso: Km 0+259

Salida: Km 0+708

Rasante Mínima: Km 0+425

2.0

V= 1.50 m/ seg

A= 0.23 m2

D I = 0.55 m =545.06 mm

D= 0.63 m =630.00 mm

PN= 1.29 MPa

σ s= 8.00 MPa

SDR= 13.60

MRS= 10.00 MPa

e= 46.86 mm

e= 46.32 mm

SR= 23.00 MPa

ESFUERZO DE ROTURA DEL MATERIAL DEL TUBO ( Sr ) :

EP = 1.43E+08 Kg/ m2

ρ= 1000.00 Kg/ m3

EW = 2.21E+08 Kg/ m2

ΔV= 0.65 m/ seg

C= 313.59 m/ seg

Δ P= 0.21 MPa

P= 1.49 MPa

σ= 9.42 MPa

D I = 0.58 m

A= 0.27 m2

V= 1.31 m/ seg

T= 0.96 ma/ 2 25.00 °

L T = 0.40 m

L T = 2.30 ma/ 2 4.68 °



Tensión de Diseño







Presión Nominal



Velocidad Asumida Aceptable

CALCULO DE LONGITUD DE TRANSICIONES (L T ):

Espejo del Agua en la Línea de Conducción

Para caudales menores a 1.2m3/ seg en tuberías, se recomienda: L T =4D

DIMENSIONAMIENTO HIDRAULICO DEL SIFON




Veloc. Asumida de Acuerdo al Tipo de Sifón y su Resp. Trans.




DISEÑO HIDRAULICO DE SIFON INVERTIDOCARACTERISTICAS DE LA LINEA DE CONDUCCION AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO:


1887.48 m.s.n.m.

1886.28 m.s.n.m.

1759.43 m.s.n.m.

Longitud de Transición Asumido.




Presión Interna




RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


C. FONDO A= 1887.48 m.s.n.m.

N. DE AGUA= 1888.00 m.s.n.m.

a1= 39.90 °

H te= 0.76 m

H V = 0.05 m

C. FONDO B= 1887.16 m.s.n.m.

PI= 0.32 m

C. FONDO D= 1886.28 m.s.n.m.

PS= 0.29 m

PS= 0.43 m

C. FONDO C= 1885.85 m.s.n.m.

COTA MAX.= 1888.00 m.s.n.m.

COTA MIN.= 1886.80 m.s.n.m.

H MAX = 1.20 m

01 02 03 04 05

42.62 42.25 31.24 91.54 51.81

39.90 33.64 39.44 38.81 5.87

27.34 23.41 19.84 57.38 5.29

1859.82 1836.42 1816.57 1759.20 1764.49

1.20H : 1.00V 1.50H : 1.00V 1.22H : 1.00V 1.24H : 1.00V 9.73H : 1.00V

Considerar Apoyos Considerar Apoyos Considerar Apoyos Considerar Apoyos Inclinación Aceptable

06 07 08 09 10

27.25 131.25 103.05 0.00 0.00

48.08 21.49 30.95 0.00 0.00

20.28 48.08 53.00 0.00 0.00

1784.77 1832.85 1885.85 1885.85 1885.85

0.90H : 1.00V 2.54H : 1.00V 1.67H : 1.00V #¡DIV/0! #¡DIV/0!

Considerar Apoyos Inclinación Aceptable Considerar Apoyos #¡DIV/0! #¡DIV/0!

3.0

hTI = 0.005 m

hTS= 0.011 m

Y= 1.00E-06 m2/ seg

Re= 7.61E+05

ê = 1.50E-06 m

2.57E-06

f= 0.012

L= 521.01 m

hf= 0.953 m

C= 150

Inclinación (H:V)


Codo

Long. Inclinada (m)



ANALISIS DE LOS CODOS A LO LARGO DE LA CONDUCCION DEL SIFON

Desnivel de Diseño Asumido

Cota de Fondo de la Tubería (Salida)

Desnivel de Transición

ANALISIS EN EL INGRESO A TRANSICION (SALIDA DE SIFON)

ANALISIS EN EL INGRESO A TRANSICION (INICIO DE SIFON)

Cota de Fondo de la Transición (Ingreso)

Nivel de Agua en la Transición (Ingreso)

ANALISIS EN EL INGRESO A LA TUBERIA (INICIO DE SIFON)

Angulo de Inclinación de Ingreso a Tubería

Cota de Fondo de la Tubería (Ingreso)

Cota de Fondo de la Transición (Salida)

Desnivel Teórico

Cota (m.s.n.m.)

Inclinación (H:V)


CARGA HIDRAULICA MAXIMA DISPONIBLE

Carga Máxima Disponible

Cota de Carga Hidráulica Máxima

Cota de Carga Hidráulica Mínima


PERDIDA DE CARGA EN LAS TRANSICIONES



Cota (m.s.n.m.)

Codo

Long. Inclinada (m)

Pérdida de Carga en la Transición de Ingreso

Pérdida de Carga en la Transición de Salida

PERDIDA DE CARGA POR FRICCION EN LA LINEA DEL SIFON






Número de Reynolds






RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


hf= 1.022 m

n= 0.009

hf= 0.939 m

hf= 1.022 m

B= 1.00 m

H R= 1.00 m

A B= 1.00 m2

t= 0.003 m

S= 0.05 mq 70.00 °

Cf= 2.42

Kr= 0.058

Vr= 0.35 m/ seg

hR= 0.000 m

N= 37.00

b= 0.88 m

A N = 0.88 m2

Kr= 0.274

Vr= 0.40 m/ seg

hR= 0.002 m

Kr= 0.400

hR= 0.035 m

hR= 0.014 m

hR= 0.03 m

hR= 0.014 m

01 02 03 04 05

0.015 0.013 0.014 0.014 0.006

06 07 08 09 10

0.016 0.011 0.013 0.000 0.000

hC= 0.102 m

h= 1.188 m

H MAX = 1.200 m

H MAX h

1.20 m 1.19 m

an = 30.95 °

H TE= 0.68 m

H TE/ 6= 0.11 m




Area Bruta de la Estructura de la Rejilla

Espesor de las Barras de Rejilla

Espaciamiento entre las Barras de la Rejilla

Angulo de Inclinación de la Rejilla con el Fondo de la Solera

Coeficiente que Depende de la Forma de la Barra de la Rejilla

Coeficiente de Pérdida por Rejilla Parcialmente Sumergida



PERDIDA DE CARGA POR FRICCION EN LAS REJILLAS

Primer Método (Para el Caso de Rejillas Parcialmente Sumergidas)

Ancho de la Estructura de Soporte de la Rejilla

Altura de la Estructura de Soporte de la Rejilla

Coeficiente de Pérdida por Rejilla en Condiciones Sumergidas

Velocidad del Agua en la Estructura de Soporte de la Rejilla

Pérdida de Carga por Rejilla Sumergida

Tercer Método (Aplicando la Fórmula de Creager)

Coeficiente de Pérdida por Rejilla

Pérdida de Carga por Rejilla (Ingreso a Sifón)



Segundo Método (Para el Caso de Rejillas Parcialmente Sumergidas)

Número de Barras en la Rejilla

Ancho Neto de la Estructura de Soporte de la Rejilla

Area Neta de la Estructura de la Rejilla

Pérdida de Carga por Rejilla (Salida de Sifón)

De los 03 Métodos Analizados, se considera el valor crítico:

Pérdida de Carga por Rejilla Asumida (Ingreso)

Pérdida de Carga por Rejilla Asumida (Salida)


Codo


Codo


Pérdida Total de Carga por Codos

VERIFICACION DE LA CARGA TOTAL DISPONIBLE



Para que el diseño hidráulico del Sifón este conforme, se tiene que cumplir la siguiente relación:

Diseño Hidráulico Conforme

CALCULO DE LA SUMERGENCIA DE SALIDA

Deflexión con Respecto a la Horizontal a la Salida de la Tubería

Altura de Sumergencia

Sumergencia Admisible

>>


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


(y+PS)-H TE= 0.27 m

D I(PURGA) ? 97.28 mm

PN= 1.29 MPa

D= 110.00 mm

e= 10.00 mm

DISEÑO DE LA TUBERIA DE PURGA

Diámetro Interno Mínimo de Tubería de Purga

Presión Nominal

Diámetro Nominal Comercial Asumido

Espesor Comercial Asumido

Verificar Desnivel de Salida


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


4.2.6.4.2 SIFON LINEA DE COND. PRINCIPAL MARGEN IZQ. (9+284 a 10+692)


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


1.0

Tubería:

Q= 0.35 m3/ seg

Z= 0.25

S= 0.001 m/ m

B= 0.70 m

n= 0.015

y= 0.52 m

V= 0.82 m/ seg

Ingreso: Km 9+283

Salida: Km 10+692


2.0

V= 1.50 m/ seg

A= 0.23 m2

D I = 0.55 m =545.06 mm

DN= 0.60 m =600.00 mm

PN= 1.66 MPa

SN= 10,000.00 N/ m2

e= 10.14 mm

D I = 0.59 m

A= 0.27 m2

V= 1.28 m/ seg

ρ= 1000.00 Kg/ m3

EW = 2.21E+08 Kg/ m2

E P = 1.40E+09 Kg/ m2

e= 0.0101 m

W= 4,655.50 m/ seg

W= 570.00 m/ seg

g= 9.81 m/ seg2

ΔV= 1.39 m/ seg

Δ P= 0.81 MPa

P= 2.47 MPa

PT= 1.98 MPa

3.0

Tubería:

SN= 10,000.00

PT= 19.75 Bar

DN= 600.00 mm

e= 10.14 mm

4.0

T= 0.96 ma/ 2 25.00 °


Aceleración de la Gravedad

Cambio de la Velocidad del Líquido


Presión Interna

Presión Mínimo de Trabajo a Considerar

Velocidad de Propagación de la Onda de Presión Asumida

CALCULO DE LA SOBRE PRESION DEBIDA AL GOLPE DE ARIETE

CARACTERISTICAS ASUMIDAS DE LA TUBERIA A UTILIZAR

TUBERIA DE POLIESTER REFORZADA CON FIBRA DE VIDRIO (GRP)

TUBERIA DE POLIESTER REFORZADA CON FIBRA DE VIDRIO (GRP)

Espesor de la Pared del Tubo

Presión Mínimo de Trabajo a Considerar

Diámetro Nominal

Espesor de Tubería



Rigidez Nominal

Presión Nominal




1841.52 m.s.n.m.

1838.02 m.s.n.m.

1675.94 m.s.n.m.


CALCULO DE LONGITUD DE TRANSICIONES (LT ):







Rigidez Nominal





Diámetro Nominal



RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


L T = 0.40 m

L T = 2.40 ma/ 2 4.41 °

C. FONDO A= 1841.52 m.s.n.m.

N. DE AGUA= 1842.04 m.s.n.m.

a1= 37.51 °

H te= 0.74 m

H V = 0.05 m

C. FONDO B= 1841.22 m.s.n.m.

PI= 0.30 m

C. FONDO D= 1838.02 m.s.n.m.

PS= 0.29 m

PS= 0.15 m

C. FONDO C= 1837.52 m.s.n.m.



H MAX = 3.50 m

01 02 03 04 05

83.88 166.97 140.05 171.89 8.44

37.51 18.66 17.17 5.02 33.15

51.07 53.42 41.33 15.04 4.62

1790.15 1736.73 1695.40 1680.36 1675.74

1.30H : 1.00V 2.96H : 1.00V 3.24H : 1.00V 11.38H : 1.00V 1.53H : 1.00V

Considerar Apoyos Inclinación Aceptable Inclinación Aceptable Inclinación Aceptable Considerar Apoyos

06 07 08 09 10

280.55 191.98 112.04 184.09 126.68

0.79 3.21 8.60 23.70 26.45

3.86 10.75 16.76 74.00 56.42

1679.60 1690.34 1707.10 1781.10 1837.52

72.75H : 1.00V 17.84H : 1.00V 6.61H : 1.00V 2.28H : 1.00V 2.01H : 1.00V

Inclinación Aceptable Inclinación Aceptable Inclinación Aceptable Inclinación Aceptable Inclinación Aceptable

3.0

hTI = 0.005 m

hTS= 0.010 m

Y= 1.00E-06 m2/ seg

Re= 7.53E+05

ê = 2.90E-05 m

4.92E-05

f= 0.012






Número de Reynolds




Cota (m.s.n.m.)

Inclinación (H:V)










Cota (m.s.n.m.)

Codo

Long. Inclinada (m)

Inclinación (H:V)


Codo

Long. Inclinada (m)




Verificar Cotas












Desnivel Teórico



RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


L= 1466.57 m

hf= 2.544 m

C= 150

hf= 2.734 m

n= 0.009

hf= 2.498 m

hf= 2.734 m

B= 1.00 m

H R= 1.00 m

A B= 1.00 m2

t= 0.003 m

S= 0.05 mq 70.00 °

Cf= 2.42

Kr= 0.058

Vr= 0.35 m/ seg

hR= 0.000 m

N= 37.00

b= 0.88 m

A N = 0.88 m2

Kr= 0.274

Vr= 0.40 m/ seg

hR= 0.002 m

Kr= 0.400

hR= 0.033 m

hR= 0.014 m

hR= 0.03 m

hR= 0.014 m

01 02 03 04 05

0.013 0.010 0.009 0.005 0.013

06 07 08 09 10

0.002 0.004 0.006 0.011 0.011

hC= 0.084 m

h= 2.880 m

H MAX = 3.500 m

H MAX h

3.50 m 2.88 m












Codo




















Codo















>>


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


an = 8.60 °

H TE= 0.60 m

H TE/ 6= 0.10 m

(y+PS)-H TE= 0.07 m


PN= 1.66 MPa

D= 110.00 mm

e= 10.00 mm



Presión Nominal







Altura de Sumergencia Aceptable


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


4.2.6.4.3 SIFON RESERVORIO R-17

1.0

Material: HDPE PE80

Q= 0.35 m3/ seg

Z= 0.25

S= 0.001 m/ m

B= 0.70 m

n= 0.015

y= 0.52 m

V= 0.82 m/ seg

Ingreso: Km 0+000

Salida: Km 0+499


2.0

V= 1.50 m/ seg

A= 0.23 m2

D I = 0.55 m =545.06 mm

D= 0.63 m =630.00 mm

PN= 0.69 MPa

σ s= 6.30 MPa

SDR= 17.00

MRS= 8.00 MPa

e= 32.85 mm

e= 37.06 mm

SR= 20.00 MPa


E P = 1.02E+08 Kg/ m2

ρ= 1000.00 Kg/ m3

EW = 2.21E+08 Kg/ m2

ΔV= 0.63 m/ seg

C= 239.39 m/ seg

Δ P= 0.15 MPa

P= 0.85 MPa

σ = 6.78 MPa

D I = 0.59 m

A= 0.28 m2

V= 1.27 m/ seg

T= 0.96 ma/ 2 25.00 °

L T = 0.39 m

L T = 2.40 ma/ 2 4.37 °



1837.88 m.s.n.m.

1775.50 m.s.n.m.

1769.08 m.s.n.m.





Presión Interna















Tensión de Diseño







Presión Nominal






RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


C. FONDO A= 1837.88 m.s.n.m.

N. DE AGUA= 1838.40 m.s.n.m.

a1= 21.19 °

H te= 0.64 m

H V = 0.05 m

C. FONDO B= 1837.69 m.s.n.m.

PI= 0.19 m

C. FONDO D= 1775.50 m.s.n.m.

PS= 0.30 m

PS= 0.15 m

C. FONDO C= 1778.09 m.s.n.m.



H MAX = 62.38 m

01 02 03 04 05

133.59 92.94 158.86 44.05 68.43

21.19 7.00 3.21 8.44 0.04

48.28 11.32 8.90 6.46 0.04

1789.41 1778.09 1769.19 1775.65 1775.70

2.58H : 1.00V 8.15H : 1.00V 17.82H : 1.00V 6.74H : 1.00V 1586.65H : 1.00V

Inclinación Aceptable Inclinación Aceptable Inclinación Aceptable Inclinación Aceptable Inclinación Aceptable

06 07 08 09 10

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1775.70 1775.70 1775.70 1775.70 1775.70

#¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0!

#¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0!

3.0

hTI = 0.005 m

hTS= 0.010 m

Y= 1.00E-06 m2/ seg

Re= 7.49E+05

ê = 1.50E-06 m

2.53E-06

f= 0.012

L= 497.86 m

hf= 0.841 m

C= 150






Número de Reynolds








Cota (m.s.n.m.)

Codo

Long. Inclinada (m)




Desnivel Teórico

Cota (m.s.n.m.)

Inclinación (H:V)








Verificar Cotas










Inclinación (H:V)


Codo

Long. Inclinada (m)





RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


hf= 0.905 m

n= 0.009

hf= 0.825 m

hf= 0.905 m

B= 1.00 m

H R= 1.00 m

A B= 1.00 m2

t= 0.003 m

S= 0.05 mq 70.00 °

Cf= 2.42

Kr= 0.058

Vr= 0.35 m/ seg

hR= 0.000 m

N= 37.00

b= 0.88 m

A N = 0.88 m2

Kr= 0.274

Vr= 0.40 m/ seg

hR= 0.002 m

Kr= 0.400

hR= 0.033 m

hR= 0.014 m

hR= 0.03 m

hR= 0.014 m

01 02 03 04 05

0.010 0.006 0.004 0.006 0.000

06 07 08 09 10

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

hC= 0.026 m

h= 0.992 m

H MAX = 62.380 m

H MAX h

62.38 m 0.99 m

an = 0.00 °

H TE= 0.59 m

H TE/ 6= 0.10 m
















Codo


Codo





























>>


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


(y+PS)-H TE= 0.08 m


PN= 0.69 MPa

D= 110.00 mm

e= 10.00 mm Espesor Comercial Asumido




Presión Nominal



RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


4.2.6.4.4 SIFON RESERVORIO R-18

1.0

Material: HDPE PE80

Q= 0.35 m3/ seg

Z= 0.25

S= 0.001 m/ m

B= 0.70 m

n= 0.015

y= 0.52 m

V= 0.82 m/ seg

Ingreso: Km 0+000

Salida: Km 0+660


2.0

V= 1.50 m/ seg

A= 0.23 m2

D I = 0.55 m =545.06 mm

D= 0.63 m =630.00 mm

PN= 1.11 MPa

σ s= 6.30 MPa

SDR= 11.00

MRS= 8.00 MPa

e= 51.04 mm

e= 57.27 mm

SR= 20.00 MPa


E P = 1.02E+08 Kg/ m2

ρ= 1000.00 Kg/ m3

EW = 2.21E+08 Kg/ m2

ΔV= 0.68 m/ seg

C= 295.48 m/ seg

Δ P= 0.20 MPa

P= 1.32 MPa

σ = 6.58 MPa

D I = 0.57 m

A= 0.26 m2

V= 1.36 m/ seg

T= 0.96 ma/ 2 25.00 °

L T = 0.42 m

L T = 2.30 ma/ 2 4.81 °



Tensión de Diseño







Presión Nominal

















1838.31 m.s.n.m.

1787.50 m.s.n.m.

1727.75 m.s.n.m.





Presión Interna




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C. FONDO A= 1838.31 m.s.n.m.

N. DE AGUA= 1838.83 m.s.n.m.

a1= 37.15 °

H te= 0.72 m

H V = 0.06 m

C. FONDO B= 1838.02 m.s.n.m.

PI= 0.29 m

C. FONDO D= 1787.50 m.s.n.m.

PS= 0.29 m

PS= 0.15 m

C. FONDO C= 1794.99 m.s.n.m.



H MAX = 50.81 m

01 02 03 04 05

20.37 79.22 91.06 129.89 87.88

37.15 22.82 17.68 13.66 6.15

12.30 30.73 27.66 30.68 9.41

1825.72 1794.99 1767.33 1736.66 1727.25

1.32H : 1.00V 2.38H : 1.00V 3.14H : 1.00V 4.11H : 1.00V 9.28H : 1.00V

Considerar Apoyos Inclinación Aceptable Inclinación Aceptable Inclinación Aceptable Inclinación Aceptable

06 07 08 09 10

73.98 70.29 59.18 37.27 34.39

1.61 17.09 10.46 33.27 9.74

2.08 20.66 10.74 20.45 5.82

1729.33 1749.98 1760.73 1781.18 1787.00

35.51H : 1.00V 3.25H : 1.00V 5.42H : 1.00V 1.52H : 1.00V 5.82H : 1.00V

Inclinación Aceptable Inclinación Aceptable Inclinación Aceptable Considerar Apoyos Inclinación Aceptable

3.0

hTI = 0.006 m

hTS= 0.012 m

Y= 1.00E-06 m2/ seg

Re= 7.76E+05

ê = 1.50E-06 m

2.62E-06

f= 0.012

L= 683.53 m

hf= 1.374 m

C= 150

Inclinación (H:V)


Codo

Long. Inclinada (m)





Verificar Cotas










Desnivel Teórico

Cota (m.s.n.m.)

Inclinación (H:V)










Cota (m.s.n.m.)

Codo

Long. Inclinada (m)









Número de Reynolds






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hf= 1.471 m

n= 0.009

hf= 1.363 m

hf= 1.471 m

B= 1.00 m

H R= 1.00 m

A B= 1.00 m2

t= 0.003 m

S= 0.05 mq 70.00 °

Cf= 2.42

Kr= 0.058

Vr= 0.35 m/ seg

hR= 0.000 m

N= 37.00

b= 0.88 m

A N = 0.88 m2

Kr= 0.274

Vr= 0.40 m/ seg

hR= 0.002 m

Kr= 0.400

hR= 0.038 m

hR= 0.014 m

hR= 0.04 m

hR= 0.014 m

01 02 03 04 05

0.015 0.012 0.010 0.009 0.006

06 07 08 09 10

0.003 0.010 0.008 0.014 0.008

hC= 0.096 m

h= 1.636 m

H MAX = 50.810 m

H MAX h

50.81 m 1.64 m

an = 10.46 °

H TE= 0.58 m

H TE/ 6= 0.10 m

































Codo


Codo












>>


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(y+PS)-H TE= 0.09 m


PN= 1.11 MPa

D= 110.00 mm

e= 10.00 mm



Presión Nominal




4.2.6.5 DISEÑO HIDRAULICO DEL PARTIDOR

RAMAL 1 RAMAL 2

Q (m3/s)= 1.0000 0.3350 0.3700

S = 0.0012 0.0010 0.0010

n = 0.0150 0.0150 0.0150

Z = 0.3000 0.2500 0.2500

d(m) = 0.5279 0.5007 0.5344

b(m) = 1.5300 0.7000 0.7000

A(m2) = 0.8913 0.4132 0.4455

R = 0.3386 0.2385 0.2473

V(m/s) = 1.1219 0.8100 0.8200

a) En la seccion principal

A) Ancho del partidor

T = 3.186

L = 2.358

hc = 0.264

L>7hc ok

B) Calculo de los anchos

L1 = 1.093

L2 = 1.179

Anchos definitivos

L1>0.1L 0.236

b1 = 1.095

b2 = 1.179

C) calculo de valor de a

X = 2.026

K = 0.790 grafico

a = 0.208

a = 0.229 valor ajustado en 10%

D) Otros calculos

r = 0.791

n = 0.016

2c = 0.310

Lb = 1.121

CANAL PRINCIPAL

DISEÑO DE PARTIDORES

(�+ݖ)2+�=�(2/(�+�))=ܮ ℎ�=√(3&� ((� 2ܮ)/2

𝐿𝐴= 𝐿1𝐴1 𝐿𝐴= 𝐿2𝐴2

𝑏1 = 0.98𝐿1 + 0.01𝐿 𝑏2 = 0.98𝐿2 + 0.01𝐿

𝑋= ℎ′ℎ𝑐 𝑎 = 𝐾∗ℎ𝑐

𝑟 = 3ℎ𝑐, 𝑛 = 0.06ℎ𝑐, 2𝑐= 1.176ℎ𝑐, 𝐿𝑏= 5𝑎+ 0.3ℎ𝑐


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4.2.6.6 DISEÑO HIDRAULICO DE ALCANTARILLAS Y CANOAS

4.2.6.6.1 INTRODUCCIÓN

El presente trabajo tiene por objetivo desarrollar la metodología de diseño hidráulico de las Alcantarillas y Canoas del Proyecto en estudio.

4.2.6.6.2 FACTORES QUE CONDICIONAN EL DISEÑO HIDRÁULICO

Una alcantarilla es una estructura de cruce, que sirven para conducir agua de un canal por debajo de un camino u otro canal. Generalmente, la alcantarilla reduce el cauce de la corriente, ocasionando un represamiento del agua a su entrada y un aumento de su velocidad dentro del conducto y a la salida.

Es evidente que en toda obra de ingeniería se procura maximizar la relación beneficio-costo, por lo que el factor económico desempeña un rol principal en la selección de la alcantarilla más adecuada al problema.

El objetivo principal para el diseño hidráulico de alcantarillas, es determinar el diámetro más económico con el que se pueda pasar la descarga de diseño sin exceder la elevación permisible de la cabecera; debe tenerse en cuenta que la alcantarilla actúa como un estrechamiento y crea un efecto de remanso al flujo de aproximación, provocando almacenamiento de agua por encima de la entrada de la alcantarilla.

En el presente trabajo se ha estimado el caudal de diseño de la alcantarilla en función del área de la micro cuenca y de las características de precipitación máxima de la zona con un periodo de retorno de 25 a 50 años, que está en función básicamente del grado de daños que podría ocasionar una falla funcional de la alcantarilla.

4.2.6.6.3 PROCEDIMIENTO HIDRÁULICO

El procedimiento propuesto, toma como referencia el Flujo a través de una Alcantarilla.

Dentro de una alcantarilla son muy complicados los comportamientos del flujo, debido a que es controlado por muchas variables, incluidas la geometría de salida, la pendiente, el tamaño, la rugosidad, las condiciones de profundidad de aproximación y de salida, etc.

Teniendo identificada la superficie de influencia, debe precisarse el hidrograma del flujo y con éste los caudales de recurrencia, sino existe registro o aforos, se recurre, para una primera aproximación.

La mayoría de las alcantarillas se diseñan para operar con superficie libre, con condiciones de flujo subcrítico a fin de maximizar el caudal por unidad de ancho y reducir la sección transversal (y por consiguiente. su costo).

El flujo aguas arriba y aguas abajo de la alcantarilla es de régimen subcrítico. A medida que el flujo se aproxima a la alcantarilla, la construcción del canal (es decir la sección de entrada) induce un incremento en el número de Froude. Para el caudal de diseño. El flujo se vuelve casi crítico en la longitud o cuerpo de la alcantarilla.


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En la práctica, condiciones perfectas de flujo critico en la longitud o cuerpo de la alcantarilla son difíciles de establecer, se caracterizan por efectos de “choques” e inestabilidades de superficie libre.

El diseño hidráulico de las alcantarillas y canoas en el margen derecho e izquierdo del PROYECTO DE IRRIGACIÓN COCHABAMBA se desarrolló con el siguiente cálculo:

CALCULO DEL CAUDAL DE DISEÑO:

Mediante plano obtenido por trabajo de campo del equipo Topográfico pertinente, se obtuvieron los siguientes datos para cada una de las obras de arte (alcantarillas y canoas) a desarrollar:

A = Área de la micro cuenca. (Km2) L = Longitud (m)H = Altura (cota mayor – cota menor (m))Tc = Tiempo de concentración (min)

Para el cálculo del tiempo de concentración se utilizó la fórmula de Kirpich 1942:

Tc=0.0195(L3/H)0.385

Dónde:

L = Longitud (m)H = Altura (cota mayor – cota menor (m))

Utilizando el ya conocido método racional se obtuvo el cálculo del caudal de diseño:

Q = 0.278*CiA

Dónde:

Q = Caudal o descarga máxima de escorrentía. (m3/s) C = Coeficiente de escorrentía; su valor está comprendido entre cero y uno y depende de la geomorfometría de la cuenca y de su cobertura. (0.6)I = Intensidad máxima de la descarga (mm/h)

COEFICIENTE DE RUGOSIDAD

Para el cálculo de alcantarillas se ha tomado el coeficiente de rugosidad de Manning que depende del tipo de material usar, así tenemos que para las alcantarillas a utilizar en la realización del proyecto son tuberías de tipo TMC donde el coeficiente de rugosidad que considera es 0.024.

Para el cálculo de las canoas se ha tomado el coeficiente de rugosidad de Manning que depende del tipo de material usar, así tenemos que para las canoas el material a utilizar es concreto y se considera un coeficiente de rugosidad de 0.014.

CUADRO Nº 01 - ALCANTARILLAS MARGEN DERECHA


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Ubicación:

Long.

Ct sup

Ct inf Hárea (m2)

área (ha)

área (Km2)

Intensidad máxima (i)

K Q

0 + 292.30478.

52050.

01887.

0163.

081427.3 8.143 0.081427 13.5

0.6

0.18

5 + 496.00886.

02000.

01882.

0118.

0128261.8 12.826 0.128262 13.5

0.6

0.29

5 + 843.00594.

71950.

01884.

066.0 111662.7 11.166 0.111663 13.5

0.6

0.25

5 + 919.00541.

81900.

01882.

018.0 110360.8 11.036 0.110361 13.5

0.6

0.25

7 + 878.00681.

32050.

01878.

0172.

0120832.5 12.083 0.120833 13.5

0.6

0.27

CUADRO Nº 02 - CANOAS MARGEN DERECHA

Ubicación:

Long.Ct

supCt inf H área m2

área ha

área Km2

Intensidad

máxima (i)

K Q

0 + 017.50

519.22050.

01890.

0160.

097438.8 9.744 0.097439 13.5

0.6

0.21941269

0 + 474.40

508.62050.

01889.

0161.

059501.0 5.950 0.059501 13.5

0.6

0.13398435

1 + 261 604.32050.

01888.

0162.

0259218.

325.922 0.259218 13.5

0.6

0.58370777

2 + 5981013.

92050.

01889.

0161.

0485329.

048.533 0.485329 5.36

0.6

0.43390742

5 + 258 908.92050.

01885.

0165.

0338407.

233.841 0.338407 13.5

0.6

0.76202533

7 + 1421187.

52050.

01883.

0167.

0495133.

449.513 0.495133 4.5

0.6

0.37164713

7 + 333 965.72050.

01881.

0169.

0250085.

925.009 0.250086 13.5

0.6

0.56314343

CUADRO Nº 03 - ALCANTARILLAS MARGEN IZQUIERDA

Ubicación:Long

.Ct

supCt inf H

área (m2)

área (ha)

área (Km2)

Intensidad máxima (i)

K Q

1 + 163.00907.

62150.

01886.

0264.

0139743.

513.974 0.097820 13.5

0.5

0.18356002

4 + 921.50428.

72025.

01882.

0143.

084677.6 8.468 0.059274 13.5

0.5

0.11122820

7+ 401.50753.

12150.

01880.

0270.

0176371.

617.637 0.123460 13.5

0.5

0.23167292

8 + 220.00785.

51900.

01878.

022.0

197643.3

19.764 0.138350 13.50.5

0.25961435

10 + 982.00602.

21850.

01835.

015.0

187345.3

18.735 0.131142 13.50.5

0.24608742

CUADRO Nº 04 - CANOAS MARGEN IZQUIERDA

Ubicación:

Long.Ct

supCt inf H área m2

área ha

área Km2

Intensidad

máxima (i)

K Q

0 + 733 832.32250.

01888.

0362.

0265164.1

26.516

0.265164

13.50.6

0.59709643


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


0 + 826 921.12200.

01888.

0312.

0174207.9

17.421

0.174208

13.50.6

0.39228133

1 + 219 751.22050.

01888.

0162.

093021.8 9.302

0.093022

13.50.6

0.20946647

1 + 770 225.12000.

01886.

0114.

093021.8 9.302

0.093022

13.50.6

0.20946647

2 + 200 774.72250.

01887.

0363.

0227684.3

22.768

0.227684

13.50.6

0.51269947

2 + 245 1021.52250.

01886.

0364.

0130368.1

13.037

0.130368

13.50.6

0.29356291

2 + 423 1106.32250.

01886.

0364.

0191089.4

19.109

0.191089

13.50.6

0.43029510

2 + 7081093.7

12300.

01886.

0414.

0174863.15

517.48

60.17486

313.5

0.6

0.39375685

2 + 8251146.9

12300.

01886.

0414.

0227181.81

422.71

80.22718

213.5

0.6

0.51156801

2 + 8591347.0

22250.

01886.

0364.

0209281.77

120.92

80.20928

213.5

0.6

0.47126069

3 + 0441338.2

62200.

01886.

0314.

0281968.84

928.19

70.28196

913.5

0.6

0.63493745

3 + 084 608.22150.

01886.

0264.

0239108.33

923.91

10.23910

813.5

0.6

0.53842416

4 + 759.5 470.712150.

01885.

0265.

0248939.13

324.89

40.24893

913.5

0.6

0.56056114

5 + 118 497.262150.

01883.

0267.

065305.926 6.531

0.065306

13.50.6

0.14705588

5 + 680 594.092200.

01883.

0317.

0146660.54

914.66

60.14666

113.5

0.6

0.33025022

6 +810 837.32150.

01882.

0268.

0233579.40

523.35

80.23357

913.5

0.6

0.52597410

7 + 312 779.072250.

01882.

0368.

0155388.89

215.53

90.15538

913.5

0.6

0.34990471

7 +694 862.72200.

01880.

0320.

0107209.28

310.72

10.10720

913.5

0.6

0.24141386

7 + 893 779.152050.

01881.

0169.

0134649.47

813.46

50.13464

913.5

0.6

0.30320369

8 +495 694.811900.

01881.

019.0

178670.229

17.867

0.178670

13.50.6

0.40232962

9 + 2621107.2

71850.

01843.

07.0

286878.001

28.688

0.286878

13.50.6

0.64599188

4.2.6.6.4 CALCULO PARÁMETROS HIDRÁULICOS.

Con los caudales de diseño ya obtenidos con el Método Racional se procedió a la obtención de los parámetros hidráulicos con el Software H- canales.

A continuación se anexan los resultados.

LINEA DE CONDUCCION PRINCIPAL MARGEN DERECHA

ALCANTARILLAS

FIGURA 1-1. CALCULO DE TIRANTE NORMAL CANAL COCHABAMBA 0 + 292.00


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


FIGURA 1-2. CALCULO DE TIRANTE NORMAL CANAL COCHABAMBA 5 + 496


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


FIGURA 1-3. CALCULO DE TIRANTE NORMAL CANAL COCHABAMBA 5 +

843

FIGURA 1-4. CALCULO DE TIRANTE NORMAL CANAL COCHABAMBA 5+ 919

FIGURA 1-5. CALCULO DE TIRANTE NORMAL CANAL COCHABAMBA 7 +

878


RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054

CONSORCIOCOCHABAMBA


CANOAS





RPC: 958190239 NEXTEL: 613*5054