Ejercicio De Bocatoma

DISEÑO DE BOCATOMA

EJEMPLO Nº 1 DATOS: Q rio max = S rio = n rio = Q cap = S canal = n canal = B canal = Cd = Cota Inicial Canal = Cota de Fondo de Rio = Ancho del Rio =

1,000 m3/seg. 0.0076 m/m 0.05 10 m3/seg. 0.0015 m/m 0.017 3.70 m 2.10 97.79 m 97.17 m 120 m

1. CALCULO DE LA ALTURA DE AGUA ENCIMA DEL BARRAJE (H)

Q=��∗�∗�^(3/2) Donde: Q = caudal de diseño (m3/s) Cd= coeficiente de descarga para el barraje L = longitud del barraje (m) H= altura del agua encima del barraje (m)

Q Cd L H

Reemplazando en la fórmula, tenemos: H= 2. CALCULO DE TIRANTES 2.1. CALCULO DEL TIRANTE NORMAL DEL RIO

Q=(�∗�^(2/3)∗�^ (1/2) " " )/�

2.51

m

= = = =

Q=(�∗�^(2/3)∗�^ (1/2) " " )/� Donde: A=B*Y P= B + 2*Y R = A/P

Q B S n

= = = =

Q B S n

= = = =

Q=1/� 〖 (�∗�)((�∗�)/ (�+2∗�)) 〗 ^(2/3)∗�^(1/2) Reemplazando en la fórmula, tenemos: Yn2 =

2.60

m

2.2 CALCULO DEL TIRANTE NORMAL DEL CANAL

Q=(�∗�^(2/3)∗� ^(1/2) " " )/� Donde: A = B * Yn P= B + 2*Yn R = A/P

Q=1/� 〖 (�∗��)((�∗��)/ (�+2∗��)) 〗 ^(2/3)∗�^(1/2) Reemplazando en la fórmula, tenemos: Yn =

1.39

m

3. CALCULO DE LA ALTURA DEL BARRAJE P = ho + h + 0.20 Donde: h=

1.39 m

ho = Cota Inicial Canal - Cota de Fondo de Rio ho = 97.79 97.17 ho =

0.62 m

Reemplazando en la fórmula, tenemos: P=

2.21

m

4. CALCULO DE LA VELOCIDAD

�� + � + � +( 〖 〖 〖〖〖 ^2 〗 " " )/2�= �1 +�1 + (〖 〖 〖1 〗 ^2 " " )/2� + hf(0-1) CALCULO DE Vo: Q = Vo * Ao

Q= Bo = do =

Donde: Ao = Bo*do Q = Vo * (Bo*do) Reemplazando en la fórmula, tenemos: Vo = CALCULO DE V1 y d1: Asumir: r= (Zo -Z1) entre 0.5 y 1.0 hf(0-1)=0.1 ∗

(〖 〖 〖〖〗 ^2 " " )/2�

3.32

m/seg.

hf(0-1)=0.1 ∗

(〖 〖 〖〖〗 ^2 " " )/2� d1 ≥ 0.1 m

�1 〖 =(2∗�∗(�+ � + � −�1+0.9∗( 〖��〗 ^2 " " )/2�)) 〗 ^(1/2)

g r P H d1 Vo

= = = = = =

Reemplazando en la fórmula, tenemos: V1 =

10.50

m/seg.

Comprobando: Q = V1 * A1 Q= B1 = V1 =

Donde: A1= B1*d1 Q = V1 * (B1*d1) Reemplazando en la fórmula, tenemos: d1 =

0.79

m

Iterando: g r P H d1 Vo

�1 〖 =(2∗�∗(�+ � + � −�1+0.9∗( 〖��〗 ^2 " " )/2�)) 〗 ^(1/2)

= = = = = =

Reemplazando en la fórmula, tenemos: V1 =

9.84

m/seg.

Comprobando: Q = V1 * A1 Q= B1 = V1 =

Donde: A1= B1*d1 Q = V1 * (B1*d1) Reemplazando en la fórmula, tenemos:

d1 =

0.85

m

CALCULO DE d2: Aplicando la fórmula de tirantes conjugadas, tenemos:

�2=− 〖� 1/2+( 〖� 1 〗 ^2/4+2 ( 〖� 1 〗 ^2 " " )/�∗�1) 〗 ^(1/2) Reemplazando en la fórmula, tenemos: d2 =

3.69

m

17.03

m

3.41

m

17.34

m

5. CALCULO DE LA LONGITUD DEL COLCHON DISIPADOR 5.1. L = (5 a 6) (d2-d1)

Schoklitsch

Reemplazando en la fórmula, tenemos: L= 5.2. L = 6 * d1 * F1 Calculando F1:

Safranez

F1=�1/ 〖 (�∗�1) 〗 ^(1/2)

Reemplazando en la fórmula, tenemos: F1= Calculando L: Reemplazando en la fórmula, tenemos: L= 5.3. L= 4*d2

U.S Bureau of Reclamation

Reemplazando en la fórmula, tenemos: L=

14.74

m

L=

17.34

m

De estos valores se escoge el mayor

6.ESPESOR DEL SOLADO O COLCHÓN DISIPADOR e=(4/3)*(h/SGs-1)) e≥0.90m Donde: SGs:gravedad especifica del suelo h= h*(Sp/Sr) Sp: camino de percolacio Sr: camino de percoleccion total Asummimos: e = 1.00m 7.DISEÑO DE MURO DE ENCAUZAMIENTO altura =Hbarraje + H + borde libre altura=

5.22

m

8. CALCULO DEL CANAL DE LIMPIA: CALCULO DE LA VELOCIDAD DE ARRASTRE Vc=1,5*Cd^0.5

Cd =

Reemplazando en la fórmula, tenemos: Vc=

2.17

m/s

ANCHO DEL CANAL DE LIMPIA B=Qc*g/Vc^3 Reemplazando en la fórmula, tenemos:

Qc = g= Vc =

B=

20

m/s

CALCULO DE LA PENDIENTE DEL CANAL DE LIMPIA Sc=n^2*g^(10/9)/q^(2/9)

n= g= Vc =

q = Vc3/g Reemplazando en la fórmula, tenemos: q=

1.05

m2/s

Sc=

0.03

m/m

9. CALCULO DE LA VENTANA DE CAPTACION

Q=��∗�∗ 〖 〖 〖〖〖 ^( 〗 3/2)

Q Cd L Hc

L=longitud de la ventana (3 a 4 m) Reemplazando en la fórmula, tenemos: Hc =

1.12

m

= = = =

1,000 m3/seg. 2.10 120 m ?

1,000 m3/seg. 120 m 0.0076 m/m 0.050

999.90

10 m3/seg. 3.70 m 0.0015 m/m 0.017

ondo de Rio

10.04

1,000 m3/seg. 120 m 2.51 m

9.81 m/seg2 0.50 m 2.21 m 2.51 m 0.10 m 3.32 m/seg.

1,000 m3/seg. 120 m 10.50 m/seg.

0.10

9.81 m/seg2 0.50 m 2.21 m 2.51 m 0.79 m 3.32 m/seg.

1,000 m3/seg. 120 m 9.84 m/seg.

0.79 m

(OK)

g= d1 = V1 =

9.81 m/seg2 0.85 m 9.84 m/seg.

d1 = d2 =

0.85 m 3.69 m

g d1 d2 V1

9.81 m/seg2 0.85 m 3.69 m 9.84 m/seg.

= = = =

d2 =

3.69 m

2.10

20 m3/seg. 9.81 m/seg2 2.17 m/s

0.05 0.00 9.81 m/seg2 2.17 m/s

10 m3/seg. 2.10 4m ?