diseño de bocatomas

DISEÑO DE BOCATOMA Nº 01 (de barraje fijo)
PROYECTO: MEJ. DE LA INFRAESTRUCTURA DE RIEGO CANAL TUYUSIBE-SOQUESANE
LUGAR: QDA. "QUELACAHUA"
UBICACIÓN: 0+000KM DEL CANAL "TUYUSIBE"
1.- Consideraciones generales en el diseño de la Bocatoma en la Qda. "Quelacahua":
a) Debido a la falta de información hidrometereológica en la zona, el caudal de diseño se ha determinado
mediante métodos empíricose hidrológicos como la Formula Racional con el cual se realizarán el
dimensionamiento las estructuras que componen la Bocatoma. Ver Estudio Hidrológico del proyecto.
b) Debido a la pendiente fuerte de la quebrada se diseñará la bocatoma para un resalto del tipo
barrido, dado que no se consigue la sumergencia por el tipo de flujo supercrítico aguas abajo
2.- Cálculo de las Caraterísticas delRiachuelo "Quelacahua"
Datos de entrada:
Q=
5.500 m3/s Caudal Máxima Avenida calculado, Tr=50 años.
n =
0.060
Rugosidad de río
S=
0.1073
Pendiente promedio del lecho de quebrada "Quelacahua"
Lo =
8.000 m
Ancho de cauce de Quebrada "Quelacahua"
dn =
A=
P=
R=
V=
hv=

0.297
2.375
8.594
0.276
2.316
0.273

m
m2
m
m/s
m

Tirante normal
Area
Perímetro mojado
Radiohidraulico
Velocidad
Altura de velocidad

Q

2
1
1
AR 3 S 2
n

2.- Dimensionamiento de la Ventana de Captación

Qc=
L=
hL=

0.080 m3/s caudal de captación
0.400 m
ancho ventana de captación asumido
0.100 m
altura libre

a) Sí trabaja como orificio ahogado
Cd=
h=

0.650 m
0.300 m

Qc  C d . A. 2 gH ; H 

h
 hL
2

Coeficiente de descarga
altura ventana decaptación

h

Qc  C d .L.h. 2 g   h L 
2


b) Sí trabaja como vertedero
h=

0.250 m

 Q 
h c 
1.84 L 

altura ventana de captación

3.- Altura de barraje

Co=
ho =
h=
Cc=
P=

3787.168
0.400
0.250
3787.918
0.750

m
m
m
m
m

2

3

Cota del lecho del río aguas arriba del barraje
altura del umbral del vertedero de captación
altura de la ventana decaptación calculado
Cota de la cresta del barraje
altura del paramento aguas arriba

4.- Dimensionamiento del barraje
a) Descarga sobre el vertedero
Línea de Energía

X 1.85  2.Hd 0.85Y

Ha
Hd
(3)
(2)

(4)

Ccresta

X

R2
R1

(5)

P.T.
R3

P



R3.Cos

He

Y5-Y6
(6)

Co

Y

Tan 

(1)

Q  C .L o .H d
Q=
Lo =
P=
C=
Hd=
P/Hd=
Q=
Vo=
Ha=
He=3

R3.Sen

Y5-Y6


2

5.500
8.000
0.750
2.177
0.464
1.617
5.500
0.566
0.016
0.480

m3/s Caudal de Máxima Avenida
m
ancho de la Cresta
m
altura del paramento aguas arriba
Coeficiente de descarga calculado
m
Carga de diseño sobre el vertedero
m3/s Verificación de descarga
m/s Velocidad
m
m

(7)

R3.(1-Cos

C1

Ecuaciones para el coeficiente de descargaC, Según Gehy (1982) en función de la
relación P/Hd, donde P es la altura del paramento de aguas arriba, y H d la carga
de diseño sobre el vertedero, siendo válido si H d = He del Cimacio.

b) Perfil de la cresta del vertedero del barraje

Y=
z=

0.961 X1.85
1.50 m

Punto de Tangencia, P.T.(x,y,Cota):

Entrada a la cresta del barraje:
R1=
0.093
R2=
0.232
0.282Hd=
0.1310.175Hd=
0.081

m
m
m
m

Curva de Enlace entre el perfil y el solado
a=

R=
T=
Tx=
Ty=

33.690
0.696
0.211
0.175
0.117

º
m
m
m
m

Ecuación general del perfil;
Talud aguas abajo del barraje
x
0.315

y
0.114

 X 1.85
Y  0.50
 H 0.85
 d






Cota
3,787.804

Valores de las coordenadas para la cresta del barraje:
x
y
Cota
0.000
0.000
3787.9180.100
0.014
3787.904
0.200
0.049
3787.869
0.300
0.104
3787.814
0.400
0.176
3787.742
0.315
0.114
3787.804
P.T.

R=1.5H



1

1.50
Ty


Tx

T

c) Cálculo del nivel máximo y longitud del colchón disipador

Ho=
BL=
Altura Muro=

1.214 m
0.400 m
1.650 m

Nivel máximo
Borde libre
Ho+BL

Por Bernoulli y continuidad entre O y 1:

E o  E1  hf

Co ...