Obra de toma de agua

2011

Octavo Nivel “A”

HIDRÁULICA II
DISEÑO DE UNA OBRA DE EXCEDENTES

ÍNDICE

Contenido
ÍNDICE 2
OBJETIVOS 3
ANTECEDENTES 4
CÁLCULOS 6
 DATOS DEL HIDROGRAMA 6
 Volumen del Embalse en millones de metros cúbicos 7
 Curva de descargas de caudales vs cotas en el cauce 7
 DISEÑO DE LA CORTINA (PRESA) 8

A) Memoria de Cálculo: 8
1. Cálculo correspondiente a ladeterminación del nivel máximo de operación del embalse para dos longitudes de cresta b 8
2. Definir el valor óptimo de b 14
3. Diseño del canal de acercamiento 14
4. Diseño del cimacio o vertedero 16
5. Diseño de la rápida 17
6. Diseño de la estructura de disipación de energía 22
7. Diseño del canal de restitución 24
8. Volúmenes de Obra: 24
9. Presupuesto General: 26

B)CONCLUSIONES & RECOMENDACIONES 26

C) ANEXOS 27

OBJETIVOS

* Dimensionar todos los parámetro de la obra de excedentes con descarga libre (sin compuertas) cuya cresta del vertedero coincide con el NNO (nivel normal de operación)

* Realizar los gráficos correspondientes al hidrograma

* Elaborar los planos y cortes correspondientes

ANTECEDENTES

Una presa disponede una o varias obras que permitan el control y la regulación de caudales que lleguen al embalse. En el diseño de una estructura hidráulica capaz de descargar, regular y controlar el flujo de caudales se utiliza el máximo caudal probable que puede presentarse en la sección del embalse, a ese caudal se le llama Caudal Máximo de Avenida (Qmax). Todo el conjunto de estructuras hidráulicas que permitenla descarga de los caudales que sobrepasan la capacidad de almacenamiento del embalse toman el nombre de Obra de Excedentes.

Técnicamente, una obra de excedentes está compuesta de cinco elementos:
1. Canal de acercamiento,
2. Vertedero o cimacio,
3. Canal de pendiente pronunciada o rápida,
4. Estructura disipadora de energía, y
5. Canal de restitución.

El segundo y cuartoelementos son estructuras obligatorias en una presa no así los demás elementos que dependen del diseño y emplazamiento de la obra.

Cálculo del Azud y forma del Vertedero
Por razones de estabilidad es conveniente reducir la presión sobre el cimacio pero adoptando un perfil que esté sometido a una presión casi nula en todos sus puntos, para lo cual se creó el llamado perfil Creager, inventado por elinvestigador del mismo nombre.

DISIPACIÓN DE ENERGÍA
La interrupción del río siempre genera una diferencia de energía, lo cual se traduce en la erosión del cauce, poniendo en peligro la obra de toma, por lo cual es necesario crear una estructura basada en la formación del resalto hidráulico, que reduce la velocidad del río y lo estabiliza.

PROGRAMAS APLICADOS: HCANALES

H Canales nosbrinda varias opciones que nos permiten calcular ciertos parámetros hidráulicos, tales como la rápida, el colchón de aguas y la conjugación de aguas, mediante el ingreso de datos fijos establecidos en el presente diseño.

A pesar de la facilidad que este programa nos brinda, su uso no descuida el manejo de los conceptos teóricos para aprobar o rechazar los resultados que este nos proporcione. Suuso y aplicación se redactará a medida que se desarrollen los cálculos.
CÁLCULOS

En la presente memoria se mostrarán todos los cálculos correspondientes al dimensionamiento de todos los parámetros de la obra de excedentes con descarga libre (sin compuertas) cuya cresta del vertedero coincide con el NNO. Para este diseño consideramos los siguientes datos correspondientes al río:

*
*NSC=1255
* NNO=1285
* Nº de lista aplicado= 19
* Mayoración de los caudales presentados en el pdf= 1.95

Para el desarrollo de estos cálculos se aplicaron una seria de fórmulas detalladas a continuación de cada una de las tablas señaladas durante el desarrollo del trabajo.

* DATOS DEL HIDROGRAMA

TIEMPO (H) | CAUDAL (m3/seg) | ∆Volumen *10^6 (m3) |
0 | 0 | 0,00 |
2 |...