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Obra de captación-Dique con vertedero lateral
 

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    Obra de captación-Dique con vertedero lateral Obra de captación-Dique con vertedero lateral Presentation Transcript

    • UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍACENTRO DE INVESTIGACIÓN Y ESTUDIOS EN MEDI AMBIENTEMAESTRIA EN INGENIERÍA AMBIENTAL
      Abastecimiento de Agua
      Obras de captación:
      DIQUE CON VERTEDERO LATERAL
      Realizado por:
      Ing. Concepción de María Montenegro Picado
      Ing. Mario Francisco Castellón Zelaya
      Managua, Junio 2011
      • Definiciones
       
      Obra de captación: Consiste en una estructura colocada directamente en la fuente, a fin de captar el gasto deseado y conducirlo a la línea de aducción.
       
      Obra de captación de agua superficial: Conjunto de obras y mecanismos, a nivel de terreno para el aprovechamiento de aguas superficiales. Pueden ser de carácter permanente o temporal.
       
      Fuentes superficiales sin regulación de caudal:Son aquellas con capacidad de proveer un caudal superior al gasto máximo diario para cualquier época.
       
      Fuentes con regulación de caudal: Son aquellas que por no proveer el caudal de demanda, requieren el diseño y construcción de un dique o represa para compensar variaciones de caudal durante épocas de crecidas con los de estiaje.
    •  
      • Requisitos previos
      • Calidad de agua
      Características físicas, químicas y bacteriológicas.
      Focos de contaminación
      Usos de suelo y cuerpo de agua.
      Características culturales locales.
       
      • Cantidad de Agua
      Estudio Hidrológico
      Mediciones de caudal. (Estiaje)
      Niveles máximos y mínimos.
    •  
      • Requisitos previos
      • Reconocimiento geológico superficial
      Fallas geológicas
      Zonas de deslizamiento
      Zonas de hundimiento
      • Estudios geotécnicos
      Estabilidad de los suelos
      Resistencia admisible
      Granulometría de los suelos
      • Levantamiento topográfico
      Morfología del terreno
      Topografía del cauce del agua
    •  
      • Captación con vertedero lateral
      Es la obra civil que se construye en uno de los flancos del curso de agua, de forma tal, que el agua ingresa directamente a una caja de captación para su posterior conducción a través de tuberías o canal.
      La obra de toma se ubica en el tramo del río con mayor estabilidad geológica, debiendo prever además muros de protección para evitar el desgaste del terreno natural.
       
      La toma se localiza lateralmente a la presa o en cualquier punto del perímetro del vaso de agua.
    •  
      • Uso y aplicaciones
      La captación a través de vertedero lateral es recomendado cuando el dispositivo de captación en un curso superficial está expuesto a impactos de consideración debido a cantos rodados, troncos de árboles, etc., arrastrados por las crecidas.
      También es recomendado en el caso de algunos ríos o arroyos que traen mucha arena durante las crecidas violentas, y el material depositado puede cubrir el dispositivo de captación en corto tiempo.
      Este tipo de obra debe ser empleada en ríos de caudal limitado y que no produzcan socavación profunda.
    •  
      • Funcionamiento
      De acuerdo con la definición que se emplea en la hidráulica, el vertedero lateral es un dispositivo que permite el paso del agua por encima de una cresta, orientada en sentido paralelo a la dirección principal de la corriente.
      Mientras mayor sea el gradiente hidráulico y la longitud de la cresta, mayor será la descarga a través del vertedero. Por otra parte, mientras mayor sea la velocidad original de la corriente, o sea la paralela a la cresta, menor será la descarga.
    •  
      • Criterios de diseño
      El diseño del vertedero lateral consiste en calcular la longitud del vertedero para un caudal de diseño que se pretende tomar de un canal o un río. Hay cuatro factores que definen el funcionamiento de un vertedero lateral que son:
      • La descarga o gasto Q
      • El gradiente hidráulico hacia la cresta del vertedero
      • La velocidad de la corriente
      • Longitud de la cresta.
      El propósito que se persigue es el diseño de una estructura económica, capaz de captar el gasto previsto; en caso de que dicho gasto sea pequeño, la economía lograda a base de cálculos exactos es insignificante en la mayoría de los casos.
      Por lo consiguiente, el problema se reduce a determinar la carga necesaria sobre una cresta de longitud dada, o la longitud requerida de cresta para una carga fija.
    •  
      • Parámetros de diseño
       
      Caudal de diseño: Para un sistema por gravedad se debe considerar el caudal máximo diario para la población de diseño.
       
      Determinación del nivel del río: Deberá obtenerse los niveles máximos y mínimos anuales en estaciones hidrológicas cercanas; en el caso de falta de datos hidrológicos se debe investigar niveles en periodos de avenidas y estiaje, apoyándose en información de personas conocedoras de la región.
    •  
      • Procedimiento de Diseño
      • Caudal de descarga
       
      La ecuación general para cualquier tipo de vertedor es:
      donde Cd = Coeficiente de descarga
      H = Altura del líquido sobre el vertedero
      n = relación de integración
      Para un vertedero rectangular
      Para un vertedero triangular
      • Determinación del coeficiente de descarga
      • Caudal unitario
      • Diseño de la reja
      El área total de la reja debe ser calculada considerando el área de flujo efectiva mínima de paso y el área total de las barras, como se muestra a continuación:
      • Diseño de la caja de recolección
      Tiempo de retención: 5 – 10 minutos
      Caudal de diseño: CMD
      Donde Tr = Tiempo de retención
      Determinar las características geométricas.