Obra de Toma
Content
DISEÑO DE LA OBRA DE TOMA
Demanda mayor
273329 m3
0.102
m^3/seg
Caudal de Diseño:
3
m
Altura de Carga Minima :
0.00
m
Longitud de la Tuberia:
0.016
Rugosidad del Acero Galvanizado:
7.53
Altura Util de regulacion + Carga minima :
adimensional
m
OBRA DE TOMA CON REGIMEN DE CIRCULACION FORZADA
La funcion Principal de la obra de Toma es permitir y controlar la extraccion de agua almacenada en la presa en una cantidad y en el momento en que se requiera.
Las obras de toma deben ser capaces de dar salida al agua con gastos que dependen de las
necesidades aguas abajo de la presa. En el caso de una presa reguladora puede dejar salir
las aportaciones de una forma gradual y en una presa derivadora desviar las aguas hacia canales o tuberias.
La circulacion forzada se basa en la circulacion a presion y su diseño consiste en lograr dimensiones para que la carga Hidraulica venza todas las perdidas de energia y poder entregar el
gasto requerido por lo que es preciso realizar un estudio de dichas perdidas.
Calculo del Diametro Minimo de la Tuberia:
1ra Estimacion por la Expresion:
Qd
n 2 * Ltuberia
* 0.077
4
158 * H c arg a bruta
Rh 3
2
Rh
4
tuberia 4 * Rh
5.94
Iteracion =
0.0377
in
Por fines Comerciales se Adoptara un Diametro de:
2da Estimacion por la Expresion :
Se Diseñara como Orificio donde se tomara a la altura de carga minima como "H":
Coeficiente de Gasto :
0.88
Adimensional
6
Perdida de Carga Total:
Altura de Carga Minima :
2.5
3
m
m
Q C * Amojada *
2 * g * hmin h f Amojada
tuberia
4 * Amojada
8.5481
0.03702
in
Por fines Comerciales se Adoptara un Diametro de:
Por lo Tanto de los metodos adoptaremos un Diametro comercial de:
Diametro de la Obra de Toma:
10
Calculo de la Perdidas de Carga en la Presa:
.N.A.M.E
10
in
.B.L
.N.A.N.E
Punto 1
.N.A.Min
Hmin
.N.V.M
Hsedimentos
Mediante la Ecuacion de Bernoulli y haciendo Energian entre el punto 1 y el punto 2 tenemos
la siguiente Expresion:
h
f
h f rejilla h f entrada h f cam bioDireccion h f tram osrectos h f am pliacion h f contracciones h f valvulascom puerta h f c argave
Calculo de la Perdida de Carga por Rejilla:
Velocidad Autolimpiante por la Rejilla:
Coeficiente de Forma de la Barra Circular :
Separacion entre Barrotes :
5
Inclinacion de las Barras:
90
Diametro de la Barra:
1/2
cm
°
in
K t p erd id a r ejilla
V flujo frente
for m a *
rejillla
1.0
1.79
4
3
* sen
e s ep ar acion
Vauto
1
m/seg
lim piante
eseparacion
0.2879
0.797
m/seg
V flujo frente
rejillla
Abruta
Vauto
1
eseparacion
V flujo frente rejilla
2* g
Calculo de la Perdida de Carga por Entrada:
Coeficiente de Perdida por Entrada:
Diametro de la Tuberia:
10
Rugosidad de la Tuberia:
0.016
Area de la Tuberia:
0.0507
h f entrada
Q
V flujo frente rejilla
h f rejilla K rejilla *
Ventrada
lim piante
0.128
m^2
2
0.0093
m
0.5
in
m
Qdemanda
Atuberia
2
V
K entrada * entrada
2* g
2.0150
m/seg
0.1035
m
Calculo de la Perdida por Friccion:
Las pérdidas por fricción a lo largo de la tubería se estimaron con la expresión desarrollada
por Darcy-Weisbach:
1
2 * log
f
3.71* D
ξ
�= 〖 1/
(2∗log3.71∗�/ξ)
〗 ^2
ξ=
0.00015
[m]
f= 0.017330196
hf f *
L
V2
*
D
2*g
hf=
0m
Calculo de Perdidad de Carga por Valvulas:
Coeficiente de Perdida de Valvula:
Diametro de la Valvula:
10
Area Mojada en la Valvula:
0.0507
V circulacio n
0
Q
Amojada
0.38
in
m^2
2.014
2
0.0786
Vcirculacion
2* g
Calculo de la Perdida por Valvula de Chorro Hueco:
Coeficiente de Perdida:
4
Diametro de la Valvula:
10
in
Area Mojada en la Valvula:
0.0507
m^2
h f valvula K valvula *
V circulacio n
Q
Amojada
h f Chorro Hueco K perdida *
Vcirculacio n
2* g
2.014
2
m/seg
m
m/seg
0.827 m
h f Chorro Hueco K perdida *
Vcirculacio n
2* g
Calculo de la Perdida de Carga a la Salida:
Coeficiente de Perdida:
1
Diametro de la Tuberia :
10
Area Mojada en la Tuberia:
0.0507
in
m^2
Q
V circulacio n
2
Amojada
2
Vcirculacio n
2* g
Por lo Tanto las Perdidas de Carga Total seran:
h f salida K salida *
h
f
1.23
2.01
m/seg
0.21
m
m
Ahora Mediante la Ecuacion de Bernoulli igualando Energias en el Punto 1 y en el punto
tiene la siguiente Ecuacion:
E1 E 2
h
f
Comprobacion del Diametro:
hmin =
3
>=
1.225
Ok Si Cumple ¡¡
Verificacion Hidraulica del Diametro de la Tuberia:
Otra manera de analizar el diametro adecuado para que la tuberia pueda descargar el caudal requerido es
la planteada en el Libro de "Diseño de Presas Pequeñas" de la United States Departament of the Interior
Bureau of Reclamation o tambien el libro "Diseño Hidraulico de Aliviaderos y Obras de Toma para presas
Pequeñas" del Centro de Investigaciones de Hidraulicas-Instituto Superior Politecnico Jose A. Echeverria
Todas las Perdidas resultan ser:
htotal K t *
Todas las Perdidas Analiticamente resultan ser:
V3 V4
Vt
Ve
fl4
V4
V4
Ke *
*
Kb *
K c *
2* g
2* g
d4
2* g
2* g
2* g
2
2
V3 V2
V3
*
K ex *
2* g
2* g
2
... K g
2
2
2
2
2
V1 V2
fl2
V2
...
*
K c *
d
2
*
g
2* g
2
2
2
2
Kg
2
2
V1
V
*
Kv *
2* g
2*
Si se considera la ecuacion de continuidad es posible relacionar todas las perdidas a un diametro escogido
arbitrariamente es decir:
A1 * V1 Ax * Vx
Se tendria entonces:
Vx
2* g
2
A1
Ax
2
2
*
V1
2* g
Sustituyendo y agrupando convenientemente se tiene la siguiente expresion:
V1
* K t *
2* g
2
hto ta l
A1
A2
...
2
A1
At
2
2
A1
A4
*
fl 4
* K e
K b K c
d4
fl 2
K ex K c
d2
K
A1
A3
2
* K c K g K ex ...
c
K g K v
Y haciendo que el termino que se encuentra dentro los Corchetes sea igual a "KL" tenemos:
2
htotal
KL *
V1
2* g
V1
2 * g * htotal
KL
2
htotal
KL *
V1
2* g
V1
2 * g * htotal
KL
Para lo Cual Aplicaremos los Siguientes datos a las Expresiones deducidas:
Diametro de la Tuberia :
10
in
Area Mojada en la Tuberia:
0.0507
m^2
Asumiremos el Valor de KL =
3
2
KL *
htotal
V1
2* g
2 * g * htotal
KL
V1
0.6202
2.014
m
m/seg
Verificando que el caudal de Entrada debe ser Igual al Caudal de la Salida:
V2
* 2 2
4
Q
Comprobando:
Debe Cumplir:
Q
A2
0.1020
2.0140
*
2 * g * htotal
KL
0.1020
m/seg
0.1020
m^3/seg
Ok Si Cumple ¡¡
SE UTILIZARÁN DOS TUBERÍAS DE DIÁMETRO 10". UNA PARA OPERACÓN DE LA OBRA DE TOMA
Y OTRA DE URGENCIA COLOCADA POR NORMA.
CURVA DE DESCARGA DE LA OBRA DE TOMA
�_�������=�∗�∗√2∗�∗(∆ℎ−Σℎ�)
CAUDAL Y VELOCIDAD DE LAS TUBERIAS
Cota
(m snm)
2080.02
2079
2078.52
2078
2077
2076
2075
2074
2073
2072
2071
Z1 - Z 2
(m)
9.02
8
7.52
7
6
5
4
3
2
1
0
A
(m2)
0.0507
0.0507
0.0507
0.0507
0.0507
0.0507
0.0507
0.0507
0.0507
0.0507
0.0507
ki - kR
6.1679
6.1679
6.1679
6.1679
6.1679
6.1679
6.1679
6.1679
6.1679
6.1679
6.1679
Q (UN TUBO)
(m3/s)
0.24681
0.23244
0.22536
0.21742
0.20130
0.18376
0.16436
0.14234
0.11622
0.08218
0.00000
V
(m/s)
4.8709
4.5872
4.4474
4.2909
3.9726
3.6265
3.2436
2.8091
2.2936
1.6218
0.0000
2074 es la cota de la altura minima de operación
CURVA DE DESCARGA
2082
se puede observar que hasta una cota de 2073 cumple la demanda maxima de caudal
2080
2078
2076
COTA (m)
2074
CURVA CON 1 TUBO
CURVA CON 2 TUBOS
2072
2070
2068
2066
0.00000
0.10000
0.20000
0.30000
0.40000
CAUDAL (m3/s)
0.50000
0.60000
CURVA DE OPERACIÓN
CON UNA SOLA TUBERIA DE OPERACIÓN
Area Mojada en la Tuberia:
0.0507
Coeficiente de Gasto :
0.88
m^2
adimensional
Dado que el diametro minimo necesario ya fue calculado ahora se determinara la curva de operación de la
presa en funcion de los niveles posibles de alturas de carga. Y el caudal de demanda.
Ecuacion de Orificio:
Qsalida C gasto * Amojada *
2* g *h
Donde h variara entre los valores de hmin y hregulacion:
# de Tramos
1.0
Altura de Carga
(m)
3.000
Qsalida
(m^3/seg)
0.342
Qdemanda
(m^3/seg)
0.102
% de Diametro
Abierto
30.000
CURVA DE OPERACIÓN DE LA TOMA
8.000
0.102
27.605
CURVA DE 0.370
OPERACIÓN
DE LA
TOMA
0.395
0.102
25.812
2.0
3.503
3.0
4.007
4.0
4.510
5.0
5.013
6.0
5.517
7.0
6.020
8.0
6.523
9.0
7.027
altura
de
carga(m)
10.0
7.530
0.419
8.000 0.442
0.464
6.000 0.485
0.504
4.000 0.524
0.542
0.102
0.102
0.102
0.102
0.102
0.102
0.102
24.329
23.076
21.998
21.058
20.230
19.492
18.829
2.000
0.000
18.000 20.000 22.000 24.000 26.000 28.000 30.000 32.000
% de diametro abierto
CURVA DE OPERACIÓN DE LA TOMA
TIEMPO DE VACIADO SOLO ABIERTA LA OBRA DE TOMA
Cuando se requiera vaciar el embalse debido a una emergencia o por necesidades de mantenimie
reparaciones, es necesario conocer en detalle las características de esta operación cuando se uti
desagüe de fondo, o cuando opera en combinación con las tomas de agua para riego.
No se considera el efecto de crecidas porque las mismas deberán ser evacuadas con el vertedero
razón por la que las curvas de vaciado se calcularon a partir del nivel de cresta del vertedero (2.0
[m³/seg]
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0
CURVA DE
Q neto
VACIADO EL
[m³/seg]
EMBALSE
0.401
0.385
0.353
0.318
0.279
0.235
0.182
0.114
0.120
50
70
CURVA
EL EMBALSE
Volúmenes DE VACIADO
Q descarga
Q río
Δ V (m3)
Elevación
[m.s.n.m.]
2078.52
2078.00
2077.00
2076.00
2075.00
COTA
2074.00
2073.00
2072.00
2071.00
[m3]
2080.00
1460263.379608
2078.00
1326634.634937
2076.00
1085297.829507
863864.201563
2074.00
661523.3735752
(m)
2072.00
477460.8451433
2070.00
310857.76391
160890.6709357
2068.00
26731.21609945
2066.00
0
0
133628.74467
241336.80543
221433.62794
202340.82799
184062.52843
166603.08123
149967.09297
134159.45484
10
20
[m³/seg]
0.4507
0.4348
0.4026
0.3675
0.3287
0.2847
0.2324
0.1644
0.0000
30
40
TIEMPO(dias)
60
80
2066.00
0
10
20
30
40
TIEMPO(dias)
50
60
70
80
GIMEN DE CIRCULACION FORZADA
0.02865267
m
in
am os rectos
m^2
in
h f am pliacion h f contracciones h f valvulascom puerta h f c argavelocidad
igualando Energias en el Punto 1 y en el punto 2 se
Ok Si Cumple ¡¡
a que la tuberia pueda descargar el caudal requerido es
eñas" de la United States Departament of the Interior
Hidraulico de Aliviaderos y Obras de Toma para presas
ulicas-Instituto Superior Politecnico Jose A. Echeverria
4
V3 V4
V4
V4
Kb *
K c *
2* g
2* g
2* g
2
*
2
2
V1 V2
l2
V2
*
K c *
d2
2* g
2* g
2
2
2
Kg
2
...
2
ble relacionar todas las perdidas a un diametro escogido
Ke
fl4
K b K c
d4
A1
A3
2
2
V1
V1
*
Kv *
2* g
2* g
* K c K g K ex ...
10". UNA PARA OPERACÓN DE LA OBRA DE TOMA
RGA DE LA OBRA DE TOMA
QTOTAL 2
(m3/s)
0.4936
0.4649
0.4507
0.4348
0.4026
0.3675
0.3287
0.2847
0.2324
0.1644
0.0000
E DESCARGA
0.30000
0.40000
UDAL (m3/s)
CURVA CON 1 TUBO
CURVA CON 2 TUBOS
0.50000
0.60000
DE OPERACIÓN
culado ahora se determinara la curva de operación de la
ACIÓN DE LA TOMA
ACIÓN DE LA TOMA
0 22.000 24.000 26.000 28.000 30.000 32.000
% de diametro abierto
OPERACIÓN DE LA TOMA
LO ABIERTA LA OBRA DE TOMA
a una emergencia o por necesidades de mantenimiento y/o
e las características de esta operación cuando se utiliza sólo el
nación con las tomas de agua para riego.
las mismas deberán ser evacuadas con el vertedero de superficie,
cularon a partir del nivel de cresta del vertedero (2.084,44 m snm)
CURVA DE
VACIADO Δt
EL (dias)
EMBALSE
0
4.01879965
7.92205785
8.07173472
8.40253091
9.07788161
10.5695875
15.1781349
12.9397622
DO EL EMBALSE
30
40
TIEMPO(dias)
50
60
70
80
ΣΔt (dias)
0
4.018799651
11.940857499
20.012592214
28.415123127
37.493004736
48.062592256
63.240727134
76.180489368
30
40
TIEMPO(dias)
50
60
70
80
DISEÑO DEL DESCARGADOR DE FONDO
18.006 m
longitud total de la presa
altura de la ubicación de la tuberia desde el piso
3m
pendiente de la tuberia
15.000 %
41.105
m^3/seg
Caudal de Diseño:
23.52
m
15.906
Altura de Carga Minima :
16.084 m
Longitud de la Tuberia:
diferencia de niveles de la tuberia agguas arriba y aguas abajo
0.016
adimensional
Rugosidad del Acero Galvanizado:
25.02
m
Altura total de la presa+altura de laminacion
25.902
DESCARGADOR DE FONDO
Calculo del Diametro Minimo de la Tuberia:
1ra Estimacion por la Expresion:
Qd
n 2 * Ltuberia
* 0.077
4
158 * H c arg a bruta
Rh 3
Rh
4
tuberia 4 * Rh
69.29
Iteracion =
0.44
2
in
Por fines Comerciales se Adoptara un Diametro de:
2da Estimacion por la Expresion :
Se Diseñara como Orificio donde se tomara a la altura de carga minima como "H":
Coeficiente de Gasto :
0.88
Adimensional
Perdida de Carga Total:
21
m
Diferencia de niveles :
25.902
m
Q C * Amojada *
2 * g * hmin h f Amojada
tuberia
4 * Amojada
96.9498
4.76268
in
Por fines Comerciales se Adoptara un Diametro de:
Por lo Tanto de los metodos adoptaremos un Diametro comercial de:
Diametro del descargador de fondo:
98
Calculo de la Perdidas de Carga en la Presa:
70
98
in
Mediante la Ecuacion de Bernoulli y haciendo Energian entre el punto 1 y el punto 2 tenemos
la siguiente Expresion:
h
f
h f rejilla h f entrada h f cam bio Direccion h f tram osrectos h f am pliacion h f contracciones h f valvulascom puerta h f c argavelocid
Calculo de la Perdida de Carga por Entrada:
Coeficiente de Perdida por Entrada:
Diametro de la Tuberia:
98
Rugosidad de la Tuberia:
0.016
Area de la Tuberia:
4.8664
Ventrada
Qdemanda
Atuberia
0.5
in
m
Ventrada
Qdemanda
Atuberia
8.4509
m/seg
2
h f entrada K entrada *
Ventrada
2* g
1.8200
m
Calculo de la Perdida por Friccion:
Las pérdidas por fricción a lo largo de la tubería se estimaron con la expresión desarrollada
por Darcy-Weisbach:
1
f
3.71* D
ξ
2 * log
�= 〖 1/
(2∗log3.71∗�/ξ)
〗 ^2
ξ=
0.00015
f=
0.0108990395
f *
hf
hf=
[m]
0.0704235392
L
V2
*
D
2*g
1.5619119976 m
Calculo de Perdidad de Carga por Valvulas:
Coeficiente de Perdida de Valvula:
Diametro de la Valvula:
98
Area Mojada en la Valvula:
4.8664
Vcirculacio n
Q
Amojada
0.38
in
m^2
8.447
2
h f valvula K valvula *
1.3818
Vcirculacion
2* g
m/seg
m
Calculo de la Perdida por Valvula de Chorro Hueco:
Coeficiente de Perdida:
4
Diametro de la Valvula:
98
in
Area Mojada en la Valvula:
4.8664
m^2
Vcirculacio n
Q
Amojada
8.447
2
h f Chorro Hueco K perdida *
Vcirculacio n
2* g
Calculo de la Perdida de Carga a la Salida:
Coeficiente de Perdida:
1
Diametro de la Tuberia :
98
Area Mojada en la Tuberia:
4.8664
V circulacio n
h f salida K salida *
Q
Vcirculacio n
2* g
2
Por lo Tanto las Perdidas de Carga Total seran:
h
f
14.545 m
in
m^2
Amojada
m/seg
8.45
m/seg
3.64
m
h
f
22.95
m
Comprobacion del Diametro:
hmin =
23.517
Diametro calculado:
>=
22.95 Ok Si Cumple ¡¡
98 in
SE UTILIZARÁN DOS TUBERÍAS DE DIÁMETRO 98"UNA SERA COLOCADA DE URGENCIA.
CURVA DE DESCARGA DEL DESCARGADOR DE FONDO
CAUDAL Y VELOCIDAD DE LAS TUBERIAS
�_�������=�∗�∗√2∗�∗(∆ℎ−Σℎ�)
Cota
(m snm)
2080.02
2079
2078.52
2078
2077
2076
2075
2074
2073
2072
2071
2070
2069
2068
2067
2066
2065
2064
2063
2062
2061
2060
2059
2058.5
Z1 - Z 2
(m)
21.52
20.5
20.02
19.5
18.5
17.5
16.5
15.5
14.5
13.5
12.5
11.5
10.5
9.5
8.5
7.5
6.5
5.5
4.5
3.5
2.5
1.5
0.5
0
A
(m2)
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
S ki - kR
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
Q (UN TUBO)
(m3/s)
37.159
36.267
35.840
35.372
34.453
33.509
32.537
31.536
30.502
29.431
28.320
27.164
25.956
24.689
23.353
21.937
20.422
18.785
16.992
14.986
12.665
9.810
5.664
0.000
V
(m/s)
7.636
7.453
7.365
7.269
7.080
6.886
6.686
6.480
6.268
6.048
5.819
5.582
5.334
5.073
4.799
4.508
4.196
3.860
3.492
3.079
2.603
2.016
1.164
0.000
CURVA DE DESCARGA
2085
2080
2075
2070
COTA (m)
2065
CAUDAL CON 1 TUBO
CAUDAL CON 2 TUBOS
2060
2055
2050
2045
0.000
10.000
20.000
30.000 40.000 50.000
CAUDAL (m3/s)
60.000
70.000
80.000
TIEMPO DE VACIADO SOLO ABIERTA EL DEDSCARGADOR DE FONDO(2 TUB DE 98in)
Cuando se requiera vaciar el embalse debido a una emergencia o por necesidades de mantenimie
reparaciones, es necesario conocer en detalle las características de esta operación cuando se uti
desagüe
de fondo,
o cuando
en porque
combinación
con las
tomas de
para riego.
No
se considera
el efecto
de opera
crecidas
las mismas
deberán
seragua
evacuadas
con el vertedero
superficie, razón por la que las curvas de vaciado se calcularon a partir del nivel de cresta del ve
(2.084,44 m snm)
Elevación
[m.s.n.m.]
2078.52
2078.00
2077.00
2076.00
2075.00
2074.00
2073.00
2072.00
2071.00
2070.00
2069.00
2068.00
2067.00
2066.00
2065.00
2064.00
2063.00
2062.00
2061.00
2060.00
Volúmenes
[m3]
2124598.814
1990970.069
1749633.264
1528199.636
1325858.808
1141796.280
975193.198
825226.105
691066.651
571881.273
466830.836
375070.218
295747.832
228005.071
170975.657
123784.860
85548.552
55372.035
32348.554
15557.348
Δ V (m3)
0.000
133628.745
241336.805
221433.628
202340.828
184062.528
166603.081
149967.093
134159.455
119185.378
105050.437
91760.618
79322.386
67742.761
57029.414
47190.797
38236.308
30176.517
23023.482
16791.206
Q
descarga
[m³/seg]
71.680
70.873
68.905
67.017
65.074
63.072
61.003
58.862
56.640
54.327
51.911
49.378
46.706
43.873
40.844
37.571
33.984
29.971
25.330
19.621
Q río
[m³/seg]
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
Q neto
[m³/seg]
71.560
70.753
68.785
66.897
64.954
62.952
60.883
58.742
56.520
54.207
51.791
49.258
46.586
43.753
40.724
37.451
33.864
29.851
25.210
19.501
2059.00
2058.50
4061.002
0.000
11496.346
4061.002
11.328
0.000
0.120
0.000
11.208
0.000
curva de vaciado el
CURVA DE VACIADO EL EMBALSE embalse
2085.00
2080.00
2075.00
2070.00
2065.00
cota (m)
2060.00
2055.00
2050.00
2045.00
0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.450 0.500
tiempo en dias
TIEMPO DE VACIADO CON LA OBRA DE TOMA Y EL DESCARGADOR DE FONDO ABIERTA
(2 TUB DE 10 in Y 2 DE 98in)
Elevación
[m.s.n.m.]
2078.52
2078.00
2077.00
2076.00
2075.00
2074.00
2073.00
2072.00
2071.00
2070.00
2069.00
2068.00
2067.00
2066.00
2065.00
2064.00
2063.00
2062.00
2061.00
2060.00
2059.00
2058.50
Volúmenes
[m3]
2124598.814
1990970.069
1749633.264
1528199.636
1325858.808
1141796.280
975193.198
825226.105
691066.651
571881.273
466830.836
375070.218
295747.832
228005.071
170975.657
123784.860
85548.552
55372.035
32348.554
15557.348
4061.002
0.000
Δ V (m3)
0.000
133628.745
241336.805
221433.628
202340.828
184062.528
166603.081
149967.093
134159.455
119185.378
105050.437
91760.618
79322.386
67742.761
57029.414
47190.797
38236.308
30176.517
23023.482
16791.206
11496.346
4061.002
Q
descarga
[m³/seg]
71.812
70.873
69.032
67.140
65.194
63.187
61.115
58.970
56.744
54.427
52.006
49.468
46.792
43.953
40.918
37.640
34.046
30.026
25.377
19.657
11.349
0.000
Q río
[m³/seg]
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.000
Q neto
[m³/seg]
71.692
70.753
68.912
67.020
65.074
63.067
60.995
58.850
56.624
54.307
51.886
49.348
46.672
43.833
40.798
37.520
33.926
29.906
25.257
19.537
11.229
0.000
COMO SE PUEDE OBSREVAR NO INFLUYE MUCHO EN EL VACIAADO DE LA PRESA QUE ESTE ABIERTO
TAMBIEN LA OBRA DE TOMA
2085.00
CURVA DE VACIADO EL EMBALSE
2080.00
2075.00
2070.00
2065.00
cota (m)
2060.00
2055.00
2050.00
2045.00
0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.450 0.500
tiempo en dias
TIEMPO DE VACIADO CON UNA SOLA TUBERIA DESCARGADOR DE FONDO ABIERTA(98 in)
Elevación
[m.s.n.m.]
2078.52
2078.00
2077.00
2076.00
2075.00
2074.00
2073.00
2072.00
2071.00
2070.00
2069.00
2068.00
2067.00
2066.00
2065.00
2064.00
2063.00
2062.00
2061.00
2060.00
2059.00
2058.50
Volúmenes
[m3]
2124598.814
1990970.069
1749633.264
1528199.636
1325858.808
1141796.280
975193.198
825226.105
691066.651
571881.273
466830.836
375070.218
295747.832
228005.071
170975.657
123784.860
85548.552
55372.035
32348.554
15557.348
4061.002
0.000
Δ V (m3)
0.000
133628.745
241336.805
221433.628
202340.828
184062.528
166603.081
149967.093
134159.455
119185.378
105050.437
91760.618
79322.386
67742.761
57029.414
47190.797
38236.308
30176.517
23023.482
16791.206
11496.346
4061.002
Q
descarga
[m³/seg]
35.840
35.372
34.453
33.509
32.537
31.536
30.502
29.431
28.320
27.164
25.956
24.689
23.353
21.937
20.422
18.785
16.992
14.986
12.665
9.810
5.664
0.000
Q río
[m³/seg]
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.000
Q neto
[m³/seg]
35.720
35.252
34.333
33.389
32.417
31.416
30.382
29.311
28.200
27.044
25.836
24.569
23.233
21.817
20.302
18.665
16.872
14.866
12.545
9.690
5.544
0.000
CURVA DE VACIADO EL EMBALSE
2085.00
2080.00
2075.00
2070.00
2065.00
cota (m)
2060.00
2055.00
2050.00
2045.00
0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000
tiempo en dias
2070.00
2065.00
cota (m)
2060.00
2055.00
2050.00
2045.00
0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000
tiempo en dias
ADOR DE FONDO
am os rectos
0.44201877
m
in
m^2
in
h f am pliacion h f contracciones h f valvulascom puerta h f c argavelocidad
Ok Si Cumple ¡¡
O 98"UNA SERA COLOCADA DE URGENCIA.
DEL DESCARGADOR DE FONDO
QTOTAL 2 f
(m3/s)
74.317
72.534
71.680
70.743
68.905
67.017
65.074
63.072
61.003
58.862
56.640
54.327
51.911
49.378
46.706
43.873
40.844
37.571
33.984
29.971
25.330
19.621
11.328
0.000
A DE DESCARGA
0.000 40.000 50.000
CAUDAL (m3/s)
CAUDAL CON 1 TUBO
CAUDAL CON 2 TUBOS
60.000
70.000
80.000
EL DEDSCARGADOR DE FONDO(2 TUB DE 98in)
o a una emergencia o por necesidades de mantenimiento y/o
lle las características de esta operación cuando se utiliza sólo el
inación
con las
tomas de
para riego.
e las mismas
deberán
seragua
evacuadas
con el vertedero de
aciado se calcularon a partir del nivel de cresta del vertedero
Δt (dias)
ΣΔt (dias)
0.000
0.022
0.041
0.038
0.036
0.034
0.032
0.030
0.027
0.025
0.023
0.022
0.020
0.018
0.016
0.015
0.013
0.012
0.011
0.010
0.000
0.022
0.062
0.101
0.137
0.171
0.202
0.232
0.259
0.285
0.308
0.330
0.350
0.367
0.384
0.398
0.411
0.423
0.434
0.444
0.012
0.000
0.455
0.455
curva de vaciado el
ADO EL EMBALSE embalse
50 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.450 0.500
tiempo en dias
Δt (dias)
ΣΔt (dias)
0.000
0.022
0.041
0.038
0.036
0.034
0.032
0.029
0.027
0.025
0.023
0.022
0.020
0.018
0.016
0.015
0.013
0.012
0.011
0.010
0.012
0.000
0.000
0.022
0.062
0.101
0.137
0.170
0.202
0.232
0.259
0.284
0.308
0.329
0.349
0.367
0.383
0.398
0.411
0.422
0.433
0.443
0.455
0.455
EN EL VACIAADO DE LA PRESA QUE ESTE ABIERTO
IADO EL EMBALSE
0 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.450 0.500
tiempo en dias
BERIA DESCARGADOR DE FONDO ABIERTA(98 in)
IADO EL EMBALSE
400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000
mpo en dias
Δt (dias)
ΣΔt (dias)
0.000
0.044
0.081
0.077
0.072
0.068
0.063
0.059
0.055
0.051
0.047
0.043
0.040
0.036
0.033
0.029
0.026
0.023
0.021
0.020
0.024
0.000
0.000
0.044
0.125
0.202
0.274
0.342
0.406
0.465
0.520
0.571
0.618
0.661
0.701
0.737
0.769
0.798
0.825
0.848
0.869
0.889
0.913
0.913
se pede observar
que bastaria una sola
tuberia para el
vaciado de la presa
400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000
mpo en dias
Demanda mayor
273329 m3
0.102
m^3/seg
Caudal de Diseño:
3
m
Altura de Carga Minima :
0.00
m
Longitud de la Tuberia:
0.016
Rugosidad del Acero Galvanizado:
7.53
Altura Util de regulacion + Carga minima :
adimensional
m
OBRA DE TOMA CON REGIMEN DE CIRCULACION FORZADA
La funcion Principal de la obra de Toma es permitir y controlar la extraccion de agua almacenada en la presa en una cantidad y en el momento en que se requiera.
Las obras de toma deben ser capaces de dar salida al agua con gastos que dependen de las
necesidades aguas abajo de la presa. En el caso de una presa reguladora puede dejar salir
las aportaciones de una forma gradual y en una presa derivadora desviar las aguas hacia canales o tuberias.
La circulacion forzada se basa en la circulacion a presion y su diseño consiste en lograr dimensiones para que la carga Hidraulica venza todas las perdidas de energia y poder entregar el
gasto requerido por lo que es preciso realizar un estudio de dichas perdidas.
Calculo del Diametro Minimo de la Tuberia:
1ra Estimacion por la Expresion:
Qd
n 2 * Ltuberia
* 0.077
4
158 * H c arg a bruta
Rh 3
2
Rh
4
tuberia 4 * Rh
5.94
Iteracion =
0.0377
in
Por fines Comerciales se Adoptara un Diametro de:
2da Estimacion por la Expresion :
Se Diseñara como Orificio donde se tomara a la altura de carga minima como "H":
Coeficiente de Gasto :
0.88
Adimensional
6
Perdida de Carga Total:
Altura de Carga Minima :
2.5
3
m
m
Q C * Amojada *
2 * g * hmin h f Amojada
tuberia
4 * Amojada
8.5481
0.03702
in
Por fines Comerciales se Adoptara un Diametro de:
Por lo Tanto de los metodos adoptaremos un Diametro comercial de:
Diametro de la Obra de Toma:
10
Calculo de la Perdidas de Carga en la Presa:
.N.A.M.E
10
in
.B.L
.N.A.N.E
Punto 1
.N.A.Min
Hmin
.N.V.M
Hsedimentos
Mediante la Ecuacion de Bernoulli y haciendo Energian entre el punto 1 y el punto 2 tenemos
la siguiente Expresion:
h
f
h f rejilla h f entrada h f cam bioDireccion h f tram osrectos h f am pliacion h f contracciones h f valvulascom puerta h f c argave
Calculo de la Perdida de Carga por Rejilla:
Velocidad Autolimpiante por la Rejilla:
Coeficiente de Forma de la Barra Circular :
Separacion entre Barrotes :
5
Inclinacion de las Barras:
90
Diametro de la Barra:
1/2
cm
°
in
K t p erd id a r ejilla
V flujo frente
for m a *
rejillla
1.0
1.79
4
3
* sen
e s ep ar acion
Vauto
1
m/seg
lim piante
eseparacion
0.2879
0.797
m/seg
V flujo frente
rejillla
Abruta
Vauto
1
eseparacion
V flujo frente rejilla
2* g
Calculo de la Perdida de Carga por Entrada:
Coeficiente de Perdida por Entrada:
Diametro de la Tuberia:
10
Rugosidad de la Tuberia:
0.016
Area de la Tuberia:
0.0507
h f entrada
Q
V flujo frente rejilla
h f rejilla K rejilla *
Ventrada
lim piante
0.128
m^2
2
0.0093
m
0.5
in
m
Qdemanda
Atuberia
2
V
K entrada * entrada
2* g
2.0150
m/seg
0.1035
m
Calculo de la Perdida por Friccion:
Las pérdidas por fricción a lo largo de la tubería se estimaron con la expresión desarrollada
por Darcy-Weisbach:
1
2 * log
f
3.71* D
ξ
�= 〖 1/
(2∗log3.71∗�/ξ)
〗 ^2
ξ=
0.00015
[m]
f= 0.017330196
hf f *
L
V2
*
D
2*g
hf=
0m
Calculo de Perdidad de Carga por Valvulas:
Coeficiente de Perdida de Valvula:
Diametro de la Valvula:
10
Area Mojada en la Valvula:
0.0507
V circulacio n
0
Q
Amojada
0.38
in
m^2
2.014
2
0.0786
Vcirculacion
2* g
Calculo de la Perdida por Valvula de Chorro Hueco:
Coeficiente de Perdida:
4
Diametro de la Valvula:
10
in
Area Mojada en la Valvula:
0.0507
m^2
h f valvula K valvula *
V circulacio n
Q
Amojada
h f Chorro Hueco K perdida *
Vcirculacio n
2* g
2.014
2
m/seg
m
m/seg
0.827 m
h f Chorro Hueco K perdida *
Vcirculacio n
2* g
Calculo de la Perdida de Carga a la Salida:
Coeficiente de Perdida:
1
Diametro de la Tuberia :
10
Area Mojada en la Tuberia:
0.0507
in
m^2
Q
V circulacio n
2
Amojada
2
Vcirculacio n
2* g
Por lo Tanto las Perdidas de Carga Total seran:
h f salida K salida *
h
f
1.23
2.01
m/seg
0.21
m
m
Ahora Mediante la Ecuacion de Bernoulli igualando Energias en el Punto 1 y en el punto
tiene la siguiente Ecuacion:
E1 E 2
h
f
Comprobacion del Diametro:
hmin =
3
>=
1.225
Ok Si Cumple ¡¡
Verificacion Hidraulica del Diametro de la Tuberia:
Otra manera de analizar el diametro adecuado para que la tuberia pueda descargar el caudal requerido es
la planteada en el Libro de "Diseño de Presas Pequeñas" de la United States Departament of the Interior
Bureau of Reclamation o tambien el libro "Diseño Hidraulico de Aliviaderos y Obras de Toma para presas
Pequeñas" del Centro de Investigaciones de Hidraulicas-Instituto Superior Politecnico Jose A. Echeverria
Todas las Perdidas resultan ser:
htotal K t *
Todas las Perdidas Analiticamente resultan ser:
V3 V4
Vt
Ve
fl4
V4
V4
Ke *
*
Kb *
K c *
2* g
2* g
d4
2* g
2* g
2* g
2
2
V3 V2
V3
*
K ex *
2* g
2* g
2
... K g
2
2
2
2
2
V1 V2
fl2
V2
...
*
K c *
d
2
*
g
2* g
2
2
2
2
Kg
2
2
V1
V
*
Kv *
2* g
2*
Si se considera la ecuacion de continuidad es posible relacionar todas las perdidas a un diametro escogido
arbitrariamente es decir:
A1 * V1 Ax * Vx
Se tendria entonces:
Vx
2* g
2
A1
Ax
2
2
*
V1
2* g
Sustituyendo y agrupando convenientemente se tiene la siguiente expresion:
V1
* K t *
2* g
2
hto ta l
A1
A2
...
2
A1
At
2
2
A1
A4
*
fl 4
* K e
K b K c
d4
fl 2
K ex K c
d2
K
A1
A3
2
* K c K g K ex ...
c
K g K v
Y haciendo que el termino que se encuentra dentro los Corchetes sea igual a "KL" tenemos:
2
htotal
KL *
V1
2* g
V1
2 * g * htotal
KL
2
htotal
KL *
V1
2* g
V1
2 * g * htotal
KL
Para lo Cual Aplicaremos los Siguientes datos a las Expresiones deducidas:
Diametro de la Tuberia :
10
in
Area Mojada en la Tuberia:
0.0507
m^2
Asumiremos el Valor de KL =
3
2
KL *
htotal
V1
2* g
2 * g * htotal
KL
V1
0.6202
2.014
m
m/seg
Verificando que el caudal de Entrada debe ser Igual al Caudal de la Salida:
V2
* 2 2
4
Q
Comprobando:
Debe Cumplir:
Q
A2
0.1020
2.0140
*
2 * g * htotal
KL
0.1020
m/seg
0.1020
m^3/seg
Ok Si Cumple ¡¡
SE UTILIZARÁN DOS TUBERÍAS DE DIÁMETRO 10". UNA PARA OPERACÓN DE LA OBRA DE TOMA
Y OTRA DE URGENCIA COLOCADA POR NORMA.
CURVA DE DESCARGA DE LA OBRA DE TOMA
�_�������=�∗�∗√2∗�∗(∆ℎ−Σℎ�)
CAUDAL Y VELOCIDAD DE LAS TUBERIAS
Cota
(m snm)
2080.02
2079
2078.52
2078
2077
2076
2075
2074
2073
2072
2071
Z1 - Z 2
(m)
9.02
8
7.52
7
6
5
4
3
2
1
0
A
(m2)
0.0507
0.0507
0.0507
0.0507
0.0507
0.0507
0.0507
0.0507
0.0507
0.0507
0.0507
ki - kR
6.1679
6.1679
6.1679
6.1679
6.1679
6.1679
6.1679
6.1679
6.1679
6.1679
6.1679
Q (UN TUBO)
(m3/s)
0.24681
0.23244
0.22536
0.21742
0.20130
0.18376
0.16436
0.14234
0.11622
0.08218
0.00000
V
(m/s)
4.8709
4.5872
4.4474
4.2909
3.9726
3.6265
3.2436
2.8091
2.2936
1.6218
0.0000
2074 es la cota de la altura minima de operación
CURVA DE DESCARGA
2082
se puede observar que hasta una cota de 2073 cumple la demanda maxima de caudal
2080
2078
2076
COTA (m)
2074
CURVA CON 1 TUBO
CURVA CON 2 TUBOS
2072
2070
2068
2066
0.00000
0.10000
0.20000
0.30000
0.40000
CAUDAL (m3/s)
0.50000
0.60000
CURVA DE OPERACIÓN
CON UNA SOLA TUBERIA DE OPERACIÓN
Area Mojada en la Tuberia:
0.0507
Coeficiente de Gasto :
0.88
m^2
adimensional
Dado que el diametro minimo necesario ya fue calculado ahora se determinara la curva de operación de la
presa en funcion de los niveles posibles de alturas de carga. Y el caudal de demanda.
Ecuacion de Orificio:
Qsalida C gasto * Amojada *
2* g *h
Donde h variara entre los valores de hmin y hregulacion:
# de Tramos
1.0
Altura de Carga
(m)
3.000
Qsalida
(m^3/seg)
0.342
Qdemanda
(m^3/seg)
0.102
% de Diametro
Abierto
30.000
CURVA DE OPERACIÓN DE LA TOMA
8.000
0.102
27.605
CURVA DE 0.370
OPERACIÓN
DE LA
TOMA
0.395
0.102
25.812
2.0
3.503
3.0
4.007
4.0
4.510
5.0
5.013
6.0
5.517
7.0
6.020
8.0
6.523
9.0
7.027
altura
de
carga(m)
10.0
7.530
0.419
8.000 0.442
0.464
6.000 0.485
0.504
4.000 0.524
0.542
0.102
0.102
0.102
0.102
0.102
0.102
0.102
24.329
23.076
21.998
21.058
20.230
19.492
18.829
2.000
0.000
18.000 20.000 22.000 24.000 26.000 28.000 30.000 32.000
% de diametro abierto
CURVA DE OPERACIÓN DE LA TOMA
TIEMPO DE VACIADO SOLO ABIERTA LA OBRA DE TOMA
Cuando se requiera vaciar el embalse debido a una emergencia o por necesidades de mantenimie
reparaciones, es necesario conocer en detalle las características de esta operación cuando se uti
desagüe de fondo, o cuando opera en combinación con las tomas de agua para riego.
No se considera el efecto de crecidas porque las mismas deberán ser evacuadas con el vertedero
razón por la que las curvas de vaciado se calcularon a partir del nivel de cresta del vertedero (2.0
[m³/seg]
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0
CURVA DE
Q neto
VACIADO EL
[m³/seg]
EMBALSE
0.401
0.385
0.353
0.318
0.279
0.235
0.182
0.114
0.120
50
70
CURVA
EL EMBALSE
Volúmenes DE VACIADO
Q descarga
Q río
Δ V (m3)
Elevación
[m.s.n.m.]
2078.52
2078.00
2077.00
2076.00
2075.00
COTA
2074.00
2073.00
2072.00
2071.00
[m3]
2080.00
1460263.379608
2078.00
1326634.634937
2076.00
1085297.829507
863864.201563
2074.00
661523.3735752
(m)
2072.00
477460.8451433
2070.00
310857.76391
160890.6709357
2068.00
26731.21609945
2066.00
0
0
133628.74467
241336.80543
221433.62794
202340.82799
184062.52843
166603.08123
149967.09297
134159.45484
10
20
[m³/seg]
0.4507
0.4348
0.4026
0.3675
0.3287
0.2847
0.2324
0.1644
0.0000
30
40
TIEMPO(dias)
60
80
2066.00
0
10
20
30
40
TIEMPO(dias)
50
60
70
80
GIMEN DE CIRCULACION FORZADA
0.02865267
m
in
am os rectos
m^2
in
h f am pliacion h f contracciones h f valvulascom puerta h f c argavelocidad
igualando Energias en el Punto 1 y en el punto 2 se
Ok Si Cumple ¡¡
a que la tuberia pueda descargar el caudal requerido es
eñas" de la United States Departament of the Interior
Hidraulico de Aliviaderos y Obras de Toma para presas
ulicas-Instituto Superior Politecnico Jose A. Echeverria
4
V3 V4
V4
V4
Kb *
K c *
2* g
2* g
2* g
2
*
2
2
V1 V2
l2
V2
*
K c *
d2
2* g
2* g
2
2
2
Kg
2
...
2
ble relacionar todas las perdidas a un diametro escogido
Ke
fl4
K b K c
d4
A1
A3
2
2
V1
V1
*
Kv *
2* g
2* g
* K c K g K ex ...
10". UNA PARA OPERACÓN DE LA OBRA DE TOMA
RGA DE LA OBRA DE TOMA
QTOTAL 2
(m3/s)
0.4936
0.4649
0.4507
0.4348
0.4026
0.3675
0.3287
0.2847
0.2324
0.1644
0.0000
E DESCARGA
0.30000
0.40000
UDAL (m3/s)
CURVA CON 1 TUBO
CURVA CON 2 TUBOS
0.50000
0.60000
DE OPERACIÓN
culado ahora se determinara la curva de operación de la
ACIÓN DE LA TOMA
ACIÓN DE LA TOMA
0 22.000 24.000 26.000 28.000 30.000 32.000
% de diametro abierto
OPERACIÓN DE LA TOMA
LO ABIERTA LA OBRA DE TOMA
a una emergencia o por necesidades de mantenimiento y/o
e las características de esta operación cuando se utiliza sólo el
nación con las tomas de agua para riego.
las mismas deberán ser evacuadas con el vertedero de superficie,
cularon a partir del nivel de cresta del vertedero (2.084,44 m snm)
CURVA DE
VACIADO Δt
EL (dias)
EMBALSE
0
4.01879965
7.92205785
8.07173472
8.40253091
9.07788161
10.5695875
15.1781349
12.9397622
DO EL EMBALSE
30
40
TIEMPO(dias)
50
60
70
80
ΣΔt (dias)
0
4.018799651
11.940857499
20.012592214
28.415123127
37.493004736
48.062592256
63.240727134
76.180489368
30
40
TIEMPO(dias)
50
60
70
80
DISEÑO DEL DESCARGADOR DE FONDO
18.006 m
longitud total de la presa
altura de la ubicación de la tuberia desde el piso
3m
pendiente de la tuberia
15.000 %
41.105
m^3/seg
Caudal de Diseño:
23.52
m
15.906
Altura de Carga Minima :
16.084 m
Longitud de la Tuberia:
diferencia de niveles de la tuberia agguas arriba y aguas abajo
0.016
adimensional
Rugosidad del Acero Galvanizado:
25.02
m
Altura total de la presa+altura de laminacion
25.902
DESCARGADOR DE FONDO
Calculo del Diametro Minimo de la Tuberia:
1ra Estimacion por la Expresion:
Qd
n 2 * Ltuberia
* 0.077
4
158 * H c arg a bruta
Rh 3
Rh
4
tuberia 4 * Rh
69.29
Iteracion =
0.44
2
in
Por fines Comerciales se Adoptara un Diametro de:
2da Estimacion por la Expresion :
Se Diseñara como Orificio donde se tomara a la altura de carga minima como "H":
Coeficiente de Gasto :
0.88
Adimensional
Perdida de Carga Total:
21
m
Diferencia de niveles :
25.902
m
Q C * Amojada *
2 * g * hmin h f Amojada
tuberia
4 * Amojada
96.9498
4.76268
in
Por fines Comerciales se Adoptara un Diametro de:
Por lo Tanto de los metodos adoptaremos un Diametro comercial de:
Diametro del descargador de fondo:
98
Calculo de la Perdidas de Carga en la Presa:
70
98
in
Mediante la Ecuacion de Bernoulli y haciendo Energian entre el punto 1 y el punto 2 tenemos
la siguiente Expresion:
h
f
h f rejilla h f entrada h f cam bio Direccion h f tram osrectos h f am pliacion h f contracciones h f valvulascom puerta h f c argavelocid
Calculo de la Perdida de Carga por Entrada:
Coeficiente de Perdida por Entrada:
Diametro de la Tuberia:
98
Rugosidad de la Tuberia:
0.016
Area de la Tuberia:
4.8664
Ventrada
Qdemanda
Atuberia
0.5
in
m
Ventrada
Qdemanda
Atuberia
8.4509
m/seg
2
h f entrada K entrada *
Ventrada
2* g
1.8200
m
Calculo de la Perdida por Friccion:
Las pérdidas por fricción a lo largo de la tubería se estimaron con la expresión desarrollada
por Darcy-Weisbach:
1
f
3.71* D
ξ
2 * log
�= 〖 1/
(2∗log3.71∗�/ξ)
〗 ^2
ξ=
0.00015
f=
0.0108990395
f *
hf
hf=
[m]
0.0704235392
L
V2
*
D
2*g
1.5619119976 m
Calculo de Perdidad de Carga por Valvulas:
Coeficiente de Perdida de Valvula:
Diametro de la Valvula:
98
Area Mojada en la Valvula:
4.8664
Vcirculacio n
Q
Amojada
0.38
in
m^2
8.447
2
h f valvula K valvula *
1.3818
Vcirculacion
2* g
m/seg
m
Calculo de la Perdida por Valvula de Chorro Hueco:
Coeficiente de Perdida:
4
Diametro de la Valvula:
98
in
Area Mojada en la Valvula:
4.8664
m^2
Vcirculacio n
Q
Amojada
8.447
2
h f Chorro Hueco K perdida *
Vcirculacio n
2* g
Calculo de la Perdida de Carga a la Salida:
Coeficiente de Perdida:
1
Diametro de la Tuberia :
98
Area Mojada en la Tuberia:
4.8664
V circulacio n
h f salida K salida *
Q
Vcirculacio n
2* g
2
Por lo Tanto las Perdidas de Carga Total seran:
h
f
14.545 m
in
m^2
Amojada
m/seg
8.45
m/seg
3.64
m
h
f
22.95
m
Comprobacion del Diametro:
hmin =
23.517
Diametro calculado:
>=
22.95 Ok Si Cumple ¡¡
98 in
SE UTILIZARÁN DOS TUBERÍAS DE DIÁMETRO 98"UNA SERA COLOCADA DE URGENCIA.
CURVA DE DESCARGA DEL DESCARGADOR DE FONDO
CAUDAL Y VELOCIDAD DE LAS TUBERIAS
�_�������=�∗�∗√2∗�∗(∆ℎ−Σℎ�)
Cota
(m snm)
2080.02
2079
2078.52
2078
2077
2076
2075
2074
2073
2072
2071
2070
2069
2068
2067
2066
2065
2064
2063
2062
2061
2060
2059
2058.5
Z1 - Z 2
(m)
21.52
20.5
20.02
19.5
18.5
17.5
16.5
15.5
14.5
13.5
12.5
11.5
10.5
9.5
8.5
7.5
6.5
5.5
4.5
3.5
2.5
1.5
0.5
0
A
(m2)
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
4.8664
S ki - kR
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
5.9504
Q (UN TUBO)
(m3/s)
37.159
36.267
35.840
35.372
34.453
33.509
32.537
31.536
30.502
29.431
28.320
27.164
25.956
24.689
23.353
21.937
20.422
18.785
16.992
14.986
12.665
9.810
5.664
0.000
V
(m/s)
7.636
7.453
7.365
7.269
7.080
6.886
6.686
6.480
6.268
6.048
5.819
5.582
5.334
5.073
4.799
4.508
4.196
3.860
3.492
3.079
2.603
2.016
1.164
0.000
CURVA DE DESCARGA
2085
2080
2075
2070
COTA (m)
2065
CAUDAL CON 1 TUBO
CAUDAL CON 2 TUBOS
2060
2055
2050
2045
0.000
10.000
20.000
30.000 40.000 50.000
CAUDAL (m3/s)
60.000
70.000
80.000
TIEMPO DE VACIADO SOLO ABIERTA EL DEDSCARGADOR DE FONDO(2 TUB DE 98in)
Cuando se requiera vaciar el embalse debido a una emergencia o por necesidades de mantenimie
reparaciones, es necesario conocer en detalle las características de esta operación cuando se uti
desagüe
de fondo,
o cuando
en porque
combinación
con las
tomas de
para riego.
No
se considera
el efecto
de opera
crecidas
las mismas
deberán
seragua
evacuadas
con el vertedero
superficie, razón por la que las curvas de vaciado se calcularon a partir del nivel de cresta del ve
(2.084,44 m snm)
Elevación
[m.s.n.m.]
2078.52
2078.00
2077.00
2076.00
2075.00
2074.00
2073.00
2072.00
2071.00
2070.00
2069.00
2068.00
2067.00
2066.00
2065.00
2064.00
2063.00
2062.00
2061.00
2060.00
Volúmenes
[m3]
2124598.814
1990970.069
1749633.264
1528199.636
1325858.808
1141796.280
975193.198
825226.105
691066.651
571881.273
466830.836
375070.218
295747.832
228005.071
170975.657
123784.860
85548.552
55372.035
32348.554
15557.348
Δ V (m3)
0.000
133628.745
241336.805
221433.628
202340.828
184062.528
166603.081
149967.093
134159.455
119185.378
105050.437
91760.618
79322.386
67742.761
57029.414
47190.797
38236.308
30176.517
23023.482
16791.206
Q
descarga
[m³/seg]
71.680
70.873
68.905
67.017
65.074
63.072
61.003
58.862
56.640
54.327
51.911
49.378
46.706
43.873
40.844
37.571
33.984
29.971
25.330
19.621
Q río
[m³/seg]
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
Q neto
[m³/seg]
71.560
70.753
68.785
66.897
64.954
62.952
60.883
58.742
56.520
54.207
51.791
49.258
46.586
43.753
40.724
37.451
33.864
29.851
25.210
19.501
2059.00
2058.50
4061.002
0.000
11496.346
4061.002
11.328
0.000
0.120
0.000
11.208
0.000
curva de vaciado el
CURVA DE VACIADO EL EMBALSE embalse
2085.00
2080.00
2075.00
2070.00
2065.00
cota (m)
2060.00
2055.00
2050.00
2045.00
0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.450 0.500
tiempo en dias
TIEMPO DE VACIADO CON LA OBRA DE TOMA Y EL DESCARGADOR DE FONDO ABIERTA
(2 TUB DE 10 in Y 2 DE 98in)
Elevación
[m.s.n.m.]
2078.52
2078.00
2077.00
2076.00
2075.00
2074.00
2073.00
2072.00
2071.00
2070.00
2069.00
2068.00
2067.00
2066.00
2065.00
2064.00
2063.00
2062.00
2061.00
2060.00
2059.00
2058.50
Volúmenes
[m3]
2124598.814
1990970.069
1749633.264
1528199.636
1325858.808
1141796.280
975193.198
825226.105
691066.651
571881.273
466830.836
375070.218
295747.832
228005.071
170975.657
123784.860
85548.552
55372.035
32348.554
15557.348
4061.002
0.000
Δ V (m3)
0.000
133628.745
241336.805
221433.628
202340.828
184062.528
166603.081
149967.093
134159.455
119185.378
105050.437
91760.618
79322.386
67742.761
57029.414
47190.797
38236.308
30176.517
23023.482
16791.206
11496.346
4061.002
Q
descarga
[m³/seg]
71.812
70.873
69.032
67.140
65.194
63.187
61.115
58.970
56.744
54.427
52.006
49.468
46.792
43.953
40.918
37.640
34.046
30.026
25.377
19.657
11.349
0.000
Q río
[m³/seg]
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.000
Q neto
[m³/seg]
71.692
70.753
68.912
67.020
65.074
63.067
60.995
58.850
56.624
54.307
51.886
49.348
46.672
43.833
40.798
37.520
33.926
29.906
25.257
19.537
11.229
0.000
COMO SE PUEDE OBSREVAR NO INFLUYE MUCHO EN EL VACIAADO DE LA PRESA QUE ESTE ABIERTO
TAMBIEN LA OBRA DE TOMA
2085.00
CURVA DE VACIADO EL EMBALSE
2080.00
2075.00
2070.00
2065.00
cota (m)
2060.00
2055.00
2050.00
2045.00
0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.450 0.500
tiempo en dias
TIEMPO DE VACIADO CON UNA SOLA TUBERIA DESCARGADOR DE FONDO ABIERTA(98 in)
Elevación
[m.s.n.m.]
2078.52
2078.00
2077.00
2076.00
2075.00
2074.00
2073.00
2072.00
2071.00
2070.00
2069.00
2068.00
2067.00
2066.00
2065.00
2064.00
2063.00
2062.00
2061.00
2060.00
2059.00
2058.50
Volúmenes
[m3]
2124598.814
1990970.069
1749633.264
1528199.636
1325858.808
1141796.280
975193.198
825226.105
691066.651
571881.273
466830.836
375070.218
295747.832
228005.071
170975.657
123784.860
85548.552
55372.035
32348.554
15557.348
4061.002
0.000
Δ V (m3)
0.000
133628.745
241336.805
221433.628
202340.828
184062.528
166603.081
149967.093
134159.455
119185.378
105050.437
91760.618
79322.386
67742.761
57029.414
47190.797
38236.308
30176.517
23023.482
16791.206
11496.346
4061.002
Q
descarga
[m³/seg]
35.840
35.372
34.453
33.509
32.537
31.536
30.502
29.431
28.320
27.164
25.956
24.689
23.353
21.937
20.422
18.785
16.992
14.986
12.665
9.810
5.664
0.000
Q río
[m³/seg]
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.120
0.000
Q neto
[m³/seg]
35.720
35.252
34.333
33.389
32.417
31.416
30.382
29.311
28.200
27.044
25.836
24.569
23.233
21.817
20.302
18.665
16.872
14.866
12.545
9.690
5.544
0.000
CURVA DE VACIADO EL EMBALSE
2085.00
2080.00
2075.00
2070.00
2065.00
cota (m)
2060.00
2055.00
2050.00
2045.00
0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000
tiempo en dias
2070.00
2065.00
cota (m)
2060.00
2055.00
2050.00
2045.00
0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000
tiempo en dias
ADOR DE FONDO
am os rectos
0.44201877
m
in
m^2
in
h f am pliacion h f contracciones h f valvulascom puerta h f c argavelocidad
Ok Si Cumple ¡¡
O 98"UNA SERA COLOCADA DE URGENCIA.
DEL DESCARGADOR DE FONDO
QTOTAL 2 f
(m3/s)
74.317
72.534
71.680
70.743
68.905
67.017
65.074
63.072
61.003
58.862
56.640
54.327
51.911
49.378
46.706
43.873
40.844
37.571
33.984
29.971
25.330
19.621
11.328
0.000
A DE DESCARGA
0.000 40.000 50.000
CAUDAL (m3/s)
CAUDAL CON 1 TUBO
CAUDAL CON 2 TUBOS
60.000
70.000
80.000
EL DEDSCARGADOR DE FONDO(2 TUB DE 98in)
o a una emergencia o por necesidades de mantenimiento y/o
lle las características de esta operación cuando se utiliza sólo el
inación
con las
tomas de
para riego.
e las mismas
deberán
seragua
evacuadas
con el vertedero de
aciado se calcularon a partir del nivel de cresta del vertedero
Δt (dias)
ΣΔt (dias)
0.000
0.022
0.041
0.038
0.036
0.034
0.032
0.030
0.027
0.025
0.023
0.022
0.020
0.018
0.016
0.015
0.013
0.012
0.011
0.010
0.000
0.022
0.062
0.101
0.137
0.171
0.202
0.232
0.259
0.285
0.308
0.330
0.350
0.367
0.384
0.398
0.411
0.423
0.434
0.444
0.012
0.000
0.455
0.455
curva de vaciado el
ADO EL EMBALSE embalse
50 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.450 0.500
tiempo en dias
Δt (dias)
ΣΔt (dias)
0.000
0.022
0.041
0.038
0.036
0.034
0.032
0.029
0.027
0.025
0.023
0.022
0.020
0.018
0.016
0.015
0.013
0.012
0.011
0.010
0.012
0.000
0.000
0.022
0.062
0.101
0.137
0.170
0.202
0.232
0.259
0.284
0.308
0.329
0.349
0.367
0.383
0.398
0.411
0.422
0.433
0.443
0.455
0.455
EN EL VACIAADO DE LA PRESA QUE ESTE ABIERTO
IADO EL EMBALSE
0 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.450 0.500
tiempo en dias
BERIA DESCARGADOR DE FONDO ABIERTA(98 in)
IADO EL EMBALSE
400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000
mpo en dias
Δt (dias)
ΣΔt (dias)
0.000
0.044
0.081
0.077
0.072
0.068
0.063
0.059
0.055
0.051
0.047
0.043
0.040
0.036
0.033
0.029
0.026
0.023
0.021
0.020
0.024
0.000
0.000
0.044
0.125
0.202
0.274
0.342
0.406
0.465
0.520
0.571
0.618
0.661
0.701
0.737
0.769
0.798
0.825
0.848
0.869
0.889
0.913
0.913
se pede observar
que bastaria una sola
tuberia para el
vaciado de la presa
400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000
mpo en dias
