100663915 diseno de bocatomas
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN
CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
BOCATOMAS
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BOCATOMA
• Estructura de captación de agua que descarga
en un río o se encuentra embalsada en un
reservorio, con fines de abastecimiento a
poblaciones, riego, generación hidroeléctrica
u otros fines (refrigeración de plantas
atómicas).
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FUNCIONES
• Asegurar la derivación de un caudal.
• Controlar el ingreso de sólidos de arrastre y
en suspensión así como de cuerpos
flotantes.
• Controlar el máximo gasto que puede
ingresar.
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INFORMACION BASICA
• Cartografía
• Geología
• Geotecnia
• Hidrología
• Hidráulica Fluvial.
• Estudio Ambiental
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CLASIFICACION DE
BOCATOMAS EN RIOS
• Régimen Subcrítico.
F < 1
• Régimen Supercrítico.
F > 1
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TIPOS DE BOCATOMA
EN REGIMEN SUBCRITICO
• Bocatoma Directa
– Con Represamiento Temporal
– Sin represamiento Temporal
• Bocatoma con Baraje Móvil
• Bocatoma con Barraje Mixto (Móvil y Fijo)
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BOCATOMA DIRECTA
• Con Represamiento Temporal
• Sin Represamiento Temporal
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BOCATOMA CON BARRAJE
MOVIL
• El barraje está conformado sólo por
compuertas
• Con fines de controlar todas las descargas.
• La carga hidráulica se obtiene por el cierre
del río mediante compuertas.
• Permite el paso de los materiales de arrastre
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BOCATOMA CON BARRAJE MOVIL
Bocatoma de la
Central
Hidroeléctrica
Machupicchu
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BOCATOMA MIXTA
Bocatoma Pitay (Proyecto Especial Majes)
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BOCATOMA MIXTA
Bocatoma Apacheta (Proyecto Especial Río Cachi)
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UBICACIÓN (BOCATOMA EN REGIMEN SUBCRITICO)
• Cota suficiente para permitir la derivación.
• Ribera Cóncava en curvas y en tramos
rectos.
• Tramos no en proceso de degradación o
agradación.
• Tramos no expuestos a formaciones
meándricas.
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UBICACIÓN EN EL TRAMO CURVO
DE UN RÍO
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VENTANA DE CAPTACION
• Diseñado para estiaje como vertedero frontal
Q : Caudal a derivar más el caudal necesario
para operar el sistema de purga.
C : Coeficiente de vertedero.
L : Longitud de la ventana.
23
1CLhQ
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VENTANA DE CAPTACION
• Velocidades de ingreso: V <= 1.0 m/s
• Dos Aberturas
• Altura del umbral que impida el ingreso de
sólidos en arrastre (bancos).
• Corrección de dimensiones por la instalación de
rejillas
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CAPTACIONES EN REGIMEN
SUPERCRITICO
1. Tipo partidor
2. Cambiando el régimen
3. Tipo rejilla de fondo
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1. CAPTACION TIPO PARTIDOR
Esquema de captación
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PLANTA DE LA TOMA CANAL AGUA DULCE
LA CANO
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2. CAMBIANDO EL REGIMEN
• Embalsando, de modo que se capta como un régimen
subcrítico
Yc
Yn
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2. CAMBIANDO EL REGIMEN
Bocatoma Tutti Proyecto Especial Majes
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3. TIPO REJILLA DE FONDO
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CASOS DE FALLA
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CASOS DE FALLA
Bocatoma Chavimochic 1999
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CASOS DE FALLA
Bocatoma Chavimochic
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CASOS DE FALLA
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CASOS DE FALLA
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Bocatoma Huaca de La Cruz
(Río La Leche)
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Bocatoma Huaca de La Cruz
(Río La Leche)
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DISEÑO HIDRAULICO DE
BOCATOMAS
h
h0
Ventana de
Captación
Presa
Derivadora
>= 0.2m
C0
Cc
C1
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1.- ALTURA DE BARRAJE:
Cc = Co + ho +h +0.2m
Donde:
Co = Cota de lecho
ho = altura necesaria para evitar ingreso de
material de arrastre (ho ≥ 0.60m)
h = altura de ventana de captación para captar
caudal de derivación (Qd)
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2.- ALTURA DE BARRAJE
0.2H
0.5
H
X
X = 2H y1.85 0.85
Y
TEORICO
0.2H
0.5
H
X
Y
RECOMENDADO
Talud reforzado
1.51
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3.- LONGITUD DE BARRAJE
Se debe procurar que la longitud del barraje
conserve las mismas condiciones naturales
del cauce, con el objeto de no causar
modificaciones en el régimen
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4.- CAUDAL DE DESCARGA DEL VERTEDOR
Q = C*Le* H3/2
Q: lt/seg.
C: coeficiente de descarga en m1/2/seg. Varia de 1.66 a 2.21 ó C = K/3.28
K = de 3 a 4.2
H = carga de la cresta en m.
Le = Lm -2(n*Kp + Km)*Ho
Le = longitud efectiva de la cresta
Lm = longitud total de la cresta.
n = número de pilares
Kp = coefic. de contracción de los pilares varia de 0.025 a 0.10
Km = coeficiente de contracción lateral por muros
Ho = carga de operación
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Calculo de tirante al pie del barraje
Y2
Y1
1 2
Yn Yn
0
Co
p
H
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Eo = E1 + hf
Co +p + H +VH2/2g = C1 +Y1 + V1
2/2g + hf
C0 – C1 = entre 0.5 y 1.00m
hf0-1 = (0.1* VH2/2g)
V1 = (2g*(Co-C1+p +H-Y1+0.9VH2/2g))1/2
= Q/A1
Se calcula: Y1
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Y1 y Y2 son tirantes conjugados se calcula Y2
• Se tiene una curva de remanso de Yn a Yo (aguas arriba inmediatamente la presa derivadora), que para hallar Yo se utiliza los métodos de perfiles de curva de Remanso.
5.- Longitud de colchón disipadora:
L = (5 a 6 )*(Y1-Y2) Schoklitsch
L = 6*Y1*F1 F1 = V/(gY1) Safranez
L = 4*Y2 U.S. Bureau of Reclamation
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Longitud de camino de percolación:
Lw = C*h
Lw = longitud de percolación
h = diferencia de carga hidrostática entre la
cresta del barraje y la uña terminal de la
poza de disipación.
C = coeficiente de Lane
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Coeficiente de Lane
Material Coeficiente
Arena muy fina o limo 8.5
Arena fina 7.0
Arena tamaño medio 6.0
Arena gruesa 5.0
Grava fina 4.0
Grava media 3.5
Grava gruesa 3.0
Bloques con grava 2.5
Arcilla Plástica 3.0
Arcilla de consistencia media 2.0
Arcilla dura 1.8
Arcilla muy dura 1.6
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Lw
h
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Espesor del Solado
. W ≥ Sp
e = (4/3)h.β/ال
β = Peso específico del material del solado
e = espesor del solado
.Peso específico del agua = ال
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Espesor de la losa del colchoón disipador es:
T = 1/3H
T : espesor en mt.
H : valor máximo de la supresión en kg/m2