MEMORIA TECNICA PARA EL DISEÑO DE UNA OBRA DE EXCEDENTES

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Departamento de Ciencias de la tierra y la Construcción

Ingeniería Civil

DISEÑO DE OBRAS HIDROTECNICAS

Instructor: Ing. Washington Sandoval .PhD

Autor: Alejandra Robles

N°Lista 22  

TEMA: MEMORIA TECNICA PARA EL DISEÑO DE UNA OBRA DE EXCEDENTES

Contenido

1.        OBJETIVO DEL PROYECTO        2

2.        ANTECEDENTES        2

3.        CONSIDERACIONES Y DATOS PREVIOS AL DISEÑO        2

4.        DISEÑO DEL HIDROGRAMA        5

5.        CURVA VOLUMEN VS COTA        6

6.        ANCHO DEL VERTEDERO        8

7.        DATOS PARA EL DISEÑO DEL CANAL DE ACERCAMIENTO        12

8.        VERTEDERO        14

9.        TIRANTE CONTRAÍDO        16

10.        DISEÑO DE LA RÁPIDA        17

11.        DISIPADOR RÁPIDAS        18

12.        DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE DISIPACION DE ENERGIA        22

13.        CONCLUSIONES:        24

14.        BIBLIOGRAFÍA        24

15.        ANEXOS        24

Tabla 1 Datos Generales        4

Tabla 2 Datos individuales        4

Tabla 3  Datos del embalse vs cota        5

Tabla 4 Datos Curva Cota Caudal        5

Tabla 5 Diseño del hidrogama        6

Tabla 6 Datos para graficar la curva volumen vs cota        8

Tabla 7 Cálculo de b        10

Tabla 8 Calculo del NAME        11

Tabla 9 cálculo del NAME        12

Tabla 10 NAME        13

Tabla 11Datos para el diseño del canal de acercamiento        13

Tabla 12 Altura del vertedero, velocidad de acercamiento y borde libre de entrada        14

Tabla 13 Cálculo del tirante contraido        14

Tabla 14Tirante crítico        14

Tabla 15 Diseño del vertedero        16

Tabla 16 Tirante contraido        18

Tabla 17 Radio de curvatura de las rápidas        21

Tabla 18 Rápida del tramo 2        21

Tabla 19 Pendiente del tramo 2        21

Tabla 20 Tirante normal, crítico, longitud del tramo Rápida 2        22

Tabla 21 Radio de curvatura rápida 2        23

Tabla 22 Datos ´para el diseño de la curva cota-caudal        23

Tabla 23 Información del colchón de aguas.        24

1. Objetivo del Proyecto

Dimensionar todos los parámetros de la obra de excedentes  con descarga libre (sin compuertas)  cuya cresta del vertedero coincide con el NAMO y elaborar los planos  y cortes correspondientes.

1. Antecedentes

Una presa dispone de 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 permiten la 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.

1. Consideraciones y datos previos al diseño

NSC = 25  - Nivel de la solera del cauce (fondo del rio)

NAMO = 55 – Nivel  de Aguas Máximo de operación del embalse

NAME = ¿?  – Nivel de Agua Máximo Extremo

NAMinO = 40 – Nivel mínimo de Operación

 NVM = 35- Nivel del Volumen Muerto

Tabla 1 Datos Generales

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Tabla 2 Datos individuales

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Para el diseño considerar que el embalse está en el nivel normal de operación en el instante de inicio de la crecida.

El volumen del embalse en millones de metros cúbicos es:

Tabla 3  Datos del embalse vs cota

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La curva de descargas o caudales vs cotas en el cauce es:

Tabla 4 Datos Curva Cota Caudal

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Datos de la cortina (presa):

Tipo materiales sueltos

Ancho de la corona     10 m

Talud aguas arriba     3

Talud aguas abajo     2,7

Borde libre sobre el NAME   1,5 m

 Cota de la corona     NAME + 1,5

1. Diseño del hidrograma

Tabla 5 Diseño del hidrogama

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Imagen 1 Hidrograma

1. Curva volumen vs cota

Para elaborar esta curva se toma los datos presentados en la siguiente tabla, además se considera que el embalse está en el nivel normal de operación en el instante de inicio de la crecida:

Tabla 6 Datos para graficar la curva volumen vs cota

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Imagen 2 Gráfica volumen vs cota

De esta gráfica se determina la ecuación que rige la variación del volumen del embalse en las diferentes cotas, lo que nos ayudara para los cálculos siguientes, la ecuación presentada es:[pic 10]

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Imagen 3 Curva Área vs Cota

1. Ancho del vertedero

Conociendo la cota del nivel de aguas máximo de operación del embalse y la ecuación que rige la variación del volumen en cada una de las cotas, se determina el ancho del canal, para lo cual se ha realizado las siguientes tablas:

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