Abastecimiento de Agua y Desague de Una Ciudad Ficticia

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA – SECCION JAEN DEPARTAMENTO ACAD. DE LOS RECURSOS HIDRICOS

ING. JOSE A. CORONEL DELGADO.

“ABASTECIMIENTO DE AGUA Y DESAGUE DE UNA CIUDAD FICTICIA”

INDICE INTRODUCCION…………………………………………………………………………… …… … .

2

OBJETIVOS………………………………………………………………………………… ……….. I

MARCO MARCO TEORICO TEORICO

1Antecedentes……………………………… 1Antecedentes… ……………………………………………………… ………………………………………… ……………… .. 2Desc!"c!#n $ c%%cte&st!c% c%%cte&st!c%s s de '% c!(d%d c!(d%d )ct!c!%………………… )ct!c!%………………….. .. *C+'c(',s de ',s -%st,s "%% d!c% c!(d%d……………………………….. /C,nc'(s!,nes………………………………………… /C,nc'(s!,nes…………… ……………………………………………………… ………………………………. ……. II

0ANOS

1

T," ,",,-+ +)c )c,… ,……… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… …… ………….

2

0e) 0e )'e 'es… s……… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ……… … …………

III ANEOS

1V!st%s 3,t,-+)c%s de ",$ect,s !4",t%ntes………………………… !4",t%ntes………………………… 20,$ect,s

4+s

!4",t%ntes

en

e'

……………………………………

29 UNC | ELABORADO POR PERSY E. MONDRAGON DELGAD O ALUMNO

DE LA FACULT FACULTAD AD DE ING. CIVIL

"%&s..

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INTRODUCCION Actualmente Actualmente todas las civilizaciones civilizaciones desde la más antigüedad tenían un avan avanza zado do conoci conocimi mient ento o de salub salubrid ridad, ad, desar desarro roll llar aron on sistem sistemas as de desagüe con la cual evacuaban mediante drenaje, aguas estancadas y pluviales; es así que estas aguas son las causantes de generar muchos microorganismos, que en su mayoría son de gran peligro para la vida humana Antiguamente desarrollaron un sin n!mero de obras de gran jerarquía, sus estru estructu ctura ras s eran eran muy muy resis resisten tentes tes y durad durader eras, as, la gran gran mayo mayoría ría de las las civilizaciones se desarrollaron en lugares áridos, secos y con escases de lluvias, es así que llego la necesidad de obtener agua, lo cual motivo a los investigadores, la presencia de contar con este bene"cio seria una de las maneras de surgir de estas civilizaciones #s así que en la actualidad se construyen obras hidráulicas que puedan servir como apoyo en $pocas de sequio, en localidades donde se tiene poca diversidad de recursos, en lugares donde no e%iste un sistema de alcantarillado, por tal raz&n es que se ha previsto la construcci&n de estas obras #n realidad actualmente actualmente el agua es un recurso recurso o elemento de complejidad complejidad 29

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simultanea en la naturaleza, el agua es demasiado importante en la vida del ser humano, y todo ser vivo, pero tambi$n este recurso puede ser símbolo de e%tinci&n, ya que si tomamos el agua con alguna sustancia contam contamin inad ada, a, nos nos prod produci ucirí ría a la muer muerte; te; a conti continu nuaci aci&n &n desar desarro rollo llo la descripci&n del proyecto, el cual contara con ' partes

OBJETIVOS O56et!7,s Gene%'es •

(alcu (alcular lar la pobl poblaci aci&n &n )utur )utura, a, tenien teniendo do en cuenta cuenta los di)er di)eren entes tes

•

m$todos de cálculo e%istentes (alcu (alcular lar los los cauda caudales les má%im má%imo o diari diario, o, má%i má%imo mo horar horario, io, consu consumo mo promedio diario

O56et!7,s Es"ec!)c,s 

#lab #labo orar

una

ciu ciudad

"ctic cticia ia,,

consid siderand ando

las

di)er i)eren ente tes s

características, teniendo en cuenta sus entidades p!blicas, y sus 

zonas de e%pansi&n (omparar la ciudad "cticia con una real, teniendo en cuenta sus



características que se quiere considerar *btener la dotaci&n de agua en )unci&n



características de la ciudad +isear las di)erentes obras hidráulicas que con)orman la bocatoma,

a

las

di)erentes

tenien teniendo do en cuent cuenta a las las caract caracterí erísti stica cas s de suelo suelo,, reves revestim timien iento, to, caud caudal, al, dotac dotaci&n i&n,, y especi especi"ca "cacio cione nes s mínim mínimas as que que nos nos brind brinda a el -egl eglam amen ento to .ac .acio ional nal +e #di #di"ca "cacio cione nes s en su nor norma */*/-A0 +# 0A.#A1#.3*

 JUSTIFICACI8N 29 #l suministro de agua a una ciudad, su importancia, )actores que UNC | ELABORADO POR PERSY E. MONDRAGON DELGAD O ALUMNO

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in4uyen en el suministro, del horizonte del estudio y poblaci&n a servir, la )uente de captaci&n, dotaciones tratamiento,

almacenamiento

y

a

suministrar, conducci&n,

distribuci&n

del

agua

potable

+iagn&stico y proyecci&n de un servicio de agua potable acorde a las necesidades de una ciudad o centros poblados #n alcantarillado determinar las áreas de drenaje, caudales a evacuar, diseo de colectores, ínter sectores y emisores para satis)acer las necesidades del horizonte proyectado, la contaminaci&n del medio ambiente -eglamento .acional +e #di"caciones

I.

MARCO TEORICO   I.1 +e"nici&n de conceptos )undamentales C%"t%c!#n de' %-(% #ste es el componente donde se captura el agua de la )uente

#n la

bocatoma de un manantial, las paredes que circundan a

la )uente son

típicamente de tipo impermeable

Sed!4ent%c!#n 5a sedimentaci&n es el proceso por el cual el agua es mantenida

relativamente quieta y sin disturbios por varias

horas

F(entes de M%n%nt!%'es  #stas son com!nmente mas limpias y generalmente este tipo de sistema

requerirá de un tanque reservorio

T(5,s de '!4"!e9%

6ermite el drenaje de la bocatoma de manera que se pueden sacar los sedimentos arraigados

Re5,ses

6ermiten que el e%ceso de agua sea desviado de manera segura )uera del tanque sin causar erosi&n

S%'!d%s

 #l tubo de la salida es el punto de inicio de la tubería

V+'7('%s de c,nt,' $ 7ent!'%d,es

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0on aquellas equipos que se instalaran en cada tubo de salida de

manera que sea posible su drenaje para prop&sitos de

mantenimiento

V+'7('% de -',5, 6ermite solamente el caudal de diseo dentro de la tubería y )uerza al e%ceso de agua retorne a la )uente y rebose

T(5,s de %!e%c!#n

 6ermiten que llegue aire dentro de la tubería cada vez que la válvula de

compuerta que queda aguas arriba se cierre, de manera

que la tubería

drene 7evitando que, el agua drenada provoque

una succi&n en la tubería

B%%6e #s

una

estructura

transversalmente al río,

de

derivaci&n

que

se

coloca

dicha estructura tiene la )unci&n de

elevar el nivel del agua del río para

así

obtener

el

caudal

necesario para el )uncionamiento de la central

Desc%-% de 3,nd, #s una compuerta que se coloca al lado del barraje a un nivel in)erior por

el cual pasa a un conducto que )acilitara la eliminaci&n

de los posibles

materiales que se van acumulando en el )ondo de

este

S,'e% de c%"t%c!#n 0ituada unos 8 centímetros por encima de la antecámara y antes de la

rejilla anterior a la compuerta de admisi&n, crea un pozo

de sedimentos

donde se depositan los materiales en suspensi&n

Antec+4%% , 9,n% de dec%nt%c!#n 0u )unci&n es acumular todos los sedimentos posibles que puedan medio de la compuerta

acarrear daos 5os mismos serán eliminados por de descarga de )ondo colocada a una

cota in)erior a esta 29 UNC | ELABORADO POR PERSY E. MONDRAGON DELGAD O ALUMNO

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Re6% de %d4!s!#n Antes de la compuerta de admisi&n se coloca una rejilla de acero

ino%idable de no más de cinco centímetros de

abertura para retener los

materiales tales como piedras o ramas

que se podrían introducir al canal

0i se prev$ el paso de broza

gruesa se puede aadir otra rejilla más "na

C,4"(et% de %d4!s!#n (olocada despu$s de la rejilla "na, esta se encarga de dar entrada del

agua al canal de conducci&n y de retenci&n de la

misma en el caso de que

sea necesario hacer alguna reparaci&n

C%n%' #s el encargado de transportar el agua al desarenador y posteriormente a

la cámara de equilibrio

A'!7!%de,s



0on los encargados de proteger el sistema de una avenida #stas

estructuras )acilitan la evacuaci&n del agua que no

es necesaria captar

Des!"!%d,



0e encuentra ubicado antes de la reja de captaci&n a unos centímetros

por debajo para atrapar los sedimentos pesados

que ingresan por la

bocatoma

C,nt%s,'e% $ c,'c#n de %-(% #n la colocaci&n del azud, se adquiere una elevaci&n considerable del río

+icha elevaci&n, en el momento de la caída

del agua por el azud

erosionaría el lecho del río que a la vez

a)ectaría a toda la estructura de la

bocatoma

D,t%c!#n (antidad de agua en promedio que consume cada habitante y que comprende cada habitante

C,ns(4,

(antidad de agua que se necesita para atender a una persona en un día 29

C,ns(4, ",4ed!, d!%!,

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#s el promedio de los consumos diarios durante un ao

V%!%c!#n de c,ns(4,

#s la variaci&n del agua, en una poblaci&n debido a las actividades,

hábitos,

condiciones

de

la

ciudad,

clima,

costumbres

V%!%c!#n d!%!% #s la variaci&n que su)re el consumo durante los días del ao

C,ns(4, 4+:!4, d!%!,

#s el má%imo consumo de una serie de registros durante los 8: días del ao

V%!%c!,nes ,%!%s #s la variaci&n del consumo durante las 2' horas del día, depende del modo de vida

C,ns(4, 4+:!4, ,%!, #s la hora má%ima de consumo, está relacionado con el gasto promedio

V,'(4en de ese7% #s

el

volumen

que

sirve

para

cualquier

caso

de

eventualidades

0e!,d, de d!se;, #s el tiempo para el cual se disea una obra civil

C%'!d%d de %-(%

#l agua potable es aquella que al consumirla no daa el organismo del ser humano ni daa los materiales a ser usados en la construcci&n del sistema 

Rese7,!,s

0on estructuras que tienen )unciones de almacenar agua 6ermitirá

satis)acer las má%imas demandas de consumo de

agua de la poblaci&n

C+4%% de c%"t%c!#n  (onstruida en un manantial ubicado en la parte alta del centro poblado

&ne% de c,nd(cc!#n 3ransporta el agua desde la cámara de captaci&n hasta el reservorio de

almacenamiento

&ne% de %d(cc!#n 29 UNC | ELABORADO POR PERSY E. MONDRAGON DELGAD O ALUMNO

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 3ransporta el agua desde desde el reservorio de almacenamiento hasta el

inicio de la red de distribuci&n

Red de d!st!5(c!#n  3ransporta el agua a los di)erentes sectores de la poblaci&n mediante

tuberías matrices y secundarias

  I.2 Antecedentes 5a ciudad "cticia para )acilitar su estudio, se pre"ri& comparar con otras localices, con características similares, en este caso se ha comparado con el distrito de chontalí, perteneciente a la provincia de O Y DEMANDA DE AGUA 29

%< FACTORES UE AFECTAN E CONSUMO

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5os principales )actores que a)ectan el consumo de agua son? el tipo de comunidad, )actores econ&micos y sociales, )actores climáticos y tamao de la comunidad ndependientemente que la poblaci&n sea rural o urbana, se debe considerar el consumo domestico, el industrial, el comercial, el publico y el consumo por perdidas 5as características econ&micas y sociales de una poblaci&n pueden evidenciarse a trav$s del tipo de vivienda, siendo importante la variaci&n de consumo por el tipo y tamao de la construcci&n #l consumo de agua varía tambi$n en )unci&n al clima, de acuerdo a la temperatura y a la distribuci&n de las lluvias; mientras que el consumo per capita, varía en relaci&n directa al tamao de la comunidad

5< DEMANDA DE DOTACIONES (onsiderando los )actores que determinan la variaci&n de la demanda de consumo de agua en las di)erentes localidades rurales; se asignan las dotaciones en base al n!mero de habitantes 7cuadro @> y a las di)erentes regiones del país 7(uadro> +otaci&n por n!mero de habitantes 6*/5A(*. 7hab>

DOTACION '.".".d

%st% ?? ??1??? 1???2???

: : C D D B @

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+otaci&n por regi&n

0OBACION %5< se'7% c,st% s!e%

DOTACION '.".".d F : 

5a *10 recomienda los parámetros siguientes?

0OBACI8N R(%' 2=???  1?=??? 1?=???  ?=??? ?=???

CIMA Erio

(álido

@

@

@2

@

@

2

2

2

c< VARIACIONES 0ERIODICAS 6ara suministrar e"cientemente agua a la comunidad, es necesario que cada una de las partes que constituyen el sistema satis)aga las necesidades reales de la poblaci&n; diseando cada estructura de tal )orma que las ci)ras de consumo y variaciones de las mismas, no desarticulen todo el sistema, sino que permitan un servicio de agua e"ciente y continuo 5a variaci&n del consumo está in4uenciada por diversos )actores tales como? tipo de actividad, hábitos de la poblaci&n, condiciones de clima, etc

c.1 C,ns(4, 0,4ed!, D!%!, C%(d%' 0,4ed!, "< 29 UNC | ELABORADO POR PERSY E. MONDRAGON DELGAD O ALUMNO

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0e de"ne como el promedio de los consumos diarios durante un ao, e%presado en ltGs 3ambi$n se de"ne como el resultado de una estimaci&n del consumo per capita para la poblaci&n )utura del periodo de diseo, e%presada en litros por segundo 7s> y se determina mediante la siguiente relaci&n?

+onde? Hp I (onsumo promedio diario 6 I 6oblacion )utura 7hab> + I +otaci&n 7ltGhabGdia>

c.2 C,ns(4, M+:!4, D!%!, 4%: D!%!,< 0e de"ne como el día de má%imo consumo de una serie de registros durante 8: días del ao

+onde? Hma% + I (onsumo má%imo diario Hp I (onsumo promedio J@I puede variar para países que son bastantes rígidos sus

estaciones del ao, se considera @2 C

@

c.* C,ns(4, M+:!4, ,%!, 4%: ,%!,<

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 0e de"ne como la hora de má%imo consumo #l consumo má%imo horario está relacionado respecto al caudal promedio mediante el coe"ciente K@ y K2

+onde? Hma% L I (onsumo má%imo horario H@ I (onsumo diario anual J@I puede variar para países que son bastantes rígidos sus

estaciones del ao, se considera @D C

2

c./ V,'(4en c,nt% Incend!,? #s el (audal destinado a combatir las emergencias por causas de los incendios y este se estima entre cinco 7> y diez 7@> litros por segundo #ste caudal debe estar disponible en hidrantes localizados de manera tal que cubra un radio de cien metros #l volumen contra incendios será?

D,t%c!#n de %-(% c,nt% !ncend!,s %st% 1???? %5 no se considera 1????  1????? 2 hidratantes %5 1????? 4%s

8 hidratantes

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c. V,'(4en de ese7% 0e debe considerar en el almacenamiento un volumen que asegure el normal )uncionamiento del sistema pese a cualquier eventualidad que pudiera presentarse en algunos de los elementos construidos del sistema

c.H V,'(4en de %'4%cen%4!ent,

(uando no se ejecute los estudios necesarios para gra"car el diagrama de masa nos acogeremos a lo indicado en el -.#, el cual dice que se debe considerar como volumen de regulaci&n de consumo el 2M 7como mínimo> del consumo promedio

FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA 5a ubicaci&n, tipo, cantidad y calidad de las abastecimiento de

)uentes de

agua constituyen una de las partes más

importantes de cualquier proyecto hídrico +e acuerdo a la ubicaci&n y naturaleza de la )uente de abastecimiento así como a la topogra)ía del terreno, se consideran dos tipos de sistemas? los de gravedad y los de bombeo

En ',s s!ste4%s de %-(% ",t%5'e ", -%7ed%d , la )uente de agua debe estar ubicada en la parte alta de la poblaci&n para que el agua 4uya a trav$s de tuberías, usando solo la )uerza de la gravedad

En ',s s!ste4%s de %-(% ",t%5'e ", 5,45e,=   la )uente de agua se encuentra localizada en elevaciones in)eriores a las poblaciones de consumo, siendo necesario transportar el agua mediante sistemas de bombeo a reservorios de almacenamiento 29 UNC | ELABORADO POR PERSY E. MONDRAGON DELGAD O ALUMNO

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ubicados en elevaciones superiores al centro poblado +e acuerdo a la )orma de abastecimiento se consideran tres tipos principales de )uente?

%-(%s de

''(7!%=

%-(%s

s("e)c!%'es

$

%-(%s

s(5te+ne%s %< TI0OS DE FUENTES DE AGUA

%.1 A-(%s de ''(7!%s 5a captaci&n de agua de lluvia se emplea en aquellos casos en los que no es posible obtener aguas super"ciales y subterráneas de buena calidad y cuando el r$gimen de lluvias sea importante

%.2 A-(%s de s("e)c!%'es #stas están constituidas por aguas de canales, arroyos, ríos, lagunas y lagos, esta agua podría estar contaminada y podría ser daina para el consumo humano #stas )uentes no son tan deseables, especialmente si e%isten zonas habitadas o de pastoreo animal aguas arriba 0in embargo a veces no e%iste otra )uente alternativa en la comunidad, siendo necesario para su utilizaci&n, contar con in)ormaci&n detallada y completa que permita visualizar su estado sanitario, caudales disponibles y calidad de agua

%.* A-(%s de s(5te+ne%s 6rovenientes de manantiales, pozos y galerías "ltrantes 0u calidad viene determinada por la naturaleza del terreno 5a utilizaci&n de este tipo de )uente es )actible en zonas donde se dispone de aguas super"ciales 5a captaci&n de aguas subterráneas se puede realizar a trav$s de manantiales, galerías "ltrantes y pozos 7e%cavados y tubulares>

%s 7ent%6%s s,5e '%s %-(%s s("e)c!%'es s,n  

29



0on generalmente mas limpias (ontienen menos bacterias  3ienen una composici&n mineral uni)orme

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

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 3ienen baja temperatura en $pocas de verano

%s des7ent%6%s s,n 

nsu"cientes para gran consumo 0e encuentra generalmente compuesta por cal y



magnesio en mayor cantidad #l costo del bombeo de agua de pozo es más elevado



%.*.1 M%n%nt!%'es 0e debe estudiar primordialmente el volumen de agua que se pueda obtener, conocer su r$gimen, y la calidad de agua que 4uye por el manantial #s la )uente más com!n, para instalaciones de agua potable en pequeos poblados, ya que las demandas mayormente se ubican debajo de los  lGseg 5a ventaja es la )acilidad de captaci&n ya que requieren prácticamente de una caja que evita su contaminaci&n antes del ingreso a la línea de conducci&n y el hecho de que son aguas limpias sin sedimentos 5a desventaja ocurre a veces, por las 4uctuaciones del caudal

%.*.2 0,9,s 0e construyen para la e%tracci&n de agua de una capa acuí)era, mediante la penetraci&n vertical en el terreno hasta llegar a dicho estrato #l tamao, cantidad y distribuci&n de los pozos estará determinado por la cantidad de agua que se va a e%traer y dependerá tambi$n de la pro)undidad en la que se encuentra el agua

%.*.* 0,9,s e:c%7%d,s 29

(onsiste en una e%cavaci&n manual vertical, hasta llegar a una distancia más abajo del nivel )reático #stos

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pozos pueden estar revestidos de ladrillo, piedra o cemento

%.*.* 0,9,s "e3,%d,s 0on de diámetro pequeo y varían de 8N a 2'N y su construcci&n es totalmente mecanizada alcanzando cientos de metros de pro)undidad, siendo estos tipos de pozos los más utilizados para abastecer agua a poblaciones grandes 0on utilizados en acuí)eros pro)undos y de gran e%tensi&n

DESCRI0CION DE A CIUDAD FICTICIA 1. NOMBRE DEL PROYECTO  ABASTECIMIENTO

DE

: AGUA

Y 

 ALCANTARILLADO DE UNA CIDAD FICTICIA “ CHONTALI” 

2. LOCALIZACIÓN: - +istrito ? (hontalí   - 6rovincia?