ABASTECIMIENTO - POTABILIZACIÓN

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FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL TEMA : PROYECTO DE SISTEMA DE ABASTECIMIENTO

CURSO : ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

DOCENTE :

DR. GUILLERMO CABANILLAS QUIROZ

INTEGRANTES:     

ALTAMIRANO CÁRDENAS, ALAN. CONTRERAS CUEVA, KAROL. PEÑA VILLALOBOS, JOSÉ. SILUPÚ TELLO, HUSSEIN. SOTO ÁVALOS, YAIR.

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TRUJILLO – PERÚ 2014

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DEMANDA DE AGUA

Consumos:

En los cuadros Nº 4.6, Nº 4.7 se calcularon las demandas de agua potable de la localidad de Huambos, se muestra el incremento de la demanda año a año durante el horizonte del proyecto (20 años). Para el final del periodo de diseño se requerirá la demanda máxima diaria, máxima horaria que se presentan a continuación:

a. Demanda Máxima diaria:

Qmd = K1 x Qp

Donde: Qmd

: Caudal máximo diario

K1

: 1.3 (Coeficiente adimensional del Reglamento

Nacional de Edificaciones RNE, Norma OS.100, numeral 1.5). Qp

: Caudal promedio

b. Demanda Máxima horaria: Qmh = K2 x Qp

Donde: Qmh

: Caudal máximo horario

K2

: 2.0 (Coeficiente del RNE, Norma OS.100 numeral 1.5)

Qp

: Caudal promedio

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

Página 2

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE A continuación se indican los cuadros de demanda para la localidad de Huambos. Demanda Agua Potable de la Localidad de Huambos -

Demanda de Nuevo Huambos: En el siguiente cuadro se indica la demanda de agua potable para la localidad de Huambos.

CUADRO Nº 4.4: PROYECCIÓN DE LA COBERTURA Y CONSUMO DE AGUA

AÑO

POBLA CION

VIVIENDAS SERVIDAS (unidades)

COBERTURA (%)

CONSUMO DE AGUA TOTAL

CONEXIONES

OTROS MEDIOS (*)

POR CONEXIO NES

TOTAL

lt/dia

m3/año

lt/dia

( 17 )

( 18 )

( 19 )

(1)

(2)

(3)

(5)

( 10 )

( 12 )

0

2.387

63%

36,9%

337

337

105.420

38.478

131.775

1

2.411

100%

0,0%

539

539

289.320

105.602

361.650

2

2.435

100%

0,0%

545

545

292.200

106.653

365.250

3

2.459

100%

0,0%

550

550

295.080

107.704

368.850

4

2.484

100%

0,0%

555

555

298.080

108.799

372.600

5

2.509

100%

0,0%

561

561

301.080

109.894

376.350

6

2.534

100%

0,0%

567

567

304.080

110.989

380.100

7

2.559

100%

0,0%

572

572

307.080

112.084

383.850

8

2.585

100%

0,0%

578

578

310.200

113.223

387.750

9

2.611

100%

0,0%

584

584

313.320

114.362

391.650

10

2.637

100%

0,0%

590

590

316.440

115.501

395.550

11

2.663

100%

0,0%

595

595

319.560

116.639

399.450

12

2.690

100%

0,0%

602

602

322.800

117.822

403.500

13

2.717

100%

0,0%

608

608

326.040

119.005

407.550

14

2.744

100%

0,0%

614

614

329.280

120.187

411.600

15

2.771

100%

0,0%

620

620

332.520

121.370

415.650

16

2.799

100%

0,0%

626

626

335.880

122.596

419.850

17

2.827

100%

0,0%

632

632

339.240

123.823

424.050

18

2.855

100%

0,0%

638

638

342.600

125.049

428.250

19

2.884

100%

0,0%

645

645

346.080

126.319

432.600

20

2.913

100%

0,0%

651

651

349.560

127.589

436.950

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

Página 3

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DISEÑO DE CAPTACIÓN TIPO QUEBRADA PROYECTO

: ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

DEPARTAMENTO : CAJAMARCA PROVINCIA

: CHOTA

DISTRITO

: HUAMBOS

LOCALIDAD

: HUAMBOS

DATOS DE DISEÑO

POBLACIÓN ACTUAL

TASA DE CRECIMIENTO

PERIODO DE DISEÑO POBLACION DE DISEÑO Pf = Po × ( 1 + r × t / 100 )

2387

1

20

2864

habitantes

%

años

habitantes

DOTACIÓN

200

lts/hab × dia

CAUDAL PROMEDIO Qm = POBLACIÓN × DOTACIÓN 86400

6.63

lts/seg

CAUDAL MÁXIMO DIARIO Qmd = 1.3 × Qm

8.62

lts/seg

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

Página 4

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE CAUDAL MÁXIMO HORARIO Qmh = 2.0 × Qm

13.26 lts/seg

CAUDAL DE LA FUENTE

3.50

lts/seg

CÁLCULO DE LA DISTANCIA ENTRE EN EL PUNTO DE AFLORAMIENTO Y LA CÁMARA HÚMEDA (L)

Velocidad de pase

donde: velocidad de pase, se recomiendan valores menores o V: iguales a 0.6 m/seg aceleración de la gravedad (9.81 g: m/seg2) altura entre el afloramiento y el orificio de entrada se ha: recomiendan valores entre 0.40 y 0.50 m.

ha=

0.40

m

g=

9.81

m/seg2

V=

2.24

m/seg

→

V=

0.60

m/seg

Pérdida de Carga en el orificio

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

Página 5

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE donde: pérdida de carga en el ho: orificio (m) V: velocidad de pase (m/seg) aceleración de la gravedad (9.81 g: m/seg2)

V=

0.60

m/seg

g=

9.81

m/seg2

ho=

0.03

m

ha=

0.40

m

ho=

0.03

m

Hf=

0.37

m

Pérdida de Carga Hf

Distancia entre el afloramiento y la caja húmeda

Hf=

0.37

m

L=

1.24

m

→

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

L=

1.50

Página 6

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE

CÁLCULO DEL ANCHO DE PANTALLA (b)

ÁREA DE LA TUBERÍA DE ENTRADA U ORIFICIO

donde: área de la tubería A: (m2) Qmax: gasto máximo de la fuente (m3/seg) Cd: coeficiente de descarga (0.60 - 0.80) V: velocidad de pase (m/seg)

Qmax=

3.50

Cd=

0.80

V=

0.60

lts/seg

=

0.0035 m3/seg

m/seg

A= 0.007292 m2

DIÁMETRO DE LA TUBERÍA DE ENTRADA U ORIFICIO

donde: diámetro del orificio de entrada, se recomienda usar D: diámetros menores o iguales a 2"

A= 0.007292 m2

D=

9.64

cm

=

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

3.79

pulgadas

Página 7

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE → D=

4.00

pulgada s =

10.16 cm

NÚMERO DE ORIFICIOS

donde: NA: número de orificios diámetro calculado D1: (cm) diámetro asumido D2: (cm)

D1=

9.64

cm

D2=

10.16

cm

NA=

1.9

NA=

3

→ se asume para una mejor captación NA=

3

ANCHO DE LA PANTALLA (b) b= 2 x (D) + NA x D + 2D x (NA - 1)

D= NA=

b=

10.16

cm

3

91.44

cm

→ ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

Página 8

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE b=

1.00

m

DISEÑO DE LA CÁMARA HÚMEDA

se considera las dimensiones de:

1.50 x 1.00 m

CÁLCULO DE LA ALTURA DE LA CÁMARA HÚMEDA (L)

Ht = A + B+ H +D+E donde: se considera una altura mínima de 10 cm que permite la A: sedimentación de de la arena se considera la mitad del diámetro de la B: canastilla de salida altura de agua, altura mínima de 30 H: cm desnivel mínimo entre el nivel de ingreso del agua de D: afloramiento y el nivel de agua de la cámara húmeda (mínimo 3 cm) borde libre (10 - 30 E: cm)

A=

10.00

cm

B=

5.08

cm

D=

3

cm

E=

30

cm

=

m3/se Qmd= 0.00862 g A= 0.00811 m2 g=

2

pulgadas

Línea de conducción 4

pulgad as

9.81 m/seg

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

Página 9

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE 2

H=

0.09

m

→

H=

30

cm

Ht=

78.08

cm

→

Ht=

1.00

m

Por lo tanto:

CÁLCULO DE LA ALTURA DE LA COMPUERTA

Fórmula de Orificios:

donde: Q: Caudal regulado (m3/seg) Altura del vertedo H: (m) Se considera un vertedero triangular con un ángulo Ø: central de 90°

Q=

11.39 lts/seg

L=

0.30 m

H=

0.09 m

=

0.0113 9 m3/seg

0.27

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

Página 10

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE

SISTEMA DE AGUA POTABLE La fuente de abastecimiento de Huambos se ubica en la quebrada del cerro Yanocuna, en una parte plana con presencia de cobertura herbácea arbustiva que presenta bajo potencial de riesgo por erosión.

Captación La fuente de captación que presenta caudales máximo y mínimos, de acuerdo a la estación y se encuentra a 7.5 km de la ciudad, es la que proporciona abastecimiento a la población en un 63 %, existiendo un déficit del 37 % que demanda el líquido elemento. Asimismo, el agua suministrada se realiza solo un sistema de desinfección mas no el proceso de tratamiento físico-químico para la remoción de sólidos en suspensión y material coloidal del agua cruda, siendo un vehículo de transmisión de enfermedades digestivas.

Almacenamiento La localidad de Huambos, en la actualidad cuenta con un reservorio apoyado de 150 m3 aunque se encuentra funcionando ya ha sido reparado debido a una fisura sobre el fondo, pues debido a que se ha construido sobre un área geológica con fallas en el Cerro Aparic (Mirador) y tiene 45 años de servicio. El Instituto Geofísico del Perú recomienda que sea reubicado en una zona segura y todos sus servicios, con una capacidad de 240 m3.

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

Página 11

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ALMACENAMIENTO Para el presente proyecto se ha considerado utilizar 01 reservorio, que se encuentran ubicado, en el cruce de la Carretera Chiclayo-Chota y el desvío hacia el Distrito de Querocoto.

Reservorio Proyectado Reservorio R-1 (240 M3) El Reservorio proyectado tiene una capacidad de 240 m3, el cual abastece a todo el sector en estudio. Se encuentra ubicado a una cota de terreno 2447.00 m.s.n.m y es del tipo apoyado.

CUADRO Nº 8.1 CARACTERÍSTICA DEL RESERVORIO PROYECTADO

RESERVORIOS

VOLUMEN

COTA DE TERRENO

NIVEL DE AGUA

EXISTENTES

M3

(m.s.n.m)

(m.s.n.m)

R-1

240

2447.00

2450.05

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

Página 12

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Reservorio existente de 150 m3, se aprecia la estructura actual.

PLANTA

DE

TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE

Fuente La fuente de abastecimiento será a través de aguas superficiales, provenientes de las partes altas de la localidad de Huambos, el cual descargará mediante una Línea de Conducción de 100 mm de diámetro a la Planta de Tratamiento de Agua Potable de Filtración Rápida proyectado.

Objetivo del tratamiento El objetivo del tratamiento del agua en la localidad de Huambos, es la remoción de los contaminantes fisicoquímicos y microbiológicos hasta los límites establecidos en las normas de calidad vigentes en el país, para ser destinado al consumo humano de la población.

Ubicación La Planta de Tratamiento de Agua Potable, está ubicado entre las cotas 2477 m.s.n.m y la cota 2481 m.s.n.m y tiene un área aproximada de 891.36 m2. La zona presenta bajo riesgo sísmico, no es inundable, al encontrarse en la parte alta del cerro.

FOTO Nº 06:

Así mismo se ha proyectado las vías de acceso para acceder a ella, por el contrario no Reservorio

Existente de 150 la estructura

se aprecia dispone de energía eléctrica, por lo que se está considerando una línea de m3, media actual.

tensión para suministrar la energía necesaria para las áreas administrativas de la planta y su iluminación, siendo el funcionamiento de la planta netamente por gravedad

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

Página 13

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE Si bien es cierto que el terreno está libre de inundaciones, no lo está de las precipitaciones por lo que se ha considerado lo siguiente:



Los bordes de las unidades y los pisos de los ambientes donde se efectuará el almacenamiento de productos químicos, o donde se localizarán las unidades básicas para el funcionamiento de la planta, están situados por lo menos a 0.50m, por encima del nivel del terreno.



La estabilidad de la construcción de las unidades ha sido calculada teniendo en cuenta el reglamento Nacional de Construcciones (Norma Técnica E050 Suelos y Cimentaciones).

Normas de Calidad Tratamiento Debido a que el agua del canal de regadío, presenta altas turbiedades en épocas de invierno, esta deberá someterse a tratamiento, toda vez que serán destinadas al consumo humano. Para épocas de estiaje, en el cual el agua presenta poca turbiedad, el agua será bypaseado a las unidades de filtración y posterior desinfección

Calidad de Aguas Potable Deseada Las condiciones que debe cumplir o aproximarse el agua tratada a la salida de la planta, según las Normas de calidad de agua potable del Perú se indica en el siguiente cuadro. CUADRO N°6.1 REQUISITOS DEL AGUA PARA CONSUMO HUMANO Características Físicas

Límite máximo

permisible

Turbidez

No debe exceder de 5 NTU

Color

No debe exceder de 5 UC.

Olor y sabor

No debe tener

Exceso de mineral soluble

No debe tener

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

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CUADRO N°6.2 REQUISITOS DEL AGUA PARA CONSUMO HUMANO Características Químicas

Límite máximo

permisible

Plomo

0,1 mg/l

Flúor

2,0 mg/l

Arsénico

0,05 mg/l

Selenio

0,5 mg/l

Fierro

0,3 mg/l

Manganeso

0,2 mg/l

Magnesio

125,0 mg/l

Zinc

15,0 mg/l

Cloruros

250,0 mg/l

Sulfatos

250,0 mg/l

Sólidos totales PH Alcalinidad por carbonatos

1.000,0 mg/l 5–9 < 120 mg/l.

En cuanto a la calidad bacteriológica, recomienda la ausencia de coliformes fecales, microorganismos parásitos y patógenos. ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

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Calidad de La Fuente De acuerdo a la ley general de aguas, la fuente de agua superficial, presenta dos tipos de agua en el transcurso de un año hidrológico; Uno pertenece al agua Tipo II-A que se presentan normalmente en épocas de poca lluvia, y el otro pertenece al agua Tipo II-B que se presenta normalmente en épocas de lluvia, CUADRO N° 6.3 CLASIFICACIÓN DE LAS AGUAS

Clasificación de las aguas Tipo I : Aguas subterráneas o superficiales provenientes de cuencas, con características básicas definidas en el cuadro 6.4 además características que satisfagan los patrones de potabilidad. Tipo II- A: Aguas subterráneas o superficiales provenientes de cuencas, con características básicas definidas en el cuadro 6.4 y que cumplan los patrones de potabilidad mediante un proceso de tratamiento que no exija coagulación. Tipo II- B: Aguas superficiales provenientes de cuencas, con características básicas definidas en el cuadro 6.4 y que exijan coagulación para poder cumplir con los patrones de potabilidad.

CUADRO N° 6.4 CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS

Parámetro

TIPO I

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

TIPO II – A

TIPO II – B

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DBOmedia (mg/L.)

0 – 1,5

1,5 – 2,5

2,5 – 5

DBOmáxima (mg/L.)

3

4

5

 

< 8,8