Diseño de Una Presa de Tierra

INTEGRANTES: * BARRIOS MARZE MAGALY * LAURA MOLLO DANIEL EDEN

* MARZANA RIVERO LILIAN ERCELIA

La demanda de agua ha disminuido en los ultimos años en el municipio de AIQUILE y una represa aparece como una herramienta economicamente viable para poder almacenar el agua en epoca de lluvia y usarla en epoca de estiaje. De esta manera la represa planteada en nuestro proyecto permitira satisfacer dicha demanda, frente a la imposibilidad de poder realizarlo mediante una obra de toma con el caudal firme de un curso de agua.

MEJORAR Y ASEGURAR LA OFERTA DE AGUA PARA LA POBLACION

Aportando a

Una mejor calidad de vida para los habitantes del lugar

 

  

Recolectar datos de consumo de agua potable de la zona total del proyecto. Acopiar información topográfica, hidrológica, y geotécnica de la zona. Diseñar una presa de tierra para un sistema de agua potable. Asegurar la demanda futura requerida. Obtener el costo total y el tiempo de ejecución.

Temperatura max. 32ºC a 36ºC Temperatura min. 10ºC a -5ºC CLIMA: Aiquile es semiarido, mesitermico (templado).

Extensin : latitud : Longitud : Altitud :

2652Km² 18°12’ 65°11’ 2200 msnm. ó

ESTUDIOS DEMOGRAFICOS: CALCULO DE POBLACION FUTURA ECUACION GEOMETRICA

Población futura (Pf) Población actual (Po)= 12 267 habitantes Periodo de diseño (t) = 50 años

pf

i    po * 1   100  

t

Tasa de crecimiento (i) = -1.09 % = 1% por NB 689

𝑃𝑓 = 12 267 ∗ 1

1 50 + 100

= 20 174 ℎ𝑎𝑏

Cálculo de la dotación futura Por lo tanto la dotación Inicial será 90 (L/hab/d). Se aplica la formula de crecimiento geométrico: Donde: 50 0.5 𝐷𝑓 : Dotación futura en l/hab/d 𝑫𝒇 = 90 ∗ (1 + ቇ = 115,49 𝒍Τ𝒉 𝒂𝒃/𝒅 𝐷𝑜 : Dotación inicial en l/hab/d 100 d: Variación anual de la dotación en porcentaje t:Número de años de estudio en años

Calculo de caudales de diseño Caudal medio diario

 p f * Df Qmed diario    86400

  

𝑸𝒎𝒆𝒅−𝒅𝒊𝒂𝒓𝒊𝒐

𝟐𝟎 𝟏𝟕𝟒 ∗ 𝟏𝟏𝟓, 𝟒𝟗 = = 𝟐𝟔, 𝟗𝟔𝟔 𝒍/𝒔 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎

Caudal medio diario

Qmax diario  K1 * Qmed diario

k1: 1,20 a 1,50

𝑸𝒎𝒂𝒙−𝒅𝒊𝒂𝒓𝒊𝒐 = 𝟏. 𝟐 ∗ 𝟐𝟔, 𝟗𝟔𝟔 = 𝟑𝟐, 𝟑𝟔𝟎 l/s

(NB-689)

Se asume un K1 = 1,2

Caudal máximo horario

Qmax  horario  K2 * Qmax  diario 𝑸𝒎𝒂𝒙−𝒉𝒐𝒓𝒂𝒓𝒊𝒐 = 𝟏. 𝟖 ∗ 𝟑𝟐, 𝟑𝟔𝟎 = 𝟓𝟖, 𝟐𝟒𝟕 𝒍Τ𝒔

DEMANDA DE AGUA POTABLE 𝑉 =58,247 l/s

MES DEMANDA [m3 /mes]

ENERO

FEBRERO

𝑉𝑎ñ𝑜 = 1 836 877,39𝑚3 /𝑎ñ𝑜

𝑉𝑑𝑖𝑎 = 5 032,541 m3/d MARZO

ABRIL

156008,8 140911,14 156008,8 150976,2

MAYO

JUNIO

JULIO

156008,8

150976,2

156008,8

AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE 156008,8

150976,224

156008,77

150976,224

156008,765

TOTAL

1836877,39

BALANCE HÍDRICO VOLUMENES DE LA PRESA BORDE LIBRE ALTURAS CARACTERISTICAS

MES

ENERO

FEBRERO

MARZO

ABRIL

MAYO

JUNIO

JULIO

AGOSTO

SEPTIEMBRE

OCTUBRE

NOVIEMBRE

DICIEMBRE

TOTAL

0,00

0,00

0,00

0,00

53956,80

492566,40

1110836,16

1262433,60

8697810,24

150976,224 156008,765 156008,765

150976,224

156008,765

150976,224

156008,765

1836877,39

1615035,715 1802060,698 1594887,235 162128,736 -156008,765 -150976,224 -156008,765 -156008,765

-97019,424

336557,635

959859,936

1106424,835

6860932,85

OFERTA(M3)

1771044,48 1942971,84 1750896,00 313104,96

DEMANDA(M3)

156008,765 140911,142 156008,765 150976,224 156008,765

TOTAL(M3)

Volumen Muerto:

𝑽𝒎 =0.15*𝑉𝑢 𝑽𝒎 =0.15* 1 836 877,39

Volumen Util:

𝑽𝒎 = 2𝟕𝟓 𝟓𝟑𝟏, 𝟔𝟎𝟗 𝒎𝟑 𝑽𝑫.𝑨 = 𝟏 𝟖𝟑𝟔 𝟖𝟕𝟕, 𝟑𝟗 𝒎𝟑

𝑉𝑢

Volumen de Infiltracion:

Datos: Coef. = 4 Vu = 1 836 877,39 m3

𝑽𝒊𝒏𝒇. = 4* 1,5% * 1 836 877,39 𝑽𝒊𝒏𝒇. = 110 212,643 𝑚3

Volumen Evaporacion:

𝑉𝑒 = 10*( 0,057+ 8,986 )/2*(426/12)*4 𝑉𝑒 = 6 420 𝒎𝟑

𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑉𝑢𝑡𝑖𝑙 + 𝑉𝑚𝑢𝑒𝑟𝑡𝑜 + 𝑉𝑖𝑛𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 +𝑉𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 + 𝑉𝑖𝑛𝑓 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝟏 𝟖𝟑𝟔 𝟖𝟕𝟕, 𝟑𝟗 + 2𝟕𝟓 𝟓𝟑𝟏, 𝟔𝟎𝟗 + 110 212,643 + 6 420

𝑉𝑡 = 2 229 041,642 𝒎𝟑

También podemos hacer con las formulas  ALTURA POR VIENTO: Formula empírica de STEVENSON

Donde: F = Fetch en km FETCH = 850 m = 0,85 Km 𝐻𝑜 = 0.76 + 0.34 ∗ ( 0,85 )1/2 − 0.26 ∗ ( 0,85 )1/4

Ho= 0,824 m

 BORDE LIBRE MÍNIMO Procedimiento combinado de Knapen: Donde: Ho = altura de la ola según Stevenson Vg = Velocidad según Gailard = 1.52 + 2*Ho

(m/s)

BL min = 0.75 ∗ 0.824 + (3,1682 /2 ∗ 9.81)

Vg= 3.168m/s

BL min= 1,13 m

BL=1,5 m

Altura de volumen muerto(Hvm)= 2,8 m Altura de volumen útil(Hvu)= 12,4 m Altura de la presa (Hpresa)= 15,2 m Borde libre ha = 1,5 m ALTURA DE LA PRESA H=15,5+1,5 =17 (m) SOBRE ELEVACION DE LA CRESTA Hs=1%*H Hs=(1%)*17(m) = 0,170 m

LA ALTURA TOTAL DE LA PRESA ES: H=17+0,170 = 17,170 (m)

H=18 (m)

15,5 m

Para determinar el ancho de coronamiento se considero la siguiente expresión: A (m) = 0.061 * Ht + 3.05

A = 0.061* 18 +3.05 A = 4,148 m USAR A = 4,5 m

Se presenta en el siguiente cuadro los taludes recomendados para presas de tierra zoneadas sobre cimentaciones estables

Taludes para PRESAS HOMOGENEAS típicas

VALORES RECOMENDADOS DE FS MINIMOS

TALUD AGUAS ARRIBA: 3: 1 TALUD AGUAS ABAJO: 2 1/2: 1

Las dimensiones de la presa serán las siguientes: ALTURA TOTAL DE LA PRESA 18 m. ANCHO DE CORONAMIENTO 4,5 m. TALUD AGUAS ARRIBA 3 : 1 TALUD AGUAS ABAJO 2 1/2 : 1 BASE DE LA PRESA 103,5 m. COTA DE LA BASE 2 261 m.s.n.m. COTA CORONA 2 279 m.s.n.m.

AGUAS ARRIBA FS=3,913

La carga por sismo el valor de factor de seguridad reduce ,hallamos el factor de seguridad con el respectivo valor de coeficiente de carga sismica ,que corresponde a la aceleracion sismica . AGUAS ARRIBA FS=2,166

AGUAS ARRIBA FS=1.619

AGUAS ARRIBA FS=1.520

TALUD AGUAS ARRIBA Será protegido contra el efecto destructivo del Oleaje producido por la acción del viento. El tipo de protección utilizado en el talud será una capa o superficie de roca llamada RIP RAP. La composición del Rip Rap que recomienda la guía es:

TALUD AGUAS ABAJO La protección que se dará al talud será con roca. Se utilizaran capas de roca de 30 cm de espesor y adicionalmente, se implementará el colocado de vegetación.

PROTECCIÓN DEL CORONAMIENTO

Salpicaduras de oleaje

viento

Caída de lluvia

X todo esto El coronamiento Se cubrirá con una capa de roca fina de

Gravas o gravillas de espesor de 20 cm aprox.

Se dará Una pendiente de  1% hacia aguas arriba.

Para que el agua de la lluvia escurra hacia el embalse y no drene hacia el talud aguas abajo.