BOCATOMAS EN EL PERU
e construyen desde la épocas pre– inca.
Con Charles Sutton (“Padre de las Irrigaciones del Perú”), la Ingeniería Hidráulica en el Perú retoma la senda del progreso. El ingeniero Sutton en compañía de jóvenes ingenieros peruanos logran la concepción (Proyectos Olmos, Chao Virú Moche, Moche, etc). Con el financiamiento del BIRF, BID, AID, etc. se logró la construcción de pequeñas, medianas y grandes irrigaciones y/o proyectos de drenaje. Una de las principales partes del proyecto ha sido la captación del agua , conocidos como Bocatomas.
BOCATOMAS EN EL PERU
e construyen desde la épocas pre– inca.
Con Charles Sutton (“Padre de las Irrigaciones del Perú”), la Ingeniería Hidráulica en el Perú retoma la senda del progreso. El ingeniero Sutton en compañía de jóvenes ingenieros peruanos logran la concepción (Proyectos Olmos, Chao Virú Moche, Moche, etc). Con el financiamiento del BIRF, BID, AID, etc. se logró la construcción de pequeñas, medianas y grandes irrigaciones y/o proyectos de drenaje. Una de las principales partes del proyecto ha sido la captación del agua , conocidos como Bocatomas.
DEFINICION DE BOCATOMA Es la estructura que se construye para levantar el nivel del tirante de agua de un cauce y permiten derivar (por gravedad) una parte del caudal del río a un canal o tubería .
BOCATOMA
CANAL DE RIEGO
PRESA
ZONA DE RIEGO
BOCATOMA
SISTEMA DE RIEGO, CON ALMACENAMIENTO Y DERIVACION
BOCATOMA CANAL ALIMENTADOR
RIO
PRESA ZONA DE RIEGO
DERIVACION PARA UN ALMACENAMIENTO CON OTRA CUENCA
BOCATOMA
CANAL
ZONA DE RIEGO
SIFON
TOMA EN MARGEN IZQUIERDA Y ZONA DE RIEGO EN MARGEN DERECHA
ELEMENTOS FUNDAMENTALES PARA DISEÑO DE BOCATOMAS
UBICACION
La dirección o ruta del flujo de agua debe ser lo más estable posible. *La captación del agua derivada debe ser posible aún en épocas de estiaje.
*La entrada de sedimentos hacia el canal de derivación debe ser limitada en lo máximo posible. *inmediatamente aguas abajo del centro de la parte cóncava en los tramos curvos del río
TOPOGRAFIA Levantamiento en planta del cauce del río, 500 m. a 1000 m. tanto aguas arriba como aguas abajo del eje del barraje. Escala 1:2000 ; 1:1000 Levantamiento en zona de ubicación de la bocatoma, en una área de 100 m. x 100 m. como mínimo. Escala 1:500. Perfil longitudinal del río, por lo menos 1000 m. tanto aguas arriba como aguas abajo del eje del barraje. Escala recomendada es H = 1:2000 y V = 1:200.
TOPOGRAFIA del río a cada 50 m. en un tramo comprendido 1000 m. aguas arriba y 500 m. aguas abajo del eje del barraje. Escala : 1:100 ó 1:200.
GEOLOGIA Y GEOTECNIA
Conocer el comportamiento hidrológico del río. Garantizar el caudal a derivar . Definir el dimensionamiento de la bocatoma.
Datos a obtener son: * * * *
Caudal de diseño para una avenida máxima. Caudales medios y mínimos. Curva de Aforos (Q vs. H) en la zona del barraje. Estudio hidrológico de posibles fuentes de agua.
CUENCA ESTACION 4
ESTACION 1
ESTACION
2
ESTACION
3
ESTACION 5
ANALISIS DE MAXIMAS AVENIDAS En una serie de registros de 15 años o más y de un valor por cada año,
el cálculo es el convencional, esto es, el uso de una Si
no contamos con esta información pero si suficientemente altos en más de uno por año, se usa
de
valores
En las
lo
la pendiente, cobertura vegetal, longitud de cauce y morfología, hacen posible una diferencia significativa entre el
La serie anual o parcial se ajusta luego a cualquiera de las
más conocida entre ellas
* GUMBEL
*
NASH
*LEBEDIEV *
LOG – PEARSON III
DISTRIBUCION GUMBEL Se define a partir de las ecuaciones:
T 1/ F e
P Q Q0 1 e
w
F m / N 1
Donde :
W (Q Q 0.45 ) /(0.7797 ) i m
QT
Qm
0.45 0.7797 Ln LnT Ln T 1
P[Q Qo] :probabilidad de ocurrencia de Q menor o igual que Qo. T : período de retorno del evento. F : frecuencia de ocurrencia del evento. Qm : media de la serie de avenidas. Qi : avenida del año 1. : desviación estandar. e : base de logaritmo neperiano. Qt : avenida correspondiente a período de retorno T. m : número de orden.
DISTRIBUCION Log - pearson iii
Se define a partir de la ecuación: LogQT Donde :
LogQ K LogQ
QT : Máxima avenida correspondiente al periodo de retorno T. : promedio de los logaritmos de la serie Qi, siendo:
Log Q
LogQ LogQi / N LogQ : desviación estándar de los logaritmos de la serie Qi, cuya fórmula es:
LogQ
LogQ LogQ
2
i
N 1
1/ 2
/
K : factor de frecuencia correspondiente a un T dado. Este factor se obtiene de tabla mediante el Coeficiente de Sesgo (SS). El coeficiente de sesgo se calcula mediante la fórmula
C S LogQ N * LogQi LogQ / N 1 * N 2 * 3 LogQ 3
CAPACIDAD DEL CAUCE * Hipótesis de cálculo: fondo fijo ó móvil. * Estudia al movimiento uniforme y también en movimiento
gradualmente variado y variable (no permanente). * El cálculo es más complejo, pues hay que determinar los perfiles de la lámina de agua en todo un tramo. * La expresión más utilizada (Condición de borde) :
V = K R h2/3 S ½ K = 1/n ; Q = VA
CURVA DE NIVELES - GASTOS * Se construye en el eje del barraje, * Se usa el método de la sección y la pendiente. * Fija los niveles de descarga en el barraje, elevación del canal. * Ayuda normar el criterio sobre la magnitud de la avenida máxima. Curva de Aforo 103.50
103.00
102.50
) 102.00 m . n . 101.50 s . m ( 101.00 a t o C100.50 100.00
99.50
99.00 0. 00 00
50. 00 00
100. 000 0
1 50. 0000
2 00. 0000
250. 0000
Q (m3/seg)
300. 000 0
3 50. 0000
4 00. 0000
450 .0000
500. 0000
CALCULO
DE
LOS
NIVELES
DE
AGUA
*Cuando la geometría fluvial es irregular se pueden calcular los niveles de agua en régimen permanente gradualmente variado. *El
cálculo
H1+
se
2 1V1 /g
basa
en
= H2 +
la 2
ecuación
de
Bernoulli
V22/2g + S L +
:
V2/2g
La sección1aguas arriba de la sección 2.separadas una distancia L H es el nivel de la superficie libre , V2/g es la energía cinética, es el coeficiente de distribución de velocidades de Coríolis ; S es la pendiente motriz en el tramo entre las secciones 1 y 2, y son los coeficientes de pérdida de carga localizada en el tramo.
Existe
un
Modelo
de
Programación
(Software
HEC)
IMPACTO AMBIENTAL T oda construcción en un río causa alteración del equilibrio ecológico de la zona, sobre todo la fauna.
Se debe construir estructuras que compensen este desequilibrio causado por la bocatoma.
Se realizará un diagnóstico, o estudio de impacto ambiental Determinar
los impactos ambientales negativos, medidas de mitigación, y costos ambientales.
*Aspectos
de
orden
legal
: mediante la bocatoma por efecto del remanso que se forma, podrían inundarse terrenos aledaños o construcciones anteriores (puentes, caminos, etc.).
*INSTITUTO
NACIONAL DE CULTURA (INC):Certificación por la inexistencia de restos arqueológicos (CIRA).
*Coordinación previa
con todos los demás entes estatales y particulares que estén relacionados de alguna manera con el río donde se va a construir la bocatoma
*Evitar duplicidad o generación de problemas en proyectos similares por la construcción de una estructura en el mismo cauce.
TIPOS DE BOCATOMAS
BOCATOMAS DIRECTA FRONTAL
BOCATOMAS DIRECTAS
* Estructura no costosa. * Ubicada directamente hacia el río. * No necesita de una presa derivadora * Poca captación en estiaje * Obstrucción en crecidas del río.
BOCATOMA DIRECTA LATERAL
GALLINEROS
CON BARRAJE FIJO TABLAESTACADO
Materiales naturales. Se adapten a las deformaciones
naturales. Se usan en obras temporales.
Barrajes de madera y piedras
(caballos, gallineros, etc), Tablaestacado Barraje Tipo Indio ”
Gaviones, etc.
Barraje tipo “Indio”
CON GAVIONES “
Río Cascajal
Barraje con Gaviones
Barraje de enrocamiento con respaldo de arcilla
Barraje de enrocamiento con dentellones
Barraje con Diques Subterráneos
BOCATOMA
PRADA
BARRAJE TIPO “INDIO”
Río Motupe
Núcleo de concreto taludes con enrocado
BOCATOMA “LAS ANITAS ”
Río Chiniama
ENRROCADO
BOCATOMAS CON BARRAJE FIJO
Son de masa homogénea . Concreto simple Concreto ciclópeo. Mampostería de piedra Con morteros de cemento, cal, etc.
BARRAJE CON MAMPOSTERIA
CONCRETO CICLOPEO
”
BARRAJE FIJO DE CONCRETO CICLÓPEO
FACTORES EN LA ELECCION DEL MATERIAL CONSTRUCTIVO EN LOS BARRAJES •
•
BOCATOMAS CON BARRAJE MOVIL
Se
PLANTA : BOCATOMA BARRAJE MOVIL
PRESA DERIVADORA SULLANA
BARRAJE MÓVIL : SISTEMA DE COMPUERTAS
BOCATOMAS DE BARRAJE MIXTO
BOCATOMA
PARTES DE UNA BOCATOMA
BOCATOMA “CHAVIMOCHIC
Barraje Móvil : Compuertas
Río Santa
Barraje Fijo
”
BOCATOMA TIPO TIROLESA
BOCATOMA TIPO TIROLESA
BOCATOMA TIPO TIROLESA
ESQUEMQS TIPICOS DE OBRAS DE CAPTACION
La
toma debe ubicarse en un lugar donde los sedimentos puedan ser arrastrados por el flujo del río.
El eje de la toma forme un ángulo de 20º a 30º con eje del río.
En
un tramo recto del río, aguas arriba del barraje, formando un
ángulo de 60º y 90º.
Se localiza Aguas abajo de la zona cóncava en tramos curvos.
ALGUNAS DISPOSICIONES DE EJES DEL BARRAJE EN PLANTA
ESQUEMAS DE ALGUNAS PRESAS DERIVADORAS
PANTALLAS IMPERMEABLES
PERFIL BARRAJE - PRESA DERIVADORA
Algunas Formas de Aumentar el Paso de Filtración , en Cortinas Rígidas.
Algunas Formas de Aumentar el Paso de Filtración , en Cortinas Rígidas.
Paso de Filtración, Criterio de E.W. Lane
Diagramas de Esfuerzos Posibles en Muro de Encauzamiento
vertedero lateral
DIQUES DE ENCAUZAMIENTO
SECCION TIPICA DE DIQUE DE ENCAUZAMIENTO
