INGENIERÍA DE LOS RECURSOS HIDRAULICOS.pptx

diseño de obras hidráulicas

1. INGENIERÍA DE LOS RECURSOS HIDRAULICOS PRESENTADO POR: BORIS NELSON FLORES SANTOS PROYECTO FINAL: MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE PROVISION DE AGUA PARA RIEGO EN LOS CANALES DE DISTRIBUCION EN LA LOCALIDAD DE MUYLAQUE DEL DISTRITO DE SAN CRISTOBAL - PROVINCIA DE MARISCAL NIETO - DEPARTAMENTO DE MOQUEGUA”

2. DISEÑO AGRONÓMICO CUADRO DE INFORMACIÓN METEOROLÓGICA

3. CEDULA DE CULTIVO Actualmente en la zona del proyecto se puede apreciar cultivos más resaltantes como la alfalfa, la tuna. Maíz chala, papa y hortalizas, que estas a su vez no se realizan con mayor intensidad debido a la precariedad de la infraestructura hidráulica.

4. COEFICIENTE DE CULTIVO De acuerdo al enfoque del coeficiente del cultivo, la evapotranspiración del cultivo ETc se calcula como el producto de la evapotranspiración del cultivo de referencia, ETo y el coeficiente del cultivo Kc: La necesidad de riego representa la diferencia entre la necesidad de agua del cultivo y la precipitación efectiva. Adicionalmente el requerimiento de agua de riego debe incluir agua adicional para el lavado de sales, y para compensar la falta de uniformidad o eficiencia en la aplicación de agua. En situación con proyecto se tiene un área de 37.00 hectáreas de cultivos representativos como el maíz amiláceo, tunas, papas y alfalfa, produciéndose una demanda hídrica de 645,977.39 m3 de agua anuales . NECESIDAD DE RIEGO.

5. CUADRO COMPARATIVO SIN PROYECTO Y CON PROYECTO

6. CÁLCULO DE DEMANDA DE AGUA La situación con proyecto se tiene un área de 37 hectáreas de cultivos representativos como el maíz amiláceo 16.45 hectáreas, tunas 10.70 hectáreas, papas 5.50 hectáreas y alfalfa con 4.35 hectáreas, produciéndose una demanda hídrica de 645,977.39 m3 anuales, en el siguiente cuadro se presenta el cálculo de la demanda de agua en la situación con proyecto.

7. RESUMEN DE LA OFERTA HÍDRICA

8. BALANCE HÍDRICO.

9. CONCLUSIÓN 1. Se ha realizado el diseño agronómico utilizado el método de diseño de Riego Tecnificado por Gravedad en el ámbito de la localidad de Muylaque distrito de San Cristóbal, para el proyecto “Mejoramiento del servicio de provisión de agua para riego en los canales de distribución en la localidad de Muylaque del distrito de San Cristobal - provincia de Mariscal Nieto - departamento de Moquegua” 2. Se ha realizado el cálculo agronómico en situación actual (situación sin proyecto) de los cultivos existentes tales como: Alfalfa, tuna, maíz chala, para y hortalizas, cultivos que cubren en la actualidad 30 hectáreas, encontrándose una demanda de agua de 1’154,883.54 m3 y un déficit de menos -629,843.54 m3 3. La disponibilidad hídrica para el proyecto de riego tecnificado por gravedad se ha tomado de la acreditación de disponibilidad de recurso hídrico otorgada por la Autoridad Nacional del Agua (ALA Tambo) según Resolución Administrativa 635,519.00 m3/año para un área de 37 hectáreas bajo riego. 4. En la situación con proyecto se tiene un área de 37 hectáreas de cultivos representativos como el maíz amiláceo, tuna, papa, y alfalfa, produciéndose una demanda hídrica de 645,977.39 m3 anuales.

10. CARACTERISTICAS TOPOGRÁFICAS Y CLIMÁTICAS El área de estudio se encuentra ubicado políticamente en la Región Moquegua en la provincia de Mariscal Nieto. La zona se encuentra comprendida entre las siguientes Coordenadas UTM (Zona 19S, WGS 84): Coordenadas UTM – S : 16° 41’ 12.5’’ Sur Coordenadas UTM - O : 70° 42’ 26.2’’ Oeste Altitud : 3438 m.s.n.m Área Total : 44 Has. Área Bajo Riego : 37 Has. El área de influencia del proyecto está compuesta por acequias de riego, en los cuales se pierde bastante por infiltración y evaporación respectivamente, la zona en estudio presenta cultivos instalados como papa, maíz, tuna y alfalfa en su gran mayoría.

11. CLIMATOLOGÍA TEMPERATURA: Máximo de 23°C y Mínimo de 15°C HUMEDAD RELATIVA: El nivel de humedad percibido en Moquegua, medido por el porcentaje de tiempo en el cual el nivel de comodidad de humedad es bochornoso, opresivo o insoportable, no varía considerablemente durante el año, y permanece prácticamente constante en 0 %. VIENTOS: El día más ventoso del año en el 10 de enero, con una velocidad promedio del viento de 11.0 kilómetros por hora. El tiempo más calmado del año dura 5.5 meses, del 31 de marzo al 13 de setiembre. El día más calmado del año es el 28 de junio, con una velocidad promedio del viento de 8.2 kilómetros por hora. LLUVIA: La mayoría de la lluvia cae durante los 31 días centrados alrededor del 20 de febrero, con una acumulación total promedio de 8 milímetros.

12. CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS Calicata C-01 E-01, canal Pucara, excavada hasta 3.00 metros de profundidad, está conformado por arena arcillosa con gravas, con 4.51% de humedad, de color marrón, con bolonería aislada de formas angulares y presenta una densidad media a alta. Calicata C-02 E-01, canal Tapilae , realizado el sondeo hasta 2.00 metros, conformado por grava arcillosa pobremente graduada con arenas, con 8.45% de humedad y presencia de bolonería , de color marrón y altamente consolidada, de difícil excavación manual. Calicata C-04 E-01, Canal Tapaquepatjja , excavada hasta la profundidad de 2.00 metros, está conformada por arena arcillosa con gravas, con 9.6% de humedad, de color marrón a amarillento, con presencia de bolonería angular y presenta una densidad media a alta (consolidada).

13. Recomendaciones Tomando en consideración que durante la excavación para la cimentación de los disipadores Impacto y muros de mampostería, la fundación será removido; dicho material propio, previo al solado deberá ser compactado adecuadamente hasta obtener mínimamente el 90% de la densidad máxima seca obtenida mediante el ensayo Proctor Modificado. Es recomendable fundar la cimentación de las obras de arte a una profundidad mínima de Df = 1.20 metros; tomando en consideración los cálculos de Capacidad de Carga- Cimentación Superficial, adjuntos al presente Estudio de Mecánica de Suelos. La zona donde se ubica el Proyecto, es vulnerable; puesto que los canales por mejorar, se encuentran cruzando quebradas, lomadas y en algunos casos presentando fuertes pendientes; existiendo peligro de erosión al encontrarse las acequias sin el revestimiento adecuado; durante las épocas de lluvias extremas que ocurren en los meses de diciembre a marzo. De acuerdo al contenido de sulfatos en el terreno de fundación, pueden ocasionar un ataque químico moderado al concreto de la cimentación (zapatas y cimiento corridos); y tratándose de obras hidráulicas, se recomienda la utilización de cemento Portland tipo IP.

14. PERFIL LONGITUDINAL

15. PLANO TOPOGRÁFICO

16. ANÁLISIS DE FUERZAS EN LAS OBRAS HIDRÁULICAS Las fuerzas hidráulicas son fundamentales en diversas infraestructuras, actuando en sistemas de almacenamiento, conducción y distribución de agua, así como en la generación de energía y control de inundaciones. Estas fuerzas se manifiestan en presas, canales, acueductos, sistemas de drenaje, plantas de tratamiento. BOCATOMA

17. C ANAL DE CONCRETO TUBERÍAS

18. OBRAS DE ARTE - CAIDAS

19. DISEÑO FINAL DE OBRAS HIDRAULICAS CRITERIOS A CONSIDERAR. Se tienen diferentes factores que se consideran en el diseño de canales, los cuales tendrán en cuenta: el caudal a conducir, factores geométricos e hidráulicos de la sección, materiales de revestimiento, la topografía existente, la geología y geotecnia de la zona, los materiales disponibles en la zona o en el mercado más cercano, costos de materiales, disponibilidad de mano de obra calificada, tecnología actual, optimización económica, socioeconomía de los beneficiarios, climatología, altitud, etc. Si se tiene en cuenta todos estos factores, se llegará a una solución técnica y económica más conveniente: A. Caudal (Q). En el diseño del canal del Sector Pucara y tapaquepatja se ha empleado un Caudal de diseño de Q1=0.0725 y Q2=0.15 m3/ seg . B. Pendiente (S). Aplicando el diseño de la rasante sobre la pendiente del perfil topográfico del canal existente obtuvimos varias pendientes desde la Toma de captación hasta la final de los tramos de Canal principal y Lateral 01:

20. CANAL DE CONDUCCIÓN ENTUBADO (0.40x0.60)- 378.08 METROS Verificación de Diseño. En el sistema de canal entubado mostrado presenta velocidades de 3.12 a 9.50 m/s, el cual está dentro de las velocidades permitidas en conducto cerrado. Para poder disipar la energía antes de entregar agua en cada predio se planteó un disipador de impacto. Final mente la sección típica de los tramos de tubería serán: TUBERIA HDPE PN6 200MM el cual será unido por Termofusión y anclados cada 25m al suelo.

21. CANAL DE CONDUCCIÓN ABIERTO TIPO II ( 0.40x0.40) La línea de conducción abierta de sección 0.40x0.40m, presenta una longitud total de 891.80 m de concreto f’c = 175 kg/cm2 con espesor de 12 cm. 2. Calculo del borde libre del canal Para caudales Q < 2.0 m3/s BL= 0.30 + 0.0037 V3 Y1/2 BL= 0.30 + 0.0037 (1.1102)3(0.2177)1/2 BL= 0.305 m 3. Cálculo de la altura del canal H= Y+BL H= 0.2177+0.305 H= 0.50 m H= 0.40 m (Se asume esta altura) existe varias fórmulas para la obtención de borde libre, con más de 20cm es suficiente 1. Cálculo de las características geométricas e hidráulicas del canal

22. CÁLCULO DE CAIDAS VERTICALES

23. Dimensionamiento de la sección de la caída vertical:

24. Sección transversal del canal aguas arriba, aguas abajo, sección de control y tramo de la caída.

25. DIMENSIONES FINALES DE DISEÑO Las dimensiones fueron calculados por el programa, Estos datos son cálculos e iteraciones sobre dimensiones Por criterios de proceso constructivo y el buen funcionamiento de las obras de arte se tiene las dimensiones indicados en los planos

26. Cámara rompe presión CRP

27. JUSTIFICACIÓN DE RESULTADOS El problema central del proyecto se ha identificado como Bajos niveles de productividad agrícola en el sector de Muylaque causado por la limitada disponibilidad de agua para riego a nivel de parcela. El sistema actual de riego es por gravedad y por rotación o turnos, la Comisión de Regantes de Muylaque del Sector Pucara y El Tintinani es la encargada de realizar los repartos de agua a los usuarios que la solicitan. Las bases de diseño están conformadas por los planos en planta del cauce del canal, perfil longitudinal que ha permitido diseñar la pendiente necesaria que evite alta sedimentación y los planos de las secciones transversales para efectuar el cálculo de movimiento de tierras. También se tiene como base importante el estudio de suelos realizados en todo el tramo del proyecto. Definidos los canales como conductos abiertos en los cuales fluye agua debido al efecto de la gravedad sin presión alguna. El diseño hidráulico se hará en función de los elementos geométricos, cinéticos y dinámicos del escurrimiento, definiendo la forma del canal, las condiciones del flujo y la movilidad.

28. DESARENADOR

29. RÁPIDA

30. C AIDA VERTICAL

31. T OMAS LATERALES

32. B OCATOMA

33. A LCANTARILLA

34. ACUEDUCTO