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    UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA IRRIGACIONFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL HH413-I DEPARTAMENTO ACADEMICO DE HIDRAULICA E HIDROLOGIA 

    ÍNDICE

    INTRODUCCIÓN ................................................................................................................... 2

    UBICACIÓN DEL ÁREA DE RIEGO ........................................................................................... 3

    DATOS DE LA ESTACIÓN ................................................................................................... 3

    CÁLCULO DE LOS CAUDALES MENSUALES GARANTIZADOS AL 75% ...................................... 10

    DATOS DE LA ESTACIÓN ................................................................................................. 10

    COMPLETANDO LOS DATOS............................................................................................ 11

     ANÁLISIS DE CONSISTENCIA ............................................................................................ 13 ANÁLISIS DE TENDENCIA ................................................................................................ 16

    CAUDALES DE DEMANDA DE RIEGO ................................................................................... 24

    CÁLCULO DEL VOLUMEN ÚTIL ............................................................................................ 37

    CÁLCULO DE LOS CAUDALES DE AVENIDA ........................................................................... 38

    UBICACIÓN DE LA REPRESA ................................................................................................ 49

    DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE LA PRESA (Vp) ............................................................ 62

    DETERMINACIÓN DEL COCIENTE Ve / Vp ............................................................................ 67

    TRÁNSITO DE AVENIDAS PARA EL CAUDAL CORRESPONDIENTE A UN PERIODO DE RETORNO

    DE 100 AÑOS ..................................................................................................................... 68

    CÁLCULO DE NIVELES CARACTERÍSTICOS DEL EMBALSE ....................................................... 73

    PLANTEAMIENTO DEL SISTEMA DE RIEGO .......................................................................... 94

    DISEÑO DEL DESARENADOR ............................................................................................... 96

    DISEÑO DE LOS CANALES PRINCIPALES Y SECUNDARIOS ................................................... 101

    CÁLCULO DE LA LONGITUD DE TRANSICIÓN .................................................................. 109

    CONCLUSIONES ............................................................................................................... 110

    BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 112

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    INTRODUCCIÓN

    La vida tal como la conocemos no sería posible sin el agua dado que la totalidad de los seres

    vivientes están constituidos predominantemente de AGUA.

    El contenido de agua en los vegetales varía de un 60% a un 95% de su peso, en los insectos es

    de un 50%, en los peces puede llegar a un 70% y en el hombre es aproximadamente de un 68%,

    razón por la cual se puede concluir que el AGUA es el elemento vital para todos los seres

    vivientes.

    En el proceso de su desarrollo tanto los animales como las plantas pierden agua

    constantemente, los primeros pueden recuperarla bebiendo directamente el agua o comiendo

    plantas que tengan humedad. Las plantas en cambio absorben el agua del suelo mediante finas

    radículas y por medio de un complicado sistema de conductos transportan el agua hasta los

    puntos más distantes de sus ramas y hojas.

    Mediante el agua contenida en el suelo la planta obtiene los elementos minerales y nutrientes

    que requiere, y por el fenómeno de la evapotranspiración el agua retenida en las hojas y los

    tallos pasa a la atmósfera, razón por la cual esta pérdida tiene su límite, si es abundante la planta

    se marchita y muere.

    En todo tiempo el hombre ha utilizado el agua para sus alimentos como para saciar la sed, luego

    la ha utilizado para alimentar y dar de beber a sus animales y posteriormente en el riego de las

    tierras con objeto de desarrollar las plantas y lograr sus frutos. Su aprovechamiento organizadose remonta a la aparición de las primeras plantas y animales domesticados por el hombre.

    Sin agua no puede realizarse ningún proceso vital, razón por la cual una gran parte de las plantas

    y animales vive en el mar. Para desarrollar sus procesos vitales todos los organismos vivientes

    necesitan agua por lo que una gran deshidratación puede ocasionarles hasta la muerte.

    El presente trabajo escalonado que se realiza consiste en plantear una irrigación a una zona la

    cual carece de ella, para ellos se nos asignó una zona de trabajo en la cual debíamos buscar una

    estación con datos por un mínimo de 20 años consecutivos. Se eligió la estación La Capilla,

    ubicada en el río Mala (Cañete  – Lima) a una altura de 424 m y se procedió con los cálculos

    presentados a continuación. Luego se procederá con el diseño de las diferentes estructurashidráulicas del proyecto como son: la presa, canales y desarenador.

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    UBICACIÓN DEL ÁREA DE RIEGO

    D TOS DE L EST CIÓN

    ESTACIÓN LA CAPILLA

    DEPARTAMENTO LIMA

    PROVINCIA CAÑETE

    DISTRITO CALANGO

    LATITUD 76º29'46.6"

    LONGITUD 12º31'18.9"

     ALTITUD 424

    Ubicación en el software Google Earth

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    Para realizar esta operación se utilizó el programa ArcGis y así poder realizar un mapa de

    pendiente partiendo desde las curvas de nivel de las cartas nacionales 25j, 25k, 26j y 26k.

    Software utilizado

    Descarga gratuita de los archivos de las cartas nacionales

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    Se procede a hacer el procesamiento de información:

    Curvas de nivel de las cartas nacionales

    H: Ubicación de la estación La Capilla

    Seguimos una serie de pasos en el software ArcGis y logramos obtener el mapa de pendiente.

    Mapa de pendientes

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    Se recomienda seleccionar como áreas de cultivo los terrenos con 10% de pendiente como

    máximo. Entonces en decisión conjunta del grupo se optó por la siguiente propuesta de área de

    riego:

    Propuesta del grupo para el área de riego 

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     Ampliación de la imagen 

    Área de cultivo = 210 Ha

    Otro punto importante para la elección de nuestra área de cultivo es que debemos corroborar

    nuestra selección con el Mapa de capacidad de uso del suelo del Perú.

    Mapa de capacidad de uso del suelo del Perú 

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    Observamos en nuestra zona elegida:

    Ubicación de nuestra zona de riego en el mapa de capacidad de uso de suelos del Perú.

    Se observa que nuestra zona se encuentra en la clasificación “X”. Ahora observamos en la

    leyenda del mapa:

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    X: Tierras de Protección

    Representan las tierras de características inapropiadas para el desarrollo agropecuario y

    explotación forestal dentro de márgenes económicos. Pueden prestar gran valor económico

    para otros usos como el desarrollo de la actividad minera, suministro de energía, vida silvestre

    y áreas de interés paisajístico y turístico, entre otros.

    De ambos mapas se concluye que no es recomendable realizar una irrigación en ese lugar pero

    por fines académicos obviaremos la recomendación del mapa de capacidad de uso de suelos. Lo

    ideal es que ambos mapas nos den la aprobación para continuar con el proyecto.

    Ubicación de zona de riego:

    Coordenada Este: 328445.89 m

    Coordenada Norte: 8609604.16 m

    Sistema de coordenadas: WGS-1984-Zona-18S

    Área: 114.97 Ha

    Cota aproximada: 400 m

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    CÁLCULO DE LOS CAUDALES MENSUALES GARANTIZADOS AL 75

    Para el cálculo de los caudales mensuales garantizados, se usó información de la página del

    ANA, en la cual ubicamos nuestra estación “LA CAPILLA”. 

    D TOS DE L EST CIÓN 

    ESTACIÓN LA CAPILLA

    DEPARTAMENTO LIMA

    PROVINCIA CAÑETE

    DISTRITO CALANGO

    LATITUD 76º29'46.6"

    LONGITUD 12º31'18.9"

     ALTITUD 424

    De dicha estación sacamos los caudales medios mensuales:

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    Teniendo un total de 24 años del 1939 al 1963.

    Nuestra información contaba son datos incompletos los cuales se tuvieron que

    completar, así también se tuvo que verificar saltos o tendencias.

    COMPLET NDO LOS D TOS

    Método de la Media Desviación Estándar 

    Cuadro de datos- incompletos

    Se quiere completar el dato faltante del mes de diciembre (1943), se debe aplicar la siguiente

    relación:

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    XD= XPD + SD δD 

    Donde:

    XD: Dato mensual que se quiere completar

    XPD: Promedio de los valores del mes a completar

    SD: Desviación estándar de los valores del mes a completar

    δD: Variable pseudo aleatoria del mes a completar

    δD=+

     

    δN= +  

    δE=+

     

    NOVIEMBRE DICIEMBRE ENERO

    Xp  6,05 12,47 34,52

    S 7,86 12,97 18,23

    Además:

    δNov=,−6,

    7,6  = -0.4122

    δEner=,−,

    ,=-0.19034

    δDic=−.−.

    =-0.30127

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    XDic= 12,47 + 12,97 x -0.30127 =8.563

    NÁLISIS DE CONSISTENCI

    Las inconsistencias en la medición de información hidrometeorológica pueden ocurrir debido al

    cambio de estación de medición o al cambio de las condiciones de medición.

    Graficamos los caudales versus el tiempo (mes) para poder observar algunas inconsistencias.

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    SEPARAMOS EN EL MES 84 SE OBSERVA UNA POSIBLE INCONSISTENCIA:

    CONSISTENCIA EN LA MEDIA

    Usamos la siguiente formula.

    Sp=10,65

    Sd =1,381

    1ERA SERIE 2DA SERIE

    N 84 204

    Xp 15,57 17,87

    S 19,93 26,25

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    Con este valor calculamos el estadístico:

    tc: “t” de Student calculado, aplicando: 

    Tc= 1,666

    Nivel de significación: α (α = 5%)

      Grados de libertad: 286 por tabla tT=1,96

    1,666

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    NÁLISIS DE TENDENCI

    TENDENCIA EN LA MEDIA

    La media y la desviación estándar de estos valores son:

    XP = 17,20 m3/s  S = 24,56 m3/s

    Tmt = -0,0199t + 20,08r = 0,068

    tc= 1,153

    El valor teórico (tT) lo obtenemos de la tabla de distribución “t” de Student, con:

      Nivel de significación: 5%

      Grados de libertad: 288 – 2 = 286

    tT= 1,96

    Como: tC > tT: La tendencia en la media No es significativa para α = 5% 

    TENDENCIA EN LA DESVIACIÓN ESTÁNDAR

    Calculamos la dispersión para cada serie anual:

    t St1 22,792 18,813 16,834 17,915 24,136 23,537 18,628 57,119

    17,4110 15,27

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    11 16,0212 20,6213 25,1814 27,11

    15 41,9016 31,2317 19,0218 25,7519 18,2320 7,7121 23,1122 8,6223 17,5924

    23,30

    GRAFICO DE LA DISPERCÍON VS CADA AÑO

    Se puede observar que la ecuación de la línea St es:

    St = -0,1709t + 24,544

    r = 0,119

    tc= 0.562

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    El valor teórico (tT) lo obtenemos de la tabla de distribución “t” de Student, con:

      Nivel de significación: 5%

      Grados de libertad: 24 – 2 = 22

    Obtenemos: tT = 2,0739

    Como: tC < tT: La tendencia en la desviación estándar No es significativa para α =5%

    Una vez ya completados nuestros datos y analizados podemos pasar al cálculo de los caudales

    mensuales garantizados al 75% de persistencia.

    El caudal garantizado se calcula mes por mes a partir del registro extenso de caudales, este no

    debe ser menor a 20 años.

    Se pide determinar los caudales mensuales garantizados al 75% de persistencia.

    Ordenándolos en forma descendente y calculando el porcentaje de persistencia (Criterio deWeibull), tenemos:

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    mCAUDAL ORDENADO EN FORMA ADESCENDENTE

    %PENERO FEB MAR ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOST SEPTIE OCTUB NOVIE DICIEM

    1 76,14 110,86 179,14 67,31 16,22 5,29 3,56 2,78 2,56 13,26 28,92 47,27 4,0

    2 62,29 108,95 121,48 43,45 12,59 4,59 3,42 2,21 2,29 3,53 26,84 40,15 8,03 58,65 83,66 87,21 38,16 10,59 3,86 2,79 2,04 2,09 3,46 16,11 28,59 12,0

    4 51,76 79,36 80,19 35,97 10,34 3,83 2,50 2,01 1,78 3,14 11,21 27,62 16,0

    5 50,86 74,48 78,07 35,68 10,06 3,38 2,46 1,85 1,71 2,94 9,77 21,36 20,0

    6 46,77 63,21 74,11 30,27 9,38 3,30 2,29 1,85 1,70 2,69 6,45 20,32 24,0

    7 41,42 53,58 70,56 28,34 8,20 3,15 2,27 1,81 1,52 2,66 6,42 18,19 28,0

    8 39,89 51,73 70,30 27,52 7,96 2,84 2,13 1,66 1,51 2,13 4,18 15,34 32,0

    9 39,88 50,76 63,05 27,12 7,36 2,81 2,13 1,66 1,47 2,03 3,72 10,93 36,0

    10 38,86 49,28 62,13 25,70 7,00 2,74 2,11 1,58 1,47 1,91 2,81 9,13 40,0

    11 38,47 48,31 57,42 25,34 6,86 2,73 1,98 1,54 1,46 1,85 2,78 8,43 44,0

    12 33,90 45,74 56,94 23,84 5,89 2,63 1,92 1,48 1,38 1,82 2,60 6,78 48,0

    13 32,93 41,47 56,43 23,00 5,88 2,61 1,91 1,48 1,38 1,74 2,03 6,08 52,014 31,05 39,24 48,74 22,54 5,57 2,61 1,87 1,47 1,35 1,67 2,00 5,90 56,0

    15 28,59 37,52 47,80 21,75 5,40 2,58 1,84 1,46 1,31 1,66 1,87 5,10 60,0

    16 25,90 37,03 47,64 21,72 5,39 2,36 1,83 1,43 1,26 1,49 1,84 4,63 64,0

    17 25,59 32,11 47,44 21,56 5,26 2,32 1,67 1,43 1,26 1,44 1,82 4,38 68,0

    18 25,26 32,04 46,05 19,84 5,09 2,27 1,64 1,42 1,25 1,44 1,80 3,91 72,0

    19 21,67 31,60 41,28 17,41 4,77 2,09 1,50 1,39 1,23 1,34 1,60 2,82 76,0

    20 19,48 28,39 41,08 16,09 4,35 1,97 1,34 1,33 1,22 1,29 1,53 2,19 80,0

    21 14,26 28,03 32,80 14,84 4,11 1,82 1,31 1,30 1,14 1,27 1,52 2,15 84,0

    22 10,43 27,42 32,32 11,34 3,95 1,60 1,27 1,29 1,11 1,27 1,49 2,11 88,0

    23 9,29 21,70 24,89 5,21 2,82 1,53 1,12 1,15 1,07 1,19 1,38 1,64 92,0

    24 1,74 13,31 13,36 2,89 2,07 1,39 1,07 0,99 0,95 1,06 1,35 0,92 96,0

    A continuación se interpola para obtener los caudales (m3/s) al 75% de persistencia.

    MES P (75%)

    ENERO 22,56FEBRERO 31,71MARZO 42,48

     ABRIL 18,02MAYO 4,85JUNIO 2,14JULIO 1,54

     AGOSTO 1,40SEPTIEMBRE 1,24

    OCTUBRE 1,36NOVIEMBRE 1,65DICIEMBRE 3,10

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    La curva de persistencia para cada mes sería:

    0.00

    20.00

    40.00

    60.00

    80.00

    100.00

    120.00

    4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96

    Curva Persistencia Enero y Febrero

    Enero Febrero

    0.00

    20.00

    40.00

    60.00

    80.00

    100.00

    120.00

    140.00

    160.00

    180.00

    200.00

    4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96

    Curva Persistencia Marzo y Abril

    Marzo Abril

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    0.00

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    4.00

    6.00

    8.00

    10.00

    12.00

    14.00

    16.00

    18.00

    4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96

    Curva Persistencia Mayo y Junio

    Mayo Junio

    0.00

    0.50

    1.00

    1.50

    2.00

    2.50

    3.00

    3.50

    4.00

    4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96

    Curva Persistencia Julio y Agosto

    Julio Agosto

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    0.00

    2.00

    4.00

    6.00

    8.00

    10.00

    12.00

    14.00

    4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96

    Curva Persistencia Septiembre y Octubre

    Septiembre Octubre

    0.00

    5.00

    10.00

    15.00

    20.00

    25.00

    30.00

    35.00

    40.00

    45.00

    50.00

    4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96

    Curva Persistencia Noviembre y Diciembre

    Noviembre Diciembre

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    La curva de persistencia para los meses más extremos:

    0.00

    20.00

    40.00

    60.00

    80.00

    100.00

    120.00

    140.00

    160.00

    180.00

    200.00

    4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96

    Curva Persistencia Marzo y Setiembre

    Marzo Septiembre

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    CAUDALES DE DEMANDA DE RIEGO 

    Para el cálculo de las demandas usaremos el programa CROPWAT, que aplica el método Penman

     – Monteith. Para lo cual se tuvo ayuda de artículos publicados en la FAO.

    La ecuación anterior mostrada calcula en función a la temperatura máxima la humedad relativa,

    velocidad del viento y radiación, la evapotranspiración que es un factor importante para el

    cálculo de caudales de demanda.

    Lo primero que realizamos fue descargar el programa CROPWAT, de la página de la FAO(Gratuito).

    Descargar el programa de la FAO Programa Cropwat

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA IRRIGACIONFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL HH413-I DEPARTAMENTO ACADEMICO DE HIDRAULICA E HIDROLOGIA Para el cálculo de la demanda de riego de un cultivo, el programa CROPWAT nos pide valores de

    clima, lluvia, suelo y cultivo, siendo estos extraídos de distintas páginas como es el SENAMHI.

    Página del SENAMHI

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA IRRIGACIONFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL HH413-I DEPARTAMENTO ACADEMICO DE HIDRAULICA E HIDROLOGIA Los datos obtenidos del SENAMHI son:

    Datos de la estación del SENAMHI

    Como podemos observar estos datos son diarios, teniendo nosotros que encontrar los

    mensuales ya que son estos datos los que ingresaremos al CROPWAT. Para un mejor manejo de

    la información ingresamos a la página de la FAO

    (http://www.fao.org/nr/water/aquastat/quickWMS/climcropwebx.htm), donde lo único que

    haremos es ingresar las coordenadas de nuestra estación y nos mostrará los datos necesarios

    para ingresar al CROPWAT.

    http://www.fao.org/nr/water/aquastat/quickWMS/climcropwebx.htmhttp://www.fao.org/nr/water/aquastat/quickWMS/climcropwebx.htm

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    DATOS USADOS –  DATOS PROVENIENTES DE LA FAO

    USO DEL CROPWAT

    Para poder encontrar la demanda, se tendrá que ingresar el climate, rain, crop y soil, con los

    cuales obtendremos el caudal de demanda.

      EN CLIMATE: En la ventana de climate se tiene que rellenar la zona blanca, pero tenemos

    que tomar en cuenta que el Sun (radiación) no lo tenemos como dato, no

    preocupándonos por esto ya que el mismo CROPWAT nos lo genero.

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    Ventana de CLIMATE

    Ventana de CLIMATE con datos

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      En RAIN:

    Ingresamos los valores obtenidos de lluvia y seleccionamos el método, en nuestro caso usamos

    el método DEPENDABLE RAIN.

    Ventana de RAIN

    Ventana de RAIN- seleccionamos método

    Método

    usar

    Método usado

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    Ventana de RAIN con datos

      En CROP: CULTIVO 

    Ahora introducimos datos de cultivo, para ello tenemos que tener en cuenta que estos datos

    dependerán del tipo de cultivo, en nuestro caso, la ubicación del área de sembrío es Cañete,

    siendo los cultivos de frutales las más importantes destacando los mazanos, vid y cítricos,

    además nuestro suelo en el que sembraremos es un suelo bueno para cultivos permanentes

    característica que corresponde a los cítricos, en este caso encontramos varios tipos de cítricos

    dependientes de su cobertura, escogeremos cítrico sin cobertura de suelo y 70% de cubierta

    vegetativa.

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    Ventana de CROP

    Los valores señalados, son los que tenemos que encontrar.

    o  Coeficiente de cultivo:

    Datos obtenidos de Estudio FAO riego y drenaje

    Coeficiente del cultivo

    Etapa (días)

    Profundidad radicular

    Respuesta de productividad

    Altura máxima

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    o  Stage: etapa (días): 

    Datos obtenidos de Estudio FAO riego y drenaje

    o  Roothing Depth: La Profundidad radicular.

    Datos obtenidos de Estudio FAO riego y drenaje

    o  Yield response:Valores de respuesta de productividad:

    Datos obtenidos de Estudio FAO riego y drenaje

    o  Cropheight:Nuestra altura máxima será:

    Datos obtenidos de Estudio FAO riego y drenaje

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    Ventana Crop –  con datos

      SOIL: suelo:

    Como ya especificamos, en la sección de “ubicación de área de cultivo”, asumiremos que es un

    suelo bueno para sembrío, es decir suelo FRANCO.

    SOIL- Datos a rellenar

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA IRRIGACIONFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL HH413-I DEPARTAMENTO ACADEMICO DE HIDRAULICA E HIDROLOGIA Valores para FC-WP:

    Roothing Depth

    Ventana SOIL –  con datos

    FC-WP

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    Ahora una vez ingresados estos valores se podrá generar las demandas de riego:

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    Datos obtenidos donde la última columna es la de caudales de demanda en mm/mes.

    MESQ cultivo

    m3/mes

    ENERO 7.18

    FEBRERO 8.69

    MARZO 9.72

     ABRIL 6.08

    MAYO 0.30

    JUNIO 1.43

    JULIO 0.00

     AGOSTO 0.16

    SEPTIEMBRE 0.00

    OCTUBRE 0.00NOVIEMBRE 5.20

    DICIEMBRE 7.66

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    CÁLCULO DEL VOLUMEN ÚTIL

    Para este cálculo solo se tiene que tener datos de oferta y demanda, los cuales ya lostenemos.

    MESQ (75%) Q cultivo Volumen oferta Volumen demanda Diferencia

    m3/s m3/s MMC MMC V0- Vf

    ENERO 22.56 7.18 60,44 19.23 41,21

    FEBRERO 31.71 8.69 76,72 21.03 55,69

    MARZO 42.48 9.72 113,77 26,04 87,73

     ABRIL 18.02 6,08 46,71 15,77 30,94MAYO 4.85 0,30 12,99 0,80 12,19

    JUNIO 2.14 1,43 5,53 3,72 1,82

    JULIO 1.54 0,00 4,12 0,00 4,12

     AGOSTO 1.40 0,16 3,74 0,43 3,30

    SEPTIEMBRE 1.24 0,00 3,20 0,00 3,20

    OCTUBRE 1.36 0,00 3,65 0,00 3,65

    NOVIEMBRE 1.65 5,20 4,27 13,48 -9.21

    DICIEMBRE 3.10 7,66 8,29 20,53 -12.24

    Vu= 21.44 MMC

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    CÁLCULO DE LOS CAUDALES DE AVENIDA 

    1) PERIODO DE RETORNO:

    Para determinar el periodo de retorno de la estructura hidráulica tomaremos el periodo deretorno del siguiente cuadro:

    La obra hidráulica a colocarse es una presa derivadora  para zona de riego pequeña de (menor

    de 1000 ha) ya que nuestra área de riego borda por 114.97 ha entonces verificamos en la tabla

    y nos muestra un periodo de retorno entre 50-100 años.

      Para nuestro diseño optaremos un periodo de retorno de 100 años.

    Luego con el periodo de retorno calculamos el riesgo: R que se define como riesgo a la

    probabilidad que un caudal determinado ocurre una vez en “n” años sucesivos. 

    Para una vida útil de 50 años tenemos lo siguiente:

    =   , reemplazando los datos 

    = (    )

    = .% 

    = . % 

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    2) CALCULO DEL CAUDAL DE AVENIDA:

    PRUEBAS DE BONDAD DE AJUSTE:

    Estas pruebas permiten establecer si la serie de caudales analizada se ajusta a una determinada

    función de probabilidades.

    Estas pruebas estadísticas tienen por objeto medir la certidumbre que se tiene al obtener

    resultados a partir de suponer que una variable aleatoria (caudal), se distribuye según una cierta

    función de probabilidad.

    Las funciones de probabilidad aplicables para el estudio de caudales máximos son:

      Distribución Normal

      Distribución Log Normal  Distribución Pearson III

      Distribución Log Pearson III

      Distribución Gumbel

    Con pruebas de bondad de ajuste:

      Chi cuadrado

      Smirnov Kolmogorov

    = ∗ 

    Donde:

    :  :  

    Para nuestro diseño asumiremos lo siguiente:

    = ∗  

    Para ello contamos con los caudales anuales obtenidos por el SENAHMI, hallaremos el caudal

    máximo anual para poder obtener el caudal máximo instantáneo y poder trabajar con ello.

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    TRABAJO ESCALONADO – ENTREGA FINAL

    DATOS DE CAUDALES ANUALES (SENAMHI)

    Año Fuente ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SETIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE

    1939 SENAMHI 19.48 45.74 74.11 38.16 10.59 4.59 3.56 2.78 2.56 3.14 3.72 10.93

    1940 SENAMHI 41.42 32.11 56.94 21.72 5.89 3.15 2.46 2.21 2.29 2.69 4.18 3.91

    1941 SENAMHI 39.89 37.52 41.28 2.89 2.82 1.97 1.67 1.43 1.25 1.44 1.80 8.43

    1942 SENAMHI 33.90 50.76 41.08 11.34 12.59 2.09 1.27 1.15 0.95 1.44 1.52 4.63

    1943 SENAMHI 31.05 74.48 47.80 35.97 4.11 2.27 1.50 1.39 1.46 2.13 2.81 8.56

    1944 SENAMHI 38.86 51.73 70.30 19.84 7.36 2.81 2.50 2.01 1.78 1.82 2.00 5.101945 SENAMHI 25.59 28.03 63.05 27.12 5.40 2.61 1.91 1.48 1.31 1.27 6.45 20.32

    1946 SENAMHI 76.14 110.86 179.14 67.31 10.34 3.30 2.27 1.85 1.71 2.66 6.42 21.36

    1947 SENAMHI 32.93 27.42 56.43 21.75 8.20 2.58 1.92 1.58 1.51 3.46 2.03 6.08

    1948 SENAMHI 46.77 32.04 32.80 23.84 10.06 3.38 1.84 1.47 1.23 13.26 11.21 2.82

    1949 SENAMHI 28.59 28.39 47.64 28.34 5.57 3.83 2.79 1.66 1.52 1.85 1.35 0.92

    1950 SENAMHI 25.90 41.47 47.44 43.45 5.39 2.61 2.13 1.46 1.47 1.66 2.60 47.27

    1951 SENAMHI 38.47 53.58 80.19 25.34 5.88 2.63 2.13 1.43 1.35 2.94 26.84 28.59

    1952 SENAMHI 58.65 63.21 70.56 23.00 9.38 1.60 1.31 1.54 1.26 1.27 2.78 27.62

    1953 SENAMHI 51.76 108.95 121.48 35.68 16.22 5.29 3.42 1.85 1.47 1.67 16.11 18.19

    1954 SENAMHI 39.88 83.66 87.21 16.09 5.09 2.73 2.29 2.04 1.70 1.74 28.92 15.34

    1955 SENAMHI 62.29 31.60 32.32 17.41 6.86 2.84 1.98 1.66 1.38 3.53 1.53 4.38

    1956 SENAMHI 14.26 79.36 57.42 22.54 4.35 2.32 1.83 1.81 2.09 2.03 1.84 1.64

    1957 SENAMHI 10.43 48.31 48.74 25.70 7.00 1.82 1.34 1.33 1.11 1.19 1.38 2.11

    1958 SENAMHI 9.29 13.31 24.89 14.84 2.07 1.39 1.12 1.42 1.26 1.49 1.87 2.19

    1959 SENAMHI 1.74 37.03 78.07 21.56 5.26 2.74 1.64 1.29 1.14 1.91 1.60 6.78

    1960 SENAMHI 25.26 21.70 13.36 5.21 3.95 1.53 1.07 0.99 1.22 1.34 1.82 2.15

    1961 SENAMHI 21.67 39.24 46.05 30.27 7.96 2.36 1.87 1.30 1.07 1.06 9.77 40.15

    1962 SENAMHI 50.86 49.28 62.13 27.52 4.77 3.86 2.11 1.48 1.38 1.29 1.49 5.90

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA IRRIGACIONFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL HH413-I DEPARTAMENTO ACADEMICO DE HIDRAULICA E HIDROLOGIA Hallamos el caudal máximo anual (QMA)  y con ello el caudal máximo instantáneo (QMI) 

    obteniendo la siguiente tabla:

    Año Fuente Q MA(m3/s) QMI(m3/s)

    1939 SENAMHI 74.11 741.15

    1940 SENAMHI 56.94 569.451941 SENAMHI 41.28 412.83

    1942 SENAMHI 50.76 507.64

    1943 SENAMHI 74.48 744.81

    1944 SENAMHI 70.30 702.95

    1945 SENAMHI 63.05 630.47

    1946 SENAMHI 179.14 1791.35

    1947 SENAMHI 56.43 564.25

    1948 SENAMHI 46.77 467.73

    1949 SENAMHI 47.64 476.45

    1950 SENAMHI 47.44 474.35

    1951 SENAMHI 80.19 801.88

    1952 SENAMHI 70.56 705.56

    1953 SENAMHI 121.48 1214.78

    1954 SENAMHI 87.21 872.14

    1955 SENAMHI 62.29 622.89

    1956 SENAMHI 79.36 793.57

    1957 SENAMHI 48.74 487.41

    1958 SENAMHI 24.89 248.90

    1959 SENAMHI 78.07 780.701960 SENAMHI 25.26 252.59

    1961 SENAMHI 46.05 460.53

    1962 SENAMHI 62.13 621.34

    Utilizaremos la prueba de bondad de ajuste SMIRNOV-KOLMOGOROV

    Esta prueba consiste en comparar el máximo valor absoluto de la diferencia entre la función de

    distribución de probabilidad observada: Δc, con un valor teórico (Δt) que depende del número

    de datos y el nivel de significación α. 

    = | | Donde:

    Δc: Estadístico de Smirnov calculado: Función de distribución de probabilidad de ajuste: Función de distribución de probabilidad observada

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    1)  Entonces a partir del registro de caudales máximos instantáneos, ordenamos los datos de mayor

    a menor:

    2)  Se calcula la probabilidad empírica de los caudales ,aplicando :  =   + 

    3)  Se calcula la variable estandarizada (Z),como paso previo para el cálculo de la función de

    distribución normal de probabilidades

    = −

     ,

    = ∑

     ,

    =  ∑−

    − 

    4)  Luego de la tabla se obtiene la función de distribución normal de probabilidades F (Z). 

    5)  Se calcula el estadístico de Smirnov aplicando: Δc=máx.|F(Q)-P(Q)| 

    Se muestra los

    valores de Δt con el

    nivel de significación

    de ajuste.

    Tabla 1: Valores de Δt 

    Nα: NIVEL DE SIGNIFICACION

    0.2 0.1 0.05 0.01

    5 0.45 0.51 0.56 0.67

    10 0.32 0.37 0.41 0.49

    15 0.27 0.3 0.34 0.4

    20 0.23 0.26 0.29 0.36

    25 0.21 0.24 0.27 0.32

    30 0.19 0.22 0.24 0.29

    35 0.18 0.2 0.23 0.27

    40 0.17 0.19 0.21 0.25

    45 0.16 0.18 0.2 0.24

    50 0.15 0.17 0.19 0.23

    >50

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA IRRIGACIONFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL HH413-I DEPARTAMENTO ACADEMICO DE HIDRAULICA E HIDROLOGIA 

    TRABAJO ESCALONADO – ENTREGA FINAL

    1 2 3 4 5 6

    m Q P(Q) Z F(Z) Abs(F-P)

    1 1791.35 0.9600 3.550 0.999 0.039

    2 1214.78 0.9200 1.734 0.958 0.038

    3 872.14 0.8800 0.654 0.742 0.138

    4 801.88 0.8400 0.433 0.666 0.174

    5 793.57 0.8000 0.407 0.655 0.145

    6 780.70 0.7600 0.366 0.644 0.116

    7 744.81 0.7200 0.253 0.598 0.122

    8 741.15 0.6800 0.242 0.594 0.086

    9 705.56 0.6400 0.130 0.551 0.089

    10 702.95 0.6000 0.121 0.547 0.053

    11 630.47 0.5600 -0.107 0.460 0.100

    12 622.89 0.5200 -0.131 0.448 0.072

    13 621.34 0.4800 -0.136 0.444 0.036

    14 569.45 0.4400 -0.299 0.385 0.055

    15 564.25 0.4000 -0.316 0.378 0.022

    16 507.64 0.3600 -0.494 0.312 0.048

    17 487.41 0.3200 -0.558 0.291 0.029

    18 476.45 0.2800 -0.592 0.277 0.003

    19 474.35 0.2400 -0.599 0.277 0.037

    20 467.73 0.2000 -0.620 0.268 0.068

    21 460.53 0.1600 -0.642 0.261 0.101

    22 412.83 0.1200 -0.793 0.215 0.095

    23 252.59 0.0800 -1.297 0.098 0.018

    24 248.90 0.0400 -1.309 0.097 0.057

    Qm 664.41 Por TablasEstadísticas

    Año QMI (m3/s)

    1939 741.15

    1940 569.45

    1941 412.83

    1942 507.64

    1943 744.81

    1944 702.95

    1945 630.47

    1946 1791.35

    1947 564.25

    1948 467.73

    1949 476.45

    1950 474.35

    1951 801.88

    1952 705.56

    1953 1214.78

    1954 872.14

    1955 622.89

    1956 793.57

    1957 487.41

    1958 248.90

    1959 780.70

    1960 252.591961 460.53

    1962 621.34

    (Qi-Qm)^2

    741.15 5888.78

    569.45 9017.71

    412.83 63292.99

    507.64 24577.05

    744.81 6464.27

    702.95 1485.70

    630.47 1151.64

    1791.35 1270004.65

    564.25 10031.06

    467.73 38682.11

    476.45 35330.77

    474.35 36120.99

    801.88 18897.28

    705.56 1693.43

    1214.78 302904.25

    872.14 43152.53

    622.89 1723.62

    793.57 16682.92

    487.41 31329.10

    248.90 172651.21

    780.70 13524.11

    252.59 169592.83460.53 41567.47

    621.34 1855.41

    2317621.88

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA IRRIGACIONFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL HH413-I DEPARTAMENTO ACADEMICO DE HIDRAULICA E HIDROLOGIA Obteniendo los siguientes resultados:

    Nro. de datos 24Qm 664.41S 317.44Δc  0.174

    Δt  0.274

    Δc < Δt 

    El registro de caudales seajusta a la distribuciónnormal  de probabilidadescon un nivel de significacióndel 5%. 

    En conclusión haremos uso de la DISTRIBUCIÓN NORMAL para realizar el cálculo del caudal de

    avenida Y Entonces de los caudales máximos instantáneos determinaremos el caudal de avenidas para un

    periodo de retorno de 50 años y 100 años.

    Qi (Qi-Qm)^2

    741.15 5888.78

    569.45 9017.71

    412.83 63292.99

    507.64 24577.05

    744.81 6464.27702.95 1485.70

    630.47 1151.64

    1791.35 1270004.65

    564.25 10031.06

    467.73 38682.11

    476.45 35330.77

    474.35 36120.99

    801.88 18897.28

    705.56 1693.43

    1214.78 302904.25

    872.14 43152.53

    622.89 1723.62

    793.57 16682.92

    487.41 31329.10

    248.90 172651.21

    780.70 13524.11

    252.59 169592.83

    460.53 41567.47

    621.34 1855.412317621.88

    Año QMI (m3/s)

    1939 741.15

    1940 569.45

    1941 412.83

    1942 507.64

    1943 744.811944 702.95

    1945 630.47

    1946 1791.35

    1947 564.25

    1948 467.73

    1949 476.45

    1950 474.35

    1951 801.88

    1952 705.56

    1953 1214.78

    1954 872.14

    1955 622.89

    1956 793.57

    1957 487.41

    1958 248.90

    1959 780.70

    1960 252.59

    1961 460.53

    1962621.34

    Qm 664.41

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA IRRIGACIONFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL HH413-I DEPARTAMENTO ACADEMICO DE HIDRAULICA E HIDROLOGIA 

    Sabemos que:

     

      Para T=50 años

    P=0.98= F (Z50)

    De las tablas estadísticas de distribución normal: Z50=2.06 

    Reemplazando en:

    =   Hallamos  Q50= 1318.54 m3/s 

      Para T=100 años

    P=0.99 = F (Z100)

    De las tablas estadísticas de distribución normal: Z100=2.33 

    Reemplazando en:

    =   Hallamos Q100= 1404.25 m3/s 

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA IRRIGACIONFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL HH413-I DEPARTAMENTO ACADEMICO DE HIDRAULICA E HIDROLOGIA Ahora realizando la distribución GUMBEL  también llamada distribución extrema tipo I. La

    función de probabilidades viene dado por:

    Ahora considerando que el registro de caudales se

    ajusta a la distribución de probabilidades GUMBEL:

    Sabemos que:

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA IRRIGACIONFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL HH413-I DEPARTAMENTO ACADEMICO DE HIDRAULICA E HIDROLOGIA Hallando la función de probabilidad Gumbel y evaluando obtenemos lo siguiente:

    Como N=24 se trata de una muestra pequeña, hallando σy; μy de la tabla mostrada para ello

    interpolamos obteniendo lo siguiente:

    μy= 0.5294 

    σy= 1.0857 

    Luego hallando los parámetros de la función gumbel α y β:

    =    = .. = . − 

    =   = .   .. − = . 

    1 2 3 5 6

    m Q P(Q) F(Q) Abs(F-P)

    1 1791.35 0.9600 0.9876 0.0276

    2 1214.78 0.9200 0.9142 0.0058

    3 872.14 0.8800 0.7487 0.1313

    4 801.88 0.8400 0.6921 0.1479

    5 793.57 0.8000 0.6848 0.1152

    6 780.70 0.7600 0.6732 0.0868

    7 744.81 0.7200 0.6393 0.0807

    8 741.15 0.6800 0.6357 0.0443

    9 705.56 0.6400 0.5995 0.0405

    10 702.95 0.6000 0.5968 0.0032

    11 630.47 0.5600 0.5161 0.0439

    12 622.89 0.5200 0.5072 0.0128

    13 621.34 0.4800 0.5054 0.0254

    14 569.45 0.4400 0.4427 0.0027

    15 564.25 0.4000 0.4362 0.0362

    16 507.64 0.3600 0.3654 0.0054

    17 487.41 0.3200 0.3400 0.0200

    18 476.45 0.2800 0.3262 0.0462

    19 474.35 0.2400 0.3236 0.0836

    20 467.73 0.2000 0.3154 0.115421 460.53 0.1600 0.3064 0.1464

    22 412.83 0.1200 0.2485 0.1285

    23 252.59 0.0800 0.0899 0.0099

    24 248.90 0.0400 0.0872 0.0472

    Qm 664.41

    Δc 0.1479

    Δt 0.274

    Δc < Δt

    El registro de caudales se

    ajusta a la distribucion

    Gumbel de probabilidades

    con un nivel de significacion

    del 5%

    OK

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    Hallando el Q 50 Y Q100:

    Sabemos que:

    Para T=50:  = 1   = 0.98  < 50 = 0.98 = −..  Despejando:

    Q50=1650.55 m3/s

    Para T=100: 

    = 1   = 0.99

     

    < 100 = 0.99 = −..  Despejando:

    Q100=1854.64 m3/s

    De ambas distribuciones notamos que la función que mejor se asemeja a nuestros datos es la

    distribución de Gumbel. Por lo tanto tomaremos Q100 = 1854.64 m3/s.

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    UBICACIÓN DE LA REPRESA

    La ubicación de la represa se hizo en función a la topografía. Del primer informe se poseía

    información del mapa de pendientes, obtenidas en el software ArcGis, al ver este mapa

    observamos que nuestro río (El río Mala) está rodeado en su mayoría por pendientes altas,además que en casi todo el trayecto del río se posee zonas angostas, lo cual hará que nuestra

    represa tenga mayor altura y en planta se vea alargada. También se trató de ubicar la zona más

    angosta el eje de la represa.

    MAPA DE PENDIENTES: H (estación hidrográfica), R (represa)

    Coordenadas de la ubicación de la presa:

    Zona: 18L

    Coordenada Norte: 8 615 446.14 m

    Coordenada Este: 339 861.77 m

    Sistema de coordenadas: UTM-WGS-1984

    R

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    Ubicación en el software Google Earth

    Imagen de cómo quedaría el embalse 

    Para poder determinar las curvas características: Área vs altitud, Fetch vs altitud y volumen vs

    altitud, se tuvo que obtener las curvas de nivel cada metro. Para ello utilizaron el softwareGOOGLE EARTH, AUTOCAD, y GLOBAL MAPPER.

    Ubicación del

    embalse

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA IRRIGACIONFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL HH413-I DEPARTAMENTO ACADEMICO DE HIDRAULICA E HIDROLOGIA Lo que se hizo primero fue delimitar un área, en nuestro caso es la zona de nuestro embalse.

    Google earth 

    En el google earth se traza un polígono que abarca toda la zona del embalse, es de esta zona y

    un poco más que se obtiene las curvas de nivel, lo más recomendable es que la zonaseleccionada, además de envolver la zona del embalse deberá ser grande ya que así podremos

    obtener mayor cantidad de curvas de nivel.

    Trazará una

    referencia sobre

    nuestra zona

    R

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     Área de abarca zona del embalse

    Se guardó esta ZONA, para luego poder trabajar con el GLOBAL MAPPER, el formato en el que

    se guarda es formato Kmz.

    Una vez en el GLOBAL MAPPER, se actualizará la pantalla con las unidades respectivas, para ello

    hacemos click en Display setting  –  projection, actualizamos el sistema en el que trabajamos

    (UTM) y la zona (18).

    Programa GLOBAL MAPPER- actualizamos datos de pantalla 

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA IRRIGACIONFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL HH413-I DEPARTAMENTO ACADEMICO DE HIDRAULICA E HIDROLOGIA Ahora abriremos nuestro archivo referencia, obtenido del google earth.

    Programa GLOBAL MAPPER- abrimos archivo 

    Programa GLOBAL MAPPER- archivo ZONA

    CLICK

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    Programa GLOBAL MAPPER- generando la superficie

    Programa GLOBAL MAPPER- superficie generada

    Ahora generaremos las curvas de nivel.

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    Programa GLOBAL MAPPER- Generando curvas de nivel

    Programa GLOBAL MAPPER- datos de curvas (especificamos cada 1 m

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    Programa GLOBAL MAPPER- guardaremos las curvas en formato DWG.

    Ya estas curvas de nivel las escalaremos y las referenciaremos en el AUTOCAD.

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    Curvas de nivel generadas en Autocad

    Imagen georeferenciada

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    En función a estas curvas de nivel se obtuvo las gráficas: Área vs Altitud, Volumen vs. Altitud y

    Fetch vs. Altitud.

    El siguiente cuadro muestra los valores obtenidos de la medición del Autocad, así como de la

    aplicación de la formula siguiente, para el cálculo del volumen.

    ∆ = ∆3   √   ×  FORMULA PARA EL VOLUMEN

    Z(m.s.n.m)

    A(Km2)

    ΔV (MMC)

    V(MMC) FETCH(m)

    FETCH(KM)

    459 0.0049 169.3552 0.1694

    460 0.0087 0.0067 0.0067 179.6680 0.1797

    461 0.0128 0.0107 0.0174 210.3030 0.2103

    462 0.0174 0.0151 0.0325 248.2696 0.2483

    463 0.0226 0.0199 0.0524 284.5616 0.2846

    464 0.0273 0.0249 0.0773 311.0490 0.3110

    465 0.0318 0.0295 0.1068 330.9506 0.3310466 0.0369 0.0343 0.1411 357.7706 0.3578

    467 0.0415 0.0392 0.1803 375.3552 0.3754

    468 0.0461 0.0438 0.2241 395.5154 0.3955

    469 0.0506 0.0483 0.2724 406.9093 0.4069

    470 0.0552 0.0529 0.3253 427.9210 0.4279

    471 0.0600 0.0576 0.3829 448.2196 0.4482

    472 0.0647 0.0623 0.4452 475.3773 0.4754

    473 0.0741 0.0693 0.5145 577.9620 0.5780

    474 0.0833 0.0786 0.5931 635.6629 0.6357

    475 0.0931 0.0882 0.6813 675.0019 0.6750

    476 0.1022 0.0976 0.7789 698.1202 0.6981

    477 0.1104 0.1062 0.8851 720.8975 0.7209

    478 0.1185 0.1144 0.9996 738.8442 0.7388

    479 0.1274 0.1230 1.1225 772.7705 0.7728

    480 0.1363 0.1318 1.2544 804.2690 0.8043

    481 0.1445 0.1404 1.3947 830.6139 0.8306

    482 0.1680 0.1561 1.5508 1137.8162 1.1378

    483 0.1815 0.1747 1.7255 1169.1091 1.1691

    484 0.1935 0.1875 1.9129 1195.8294 1.1958

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    485 0.2052 0.1993 2.1122 1220.5738 1.2206

    486 0.2162 0.2107 2.3229 1240.9684 1.2410

    487 0.2274 0.2218 2.5447 1264.3267 1.2643

    488 0.2378 0.2326 2.7772 1290.6603 1.2907

    489 0.2489 0.2433 3.0206 1316.3371 1.3163490 0.2592 0.2541 3.2746 1345.9675 1.3460

    491 0.2704 0.2648 3.5395 1372.2752 1.3723

    492 0.2808 0.2756 3.8151 1391.7552 1.3918

    493 0.2914 0.2861 4.1012 1413.9414 1.4139

    494 0.3021 0.2967 4.3979 1432.7005 1.4327

    495 0.3118 0.3069 4.7048 1451.8634 1.4519

    496 0.3220 0.3169 5.0217 1472.1659 1.4722

    497 0.3326 0.3273 5.3490 1494.8448 1.4948

    498 0.3433 0.3379 5.6869 1521.2697 1.5213

    499 0.3649 0.3540 6.0409 1751.2502 1.7513

    500 0.3813 0.3731 6.4140 1778.1156 1.7781

    501 0.3959 0.3885 6.8025 1815.0243 1.8150

    502 0.4119 0.4038 7.2064 1876.0376 1.8760

    503 0.4258 0.4188 7.6252 1897.0603 1.8971

    504 0.4492 0.4374 8.0626 2122.1029 2.1221

    505 0.4662 0.4577 8.5203 2143.1359 2.1431

    506 0.4813 0.4737 8.9940 2166.9947 2.1670

    507 0.4974 0.4893 9.4833 2188.1098 2.1881

    508 0.5114 0.5044 9.9877 2206.2648 2.2063509 0.5253 0.5183 10.5060 2232.8168 2.2328

    510 0.5428 0.5341 11.0401 2276.8569 2.2769

    511 0.5627 0.5527 11.5929 2398.4098 2.3984

    512 0.5787 0.5707 12.1636 2423.4319 2.4234

    513 0.5952 0.5870 12.7505 2451.9360 2.4519

    514 0.6121 0.6036 13.3541 2552.3757 2.5524

    515 0.6288 0.6204 13.9745 2567.4761 2.5675

    516 0.6450 0.6369 14.6114 2587.5799 2.5876

    517 0.6591 0.6520 15.2634 2603.8221 2.6038518 0.6751 0.6671 15.9305 2635.7907 2.6358

    519 0.6916 0.6833 16.6138 2717.4394 2.7174

    520 0.7105 0.7010 17.3149 2759.6824 2.7597

    521 0.7269 0.7187 18.0335 2799.8517 2.7999

    522 0.7443 0.7356 18.7691 2839.7018 2.8397

    523 0.7599 0.7521 19.5212 2864.0368 2.8640

    524 0.7759 0.7679 20.2891 2884.5010 2.8845

    525 0.7915 0.7837 21.0728 2898.4047 2.8984

    526 0.8062 0.7989 21.8717 2914.6080 2.9146

    527 0.8213 0.8137 22.6854 2932.5986 2.9326

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    528 0.8354 0.8283 23.5137 2941.9440 2.9419

    529 0.8503 0.8428 24.3566 2966.1615 2.9662

    530 0.8650 0.8576 25.2142 2994.5921 2.9946

    531 0.8808 0.8729 26.0870 3020.9828 3.0210

    532 0.8947 0.8877 26.9748 3054.5078 3.0545533 0.9167 0.9057 27.8804 3234.3198 3.2343

    534 0.9324 0.9246 28.8050 3240.6161 3.2406

    535 0.9486 0.9405 29.7455 3267.9171 3.2679

    Cuadro de valores obtenidos del Autocad

    Se procede a realizar los gráficos respectivos con los resultados de la tabla anterior:

    450

    460

    470

    480

    490

    500

    510

    520

    530

    540

    0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

       A   L   T   I   T   U   D

       m .   s .   n .   m

        )

    ÁREA (KM2)

    ÁREA VS ALTITUD

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    450

    460

    470

    480

    490

    500

    510

    520

    530

    540

    0 5 10 15 20 25 30 35

       A   L   T   I   T   U   D    (   m .   s .   n .   m

        )

    VOLUMEN (MMC)

    VOLUMEN VS ALTITUD

    450

    460

    470

    480

    490

    500

    510

    520

    530

    540

    0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

       A   L   T   I   T   U   D    (   m .   s .   n .   m

        )

    FETCH (KM)

    FETCH VS ALTITUD

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    DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE LA PRESA (Vp)

    Para determinar el volumen de la presa se tomaron en cuenta los siguientes puntos:

    TALUD:Para la determinación de los taludes de nuestra presa de tierra, se utilizaron las siguientes

    tablas:

    Esta primera tabla se nos hace difícil utilizar ya que no contamos con la información acerca del

    tipo de suelo predominante en la zona de la presa.

    Esta segunda tabla está en función de la altura de la presa, la cual presenta un inconveniente:

    nuestra presa supera los 60m de altura. Sin embargo, se decidió asignar los siguientes taludes:

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    Talud aguas arriba: 3

    Talud aguas abajo: 2.5

    ANCHO DE CORONACIÓN:

    Para determinar el ancho de coronación de nuestra presa, se utilizó la siguiente tabla:

    Se observa que debido a la altura estimada de nuestra presa, no es posible utilizar las

    recomendaciones de USA ni de Italia ya que solo son para presas de hasta 45 metros de altura.

    Utilizaremos los criterios de Knappen y de Preece.

    Método Knappen:

    b = 1.65 x H1/2

    Aproximadamente, nuestra presa tendrá una altura de 70 metros.

      b = 13.80 m

    Método Preece:

    b = 1.1 x H1/2 + 1

      b = 10.20 m

    Teniendo en cuenta estos dos métodos para determinar el ancho de coronación, se determinó

    utilizar un valor intermedio para la corona.

    Por lo tanto consideraremos un ancho de coronación b = 12m.

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    Una vez ya identificada nuestras pendientes, aguas arriba 3 y aguas abajo 2.5, trabajamos con

    las curvas de nivel en el Autocad y en 3D usaremos el comando mirror 3D para poder

    encontrar los límites de la presa con el terreno.

    La imagen muestra límites del terreno con la presa, respetando sus pendientes.

    Calcularemos áreas cada metro y según la fórmula que sigue calcularemos el volumen.

    ∆ = ∆3   √   ×  

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    Cálculo del área cada metro con el comando AREA.

    El siguiente cuadro nos muestra las áreas cada metro y el volumen final encontrado de la presa.

    ALTURA ÁREA (M2) ÁREA(KM2)

    ΔV MMC

    VOLUMENMMC

    70 26452.0564 0.02645

    69 28234.7331 0.02823 0.01823 0.01823

    68 30021.8824 0.03002 0.01942 0.03765

    67 31686.0171 0.03169 0.02057 0.05822

    66 33335.5648 0.03334 0.02167 0.07989

    65 34930.2444 0.03493 0.02276 0.10265

    64 36483.6794 0.03648 0.02381 0.12645

    63 38263.6127 0.03826 0.02492 0.15137

    62 39808.9338 0.03981 0.02602 0.17739

    61 41331.0927 0.04133 0.02705 0.2044460 42759.555 0.04276 0.02803 0.23247

    59 44119.1985 0.04412 0.02896 0.26143

    58 45538.8424 0.04554 0.02989 0.29132

    57 46663.9855 0.04666 0.03074 0.32206

    56 48135.4285 0.04814 0.03160 0.35366

    55 49520.8121 0.04952 0.03255 0.38621

    54 50968.5007 0.05097 0.03350 0.41971

    53 51920.4192 0.05192 0.03430 0.45401

    52 53134.4714 0.05313 0.03502 0.48903

    51 54351.3428 0.05435 0.03583 0.52486

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    50 55569.1697 0.05557 0.03664 0.56151

    49 56626.5135 0.05663 0.03740 0.59891

    48 57767.4585 0.05777 0.03813 0.63704

    47 58709.2084 0.05871 0.03883 0.67587

    46 59977.969 0.05998 0.03957 0.7154445 61008.9171 0.06101 0.04033 0.75577

    44 61996.072 0.06200 0.04101 0.79678

    43 62567.7483 0.06257 0.04153 0.83830

    41 64575.8676 0.06458 0.08477 0.92308

    40 65443.713 0.06544 0.04335 0.96642

    39 66281.1317 0.06628 0.04391 1.01034

    38 67092.6623 0.06709 0.04446 1.05480

    37 67870.4468 0.06787 0.04499 1.09980

    36 68227.8647 0.06823 0.04537 1.14517

    35 69005.5059 0.06901 0.04575 1.19092

    34 69441.313 0.06944 0.04616 1.23708

    33 69732.0624 0.06973 0.04640 1.28348

    32 70168.4568 0.07017 0.04664 1.33012

    31 70536.3981 0.07054 0.04691 1.37703

    30 71052.0235 0.07105 0.04720 1.42423

    29 71092.7669 0.07109 0.04739 1.47162

    28 71240.2548 0.07124 0.04745 1.51908

    27 71161.768 0.07116 0.04748 1.56655

    26 70836.4485 0.07084 0.04734 1.6138925 70844.3957 0.07084 0.04724 1.66113

    24 70883.1002 0.07088 0.04725 1.70838

    23 70704.9023 0.07070 0.04720 1.75558

    22 70121.1167 0.07012 0.04695 1.80253

    21 69683.2096 0.06968 0.04661 1.84914

    20 69460.9611 0.06946 0.04639 1.89553

    19 68826.2239 0.06883 0.04610 1.94164

    18 67993.4569 0.06799 0.04561 1.98725

    17 66704.8728 0.06670 0.04491 2.0321616 65787.6864 0.06579 0.04417 2.07633

    15 64754.6109 0.06475 0.04352 2.11985

    14 63519.3779 0.06352 0.04276 2.16261

    13 61744.9175 0.06174 0.04176 2.20437

    12 59797.2124 0.05980 0.04052 2.24489

    11 57766.068 0.05777 0.03919 2.28408

    10 55878.8813 0.05588 0.03789 2.32197

    9 52422.3242 0.05242 0.03610 2.35807

    8 49837.6668 0.04984 0.03409 2.39216

    7 46228.1687 0.04623 0.03202 2.42418

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    6 42473.1741 0.04247 0.02957 2.45375

    5 36449.9756 0.03645 0.02631 2.48006

    4 29745.1257 0.02975 0.02207 2.50212

    3 22927.1852 0.02293 0.01756 2.51968

    2 15587.3076 0.01559 0.01284 2.532521 340.3175 0.00034 0.00531 2.53783

    Volumen presa 2.54 MMC

    DETERMINACIÓN DEL COCIENTE Ve / Vp

    Para el nivel de volumen útil tenemos que el volumen de la presa es igual a: 2.54 MMC además

    tenemos que nuestro volumen útil es 21.44 MMC, entonces tenemos:

     =

     21.442.54  = 8.44

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    TRÁNSITO DE AVENIDAS PARA EL CAUDAL CORRESPONDIENTE A

    UN PERIODO DE RETORNO DE 100 AÑOS

    La función de los vertedores de demasías en la presas de almacenamiento y en las reguladorases dejar escapar el agua excedente o de avenidas que no cabe en el espacio destinado para

    almacenamiento, y en las presas derivadores dejar pasar los excedentes que se envían al sistema

    de derivación. Ordinariamente, los volúmenes en exceso se toman de la parte superior del

    embalse creado por la presa y se conducen por un conducto artificial de nuevo al rio o algún

    canal de drenaje natural. En la figura muestra un vertedor pequeño en operación. La importancia

    que tiene un vertedor seguro no se puede exagerar, muchas de las fallas de las presas se ha

    debido a vertedores mal proyectados o de capacidad insuficiente. La amplitud de la capacidad

    insuficiente. La amplitud de la capacidad es extraordinaria importancia en las presas de tierra y

    en la de enrocamiento, que tienen riesgo de ser destruidas si son rebasadas, mientras que las

    presas de concreto pueden soportar un rebasamiento moderado. Generalmente, el aumento en

    el costo no es directamente proporcional al aumento de capacidad. Con frecuencia el costo de

    un vertedor de amplia capacidad es solo un poco mayor que el de uno que evidentemente es

    muy pequeño.

    Imagen referencial  

    El tránsito de avenidas es un procedimiento que sirve para determinar el hidrograma de salida

    en embalses y cauces naturales a partir de un hidrograma de entrada.

    Entre sus aplicaciones podemos mencionar:

      Conocer las variaciones de nivel de agua en un embalse y los caudales de salida por el

    vertedero de excedencias, de modo que al presentarse una avenida no se ponga en

    peligro la estabilidad de la presa, bienes materiales o vidas humanas ubicadas aguas

    abajo de esta.

      Dimensionar el vertedero de excedencias.  Verificar el borde libre en cauces naturales

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    La relación entre elevación del agua y caudal de salida se obtiene de la ecuación de descarga del

    vertedero que relaciona la carga de agua y caudal, por ejemplo, la ecuación de descarga de un

    vertedero tipo Creager viene dado por la siguiente expresión:

    Donde:

    Q: Caudal de descarga por el vertedero, en m3/s, en este caso lo denominamos Caudal de

    Salida.

    C: Coeficiente de descarga del vertedero, usualmente varía entre 1,8 a 2,2. Para nuestro

    trabajo C=2.

    L: Longitud de la cresta del vertedero, en m.

    H: Carga de agua sobre la cresta del vertedero incluyendo la carga de velocidad, en m.

    De la primera parte del trabajo escalonado, se obtuvo el caudal máximo para un período deretorno de 100 años. La distribución que mejor se ajusta a nuestros datos fue la distribución de

    Gumbel.

    Por lo tanto: Qmáx: 1854.64 m3/s

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA IRRIGACIONFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL HH413-I DEPARTAMENTO ACADEMICO DE HIDRAULICA E HIDROLOGIA Obtenemos el siguiente hidrograma de entrada:

    t (min) Q (m3/s)

    0 185.464

    20 370.928

    40 741.85660 1112.784

    80 1483.712

    100 1669.176

    120 1854.64

    140 1483.712

    160 1298.248

    180 1112.784

    200 927.32

    220 741.856

    240 556.392

    Realizando los cálculos necesarios para el tránsito de avenida:

    H Z(msnm) Vacu Q(m3/s) 2S/Δt + Q   Q(m3/s)

    66,5 525,5 21,44 0,00 35733,3333 0,00

    67 526 21,8717 233,35 36686,1360 233,35

    68 527 22,6854 1212,50 39021,5225 1212,50

    69 528 23,5137 2608,88 41798,4503 2608,88

    70 529 24,3566 4321,61 44915,8783 4321,6171 530 25,2142 6300,32 48323,9377 6300,32

    t IJ (m3/s) J Ij + I j+1 2Sj/Δt-Qj 2SJ+1/Δt+QJ+1  QJ (m3/s)

    0 185,464 1 35733,3333 0

    20 370,928 2 556,392 36017,20003 36289,7253 136,263

    40 741,856 3 1112,784 36291,11127 37129,9840 419,436

    60 1112,784 4 1854,64 36455,12166 38145,7513 845,315

    80 1483,712 5 2596,496 36596,35604 39051,6177 1227,631100 1669,176 6 3152,888 36592,3778 39749,2440 1578,433

    120 1854,64 7 3523,816 36590,28526 40116,1938 1762,954

    140 1483,712 8 3338,352 36591,35481 39928,6373 1668,641

    160 1298,248 9 2781,96 36594,52155 39373,3148 1389,397

    180 1112,784 10 2411,032 36593,94924 39005,5535 1205,802

    200 927,32 11 2040,104 36533,96511 38634,0532 1050,044

    220 741,856 12 1669,176 36464,38808 38203,1411 869,377

    240 556,392 13 1298,248 36393,26214 37762,6361 684,687

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA IRRIGACIONFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL HH413-I DEPARTAMENTO ACADEMICO DE HIDRAULICA E HIDROLOGIA De esta manera se obtienen los caudales de salida, los cuales se observan de una mejor

    manera en el siguiente hidrograma.

    Se consideró h0=0, porque se calculó:

    0

    200

    400

    600

    800

    1000

    1200

    1400

    1600

    1800

    2000

    0 2 4 6 8 10 12 14

    los caudales de entrada (I) y salida (Q) versus

    el tiempo (t):I(m3/s) Q(m3/s)

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    Qmax desalida = 1762,64

    C= 2,2 h= 1,924921946

    L(m)= 300

    q=2,2*1,92493/2=5,875

    Va=,7

    66,+ℎ 

    ha=,7

    ∗,∗66,+ℎ 

    Resolviendo:

    h0+,7

    ∗,∗66,+ℎ  -1,9249=0Se obtuvo que h0=1,9249 mientras ha aproximadamente igual a cero.

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    CÁLCULO DE NIVELES CARACTERÍSTICOS DEL EMBALSE

    1.  Cálculo del Volumen Útil

    Qreg= 9,72 m3/s

    tQ75%(m3/s)

    Qcultivo(m3/s)

    Vol MMC Vol. Embal. Dif

    1 22,56 7,18 60,44 19,23 41,21

    2 31,71 8,69 76,72 21,03 55,69

    3 42,48 9,72 113,77 26,04 87,73

    4 18,02 6,08 46,71 15,77 30,945 4,85 0,30 12,99 0,80 12,19

    6 2,14 1,43 5,53 3,72 1,82

    7 1,54 0,00 4,12 0,00 4,12

    8 1,40 0,16 3,74 0,43 3,30

    9 1,24 0,00 3,20 0,00 3,20

    10 1,36 0,00 3,65 0,00 3,65

    11 1,65 5,20 4,27 13,48 -9,21

    12 3,10 7,66 8,29 20,53 -12,24 -21,44

    Vol. Util= 21,44 MMC

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    2.  Altitud vs Area vs Vol Acumulado

    Z

    (msnm)

    A

    (km2)

    V.Acumulado

    (MMC)

    459 0,005 0,00

    460 0,009 0,01

    461 0,013 0,02

    462 0,017 0,03

    463 0,023 0,05

    464 0,027 0,08

    465 0,032 0,11

    466 0,037 0,14

    467 0,042 0,18

    468 0,046 0,22

    469 0,051 0,27

    470 0,055 0,33

    471 0,060 0,38

    472 0,065 0,45

    473 0,074 0,51

    474 0,083 0,59

    475 0,093 0,68

    476 0,102 0,78

    477 0,110 0,89

    478 0,119 1,00

    479 0,127 1,12

    480 0,136 1,25

    481 0,144 1,39

    482 0,168 1,55

    483 0,182 1,73

    484 0,193 1,91

    485 0,205 2,11

    486 0,216 2,32

    487 0,227 2,54

    488 0,238 2,78

    489 0,249 3,02

    490 0,259 3,27

    491 0,270 3,54

    492 0,281 3,82

    493 0,291 4,10

    494 0,302 4,40

    495 0,312 4,70

    496 0,322 5,02

    497 0,333 5,35

    498 0,343 5,69499 0,365 6,04

    500 0,381 6,41

    501 0,396 6,80502 0,412 7,21

    503 0,426 7,63

    504 0,449 8,06

    505 0,466 8,52

    506 0,481 8,99

    507 0,497 9,48

    508 0,511 9,99

    509 0,525 10,51

    510 0,543 11,04

    511 0,563 11,59

    512 0,579 12,16

    513 0,595 12,75

    514 0,612 13,35

    515 0,629 13,97

    516 0,645 14,61

    517 0,659 15,26

    518 0,675 15,93

    519 0,692 16,61

    520 0,710 17,31

    521 0,727 18,03

    522 0,744 18,77

    523 0,760 19,52

    524 0,776 20,29

    525 0,792 21,07

    526 0,806 21,87

    527 0,821 22,69

    528 0,835 23,51

    529 0,850 24,36

    530 0,865 25,21

    531 0,881 26,09

    532 0,895 26,97

    533 0,917 27,88

    534 0,932 28,80

    535 0,949 29,75

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA75

    3.  Calculo del NEM

    VU= 21,44 MMC

    VM=VNEM=10%Vu= 2,14 MMC

    INTERPOLANDO: NEM= 485,15 msnm

    Z(msnm)

    V. Acumulado(MMC)

    485 2,11

    486 2,32

    459

    469

    479

    489

    499

    509

    519

    529

    539

    CURVAALTITUD VS VOL. ACUMULADO

    Curva Altitud vs Vol NEM

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA76

    4.  Primera Aproximación

    4.1. Calculo del NMOE:

    Para la primera aproximación se debe asumir un valor inicial para la cota de la cresta de la presa.

    Cota de Cresta(Cc): Cc= 530.00 msnm

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA77

    Se consideró tubería de fundición nueva con ε = 0.25 mm 

    NMOE = NEM + H + D/2 = 486.92 msnm

    Calculando H

    Q reg=V*A= 9.72 m3/s

    V= 34.39 m/s > Vmax= 2.00 m/s

    Q max= 0.57 m3/s

    Numero de tuberias: n= 17.19 ≈  18

    Velocidad media: Vmed=Q reg/n*A= 1.91 m/s

    ν= 1.0E-6 m2/s

    Re= 1146177.6

    ε=  0.25 mmf= 0.016

    H= 1.47 m

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA78

    Z

    (msnm)

    V. Acumulado

    (MMC)

    486 2.32

    487 2.54

    VNMOE= 2.53 MMC

    4.2. Calculo del NAMO

    1° ITERACION

    VNAMO= 23.97 MMC

    Z(msnm) V. Acumulado(MMC)

    528 23.51

    529 24.36

    NAMO= 528.54 msnm

    459

    469

    479

    489

    499

    509

    519

    529

    539

    CURVAALTITUD VS VOL. ACUMULADO

    Curva Altitud vs Vol NEM NMOE

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA79

    2° ITERACION

    Perdida por evaporacion(Ve)

    NAMO= 528.54 msnm NMOE= 486.92 msnm

    Z(msnm)

    A(km2)

    Z(msnm)

    A(km2)

    528 0.835 486 0.216

    529 0.850 487 0.227

    ANAMO= 0.84 Km2 ANMOE= 0.23 Km2

    A= 0.53 Km2

    Ev=200.00

    mm/mes

    C= 2

    Ve= 0.21 MMC

    Perdida por Infiltración(Vi)

    K= 0.016

    Vu= 21.44 MMC

    C= 2

    Vi= 0.69 MMC

    VNAMO= 24.87 MMC

    CUADRO DE ITERACIONES

    ITERACION(i) Ve(i) MMC VI(i) MMC VNAMO(i) MMC

    1 0.00000 0.00000 23.97169

    2 0.21399 0.68622 24.871903 0.21717 0.68622 24.87508

    4 0.21718 0.68622 24.87509

    5 0.21718 0.68622 24.87509

    6 0.21718 0.68622 24.87509

    FINALMENTE

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA80

    VNAMO= 24.88 MMC

    Z(msnm)

    V. Acumulado(MMC)

    529 24.36

    530 25.21

    NAMO= 529.60  snm

    4.3. Calculo del NAME

    Qs= 1.762,6 m3/s

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA81

    Z(msnm)

    V.Acumulado

    (MMC)

    531 26.09532 26.97

    VNAME=  26.56 MMC

    4.4. Cálculo de la Cota de Coronación

    Para calcular la cota de cresta debemos tener en cuenta:

    459

    469

    479

    489

    499

    509

    519

    529

    539

    CURVAALTITUD VS VOL. ACUMULADO

    Curva Altitud vs Vol NEM NMOE NAMO NAME

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA82

    Mapa eólico del Perú

    Por lo tanto: 

    Fetch: F= 3 Km

    Velocidad del viento: V= 100 Km/h

    Calculo de Altura de Ola(h0) :

    1. Formula de Diakon

    Fetch: F= 3 Km

    Velocidad de Viento: V= 27.8 m/s

    Altura de la Presa: P= 71.0 m

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA83

    2.Formula de Stevenson-Molitor

    Fetch: F= 3 Km

    Velocidad de Viento: V= 100 Km/h

    3.Bureau of Reclamation 1987-USBR

    Fetch(Km)Borde Libre(m)

    Normal Minimo

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA84

    Finalmente:

    C.C= 536.66 msnm

    5.  Segunda Aproximación

    5.1. Cálculo del NMOE

    En la segunda aproximación se hará el mismo cálculo para aproximar más el valor de la cota de la

    cresta de nuestra presa.

    Cota de Cresta(Cc): Cc= 536.66 msnm

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA85

    b= 12.00 m

    D= 0.60 m

    Z1= 3

    Z2= 2.5

    L= 294 m

    Calculando H

    Q reg=V*A= 9.72 m3/s

    V= 34.39 m/s > Vmax= 2.00 m/s

    Q max= 0.57 m3/s

    Numero de tuberias: n= 17.19 ≈  18

    Velocidad media: Vmed=Q reg/n*A= 1.91 m/s

    ν= 1.0E-6 m2/s

    Re= 1146177.6

    ε=  0.25 mm

    f= 0.016

    H= 1.65 m

    NMOE = NEM + H + D/2 = 487.11 msnm

    Z(msnm)

    V. Acumulado(MMC)

    487 2.54

    488 2.78

    VNMOE=  2.57 MMC

    5.2. Cálculo del NAMO

    1° ITERACION

    VNAMO= 24.01 MMC

    Z(msnm)

    V. Acumulado(MMC)

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA86

    528 23.51

    529 24.36

    NAMO= 528.59 msnm

    2° ITERACION

    Pérdida por evaporación(Ve)

    NAMO= 528.59 msnm NMOE= 487.11 msnm

    Z(msnm)

    A(km2)

    Z(msnm)

    A(km2)

    528 0.835 487 0.227

    529 0.850 488 0.238

    ANAMO= 0.84 Km2 ANMOE= 0.23 Km2

    A= 0.54 Km2

    Ev=200.00

    mm/mes

    C= 2

    Ve= 0.21 MMC

    Pérdida por Infiltración(Vi)

    K= 0.016

    Vu= 21.44 MMC

    C= 2

    Vi= 0.69 MMC

    VNAMO= 24.91 MMC

    CUADRO DE ITERACIONES

    ITERACION(i) Ve(i) MMC VI(i) MMC VNAMO(i) MMC

    1 0 0 23.9716852

    2 0.2145383 0.6862209 24.9145419

    3 0.2177163 0.6862209 24.9177200

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA87

    4 0.2177275 0.6862209 24.9177312

    5 0.2177276 0.6862209 24.9177312

    6 0.2177276 0.6862209 24.9177312

    FINALMENTE

    VNAMO= 24.88 MMC

    Z(msnm)

    V. Acumulado(MMC)

    529 24.36

    530 25.21

    NAMO= 529.60 msnm

    5.3. Calculo de NAME

    NAME= NAMO+h0=  531.58 msnm

    Z(msnm)

    V.Acumulado

    (MMC)

    531 26.09

    532 26.97

    VNAME=  26.60 MMC

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA88

    5.4. Cálculo de Cota de Cresta

    METODO h0 (m)

    Diakom 2.56

    Stevenson 0.96

    USBR 1.68

    ASCE 0.97

    Usar el mayor: h0= 2.56 m

    Be=2*h0= 5.13 m

    Finalmente:

    C.C= 536.66 msnm

    459

    469

    479

    489

    499

    509

    519

    529

    539

    CURVAALTITUD VS VOL. ACUMULADO

    Curva Altitud vs Vol NEM NMOE NAMO NAME

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA89

    6.  Tercera Aproximación

    6.1. Cálculo NMOE

    Cota de Cresta(Cc): Cc= 536.96 msnm Vmax= 2.00 m/s

    Q max= 0.57 m3/s

    Numero de tuberias: n= 17.19 ≈  18

    Velocidad media: Vmed=Q reg/n*A= 1.91 m/s

    ν= 1.0E-6 m2/sRe= 1146177.6

    ε=  0.25 mm

    f= 0.016

    H= 1.66 m

    NMOE = NEM + H + D/2 = 487.11 msnm

    Z(msnm)

    V. Acumulado(MMC)

    487 2.54

    488 2.78

    VNMOE=  2.57 MMC

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA90

    6.2. Cálculo de NAMO

    1° ITERACION

    VNAMO= 24.01 MMC

    Z(msnm)

    V. Acumulado(MMC)

    528 23.51

    529 24.36

    NAMO= 528.59 msnm

    2° ITERACIONPérdida por evaporación(Ve)

    NAMO= 528.59 msnm NMOE= 487.11 msnm

    Z(msnm)

    A(km2)

    Z(msnm)

    A(km2)

    528 0.835 487 0.227

    529 0.850 488 0.238

    ANAMO= 0.84 Km2 ANMOE= 0.23 Km2

    A= 0.54 Km2

    Ev=200.00

    mm/mes

    C= 2

    Ve= 0.21 MMC

    Pérdida por Infiltración(Vi)

    K= 0.016

    Vu= 21.44 MMC

    C= 2

    Vi= 0.69 MMC

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA91

    VNAMO= 24.92 MMC

    CUADRO DE ITERACIONES

    ITERACION(i) Ve(i) MMC VI(i) MMC VNAMO(i) MMC

    1 0 0 23.9716852

    2 0.2145527 0.6862209 24.9145564

    3 0.2177268 0.6862209 24.9177304

    4 0.2177380 0.6862209 24.9177416

    5 0.2177380 0.6862209 24.9177416

    6 0.2177380 0.6862209 24.9177416

    FINALMENTE

    VNAMO= 24.92 MMC

    Z(msnm)

    V. Acumulado(MMC)

    529 24.36

    530 25.21

    NAMO= 529.65 msnm

    6.3. Cálculo del NAME

    NAME= NAMO+h0=  531.58 msnm

    Z(msnm)

    V.Acumulado

    (MMC)

    531 26.09

    532 26.97

    VNAME=  26.60 MMC

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA92

    6.4. Cálculo de la Cota de Cresta

    METODO h0 (m)

    Diakom 2.70

    Stevenson 0.96

    USBR 1.68

    ASCE 0.97

    Usar el mayor: h0= 2.70 m

    Be=2*h0= 5.39 m

    Finalmente:

    C.C= 536.97 msnm RESPUESTA FINAL DE CC

    Por lo tanto la altura de la presa es: 536.97  – 459 = 77.97 m

    459

    469

    479

    489

    499

    509

    519

    529

    539

    CURVAALTITUD VS VOL. ACUMULADO

    Curva Altitud vs Vol NEM NMOE NAMO NAME

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA93

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA94

    PLANTEAMIENTO DEL SISTEMA DE RIEGO

    El sistema de riego que se planteó para la irrigación fue un sistema de riego por gravedad.

    Esquema del planteamiento de la irrigación

    Para el canal principal se cuenta con los siguientes datos:

    Inicio:

    Coordenada este: 337209.77 m

    Coordenada norte: 8615106.90 m

    Fin:

    Coordenada este: 327072.45 m

    Coordenada norte: 8610656.83 m

    Longitud total: 12 585.94 m

    Desnivel: 75 m

    Pendiente del canal: 75/12585.94 s=0.006

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA95

    En la distribución se consideró plantear lotes de 5 Ha cada uno dispuestos a ambos lados de 4

    canales secundarios.

    Esquema de la distribución de los lotes en el área de riego

    De esta manera se tenían que ubicar 42 lotes para cubrir las 210 Ha de la zona de riego.

    Debe notarse al ver las curvas de nivel que el canal principal se encuentra ubicado en ladera, criterio

    que se utilizará para el posterior diseño del mismo.

    El primer canal secundario abastece 40 Ha.

    El segundo canal secundario abastece 50 Ha.

    El tercer y cuarto canal secundario abastece 60 Ha cada uno.

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA96

    DISEÑO DEL DESARENADOR

    1.  Diámetro de las partículas a sedimentar

    En este caso el material sólido a sedimentar consiste en partículas de arena fina:

    • Arena fina - gruesa d = 0.2 mm.

    2.  Cálculo de la velocidad del flujo “ν” en el tanque: 

    Utilizamos la fórmula de Camp:

    ν = a*√ Donde: d = Diámetro (mm)

    a = constante en función del diámetro

    Para: d = 0.2 mm

    a = 44

    Luego: ν = 44*√0.2 

    ν = 19.67 cm/s = 0.2 m/s De acuerdo a lo anterior vemos que la velocidad del flujo determinada es adecuada.

    De la velocidad se obtiene el valor del parámetro: K=1,25

    3.  Cálculo de la velocidad de caída w

    Para este aspecto existen varias fórmulas empíricas, tablas y nomogramas, entre las cuales

    consideramos:

    - Arkhangelski

    Tabla en la cual determinamos w (cm/s) en función del diámetro de partículas d (mm).

    Para un diámetro de d = 0.2 mm.

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    TRABAJO ESCALONADO – PRIMERA ENTREGA97

    El w será (según la tabla mostrada):

    w = 2.16 cm/s = 0.0216 m/s

    Velocidades de sedimentación w calculado por Arkhangelski (1935) en función del

    Diámetro de partículas

    Nomograma Sudry

    Permite calcular w (cm/s) en función del diámetro d (mm)

    • Según Sudry: w = 3 cm/s = 0.03 m/s aprox

    Owens

    Propone la fórmula:

    w = k*[d*(ρs – 1)] ^0.5

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