Obra de captación. Las presas de almacenamiento pueden ser para control de inundaciones

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La cubeta deflectora tiene un ángulo α= 16°42’ que es el ángulo formado entre la plantilla de la rápida con la horizontal, y un ángulo β= 35° que es el de lanzamiento, y un radio de 25 m se encuentra en la estación 0252.03, con una elevación de 339.78 m. (SE ANEXA AL FINAL EL PLANO GENERAL EN TAMAÑO OFICIO)[pic 5]

III. REVISIÓN DE LA GEOMETRÍA PROPUESTA.

Para el diseño de un vertedor de abanico, se determina una geometría preliminar y posteriormente se realiza el análisis hidráulico. El proceso es iterativo, pues se propone la geometría y se calcula hidráulicamente y según los resultados, se modifica la geometría y se vuelve a calcular hidráulicamente.

Como se ha mencionado, el proyecto de un vertedor de abanico requiere primero que se proponga una geometría y posteriormente se realiza el análisis hidráulico.

En la geometría propuesta se debe verificar que se cumplan las relaciones:

[pic 6][pic 7][pic 8]

El pre dimensionamiento se obtiene de la figura 93 anexa. También se anexa el plano general del proyecto que se analizara hidráulicamente después de la revisión de la geometría.

En el plano anexado contamos principalmente con los siguientes datos:

[pic 9]

Ahora, procedemos a verificar las relaciones mencionadas anteriormente:[pic 10][pic 11][pic 12][pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

- Revisión de la longitud de la cresta vertedora

[pic 16]

Como 2rad = 360°, entonces tenemos que 79° = 1.38 y 17° 30´ = 0.31[pic 17]

Dicho lo anterior, se procede a calcular L1.[pic 18][pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

- Carga H sobre la cresta vertedora

Como se ha visto con anterioridad, se tiene esta fórmula:

[pic 22]

Y como es te caso, el cimacio es de cresta delgada se procede a calcular H despejándola de la fórmula anterior:

[pic 23][pic 24]

Conocidos los valores H y L1 empleamos la relación (Fig. 93) para revisar los otros parámetros:[pic 25]

[pic 26]

[pic 27][pic 28]

[pic 29][pic 30]

[pic 31]

Con el valor obtenido anteriormente, entramos a la gráfica de la figura 93 y se tiene:[pic 32][pic 33]

[pic 34]

[pic 35]

A continuación se procede a verificar los valores de L2, L3, L4, L5 y h, de igual manera utilizando la figura 93. Proyectando nuevamente el valor de en la gráfica obtenemos que:[pic 36]

Longitud de la sección de control

[pic 37][pic 38]

Distancia de la cresta a la sección de control a lo largo del eje del vertedor

[pic 39][pic 40]

Distancia de la sección de control al final de la transición

[pic 41][pic 42]

Ancho de la plantilla en el canal de descarga

[pic 43][pic 44]

Altura del cimacio

[pic 45][pic 46]

Después de haber obtenido los valores anteriores nos podemos dar cuenta que no son exactamente los mismos a los que marca el plano, sin embrago son muy parecidos y se toman como buenos.

IV. CÁLCULO HIDRÁULICO.

IV.1. CRESTA VERTEDORA.

Ahora, se calculará el perfil del agua en la parte de la cresta vertedora, apoyándonos en los datos proporcionados en el plano y los verificados con anterioridad.

Datos:

- Qd: 2500 m3/s

- L: 149.50 m (longitud de la cresta)

El cimacio es de cresta delgada.

Para el cálculo de la carga H sobre la cresta vertedora, se emplea la siguiente expresión:

Qd =CLH3/2 [pic 47]

[pic 48]

N.A.M.E. = N.A.M.O. + H = 379 m + 4.12 m

N.A.M.E. = 383.12 m[pic 49]

Ahora se obtiene el tirante crítico (yc) con la siguiente expresión:

Donde: [pic 50][pic 51]

[pic 52]

(Tirante crítico)[pic 53]

Posteriormente, se calculará el tirante conjugado menor (y1), pero antes se calcula z, que es la diferencia de elevaciones entre el N.A.M.E. y el N.T.N., la velocidad teórica (VT) y la velocidad real (VA).

z = 383.12 m – 368 m z = 15.12 m[pic 54]

VT = 16.01 [pic 55][pic 56]

Con los datos de z=15.12 m y de H=4.12 m, procedemos a obtener con ayuda de la gráfica que se muestra a continuación el valor de C y con él podremos calcular VA.

[pic 57]

[pic 58]

[pic 59][pic 60]

[pic 61]

Con lo anterior obtenemos un valor de C = 0.96.

Como VA = C * VT = 0.96 * 16.01 m/s; entonces [pic 62][pic 63]

Tomando en cuenta que q = VA * y1, despejando y1, tenemos que:

y1 = 1.09 m (Tirante conjugado menor)[pic 64]