DISEÑO HIDRAULICO Y ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

DISEÑO HIDRAULICO Y ESTRUCTURAL DISEÑO DE LAS OBRAS HIDRÁULICAS A.

RECURSOS HÍDRICOS, FUENTES DE AGUA El recurso hídrico principal del represamiento de la presa lo constituye principalmente el área tributario del vaso natural cóncavo Ccarhuaccocha con las precipitaciones preponderantes entre los meses de diciembre, enero, febrero y marzo; que abastecerá con un caudal máximo de 46.00 l/s durante el proceso de riego y en el funcionamiento de la presa se debe implementar un plan de monitoreo (hidrometría) de las fuentes hídricas vinculadas al llenado del vaso del área tributario de la Micro-cuenca o vaso.

B.

DISEÑO HIDRÁULICO Las presas se clasifican en un número de categorías diferentes que dependen del objeto, de acuerdo al uso del proyecto, la presa citada se considera como una presa de almacenamiento, porque embalsa el agua en los períodos lluviosos y según el proyecto hidráulico como “Presa Vertedora”, debido a que el vertedero de excedencias se proyecta por encima de esta.

De acuerdo a las características y/o evaluaciones hidráulico, hidrológico, geológico se plantean la comparación técnica económica de dos posibilidades de represamiento tal como una Presa de Tierra u Homogénea, así como una Presa de Gravedad o Concreto.

Condiciones Generales Ccarhuaccocha

Topográficas

y

Batimétricas

del

Embalse

De acuerdo a lo elaborado en el Plano Topográfico, así como en el Plano Batimétrico del presente servicio de consultoría se ha procedido a obtener los valores correlativos de las áreas y volúmenes relativos con la cota del tirante de agua a llenarse con la puesta o construcción de la Presa Ccarhuaccocha.

C.

SUSTENTO TECNICO - SOCIAL DE PLANTEAMIENTO DEL SISTEMA 1. ANTECEDENTES

a. Cuando se inició los trabajos de campo y ante nuestra presentación ante la Comunidad de Ichuccollo, se realizó de la primera visita a la laguna Ccarhuaccocha donde se constató la existencia de jaulas flotantes de crianza de trucha, y se nos indicó expresamente por parte de la directiva de la Comunidad que ellos querían que cualquier solución técnica, que se plantease SE MANTENGA INTACTO las aguas por debajo del nivel mínimo (de estiaje) para así garantizar que, aunque el embalse proyectado se vacié totalmente, ellos puedan continuar con la crianza de truchas, que está a cargo de una asociación de comuneros de Ichuccollo. b. Ante este requerimiento en reunión de coordinación dimos cuenta de ello a la Municipalidad de Suyckutambo y Comunidad de Ichuccollo.

1

DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

c.

Comentamos de ello a la Supervisión y a los funcionarios de Agro Rural Espinar.

d. Se determinó con nuestros especialistas que el embalse a proyectarse debía tener como condicionante fundamental este requerimiento social a fin de no perturbar la buena relación que se estaba consolidando con la comunidad y posibles beneficiarios del proyecto. 2. SOLUCION TECNICA Se desarrolló la siguiente solución técnica que a continuación graficamos: a. Se determinó que el nivel mínimo de aprovechamiento de aguas seria la cota que coincide con el nivel mínimo de las aguas de la laguna en época de estiaje y que permite que las jaulas flotantes de crianza de truchas se desarrollen con total normalidad. b. De este nivel mínimo la presa de tierra escogida como alternativa factible se eleve 8.0 metros hasta una cota de con lo que se consigue un almacenamiento de 665.000 m3 de agua para ser utilizada en el sistema de riego. c.

Producto de esta solución para el represamiento, la laguna Ccarhuaccocha (espejo de agua) siempre conservará un nivel mínimo con lo cual en la peor época y con el embalse proyectado vacío se mantendrá un volumen fósil o ecológico que permitirá el normal desarrollo de la piscicultura a cargo de la comunidad.

3. CONCLUSIONES De lo desarrollado se han llegado a las siguientes conclusiones a. Se consolido la relación de empatía con la comunidad, por lo que se logró la licencia social para el proyecto b. Los datos de la batimetría SOLO HAN SERVIDO PARA DETERMINAR EL VOLUMEN FOSIL DE LA LAGUNA CCARHUACCOCHA. c.

Para la solución técnica desarrollada, el resultado de la batimetría es referencial, mas no fundamental ya que en NINGUN TRAMO DEL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE RIEGO planteado se utiliza el volumen de aguas existente en la laguna en la peor época de estiaje.

d. El grado de precisión de más del 95%% para la batimetría es suficiente para los fines y objetivos que han sido utilizados.

2 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

TABLA Nº 1

MINISTERIO DE AGRICULTURA Y RIEGO PROGRAMA DE DESARROLLO PRODUCTIVO AGRARIO RURAL - AGRORURAL ESTUDIO DE PERFIL

" Instalación del Servicio de Agua para Riego Ccarhuaccocha para las Localidades de Cullcuyo, Huayllatira y Ccotaccota de la Comunidad de Ichuccollo, Distrito de Suykutambo, Provincia de Espinar - Cuzco " RELACION COTA – AREA – ALMACENAMIENTO EMBALSE CCARHUACCOCHA

COTA

ALTURA

4.668

0

(msnm) 4.669 4.670 4.671 4.672

(m)

ÁREA (m2)

0 000,00

1

10 416,40

3

27 451,70

2 4

20 037,00 35 223,60

ÁREA

(Km2)

0,0000 0,0104

31 337,65

4.675

7

50 496,70

0,0505

9

59 596,70

0,0596

4.676 4.677

8

4.678

10

4.680

12

4.679 4.681 4.682 4.683 4.684 4.685

54 905,00 64 341,30

11

72 555,00

13

85 654,00

14 15 16 17

78 900,00 93 876,00 97 778,00

102 500,00

119 903,00

5 208,20

0,0352

0,0275

41 429,70 46 075,70

0 000,00

15 226,70

5

6

(m2)

0,0200

4.673 4.674

ÁREA PROMEDIO

0,0414

0,0461

0,0549 0,0643

0,0726 0,0789 0,0857 0,0939 0,0978 0,1025

0,1199

23 744,35 38 326,65 43 752,70 48 286,20 50 490,35 57 250,85 61 969,00 68 448,15 75 727,50 82 277,00 89 765,00 95 827,00

100 139,00 111 201,50

VOLUMEN PARCIAL

VOLUMEN TOTAL

0,0000

0,0000

(MMC) 0,0052 0,0152 0,0237 0,0313 0,0383

(MMC) 0,0052

VOLUMEN TOTAL (M3) 0,0

5.208,2

0,0204

20.434,9

0,0755

75.516,9

0,0442 0,1138

44.179,3 113.843,6

0,0438

0,1576

157.596,3

0,1010

0,2586

258.577,0

0,0483 0,0573 0,0620 0,0684 0,0757 0,0823 0,0898 0,0958 0,1001 0,1112

0,2059 0,3158 0,3778 0,4462 0,5220 0,6042 0,6940 0,7898 0,8900 1,0012

205.882,5 315.827,8 377.796,8 446.245,0 521.972,5 604.249,5 694.014,5 789.841,5 889.980,5

1.001.182,0

El aliviadero se encuentra desde la cota 4,684.0 (umbral) m.s.n.m. Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha

3 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

FIG. Nº 1

RELACION COTA - AREA - ALMACENAMIENTO ÁREA (m2)

140,000

4,686

120,000

100,000

80,000

60,000

40,000

20,000

0

4,684 4,682 4,680

COTA (m.s.n.m.)

4,678 4,676 4,674 4,672 4,670 4,668 4,666

0

100,000

200,000

300,000

400,000

500,000

600,000

VOLUMEN (M3)

700,000

800,000

900,000 1,000,000

Fuente: Consorcio Hidráulico CCarhuaccocha

I)

PRESA DE TIERRA U HOMOGENEA La geometría planteada obedece a un análisis hidráulico y estructural con características favorables (taludes de diseño dados a los espaldones) para lograr el incremento en almacenamiento y responder de mejor manera a las solicitaciones de carga en condiciones más críticas, todo este cambio se fundamenta principalmente en lo siguiente: a) Análisis de estabilidad de la presa. b) Materiales evaluados y presentados en el presente estudio en estudio correspondiente.

I.1 CARACTERÍSTICAS DEL CUERPO DE LAS PRESA La presa, permitirá almacenar aproximadamente un volumen útil total de 665,000 m³ para permitir irrigar 92.85 has. de los siguientes sectores del Proyecto: a) Sector Huayllatira b) Sector Cullcuyo c) Sector Ccotaccocta

11.0 Hectáreas 26.60 Hectáreas 55.25 Hectáreas

La dotación considerada como referencia para riego tecnificado es de 6000 m3/ha.

DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

4

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

Las características más importantes de la presa de acuerdo al diseño estructural se detallan en el siguiente cuadro.

TABLA Nº 03 CARACTERISTICAS PRESA CCARHUACCOCHA

UNIDADES

VALORES

Cota del espejo de agua

m.s.n.m.

4,684.00

Cota máxima filtro dren

m.s.n.m.

4,682.50

Cota máxima corona

Altura efectiva de Almacenamiento Altura máxima corona al terreno

m.s.n.m. m. m.

4,685.00

7.00 8.00

Volumen útil a almacenarse

m3

665,000.0

Caudal máximo de salida

lt./s

46.00

Longitud de la presa

Fuente: Consorcio Hidráulico CCarhuaccocha

m.

132.21

Así mismo las dimensiones finales del cuerpo central de la presa de tierra u homogénea se muestran a continuación: PRESA DE TIERRA CCARHUACCOCHA Talud a. arriba presa (contacto c. flujo)

V = 1: H = 4

Altura máx. filtro

hf = 9.50 m.

Talud a. abajo presa

Profundidad de cimentación

V = 1: H = 2.5

h = 3.25 m.

Ancho máx. del cuerpo central

B = 58.70 m.

Ancho máx. filtro (horiz.)

Bh = 22.90 m.

Altura del dentellon

hd = 2.00 m.

Altura máx. filtro

Ancho del dentellon Ancho de Corona

I.2 DISEÑO ESTRUCTURAL DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

H = 6.75 m.

b = 4.00 m.

bc= 4.18 m.

5

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

Las presas de tierra homogénea son estructuradas de dimensiones tales, que por su propio peso resisten las fuerzas que actúan en ellas. Si se construyen cumpliendo los estándares recomendados para el material y su compactación, las presas de tierra son estructuras permanentes que requieren poca conservación.

La función principal de una presa es elevar el nivel de aguas; por tanto, la fuerza externa principal que deben resistir las presas es la presión del agua embalsada. Sin embargo, también actúan otras fuerzas en la estructura. Las fuerzas consideradas para el diseño de las presas son las siguientes:      

Peso propio de la estructura Presión interna y externa del agua Presión de los azolvase Fuerza sísmica horizontal y vertical Empuje por aceleración del agua Supresión

Los estados de carga supuestos de diseño, corresponden a las situaciones más críticas como:    

A presa vacía A presa vacía y ocurrencia de un sismo A presa llena A presa llena y ocurrencia de un movimiento oscilatorio

Los cálculos estructurales se adjuntan en ANEXOS de cálculo. Se ha empleado el programa STABIL (STB2010) del Prof. Arnold Verruijt, Delft.

6 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO

________________________________________________________________________________________________________________

FIG. Nº 3 ESQUEMA TRANSVERSAL PRESA DE TIERRA

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha 7 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN

De acuerdo a los análisis de suelos realizados, se ha tomado los valores de capacidad portante del terreno admisible. Los esfuerzos transmitidos por la estructura (actuante), son menores a los esfuerzos admisibles los que a su vez han sido calculados considerando un Factor de Seguridad (F.S. = 2.0). Asimismo, se ha realizado un análisis del recorrido de la filtración debajo del dentellón impermeable propuesto, obteniéndose un valor conforme para este tipo de estructuras.

I.3 CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL CONSTITUYENTE DE LA ESTRUCTURA. CUERPO DE LA REPRESA

Se propone que el cuerpo de la presa proyectada mediante material combinado de arcilla y grava o roca como espaldones o en los taludes, así como cuerpo mismo con el espesor conveniente.

DRENAJE DEL CUERPO DE LA PRESA Se deberá incluir las obras de drenaje o de sub-presión al pie del talud de la presa, para ello se debe colocar tuberías cribadas de drenaje adyacente o al final de los filtros horizontales aguas abajo para disminuir la sub-presión que se presenta en el bloque central de la presa.

II)

PRESA DE GRAVEDAD O CONCRETO La geometría planteada obedece a un análisis hidráulico y estructural con características favorables para lograr el incremento en almacenamiento y responder de mejor manera a las solicitaciones de carga en condiciones más críticas, todo este cambio se fundamenta en lo siguiente: se propone construir una presa de concreto ciclópeo f’c=140kg/cm² +30% PG.

II.1 CARACTERÍSTICAS DEL CUERPO DE LAS PRESA La presa, permitirá almacenar aproximadamente un volumen útil total de 665,000 m³ para permitir irrigar 92.85 has. de los siguientes sectores del Proyecto pertenecientes a la Comunidad de Ichuccollo: a) Sector Huayllatira b) Sector Cullcuyo c) Sector Ccotaccocta

11.00 Hectáreas 26.60 Hectáreas 55.25 Hectáreas

La dotación total anual considerada para el riego tecnificado calculada para la cedula de cultivo planteada es de 785,723.94 m3 Las características más importantes de la presa de acuerdo al diseño estructural se detallan en el siguiente cuadro.

8 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

TABLA Nº 02

CARACTERISTICAS PRESA

UNIDADES

PRESA CCARHUACCOCHA

VALORES

Cota del espejo de agua

m.s.n.m.

4,684.0

Cota de salida de la conducción

m.s.n.m.

4,678.0

Cota de terreno al pie de presa

m.s.n.m.

Altura efectiva de Almacenamiento

m.

4,677.0 7.0

Volumen a almacenarse

m3

1,005,000.0

Caudal máximo de salida

lt./s

46.5

Volumen Util

m3

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha

665,000.0

Así mismo las dimensiones finales del cuerpo central de las presas se muestran a continuación: PRESA CCARHUACCOCHA Altura de loza cantiléver

D = 1.50 m

Profundidad de cimentación

h = 2.00 m

Longitud de loza cantiléver Ancho del cuerpo central

L = 3.00 m

B = 15.84 m

Altura max. de la presa al terreno

H = 8.20 m

Ancho de dentellones

b = 6.00 m

Altura de dentellones Altura de corona

C = 1.00 m

hc= 1.30 m

Ancho de Corona

bc = 3.00 m

Talud de la cara exterior

m = 1 (V=1:H=1)

Talud de la cara interior Longitud de presa

n = 0.20 (V=1:H=0.20)

Lp = 132.0 m.

II.2 DISEÑO ESTRUCTURAL DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

9

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

Las presas de concreto son estructuradas de dimensiones tales, que por su propio peso resisten las fuerzas que actúan en ellas. Si se construyen en cimentaciones buenas, las presas sólidas de concreto son estructuradas permanentes que requieren poca conservación.

La función principal de una presa es elevar el nivel de aguas; por tanto, la fuerza externa principal que deben resistir las presas es la presión del agua embalsada. Sin embargo, también actúan otras fuerzas en la estructura. Las fuerzas consideradas para el diseño de las presas son las siguientes:      

Peso propio de la estructura Presión interna y externa del agua Presión de los azolvase Fuerza sísmica horizontal y vertical Empuje por aceleración del agua Supresión

Los estados de carga supuestos de diseño, corresponden a las situaciones más críticas como:    

A presa vacía A presa vacía y ocurrencia de un sismo A presa llena A presa llena y ocurrencia de un movimiento oscilatorio

El cálculo estructural se adjunta en ANEXO de Calculo respectivo.

DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN

De acuerdo a los análisis de suelos realizados, se ha tomado los valores de capacidad portante del terreno admisible. Los esfuerzos transmitidos por la estructura (actuante), son menores a los esfuerzos admisibles los que a su vez han sido calculados considerando un Factor de Seguridad (F.S. = 3.05). Asimismo, se ha realizado un análisis del recorrido de filtración para el tramo central (tramo crítico de 9.50 m), por los métodos de E.W. Lane y Blight; de cuyo análisis se concluye implementar un zampeado de concreto o loza de concreto de 3.00 m, aguas arriba de la presa.

II.3 CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL CONSTITUYENTE DE LA ESTRUCTURA CUERPO DE LA REPRESA

Se propone que el cuerpo de la presa proyectada, debe ser de Concreto ciclópeo f’c = 140 Kg/cm² + 30% de piedra.

DRENAJE DEL CUERPO DE LA PRESA Se deberá incluir las obras de drenaje o de sub-presión al pie del talud de la presa, para ello se debe colocar tuberías cribadas de drenaje adyacente al dentellón aguas arriba para disminuir la sub-presión que se presenta en el bloque central de la presa.

10 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

ALIVIADERO DE LA PRESA

De acuerdo al estudio hidrológico se tiene como diseño del aliviadero (hidrograma de salida) un caudal máximo de 7.3 m3/s y empleando la ecuación de vertederos rectangulares se tiene lo siguiente: Q = c x L x H 3/2 c = 2.2

Se encuentra finalmente que

H= 0.5 m. L = 9 m.

El aliviadero se encuentra desde la cota 4,684.0 (umbral) m.s.n.m. y cota máxima de 4,684.5 msnm. La descarga finalmente desemboca a la quebrada Cullcuyo.

CAIDA Y POZA DISIPADORA Esta estructura hidráulica tipo canalón rectangular en caída se acoplará con el umbral de salida del vertedero de demasías rectangular hasta terminar en la cota más baja y en una poza disipadora de la energía, la cual entregará o descargará aguas abajo hacía la quebrada existente. Se presentan los cálculos respectivos en anexo adjunto.

DESCARGA DEL FLUJO De acuerdo al estudio hidrológico se ha considerado un caudal de diseño de salida máximo o descarga de Q = 46.00 lt/s. lo cual da un diámetro de tubería de D =10” de HDPE hasta el empalme en la cámara de distribución. Se presentan los cálculos respectivos en anexo adjunto.

BORDE LIBRE Se considera un NAMO (Nivel Operación normal) la cota 4,684.0 msnm, por lo cual el borde libre en este caso resulta de 1.0 metros; al momento de darse la ocurrencia de la avenida máxima de 7.3 m3/s, la estructura tendrá todavía un borde libre de 0.5 metros.

OBRAS DE DESVIO E INICIO CONSTRUCCION Durante la fase constructiva se tendrá que improvisar o construir un cierre como dique de tierra temporal, hasta la cota 4,680 msnm. Este material de cierre luego de construir la presa de gravedad será retirado. Se colocará una tubería de desfogue, esta puede permanecer luego de construida la presa en dicha posición o ubicación taponeándose o cerrándose convenientemente hasta la apertura o funcionamiento de la tubería de descarga del flujo.

11 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

FIG. Nº 2

ESQUEMA TRANSVERSAL PRESA DE CONCRETO

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha III.

CALCULO HIDRAULICO DE LA CONDUCCION

De acuerdo a los caudales a derivar por la demanda del riego, estos resultan sensiblemente de ordenes menores en los sectores o tramos se viene entregando o distribuyendo el flujo. Para el diseño hidráulico se utilizado el Programa “H” CANALES” el mismo que permite realizar los cálculos hidráulicos del sistema de conducción. Los mismos se adjuntan en los Anexos.

OBRAS DE ARTE

Su diseño se ha realizado en base a la fundamentación hidráulica y estructural. Se adjunta en anexos dichos cálculos.

12 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

1) Canal de Conducción Principal (8.90 Km) El canal principal, se propone la instalación de dos tramos de 8.90 Km. de canal conducción de tubería HDPE entre ø 10”, 8”, 6” y 4” para conducir un caudal máximo de 46.00 l/s. los detalles de progresivas y diámetros se presentan en los cálculos adjuntos.

2) Construcción pozas de inspección tipo disipador Se plantea la construcción de 09 unidades pozas de inspección de concreto simple fc=175kg/cm2, con la finalidad de inspeccionar y al mismo tiempo sirve como disipador de energía y tiene la función de válvula de aire o ventosa; los mismos tiene las siguientes características 1.20m. X 1.10m. X 1.00m.

3) Construcción de válvulas de descarga de reservorio nocturno Se plantea la construcción de 03 unidades de válvulas de descarga ubicadas en cajas de concreto simple fc=175kg/cm2, con las siguientes características 1.20m. x 1.10m. x 1.00m. para alimentar al sistema de riego por aspersión desde los reservorios nocturnos o cámaras de carga; cada válvula de regulación de 160, 200 y 50 mm.

4) Reservorio de almacenamiento de Geomembrana (03Und) Se plantea la construcción de 03 reservorios de almacenamiento de geomembrana de 350, 800 y 1600 m3 cada una, con la finalidad de almacenar durante 16 horas en horarios de noche; para dar la disponibilidad de recurso hídrico y satisfacer la demanda al 100% de acuerdo a los cálculos en diseño agronómico de 92.85 has. CONCLUSIONES

a) De las alternativas planteadas, en cuanto a la definición del tipo de presa se concluye, que la solución adoptando el tipo de presa de tierra homogénea resulta la más económica en razón de contar con las canteras adecuadas y cercanas al proyecto, haciendo notar que la cantera para el material de relleno está dentro de los terrenos de la comunidad de Ichuccollo y por lo tanto los miembros de esta comunidad dejaron sentado en acta que no existía ningún problema para el uso de la misma, por lo que esta alternativa planteada resulta la más viable técnica, económica y socialmente factible. b) En cuanto al sistema de conducción, se descartó de plano la posibilidad de usar canales abiertos, por lo siguiente; al tratarse de una zona de mucha altura lo que requiere que el tipo de concreto a emplearse, tenga la necesidad de utilizar ciertos

13

DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

aditivos que aseguren su buen desempeño, al margen de necesitar una supervisión rigurosa al momento de construcción, además socialmente la situación se complica ya que el beneficiario se muestra más reacio a otorgar los pases de servidumbre respectivos porque siente que se le cercena su propiedad, por lo que cuando se les planteo que se utilizaría tubería enterrada no se tubo oposición alguna, además de requerirse un menor mantenimiento durante el periodo de vida útil del proyecto.

c) Por lo que, ante las variables posibles para el sistema de conducción, se tuvo que escoger la única solución factible, que fue tubería enterrada, con una presa de tierra y se tuvo que comparar con la alternativa de presa de concreto, que era la otra posibilidad para el sistema de almacenamiento. d) Ante lo descrito anteriormente se tenía las siguientes posibilidades de solución: 1) Presa de concreto con canal, solución que de antemano resulta la solución más cara y socialmente la más complicada. 2) Presa de tierra con canal, solución cara con posibilidades de problemas sociales 3) Presa de concreto con tubería enterrada, que también es una solución costosa en segundo orden sin problemas sociales 4) Presa de tierra con tubería enterrada, solución mas económica y sin problemas sociales

En consecuencia, creemos que era nuestro deber comparar las dos soluciones más factibles más económicas sin posibilidades de problemas sociales, por lo que se escogió como alternativas las posibilidades descritas en los puntos 3) y 4)

14 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

ANEXO CALCULOS

15 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha

16 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha

17 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha

18 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha

19 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha

DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

20

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha

DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

21

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha

DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

22

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha

23 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha

24 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha

25 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha

26 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha

27 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha

28 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO

________________________________________________________________________________________________________________

CALCULO DE CONDUCCION POR TUBERIAS : : :

1.- NOMBRE DEL PROYECTO 2.- UBICACIÓN 3.- TRAMO LINEA DE CONDUCCION (1) Nivel Dinámico Elemento Camara Distr. Caudales CRP 1 CRP 2 CRP 3 CRP 4 CRP 5 CAMARA CARGA RIEGO

4670.00 4668.00 4645.00 4595.00 4545.00 4495.00 4445.00 TOTAL

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha

INSTALACION DEL SISTEMA DE RIEGO CCARHUACCOCHA CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA-ICHUCCOLLO-SUYCKUTAMBO-ESPINAR-CUZCO HUAYLLATIRA - CCOTACCOTA

Longitud (Km)

0.13000 0.38959 0.78000 0.52000 0.54300 0.91600 3.27859

Caudal tramo

27.00 27.00 27.00 27.00 27.00 27.00

Pendiente S Diámetro en " 15.38 59.04 64.10 96.15 92.08 109.17

5.83 4.43 4.35 4.00 4.04 3.90

Diám. Comercial Velocidad Flujo

6 6 6 6 6 6

1.48 1.48 1.48 1.48 1.48 1.48

Hf 1.73 5.18 10.37 6.91 7.22 12.18

H. Piezométrica

4670.00 4668.27 4662.82 4634.63 4588.09 4537.78 4482.82

Presión 0.00 0.27 17.82 39.63 43.09 42.78 37.82

29 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO

________________________________________________________________________________________________________________

: : :

1.- NOMBRE DEL PROYECTO 2.- UBICACIÓN 3.- TRAMO

LINEA DE CONDUCCION (2) Nivel Dinám ico Elemento Camara Derivadora CRP 1 CRP 2 CRP 3 CRP 4 CRP 5 CRP 6 CRP 7 CRP 8 CRP 9 CAMARA CARGA RIEGO

4670.00 4649.00 4600.00 4585.00 4535.00 4486.00 4459.00 4410.00 4360.00 4321.00 4290.00 TOTAL

INSTALACION DEL SISTEMA DE RIEGO CCARHUACCOCHA CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA-ICHUCCOLLO-SUYCKUTAMBO-ESPINAR-CUZCO PRESA-CULLCUYO

Longitud (Km)

0.42100 0.46028 0.42000 0.75022 0.46400 0.60566 0.54000 0.34673 0.23300 0.37700 4.61789

Caudal tramo

13.00 13.00 13.00 13.00 13.00 13.00 13.00 13.00 13.00 13.00

Pendiente S Diámetro en " 49.88 106.46 35.71 66.65 105.60 44.58 351.85 144.20 167.38 185.68

3.47 2.97 3.72 3.27 2.97 3.55 2.32 2.79 2.71 2.65

Diám. Comercial Velocidad Flujo

4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

1.60 1.60 1.60 1.60 1.60 1.60 1.60 1.60 1.60 1.60

Hf 10.43 11.40 10.40 18.58 11.49 15.00 13.38 8.59 5.77 9.34

H. Piezométrica

4670.00 4659.57 4637.60 4589.60 4566.42 4523.51 4471.00 4445.62 4401.41 4354.23 4311.66

Presión 0.00 10.57 37.60 4.60 31.42 37.51 12.00 35.62 41.41 33.23 21.66

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha

30 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO

________________________________________________________________________________________________________________

: : :

1.- NOMBRE DEL PROYECTO 2.- UBICACIÓN 3.- TRAMO

LINEA DE CONDUCCION (3) Nivel Dinámico Elemento Camara Derivadora CRP 1 CAJA REPARTIDORA

4677.00 4674.50 4670.00

TOTAL

INSTALACION DEL SISTEMA DE RIEGO CCARHUACCOCHA CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA-ICHUCCOLLO-SUYCKUTAMBO-ESPINAR-CUZCO PRESA - HUAYLLATIRA

Longitud (Km)

0.31300 0.59000

Caudal tramo

33.00 33.00

Pendiente S Diámetro en " 7.99 7.63

7.20 7.27

Diám. Comercial Velocidad Flujo

8 8

1.02 1.02

Hf 1.49 2.80

H. Piezométrica

4677.00 4675.51 4671.70

Presión 0.00 1.01 1.70

0.90300

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha

31 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO

________________________________________________________________________________________________________________

: : :

1.- NOMBRE DEL PROYECTO 2.- UBICACIÓN 3.- TRAMO DESCARGA Elemento Toma CAJA TOMA

Nivel Dinámico

4679.00 4677.73

TOTAL

Fuente: Consorcio Hidráulico Ccarhuaccocha

INSTALACION DEL SISTEMA DE RIEGO CCARHUACCOCHA CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA-ICHUCCOLLO-SUYCKUTAMBO-ESPINAR-CUZCO DESCARGA DE PRESA

Longitud (Km)

0.05280

Caudal tramo

46.00

Pendiente S Diámetro en " 24.05

6.52

Diám. Comercial Velocidad Flujo

10

0.91

Hf 0.16

H. Piezométrica

4679.00 4678.84

Presión 0.00 1.11

0.05280

32 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

DISEÑO DE LA CAMARA ROMPRESION (CRP-6)

PROYECTO

SISTEMA DE RIEGO CARHUACOCHA CUZCO

LUGAR

CUZCO

Diametro (pul) - (mm)

TRAMOS ALIMENTADORES

HUAYLLATIRA - CCOTACCOTA

8.00

203

12.00

305

6.00

CULLCUYO

PRESA - HUALLATIRA

Veloc (m/s)

2.06

152

1.77 1.10

Qd (lps)

66.90 32.20

80.30

FECHA ene-16 DIMENSIONES DE DISEÑO (CRP T6) Largo (m) Ancho (m) Alto (m) 0.80

0.60

1.00

0.80

0.60

1.00

0.80

0.60

1.00

CALCULO DE CAJA CRP CONDICION MAS EXTREMA Tenemos:

Diametros (mm)

Qd = 66.9 Lt/s para CRP-6 Nº

200

Diametros (Pulg) 8

Por Bernoulli entre "0" y "1", se demuestra Que:

V = 1,9735 x Qd / D

2

H = 1,56 x V / (2xg) 2

BL

A >= 10cm. BL >= 40cm

....0

Tub. Entrada

H

Ht = A + H + BL Ht >= 0,8 m.: excavación mínima Diametro (D) 8

Caudal (Lt/s)

2.06

66.9

.......1

A

velocidad ( V )

Ht

Altura de carga de agua necesaria ( H ) 0.34

Tub. Salida

H (agua) asumido

Ht

0.40

0.95

Tub. Rebose y Limpia asumida (pulg)

H (agua)

Por facilidad en el proceso constructivo y en la instalación de accesorios se considerará las siguientes secciones internas:

CRP-6

Ht (m)

Sección Interna (m2)

Diametro Tub. (mm)

Las intermedias en todos los tramos

Tub. Rebose y Limpia (pulg)

0.95

0,80 x 0,80

200

8.5

6

0.55

S = 1,0%

33 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

34 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

RELACION DE CAJAS ROMPE PRESION EN EL SISTEMA

35 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

DISEÑO DE PASE AEREO DE TUBERIAS PARA LA SITUACION MAS CRITICA LUZ = 25 m

TUBERIA = 200 mm

Ingrese los datos de casilleros amarillos Longitud= D/pendola

25.00 m 2.00 m

Longitud total del pase aereo Separación entre péndolas

Flecha = Flecha =

2.50 m 2.00 m

Redondeo

pend.1.75

Ok

5.82 2.58

2.26 >2.00

Ok

1.72

Wp*b/2 Tmax.serSEN(O)*b/4+Tmax.serCOS(O)*3H/4

Diseño de la torre de elevación: O/2 en grados =

11.5 °

Torre

d d H p.e. cto. Wp

0.40 0.40 3.50 2.40 1.34

m m m Ton/m3 Ton

Zapata

hz b prof. p.e.cto. Wz

1.60 1.70 1.70 2.40 11.10

m m m Ton/m3 Ton

S U C Z Rd H (cortante basal)

1.00 1.50 0.40 0.40 3.00 0.11 Ton

e = b/2 - d =

0.19 < b/3 =

Nivel 3 2 1

O2=

9.090255664 Tmax.ser SEN O2 Tmax.ser COS O2 Tmax.ser SEN O Tmax.ser COS O

0.49 2.39 1.72 1.72

Ton Ton Ton Ton

altura largo ancho

0.57 Ok

Cálculo de las cargas de sismo hi (m) pi (Ton) pi*hi 3.50 0.45 1.57 2.33 0.45 1.05 1.17 0.45 0.52 3.14

DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

= = = =

Fsi (Ton) 0.05 0.04 0.02 0.11

37

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________ d=

(Wp*2b/3+Wz*b/2+Tmax.ser*SEN(O2)*2b/3+Tmax.ser*SEN(O)*2b/3-(Tmax.ser*COS(O2)-Tmax.serCOS(O))*(H+hz)-Fs3*(H+hz)-Fs2*2*(H+hz)/3-Fs1*(H+hz)/3

Wp+Wz+Tmax.ser*SEN(O)+Tmax.ser*SEN(O2)

d=

9.64 14.65

0.658 m

Factores de seguridad al deslizamiento y volteo F.S.D. = (Wp+Wz+Tmax.ser*SEN(02)+Tmax.ser*SEN(O))*U

7.32 0.77

(Tmax.ser*COS(O2)-Tmax.ser*COS(O)+Fs3+Fs2+Fs1)

9.49 > 1.5

Ok

F.S.V. = (Wp*2b/3+Wz*b/2+Tmax.ser*SEN(O2)*2b/3+Tmax.ser*SEN(O)*2b/3+Tmax.ser*COS(O)*(H+hz))

(Tmax.ser*COS(O2)*(H+hz)+Fs3*(H+hz)+Fs2*2*(H+hz)/3+Fs1*(H+hz)/3)

F.S.V. =

22.23 12.59

Diseño del acero Diametro de cable principal Resistencia a la rotura (tabla N°1) Peso Cable principal (tabla N°1) Peso por cables y accesorios Peso del viento : Peso del Sismo : Peso máximo (w): Seccion de la columna Area de seccion

3/8 5.95 0.39 42.49

1.77 > 1.75

Ok

pulg. Ton Kg/m Kg/m

P viento = 0.15 x (Peso por cables y accesorios) 6.37 Kg/m P viento = Psismo = 0.18 x Peso por cables y accesorios 7.65 Kg/m Psismo = 56.51

d1 = d2 = Ag ( d x d) =

Carga permanente w= Sobrecarga s/c = Tension ultima por carga permanente Tension ultima por sobrecarga Tension ultima Tension en cada columna Tension horizontal respecto al cable Tension horizontal respecto al fijador Tensión de diseño

L

Kg/m

40.00 cm 40.00 cm 1600 cm2 56.51 0 2,433.91 0 2,433.91 1216.95

kg/m kg/m Kg Kg Kg Kg

1,720.00 2,390.00 670.00 Pu

Mu Para determinar el área de acero se asumirá la columna como viga en voladizo empotrada en su base. Altura de columna h= 3.50 m Momento último : Base Mu1 = 2345 kg-m Mitad Mu2 = 1172.5 kg-m Resist.a la compresión f`c = 210 kg/cm1 Resist. a la fluencia f`y = 4200 kg/cm2 Indice de refuerzo w = 0.000193888 Cuantias 0.0180 Para el f`c rb = 0.0135 Zona sismica 3 rmax = 0.0024 rmin = = 0.0000096944 r Usaremos la cuantia mínima para calcular el área de acero Area de acero: Asmin = 3.86 cm2 = 1/2 pulg f varillas Area de varilla= 1.27 cm2 N° varillas = 4 As = 5.07 Usaremos 4 varillas de f 1 /2 "

DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

38

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

39 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO

________________________________________________________________________________________________________________

DISEÑO DE BARRAJE FIJO DE DERIVACION

Determinar la elevación de la cresta y la forma de una sección de vertedero de desborde teniendo una cara vertical aguas arriba y una longitud de cresta de 14.2 m La descarga de diseño es 3.2 m3/seg La superficie del agua aguas arriba para el caudal de diseño está en: 4,691.28 m Y el piso medio del canal esta en: 4689.5 m Cd = He = Hd + Ha Donde: He = Carga total Ha = Carga velocidad

1.5 He

Hd

h Elev

Ha

Elev

4,691.28 4,691.28 4,691.00

1.5 4689.5

Cálculo de He Q = Cd L He^(3/2) He = (Q/(Cd L))^(2/3) He = 0.28 m La velocidad de llegada 1er tanteo para calcular Hd 2do tanteo para perfeccionar Hd V= =Q/(L x (h+He)) 0.13 =Q/(L x (h+Hd)) 0.13 m/s Ha = 0.001 0.001 Hd = 0.28 0.28 h= 1.50 1.50 Efecto de la velocidad 1.50 m >ó< 1.33 Hd 1.50 m >ó< 0.37 Alt vel despreciable La elevación de la cresta está en :

4,691.00

DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

3er tanteo para perfeccionar Hd 0.13 m/s 0.001 0.28 1.50

40

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO

________________________________________________________________________________________________________________

41 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________ ESQUEMATIZACION DE LAS CARGAS

Cortar la mitad del acero vertical a

P6

P7

P1

P'a P9

P8

P3

P2

P4 P5 CALCULOS CALCULO DE LOS COEFICIENTES DE PRESIÓN ACTIVA Y PASIVA Para un relleno con superficie superior horizontal, se tiene Ka = (1-SENØ)/(1+SENØ) = Kp = (1+SENØ)/(1-SENØ) =

0.33 3.00

CÁLCULO DEL MOMENTO DE VUELCO DEBIDO A LA PRESIÓN ACTIVA Pa Cálculo de altura equivalente de la sobrecarga hs hs = Sc/gs = 0.00 m Pi Pa (Tn) Xi (m) Mv (Tn-m) Empuje activo 1/2*Ka*gs*H2 4.57 1.30 5.938 Sobrecarga Ka*gs*hs*H 0.00 1.95 0.000 TOTAL 4.568 Tn 5.938 Tn-m CÁLCULO DEL MOMENTO DE VOLTEO Mv CON RESPECTO AL PUNTO "A" DEBIDO AL SUELO Pi Pi (Tn) P1 t1*h*gcº P2 1/2*(t4*h)*gcº P3 1/2*(t3*h)*gcº P4 B*h1*gcº P5 1/2(t1+B3)*ho*gcº P6 1/2*(t4*h)*gs P7 B2*h*gs P8 hr*B1*gs P9 t3*hr2*gs/(2*h) Sc B2*hs*gs TOTAL

Xi (m) Mr (Tn-m) 0.950 2.257 1.167 0.924 0.800 0.000 1.400 5.645 1.126 0.142 1.233 0.741 2.050 18.468 0.400 0.582 0.800 0.000 2.050 0.000 28.759

2.376 0.792 0.000 4.032 0.126 0.601 9.009 1.456 0.000 0.000 18.392 Tn

CÁLCULO DEL PUNTO DE APLICACIÓN DE LA FUERZA ACTUANTE X = (Mr-Mv)/P 1.24 m Excentricidad e = B/2-X = 0.16 m, como e < B/6, entonces OK qmax = P(1+6e/B)/B = 0.88 kg/cm2 < = Cps = 3.6 OK qmin = P(1-6e/B)/B =

0.43 kg/cm2

Luego, q = (qmin-qmax )/B*X+qmax Para X=B1, q1 = 7,528.31 kg/m2 Para X=B1+t2, q2 = 6,728.41 kg/m2 CHEQUEO POR VOLTEO (Cv) Cv = Mr/Mv = 4.84 >

FSV=2

< Cps

OK

DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

= 3.6 OK

42

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________ CHEQUEO POR DESLIZAMIENTO (Cd) El deslisamiento se puede producirse en la interfase base del muro y el suelo Coefic. de fricción m = 0.33 El deslisamiento se puede producir entresuelo-suelo por debajo de la base del muro m = 0.9 * tan(Øs) = 0.52 Utilizando el menor m, se tiene: Pp= 1/2*Kp*gs*(ho+h1+hr)2= 8.361 FD = (m* P+Pp)/Pa= 3.20 > FSD=1.5 OK CALCULO DEL ACERO EN EL MURO Cálculo de presión activa que hace fallar la pantalla Cálculo de altura equivalente de la sobrecarga hs hs = Sc/gs = 0.00 m Pi Pa (Tn) Yi (m) M (Tn-m) Empuje activo 1/2*Ka*gs*h2 3.27 h/3 1.10 3.597 Sobrecarga Ka*gs*hs*h 0.00 h/2 1.65 0.000 TOTAL 3.270 Tn 3.597 Tn-m Luego, el Mu = 1.7 * Mv =

6.12 Tn-m

Cálculo del peralte efectivo (d) d = t2 - r = 45.00 cm Calculo de la cuantía del acero mediante el parámetro Ru: Ru = Mu*/(b*d2), para b=1 m, Ru = 3 Kg/cm2 Por otro lado, Ru = 0.9*p*Fy*(1-0.59*p*Fy/f'c) Resolviendo la ecuación cuadrática, p = 0.08 % Area de acero vertical As = p*d*b, b=100, As = 3.61 cm2 As mín = 0.0015b*t2 = 7.50 cm2 Luego resulta As = 7.50 cm2 Area del acero horizontal De la base hasta la parte media As mín = 0.0025b*t2 = 12.50 cm2 De la parte media a superior As mín = 0.0025b*t' = 10.00 cm2 Espaciamiento máximo del acero S < = 3d Y S 25 cm, colocar acero en las dos caras Distribución del acero horizontal inferior El exterior con las 2/3 partes Usar Ø 3/8 @ 17.0 cm Smax = 45cm OK El interior con 1/3 Usar Ø 1/2 @ 15.0 cm Smax = 45cm OK Distribución del acero horizontal superior El exterior con las 2/3 partes Usar Ø 3/8 @ 21.0 cm Smax = 45cm OK El interior con 1/3 Usar Ø 1/2 @ 19.0 cm Smax = 45cm OK LONGITUD DE ANCLAJE PARA EL ACERO VERTICAL Para Ø3mm/dia

LnP

10.00

10.00 0.60

6.00

8.00

TIEMPO DE RIEGO TR=Db/P

AREA PROMEDIO DE PARCELAS TOTAL FAMILIAS

AREA TOTAL DEL PROYECTO A. PROMEDIO DE PARCELAS. N sectores riego Ccotaccota SECTOR TIPICO DE RIEGO Qsector=Asector*Mr

Naspersores=Qsector/Qaspersor Distancia entre aspersores= DM=DIAMETRO MOJADO Elevador

Distancia entre aspersores= 0.65*DM

DISTANCIA ENTRE LINEAS 1/2 Ancho de sector

Distancia recomendada=

N aspersores en una linea

Distancia entre aspersores= DISTANCIA ENTRE LINEAS

8

60.00

112.50 1.88

14.19 0.23

0.17

2.00

m m

mm/h >

ha

lt/seg

m m

22.50

m

12.80

DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

LARGO

52.00

2.00

ANCHO

45.00

m

aspersores 11.00

m

14.69

11.25

15.00

ha

0.80

2.00

OK

ha

m

12.00

6.00

HORAS

11.24

21.00

1 bar

m3/h

OK

m m m

12.00

49

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

N° DE LINEAS

DISTANCIA ENTRE HIDRANTES 3*DISTANCIA ENTRE LINEAS

LONGITUD DE MANGUERA DE RIEGO LM=(Nasp-0.5)*Dasp+Dlineas

AREA DE INFLUENCIA P/HIDRANTE N° DE HIDRANTES POR SECTOR VOLUMEN DEL RESERVORIO NOCTURNO

1.88

2.00

36.00

m

29.00

m

1,044.00

m2

2.24

2.00

731.88

m3

240.00

60.00

870.00

und und m

200 mm C-5

202.48

m

50 mm C-5

366.45

m

V=(24-Turno de riego)*Qsector TOTAL ASPERSORES TOTAL HIDRANTES

TOTAL MANGUERA RIEGO TUBERIA

110 mm C-5 150 mm C-5 75 mm C-5

235.25 175.74

224.78

1,204.70

800.00

m m m

m

50 DISEÑO HIDRAULICO ESTRUCTURAL

PERFIL DEL PIP "INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO CCARHUACCOCHA PARA LAS LOCALIDADES DE CULLCUYO, HUAYLLATIRA Y CCOTACCOTA DE LA COMUNIDAD DE ICHUCCOLLO, DISTRITO DE SUYCKUTAMBO, PROVINCIA DE ESPINAR-CUSCO”

________________________________________________________________________________________________________________

HUAYLLATIRA

Diseño de Riego Tecnificado (aspersion) A NIVEL DE PERFIL

Atotal=

Ariego=

13.40 ha

11.00 ha

Q sector =

5.31 lt/seg

Turno de Riego =

8 horas cada

Caudal Continuo Equivalente =

0.221 lt/seg

Kc promedio =

0.870

Ln=Demanda de Agua = ETP*Kc =

3.550 mm/dia

Mr=Modulo de Riego= (Lb*10000)/(86400)

0.713 lt/seg/ha

ETP Cullcuyo =

8 dias

4.080 mm/dia

Ef=Eficiencia del sistema =

75%

Lb=Demanda Bruta= (Ln*100)/Ef

4.733 mm/dia

A=Area Total Regable = Q/Mr

8.940 ha

%Arp=%Area Regable por Parcela=A/Ariego

81.27%

FRACCION DE AGUA RAPIDAMENTE APROVECHABLE CULTIVO

Septiembre

P ROFUNDIDA D DE RA ICES metro s

FALARIS

0.3 - 0.75

CAÑIHUA

0.13 - 0.16

PAPA

0.6 - 0.9

AVENA

Fuentes:Doorenbos y Pruitt, Bos y otros

0.3 - 0.75

FARA

Ln>3mm/dia

0.50

Ln