Riego

1.- Para el desarrollo de un proyecto de riego, se va a derivar de un rio 5.20m3/seg. Considere el rio de sección rectangular de ancho 6.5m, S=0.5 °/000 n=0.030.

La obra de toma consta de una presa de derivación con perfil de creager-oziferoff (C=2) con una altura de 2.5m y una batería de tres compuertas cuadradas de 0.65m de lado, colocadas a una altura de 0.20m con respecto al fondo, en condiciones de descarga libre (Cd=0.60), como se muestra en la figura. Considerar que el perfil se inicia al inicio de la compuerta (la más alejada de la presa) y termina cuando el tirante tiene una diferencia del 2 %con respecto al tirante normal.

Se pide calcular:

calculo de la carga de agua sobre los orificios (que actúan como compuertas).

Calculo de la carga sobre el perfil de creager.

Calculo del caudal que pasa sobre la presa.

Calculo del caudal aguas arriba de la toma.

Calculo del tirante y aguas arriba de la presa.

Tipo de curva de curva de remanso aguas arriba de la presa.

Solución:

a.- cálculo de la carga de agua sobre los orificios (que actúan como compuertas).

Q=5.20m3/seg.

El caudal en cada orificio:

Qorifcio=1.73m3/seg.

Se sabe: *Q=Cd*A√2gh donde Cd=0.60 A=0.65*0.65=0.4225m2

1.73=0.6*0.4225√(29.81*h) …………… h= 2.37

b.- Calculo de la carga sobre el perfil de creager.

Analizando:

P+H = h+0.20+0.325

Reemplazando valores se tiene:

2.5+H=2.37+0.20+0.325……………..H=0.395m.

c.- Calculo del caudal que pasa sobre la presa.

Por francis:

〖Q=1.84Lh〗^(3/2)

〖Q=1.84*6.5*0.395〗^(3/2)

Q=2.969 m3/seg. …………………. (Caudal que pasa sobre el orificio)

d.- Calculo del caudal aguas arriba de la toma.

Qtotal=3Qo+Qq pasa.

Qtotal= 3*1.73+2.969

Qtotal= 8.159 m3/seg.

e.- Calculo del tirante y aguas arriba de la presa.

Por manning.

Q=1/n*R^(2/3)*S^(1/2)*A ……………(I)

A=b*Y=6.5Y

P=b+2Y=6.5+2Y

R=A/P

Reemplazando datos en (I):

8.159=1/0.030*((6.5*Y)/(6.5+2Y))^(2/3)*〖0.0005〗^(1/2)*6.5*Y

Y=Yn=1.605m.

f.- Tipo de curva de curva de remanso aguas arriba de la presa.

Hallando el tirante crítico.

Yc=∛(q^2/g)

Caudal unitario.

q = Q/b =8.156/6.5=1.25m3/seg/ml.

Yc=∛(〖1.25〗^2/9.81)

Yc=0.54m.

Y > Yn > Yc se trata de corriente peraltada.

Hallando la pendiente crítico.

Q=1/n*Rc^(2/3)*Sc^(1/2)*Ac …………………..(a)

Ac=b*Yc=6.5*0.54=3.51m2

Pc=b+2Y=6.5+2*0.54=7.58m.

Rc= Ac/Pc=3.51/7.58=0.46m

Reemplazando valores en (a) se tiene.

8.156=1/0.030*〖0.46〗^(2/3)*Sc^(1/2)*3.51

Sc=0.0136

Sc>S: curva tipo M que se encuentra en la curva (I).

2.- Mediante la fórmula de vente chow, determine los tirantes conjugados para el diseño de una poza de disipación de energía de una presa derivadora considerando los siguientes datos:

P =0.50m

H= 0.67m

Hv = 0.275

Q = 11.77m3/seg.

B = 9.5m.

Sabemos que: q=Q/b=Axv/b=yxbxv/b ≫q=vy≫v=q/y

Según Vente Chow debe cumplirse la siguiente igualdad:

v=√(2g(Z+hv-y1))=q/y

Z=P+H=0.50+0.67=1.17m=3.833pies

g=9.81 m/seg=32.20 pies/seg

q=(Q )/b = (11.77m^3)/(9.5m.seg)= (415.65〖pies〗^3)/(31.167pie.seg)= 〖13.34 pies〗^3/(( seg)/( pie))

hv=0.275m=0.90pies

pies 0.7 0.8 0.84

v=q/y

19.57

16.675

15.84

v =√(2g(Z+hv-y1))

16.12

15.925

15.84

Del tanteo las velocidades deben aproximarse a ser iguales, en este caso para el tirante y1=0.84pies=0.256m las velocidades serán iguales.

Calculo del tirante y2:

█( @y_2 )_(= -y_1+√(〖y1〗^2/4+(〖2v1〗^2 y1)/g )) =-0.256+√(〖0.256〗^2/4+(〖2x4.82〗^2 x0.256)/9.81) y_(2=0.852m)

Tirantes conjugados serán:

y_(1=0.256m)

〖 y〗_(2=0.852m)

3.- Determinar la velocidad de sedimentación de partícula de arena muy fina de 0.0025 mm. De diámetro, de gravedad específica 2,65 en un agua cuya temperatura es 14 Cº

0.0025mm.====>0.00025cm.

Según la fórmula:

VTcº=U10Cº*33.3/(TºC+23.3)

U10ºC=0.0131 ,por el tabla

Reemplazando todo estos valores:

UTºC=0.0131*33.3/(14+23.3) ====>UTºC=0.017cm2/seg

luego: Vs= 980/18*[(ρs-ρ)/u14]*〖d1〗^2

Vs= 980/18*[(2.65-1)/0.0117]*〖0.00025〗^2

Vs=0.00048cm/seg==>0.0048mm/hora

8.- La transición de un canal trapezoidal y un canal rectangular se presenta como se muestra en la fig.

canal rectangular

El canal trapezoidal tiene una base menor de 3 m. y un talud Z:1

El caudal Q = 29 m3/s. y el tirante Y1, en el canal trapezoidal es de 3.5 m, se pide:

a. Cuál es la particularidad del canal trapezoidal y en su concepto a que se refiere?

b. ¿Cuáles son los valores posibles del tirante Y2, en el canal rectangular si se tiene 3 m. de base? Despréciese las pérdidas de carga. De que factor depende de que se tenga uno o el otro

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