Este documento presenta el cálculo de la población actual y futura de una ciudad ficticia para los años 2013 y 2033 utilizando cuatro métodos: aritmético, interés simple, geométrico y parábola. Luego calcula la demanda de agua de la población actual y futura considerando el consumo doméstico y de otros usos. Finalmente, determina los caudales de diseño máximos diario y horario.
PROYECCIÓN DE POBLACIÓN Y DISEÑO DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE PARA LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
1. UNIVERSIDAD NACINAL DE CAJAMARCA
metodo aritmetico
2013
diseno para el año
año
1940
poblacion(hab)
3845
89.28571
1961
poblacion
2013
5720
173.09091
1972
14387
7624
55.11111
1981
8120
1993
9678
129.83333
274.5
2007
13521
rpromedio
año
1940
1961
1972
1981
1993
2007
144.36421
metodo de interes simple
poblacion
3845
1875
5720
1904
7624
496
8120
1558
9678
3843
13521
r
80745
62920
68616
97440
135492
r promedio
año
1940
1961
1972
1981
1993
2007
metodo geometrico
variacion
poblacion
tiempo
3845
5720
7624
8120
9678
13521
r promedio
0.0232213
0.0302606
0.0072286
0.0159893
0.0283633
poblacion
2013
15226
0.0210126
r
21
11
9
12
14
1.019094061
1.02646527
1.007027801
1.014734592
1.024172441
1.0183
ABASTECIMIENTO
poblacion
2013
15075.1
2. UNIVERSIDAD NACINAL DE CAJAMARCA
año
metodo de la parabola
para los ultimos 3 censos
poblacion
var.tiempo
1981
8120
1993
9678
2007
13521
0
12
26
por las ecuaciones
C=
8120
cuadro para hallar A y B
A=
B=
VAR TIEMPO
AHORA
POBLACION
5.5641
63.0641
AÑO
CUADRO DE POTENCIAS
12
26
144
676
2013
32
15836
HALLANDO UNA SOLA POBLACION PARA EL AÑO EN ESTUDIO
METODO ARITMETICO
METODO DE INTERES SIMPLE
METODO GEOMETRICO
METODO DE LA PARABOLA
14387
15226
15075
15836
PROMEDIO de la poblacion actual
con este dato DISEÑAMOS LA
CIUDAD FICTICIA
15131
PARA EL AÑO 2033
diseno para el año
año
1940
metodo aritmetico
2033
poblacion(hab)
3845
89.3
1961
5720
173.1
1972
7624
55.1
ABASTECIMIENTO
poblacion
2033
17274
3. UNIVERSIDAD NACINAL DE CAJAMARCA
1981
8120
129.8
1993
9678
2007
13521
274.5
144
2013
14387
rpromedio
año
1940
1961
1972
1981
1993
2007
2013
año
1940
1961
1972
1981
1993
2007
2013
144.36421
metodo de interes simple
poblacion
3845
1875
5720
1904
7624
496
8120
1558
9678
3843
13521
1704.670787
15226
metodo geometrico
variacion
poblacion
tiempo
3845
5720
21
7624
11
8120
9
9678
12
13521
14
15075
6
r promedio
0.443642
r
80745
62920
68616
97440
135492
81126
r promedio
0.023221
0.030261
0.007229
0.015989
0.028363
0.021013
0.021013
poblacion
2033
21624
r
1.019094061
1.02646527
1.007027801
1.014734592
1.024172441
1.018298833
1.018298833
poblacion
2033
21665
metodo de la parabola
para los ultimos 3 censos
año
poblacion
var.tiempo
1993
9678
0
2007
13521
14
2013
15836
20
por las ecuaciones
C=
9678
cuadro para hallar A y B
A=
ABASTECIMIENTO
5.56667
4. UNIVERSIDAD NACINAL DE CAJAMARCA
CUADRO DE POTENCIAS
14
20
196
400
B=
AÑO
VAR TIEMPO
AHORA
POBLACION
196.56667
2033
40
26447
HALLANDO UNA SOLA POBLACION PARA EL AÑO EN ESTUDIO
METODO ARITMETICO
METODO DE INTERES SIMPLE
METODO GEOMETRICO
METODO DE LA PARABOLA
17274
21624
21665
26447
PROMEDIO
21753
Pob. De diseño
PARA HALLAR LOS CAUDALES
CLIMA TEMPLADO
NO EXISTEN ESTUDIOS
dato por NORMA
150
LPS
VARIACIONES DE CONSUMO
Qp=
Qmaxd=
qmaxh=
37.7653763
lps
50.9832580
67.9776774
por perdidas de capatacion
1.1*Qmd=
k1=
k2=
lps
56.08158
lps
1.35
1.8
capatacion en rio
consumo domestico
uso de recibo de agua
PERIODO
RECIBO
FECHA
SETIEMBRE
20/08/2005
20/09/2005
LECTURAS (m³)
397
422
NÚMERO DE CONSUMO CONSUM CONSUMO
DIAS
(m³)
O Lt/dia
Lt/pers/Dia
31
25
806.45
100.81
ABASTECIMIENTO
5. UNIVERSIDAD NACINAL DE CAJAMARCA
OCTUBRE
20/09/2005
21/10/2005
21/10/2005
21/11/2005
21/11/2005
20/12/2005
20/12/2006
20/01/2007
422
444
444
474
474
507
507
535
DICIEMBRE
ENERO
consumo domestico=
709.68
88.71
31
30
967.74
120.97
29
33
1137.93
142.24
31
CONSUMO DOMESTICO
22
28
903.23
112.90
TOTAL =
NOVIEMBRE
31
565.63
565.63
5
113
* EL CAUDAL DOMESTICO SE OBTENDRA DE LA SIGUIENTE MANERA:
QDOMESTICO = CONSUMO DOMESTICO x POBLACION DE DISEÑO
Q domestico
2460807
lts/dia
b)CONSUMO DE AGUA DE LOS USOS COMPLEMENTARIOS:Qc
- La dotación diaria minima de agua para uso comercial, Educación, Recreación, salud, riego de jardines u otros
fines, seran tomados del Reglamento Nacional de Construcciones.(RNC)
* EDUCACIÓN:
La dotacion de agua para locales educativos y residencias estudiantiles, es de 50 litros por
persona para alumnado y personal no residente , y de 200 litros por persona para alumnado y
personal residente. En el presente trabajo tomaremos de 50 litros por persona.
LOCALES
500
800
1200
900
DOTACION
CONSUMO
Lt/alum/dia
50
50
50
50
Lt/dia
25000
40000
60000
45000
TOTAL
EDUCATIVOS
CENTRO INICIAL
ESCUELA
COLEGIO 1
COLEGIO 2
ALUMNOS
170000
* MERCADO:
La dotacion de agua para el mercado es de 15 litros por m² por dia del área útil del local, se ha
considerado un 80% de área util.
ESTABLECIMIEN
TO
MERCADO
AREA (m²)
5120
DOTACION
CONSUMO
Lt/m²/dia
15
Lt/dia
76800
ABASTECIMIENTO
6. UNIVERSIDAD NACINAL DE CAJAMARCA
* RECREACION: Dentro de la recreación consideraremos a los Parques y a los escenarios deportivos.
1.-ESCENARIOS DEPORTIVOS: La dotacion de agua para escenarios deportivos es de 1litro por
espectador por día.
ESCENARIO
7000
1000
DOTACION
CONSUMO
Lt/espe/dia
1
1
Lt/dia
7000
1000
TOTAL
DEPORTIVO
ESTADIO
COLISEO
ESPECTADORES
8000
2.-PARQUES: La dotacion de agua para áreas verdes será de 2 litros por día por m².
No se requiere incluir áreas pavimentadas u otras no sembradas para los fines de esta dotación,
se considerara un 80% de area útil. |
AREA (m²)
PARQUE 1
PARQUE 2
PLAZA DE ARMAS
6720
2640
3496
DOTACION
CONSUMO
Lt/m²/dia
2
2
2
Lt/dia
13440
5280
6992
TOTAL
NOMBRE
25712
* SALUD:
La dotación de agua para locales hospitalarios como: Hospitales, Clinicas de Hospitalización,
Clínicas dentales y similares,para Hospitales y Clinicas es de 600 litros por dia por cama y de 500
litros día para consultorios médicos.
DOTACION
UNIDAD
600 Lt/cama/día
500 Lt/consultorio/día
camas
consultorios
NUMERO CONSUM
DE
O Lt/dia
UNIDADES
200
120000
12
6000
TOTAL
126000
* MUNICIPALIDAD:
La dotación de agua que tomaremos es de 6 litros por m² de área útil para nuestro caso
tomaremos un 80% de área útil.
AREA (m²)
MUNICIPILIDAD
3360
DOTACION
CONSUMO
Lt/m²/dia
6
Lt/dia
20160
* CEMENTERIO:
La dotación de agua para el cementerio se toma 1litros por m² por día por área verde, para
este caso se toma el 60% del área total como áreas verdes.
ABASTECIMIENTO
7. UNIVERSIDAD NACINAL DE CAJAMARCA
DOTACION
Lt/m²/dia
1
AREA (m²)
12240
CONSUMO
Lt/dia
12240
* IGLESIA:
La dotación de agua para la Iglesia es de 1litros por m² por día de área útil. Para nuestro caso
tomaremos un 80% del área total.
DOTACION
Lt/m²/dia
1
AREA (m²)
3360
CONSUMO
Lt/dia
3360
* POLICIA:
La dotación de agua es de 50 litros por policia por día
DOTACION
Lt/polic/dia
50
UNIDAD (Policia)
200
CONSUMO
Lt/dia
10000
* BANCO:
La dotación de agua en las oficinas de los bancos es de 6 litros por m2 por dia, en donde
se considera un 15 % de área total, ya queel resto es área publica, el cual no se considera dotación.
AREA (m²)
BANCO
53.85
DOTACION
CONSUMO
Lt/m²/dia
6
Lt/dia
323
Por lo tanto:
* TOTAL DE CONSUMO DE USOS COMPLEMENTARIOS: Qc
CONSUMO DE USOS COMPLEMENTARIOS = 170000+76800+8000+23400+126000+20160+12240+3360+10000+323
CONSUMO DE USOS COMPLEMENTARIOS
=
452595
Qc = 452595 Lt/dia
* Otros Usos estan conformado por:Pérdidas directas y desperdicios en un 5-10% del Total,
asumiremos un porcentaje de:
7%
DOTACION
CONSUMO Lt/dia
DOMESTICO
2460807
452595
7% Total
OTROS USOS
ABASTECIMIENTO
8. UNIVERSIDAD NACINAL DE CAJAMARCA
Encontrando el valor del Total T
T =
3132690.4 Lt/dia
Entonces:
DOTACION
CONSUMO Lt/dia
DOMESTICO
2460807.04
452595.00
219288.33
OTROS USOS
CONSUMO
Lt/dia
2460807.04
671883.33
Encontrando los porcentajes de incidencia del Consumo Domestico y Otros Usos:
3132690.37
2460807.04
100%
X
3132690.37
671883.33
X = 78.55%
100%
X
X = 21.45%
* INCIDENCIA DE LOS CONSUMOS:
CONSUMO Lt/dia
≥ 70 %
21.45% ≤ 30 %
2460807.04
78.55%
671883.33
OK
OK
100%
CALCULO DEL CAUDAL TOTAL: Qt
Qt =
Q domestico + Q c + Q desperdicios(7% del total)
Qt =
2118174.42 + 449960.00 + 193300.44
Qt = 3132690.37 Lt/dia
DONDE:
Qm = Qt
LUEGO:
Qm = 3132690.37 Lt/dia
Qm = 36.26 Lt/seg
DOTACIÓN PERCÁPITA: DPC
DPC=
DPC=
Dotación Percápita
Qt
Pobl Total
ConsumoToal
Población Diseño
3132690.37 Lt/dia
21753hab
144.01 Lt/hab/día
ABASTECIMIENTO
9. UNIVERSIDAD NACINAL DE CAJAMARCA
VARIACIONES DE CONSUMO:
En todo sistema de abastecimiento de agua,la cantidad varia continuamente la cual esta en funcion del tiempo, por
diversos aspectos como por ejemplo: Climáticos, domesticos, costumbres, nivel socioeconómico, etc
*VARIACIONES DIARIAS (K1):
Para una ciudad que cuenta con servicios básicos como: Recreación, Educación, Salud, etc.
Además de tener actividades comerciales, según el RNC el coeficiente K1 varia entre:
K1 = (1.2 - 1.5)
* Para este trabajo asumiremos el valor promedio es decir:
K1 = 1.35
*VARIACIONES HORARIAS (K2):
Según el R.N.C.establece que:
*Población ≤ 10000 hab. K 2 = 2.50
*Población > 10000 hab. K 2 = 1.80
Poblacion de diseño
K2 = 1.80
= 0hab
*COEFICIENTE DE REAJUSTE (K3):
Para viviendas Multifamiliares (DN>300Hab/Ha)
K3
K3
0 0Hab/Ha
=
K2
=
1.80
Densidad Multifamiliar
CAUDALES DE DISEÑO:
Qm =
Qmax diario =
Qmax diario =
Qmax diario =
Qmax horario =
Qmax horario =
Qmax horario =
*) Con el Qm = 36.258
36.26 Lt/seg
Qm * K1
31.96 x 1,35
48.95 Lt/seg
Qm * K2
26,83 x 1,80
65.26 Lt/seg
se diseñara el volumen de almacenamiento
*)Con el Qmaxdiario = 48.9483 lts/seg se diseñara las sgtes
estructuras:
Captación
ABASTECIMIENTO
del sistema de agua potable
10. UNIVERSIDAD NACINAL DE CAJAMARCA
Planta de tratamiento de agua potable
Línea de conducción
*)Con el Qmaxhorario = 65.2644 lts/seg se diseñara las sgtes
estructuras:
Línea de aducción
Línea de distribución
Alcantarillado
Planta de tratamiento de aguas residuales
RESULTADOS:
Qm =
Qmaxd =
Qmaxh =
Periodo de diseño =
Poblacion actual =
Poblacion total =
Densidad Neta =
Area expan. urb. =
36.26 Lt/seg
48.95 Lt/seg
65.26 Lt/seg
20 Años
15131 Hab
21753 Hab
485 Hab/Ha
13.65Has
El caudal para 1000 personas: (Q/1000)
Se trabaja con el Qmaxdiario
Qmax diario =
#Personas=
Pobl total=
Q / 1000
Q/1000=
48.95 Lt/seg
1000
21753 Hab
Q max d * 1000
Pobl..Total
2.25 Lt/seg
OK
Rango de valores: debe de estar entre (1.5 - 2.0)
ABASTECIMIENTO
18. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
0
DETERMINACION DE PERIODO DE DISEÑO
Año
Población
Dif.años
1940
1961
1972
1981
1993
3845
5720
7624
8120
9678
21
11
9
12
⬚
⬚
⬚
53
Interes compuesto:
Para:
K
T
T
T
T
=
=
=
=
21
11
9
12
K
K
K
K
1
2
3
4
=
=
=
=
1.019
1.026
1.007
1.015
=
=
=
=
0.019
0.026
0.007
0.015
=
0.01759
=
1.759
*) hallando el k promedio
K prom. =
0.932159
/
T. C. I. C
PERIODO DE DISEÑO
(%)
<1
1-2
>2
53
(AÑOS)
25-30
20-25
10-20
NOTA :
Se tomara en cuenta el mayor valor para entrar en la tabla :
Con el valor: 1.759
PERIODO DE DISEÑO =
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
20 AÑOS
DICIENBRE 2013
19. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
DISEÑO DE LA CIUDAD FICTICIA
Area total :
30
300000
Ha.
m2.
Manzanas :
Lado " A "(m.)
Area Neta:
*)
Area (m2)
Porcent.
A.manzana
# de lotes
# entero lotes
120
80
Pob.actual :
Pob. diseño :
Pob. futura :
Lado " B "(m.)
120
80
14400
6400
0.5
0.5
150000
150000
10.417
23.438
11
24
15131
21753
6622
hab.
hab.
hab.
312000 m2
Densidad Neta :
Dn
=
484.97
Hab./Ha.
Dn
=
485
Hab./Ha.
La densidad indica que se trata de Manzanas Multifamiliares
Cálculo del Área de Expansión
Asumimos densidad futura = 446 Hab/Ha, aproximadamente igual a la Densidad Neta
Luego:
*) Expanción urbana :
Df
=
485
(21752.8567555165-15130.9121768621) 6622hab
446 =
Area exp.
Area exp.
Area exp.
Area exp.
=
=
13.65
136534.94
Ha
m2.
Lado " A "(m.)
Lado " B "(m.)
Area (m2)
Porcent.
A.manzana
# de lotes
# entero lotes
120
80
120
80
14400
6400
0.5
0.5
68267.470
68267.470
4.741
10.667
5
10
Nº MANZANAS
AREA (Hás)
A.PARC.(Hás)
5
1.44
7.20
m2
Hás
10
0.64
6.40
136000
13.60
Cuadro de Areas Futuras
AREA TOTAL
Reajustamos la Densidad Futura
Densidad Futura =
487
hab / Há
La densidad indica que se trata de Manzanas Multifamiliares
EL AREA TOTAL PARA EL PERIODO DE DISEÑO SERÁ
Area total = Area Actual + Area de expansión
Area total =
312013.60
Hás
ABASTACIMIENTO DE AGUA Y ALCANTERILLADO
20. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
DISEÑO DE LA CIUDAD FICTICIA
Area total
minima :
30
300000
Lado " A "(m.) ado " B "(m.)
L
120
80
Ha.
m2.
Porcent.
A.manzana
# de lotes
14400
6400
120
80
Area (m2)
0.5
0.5
150000
150000
11
24
CALCULO DE LA DENSIDAD POBLACIONAL
Pob.actual :
15131
hab.
Pob. diseño :
21753
hab.
Pob. futura :
6622
hab.
AREA NETA
LADO 1
LADO 2
120
80
120
80
# MANZANAS AREA(m2)
AREA(Ha)
11
24
158400
153600
15.84
15.36
TOTAL
312000
31.20
AREA COMPLEMENTARIA
LUGAR
CANTIDAD
LADO1
LADO2
AREA(m2)
AREA(Ha)
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
120
110
80
50
55
120
60
80
120
60
60
55
70
55
120
60
120
170
110
120
120
185
80
80
170
70
70
120
120
60
120
60
14400
18700
8800
6000
6600
22200
4800
6400
20400
4200
4200
6600
8400
3300
14400
3600
1.44
1.87
0.88
0.60
0.66
2.22
0.48
0.64
2.04
0.42
0.42
0.66
0.84
0.33
1.44
0.36
TOTAL
153000
15.30
Plaza de armas
Colegio 1
Colegio 2
Escuela
Centro inicial
Estadio
Coliseo
Mercado
Cementerio
Iglesia
Municipalidad
Policia
Parque 1
Parque 2
Hospital
Banco
Luego:
Pobl actual
Area neta
Densidad neta =
15131
31.20
Densidad neta= 484.97
Densidad neta=
485Hab/Ha
zona de Densidad Multifamiliar
Según la DA se tiene una zona de Densidad Multifamiliar
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
21. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
CÁLCULO DEL ÁREA DE EXPANSIÓN:
Para encontrar el área futura haremos la siguiente suposición: DA=DF,por lo que nos hemos
asumido que en el futuro (periodo de diseño de 20años), la densidad poblacional sigue siendo
Multifamiliar,por motivo de emigración como tambien por fallecimiento.
Densidad Neta Actual = Densidad Futura =
485Hab/Ha
Luego:
(21752.8567555165-15130.9121768621) 6622hab
446 =
Area futura
Area futura
Area fut. =
13.65Has
La cual lo distribuimos de la sgte manera
50%
50%
120*120 =
80*80 =
Area exp.
Area exp.
Lado " A "(m.)Lado " B "(m.)
120
80
120
80
5 manzanas
10 manzanas
4.57
10.29
=
=
13.65
136534.94
Ha
m2.
Area (m2)
Porcent.
A.manzana
# de lotes
14400
6400
0.5
0.5
68267.470
68267.470
5
11
Cuadro de Areas Futuras de expansión:
Nº MANZANAS
AREA (Hás) A.PARC.(Hás)
5
1.44
7.20
11
0.64
6.83
AREA TOTAL
m2
Hás
140267
14.03
EL AREA TOTAL PARA EL PERIODO DE DISEÑO SERÁ
Area total = Area Actual + Area de expansión
Area total =
45.23
Hás
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
22. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
DISEÑO DE CAPTACIONES
Qmax d =
48.95
Lts/seg
Nota: En esta ocasión vamos a asumir que existe suficiente cantidad de manantiales laterales y de fondo
como para cubrir la demanda de agua requerida (Qmax d), y tambien se realizara el diseño de un
manantial lateral y un manantial de fondo solamente; pero tenemos que tener en cuenta que en la
realidad se tiene que realizar el diseño de cada manantial de forma diferente.
Caudales de diseño:
Manantial Lateral: Qmax ≤ 1 lts/seg
Manantial de Fondo: Qmax ≤ 5 lts/seg
Asumimos el caudal de diseño de cada uno de los manatiales:
Manantial Lateral: Q =
0.73
Manantial de Fondo: Q =
3.85
Lts/seg
Lts/seg
Consideramos el Caudal maximo de aforo como el 10% mas.
Manantial Lateral: Qmax aforo =
0.803
Lts/seg
Manantial de Fondo: Qmaxaforo=
4.235
Lts/seg
Nota: para el diseño se considera el 90% del caudal maximo aforado.
Calculo de manatiales necerarios para satisfacer la demanda (Qmax d):
Manantial
Lateral
De Fondo
Q (lts/seg)
Número
Qtotal (lts/seg)
0.73
3.85
10
11
21
7.3
42.35
49.65
Total :
dato
aproximado
al Qmax d
I .- CAPTACION DE MANANTIAL LATERAL
1.1. Caudal de Diseño:
Q=
0.73
Lts/seg
1.2. Diseño del Material Filtrante:
Teniendo en cuenta la condicion de BERTRAM:
𝑑15 𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜
𝑑85 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜
<4
ó
𝑑15 𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜
𝑑15 𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜
>5
Donde:
d15Filtro = Diametro de la abertura del tamiz que pasa el 15%
d85Filtro = Diametro de la abertura del tamiz que pasa el 15%
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTERILLADO
23. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Suponemos que los datos encontrados en el analisis granulométrico son:
d15 =
0.002
mm
d85 =
0.350
mm
Cálculo de los diámetros de los estratos del filtro:
Filtro I:
d15Filtro I = d85 Suelo * 3.5
d15Filtro I =
1.225
Por lo tanto se utilizara material de Filtro I, arena gruesa de (1-2 mm)
mm
Filtro II:
d15Filtro II = d15Filtro I * 6
d15Filtro II =
7.35
mm
Por lo tanto se utilizara material de Filtro II,grava media de (5-30 mm)
Filtro III:
d15Filtro III = d15Filtro II * 6
d15Filtro III =
44.1
mm
Por lo tanto se utilizara material de Filtro III,grava gruesa de (30-70 mm)
Según la Ley de Darcy las características del filtro de agua a través de filtros formados por
materiales granulares tenemos:
Q = K*A*I
Donde:
Q:
K:
A:
I:
h1 y h2 :
L:
Caudal de afloramiento del manantial
Coeficiente de permeabilidad (m/seg)
Área de la sección transeversal del filtro
Gradiente hidráulico
Pérdidas de energía sufrida por el flujo en el desplazamiento L
Longitud total del filtro
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTERILLADO
24. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
1.3. Coeficiente de Permeabilidad (K) para cada estrato
Asumimos los valores de K para cada estrato:
Arena Gruesa: K1 =
Grava Media: K2 =
Grava Gruesa: K3 =
0.5
10
100
cm/seg
cm/seg
cm/seg
Por razones prácticas de construcción consideremos los siguientes espesores para cada estrato:
b1 =
b2 =
b3 =
La Lonitud Total del Estrato es:
L = b1 + b2 + b3
L=
1.00
0.30
0.30
0.40
m
m
m
m
Asi mismo consideramos el gradiente hidraulico igual a la pendiente del terreno, sabiendo que
es igual a:
i% =
15%
Como la direccion del flujo es perpendicular a los estratos, utilizamos la siguiente fórmula y hallamos:
Permeabilidad Promedio Total:
b
1
1
c
Kv
L
Kc
Donde:
Kv :
Kc:
bc:
L :
1 / Kv =
Kv =
Kv =
seg/cm
Permeabilidad total y perpendicular al estrato.
Permeabilidad de cada estrato.
Ancho de cada estrato.
Longitud total de los estratos.
0.634
1.577
0.0158
seg / cm
cm / seg
m / seg
Asumimos los siguientes elementos del filtro:
Profundidad del Filtro:
0.75
m
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTERILLADO
25. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
2.30
Arena Gruesa
0.30
1.85
Grava Media
0.30
1.40
Grava Gruesa
0.40
0.80
Arena Gruesa: K1 =
Grava Media: K2 =
Grava Gruesa: K3 =
0.5
10
100
cm/seg
cm/seg
cm/seg
1.7. Cálculo de la carga sobre el orificio de ingreso:
Es recomendable que:
H = h 1 + hf
Pero:
≤ 40 cm
V 2
h1 1 . 49
2g
Donde:
H = Carga sobre el orificio
h1 = Carga para producir la velocidad de pasaje
hf = Pèrdida de carga disponible
V = Velocidad de pasaje en los orificios , se recomienda (0.50 - 0.60) m/seg .
como máximo.
g = gravedad (9.81 m/seg2)
Asumimos :
0.55
m/seg
V=
h1 =
0.023
m
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTERILLADO
26. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Se recomienda que:
hf =
hf =
30%
0.30
del espesor del filtro (L)
m
0.323
m
Entonces:
H=
0.4
m
<
1.8. Cálculo del área y número de orificios:
Para el càlculo usaremos la fòrmula de orificios para paredes delgadas:
Qmax aforado = Cd *A*V
Donde:
Qmax aforado = Caudal máximo aforado
Cd = Coeficiente de Descarga (entre 0.6 - 0.82)
V = Velocidad de Pasaje (entre 0.50 - 0.60 m/seg)
A = Area de orificio (m²)
m3/seg
Asumido
Asumido
Qmax aforado =
Cd =
V=
0.803
0.65
0.55
A=
2.24615
2
m
Considerando orificios de diámetro de 1'', es decir, diámetro menor al diámetro del
material del Filtro III.
d15Filtro III =
Luego:
a
4.41
4
> 1 pulg =
cm
menor
2.54
cm
2
Area de un orificio:
a=
2
0.00050671 m
1.9. Cálculo del número de orificios:
Se recomienda usar diametros menores o iguales a 2", si se obtuvieran diamtroa mayores
sera necesario aumentar el numero de orificios:
n
A
a
Donde:
n=
A=
a=
n=
n=
número de orificios
área del orificio
área calculada de un orificio
4432.84
5
orificios de Φ 1''
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTERILLADO
27. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
1.10. Cálculo del Volumen Almacenado (Va)
Va Q
x Tr
Donde:
Va = Volumen almacenado (m3)
Q = Caudal del manantial lateral ( m3 /seg)
Tr = Tiempo de Retención (3 - 5 min)
Tr =
Tr =
3
180
Q=
0.00073
Va =
0.1314
Va =
131.4
min (asumido)
seg
3
m /seg
m3
Lts
Ahora asumimos las siguientes medidas para la caja de captacion:
H=
a=
b=
0.40
0.60
0.80
m
m
m
Hallamos el volumen total:
Vt = H*b*a
Vt =
3
0.192
Como:
Vt
0.192
m
>
Va
>
0.131
3
m
1.11. Cálculo del diámetro de salida de la tubería de conducción a la camara de reunión (D):
Lo trataremos como orificio y será calculado con la siguiente formula:
Q C d x A cnd x
2gH
Donde:
Q = Caudal del manantial lateral ( m3 /seg)
Cd = Coeficiente de Descarga (entre 0.6 - 0.82)
Acnd =Área del conducto ( m2 )
m/seg2
g = gravedad = 9.81
H = Carga sobre la tuberia
Pero:
H
H=
Va
a b
0.27
m
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTERILLADO
28. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Q=
Cd =
Acnd =
A cnd
4
D2 D
0.00073
0.65
3
m /seg
Asumido
2
0.0004846 m
4 A cnd
D=
D=
D=
0.02483971 m
0.97794135 pulg
1
pulg
1.12. Cálculo de la tubería de desagüe o limpieza:
Redondeando
Esta tubería debe evacuar un caudal igual al máximo aforado del manantial; más el volumen
almacenado en la cámara húmeda en un tiempo determinado.
Qs
Donde:
Qs =
Va =
t =
Qaforado=
Va
+ Q aforado
t
Caudal de salida ( m3/seg )
Volumen almacenado ( m3 )
tiempo de salida ( seg )
Caudal aforado ( m3/seg )
Va =
t=
0.1314
120
m3
seg (asumido)
Qaforado =
0.00073
m /seg
Qs =
0.001825
m /seg
3
3
Para calcular el diámetro de la tubería de desagüe lo analizaremos como orificio de pared gruesa
(boquilla) donde el caudal viene expresado por:
QS C x A x 2gh
Donde:
C : Coeficiente de gasto
g : gravedad
9.81 m/seg2
H : Carga sobre la tubería
0.82
0.27
C=
H=
Entonces :
A =
A
0.00096
m2
2
4 A
D D
4
D=
D=
0.0350
1.4''
m
=
1 1/2"
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTERILLADO
29. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
1.13. Diseño de la tubería de Rebose:
Caudal a evacuar (QE):
Q E Q Aforado - Q
0.000803
0.000730
QE =
m3/seg
m3/seg
0.000073
Q aforado =
Q =
m3/seg
Nota: Esta tubería además de servir de rebose, también cumple cierta función ante posibles
obstrucciones o cierre de válvulas, además se comporta como un vertedero de sección circular
y pared ancha que debe evacuar el total captado:
Q aforado =
0.803
L/seg
Asumimos:
V=
2.00
m/seg
Usando la ecuación de compatibilidad.
QVA V
D=
D=
D=
2
D
4
0.0226
0.89''
1''
D
4Q
V
m
II.- CAPTACION DE MANANTIAL DE FONDO
Algunos de los datos que se dan a continuacion son asumidos, ya que estos deben ser tomados en campo:
Caudal de diseño :
Caudal màximo aforado :
Presiòn de salida de agua :
Qd =
Qmax aforado=
Psal =
0.00385
0.00424
0.35
DISEÑO DE LA CAJA DE CAPTACIÒN
Estará formada por dos cámaras, una húmeda o colectora y la cámara seca o de válvulas. Las
que se encuentran separadas por un pequeño muro de 0.15 cm de espesor.
Toda la estructura será de concreto simple, excepto la zona del techo que será de concreto
armado previsto de un buzón de 0.60 x 0.60 m para efectos de inspección.
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTERILLADO
m3/seg
m3/seg
m.c.a. (Asumido)
30. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
2.1. Diseño de Càmara Hùmeda
Està conformada de 2 cámaras con la finalidad de obtener una mejor calidad de agua, la primera
camara estará ubicada justo en el lugar donde emerge el flujo y la segunda es la almacenadora de
agua para conducirla directamente a la cámara o planta de tratamiento a travès de la tuberìa de
conducción.
Para ambas cámaras se considera el mismo volumen de almacenamiento, mas no las mismas
dimensiones.
Entre las dos cámaras existe un muro de 0.10m en el que se ubicará el vertedero rectangular.
A. Càlculo del Volumen Almacenado
Va Qd Tret
Donde :
3
V A : Volumen almacenado (m )
3
Q d : Caudal de diseño ( m /seg)
T
r
: Tiempo de retención (seg)
Considerando:
Tr =
VA =
3.00
0.693
minutos =
m3
180.00
seg
Para garantizar la continuidad de emergencia del flujo, debe cumplirse que:
h1( h2o ) A h p ( h2o ) E
Donde:
: Altura del nivel del agua almacenada
hp(H2O)E
: Altura de presión de salida del agua
hp(H2O)E =
0.35
m.c.a.
h1(H2O)A
(asumido)
B. Dimensiones de la Primera Cámara:
Para garantizar la continuidad del flujo debe cumplirse que la altura del nivel del agua almacenada
debe ser menor que la altura de presión de salida del agua (0.35 mca). Por lo que las dimensiones
de la caja de captación, serán:
h1 =
a=
b=
0.30
1.50
1.60
m (Volumen de agua almacenada)
m
m
Condiciòn:
Presión agua que emerge > Presión del agua almacenada
0.35
> 0.3
Presión agua que emerge
= 0.35
mca.
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTERILLADO
= 350
Kg/m2
31. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Presión del agua almacenada =
Peso del agua almacenada =
Peso del agua almacenada =
Área del agua almacenada =
.
Luego:
Presión del agua almacenada =
288.75
Kg/m2
Peso del agua almacenada
Área de agua almacenada
δagua * VA
693.00
axb=
Kg
< 350
Kg/m2
2.40
m2
Si Cumple
Entonces las dimensiones finales de la Caja de Captación, considerando un borde libre para
efectos de ventilacion y construcción, seran:
Borde libre =
0.50
m
H=
a=
b=
0.80
1.50
1.60
m
m
m
0.693
m3
0.50
1.00
1.40
m (Altura del volumen de agua almacenada)
m
m
Luego:
C. Dimensiones de la Segunda Cámara:
VA =
Como:
(Volumen
almacenado)
Asumimos las siguientes condiciones:
h1 =
a=
b=
Para efectos de ventilación y construcción damos una altura adicional:
h2 =
0.05
m
(Altura desde la parte superior del nivel del
agua almacenada al tirante sobre la cresta)
h3 =
0.50
m
(Para efectos de ventilaciòn y construcción)
Entonces las dimensiones finales serán:
H=
a=
b=
1.05
1.00
1.40
m
m
m
0.50
m
2.2. Diseño de Càmara Seca
Asumimos las siguientes dimensiones:
h=
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTERILLADO
32. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
0.30
0.50
a=
b=
m
m
DISEÑO DE LA TUBERIA DE CONDUCCIÓN;
Se lo trabajarà como orificio y se calculará con la siguiente expresión:
Q d C d x A cnd x 2gH
Donde:
Qd
=
Cd
= Coeficiente de Descarga ( 0.60 - 0.82)
A
Área del conducto ( m 2 )
=
cnd
g
H
Caudal de diseño :
=
=
gravedad
Carga sobre la tubería
Qd =
Cd =
g =
H=
0.00385
0.75
9.81
0.40
m3/seg
Asumido
m/seg2
m
A cnd =
0.001832
m2
D =
D =
D =
0.0483
1.90 ''
2"
m
DISEÑO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA:
Esta tubería debe evacuar un caudal igual al máximo aforado del manantial más el volumen
aforado en la segunda cámara húmeda en un tiempo determinado, entonces:
Qs =
Va
t
+ Q aforo
Donde :
Q
s
3
: Caudal de salida ( m /seg )
3
Va : Volumen almacenado ( m )
t : tiempo de salida ( seg )
3
Q af : Caudal aforado ( m /seg )
Va =
t=
t=
Qmax af =
0.693
2
120
0.00424
Qs =
0.01
m3
min
seg
m3/seg
m3/seg
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTERILLADO
33. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Para el calculo de la tuberia de desague lo realizamos como orificio de pared gruesa (boquilla)
Q s C d x A cnd x 2gH
Donde:
Qs
=
Cd
= Coeficiente de Descarga ( 0.60 - 0.82)
A
=
cnd
g
H
=
=
Caudal de evacuación
Área del conducto ( m 2 )
gravedad
Carga sobre la tubería
Qd =
Cd =
g =
H=
A =
0.0039
D =
D =
D =
m3/seg
Asumido
m/seg2
m
m2
0.01
0.82
9.81
0.50
0.0704
2.77 ''
3"
Entonces:
m
DISEÑO DE LA TUBERIA DE REBOSE
El caudal a evacuar es :
Q e Q Aforado - Q
d
Qe = Caudal a evacuar
Qaforado = Caudal aforado
Qd = Caudal de diseño
Qaforado =
Qd =
Qe =
0.00424
0.00385
0.00039
m3/seg
m3/seg
m3/seg
Nota : esta tuberia se comporta como un vertedero de seccion circular y pared ancha, y tambien
sirve de ayuda ante posibles obstrucciones o cierre de valvulas.
Teniendo en cuenta la ecuacion de continuidad tenemos:
Q=VxA=
V x л D2
4
Entonces:
Qaforado =
0.00424
m3/seg (El caudal a evacuar es el total captado)
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTERILLADO
34. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
V=
2
D=
D=
m/seg (Asumido)
0.05192384 m
2.0
pulg
III.- DISEÑO DE LA CAMARA DE REUNIÓN:
Esta estructura sirve para reunir el agua captada de los manantiales laterales y de fondo
CAUDAL DE DISEÑO (Qmax d)
Manantial
Q (lts/seg)
Número
Qtotal (lts/seg)
0.73
3.85
Total :
10
11
21
7.3
42.35
49.65
Qmax d =
49.65
Qmax d =
Lateral
De Fondo
0.04965
lts/seg
3
m /seg
CALCULO DEL VOLUMEN DE ALMACEAMIENTO
Va Q máx d x Tr
Donde:
Va = Volumen de almacenamiento (m3)
Qmax d =Caudal máximo diario ( m3 /seg)
Tr = Tiempo de retención (seg)
Asumimos:
Tr =
Tr =
3
180
min
seg
Va =
8.94
m
3
Asumimos las siguientes medidas para el almacemaniento:
H=
a=
2.00
2.00
m
m
b=
2.00
m
V=
8
m3
Considerando el Borde Libre para efectos de ventilacion y construccion, tenemos:
B.L. =
0.50
m
H=
a=
b=
Vt =
10
m3 >
2.50
2.00
2.00
Va =
m
m
m
8.94
m3
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTERILLADO
35. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
CALCULO DEL DIAMETRO DE SALIDA DE LA TUBERIA DE CONDUCCION
Será tratada como orificio y se calculará con:
Qmáxd Cd x Acnd x 2gH
Donde:
Q max d =Caudal máximo diario :
Cd = Coeficiente de Descarga ( 0.60 - 0.82)
Acond = Área del conducto ( m2 )
g = gravedad
H = Carga sobre la tubería
Qmax d =
Cd =
g=
H=
0.04965
0.75
Acond =
0.010843
𝐴= 𝜋
9.81
1.90
m3/seg
Asumido
m/seg2
m
m2
𝐷2
4
Luego :
D =
D =
D
0.1175
4.6 ''
= 6 ''
m
(Diàmetro comercial)
Debido a que estamos utilizando un diametro comercial mayor, tenemos que realizar la
verificación de la velocidad.
𝐐= 𝐕∗ 𝐀 → V=
𝐐
𝐀
→
𝐕=
𝟒∗𝐐
П∗𝐃 𝟐
V=
2.72
m/seg
2.72
≤ 3.00
m/seg
Entonces:
0.60
≤
Si Cumple
DISEÑO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA:
Esta tubería debe evacuar un caudal igual al máximo aforado del manantial más el volumen aforado
aforado en la segunda cámara húmeda en un tiempo determinado, entonces:
Qs =
Va
t
x 1.5
Donde :
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTERILLADO
36. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Qs = Caudal de salida ( m 3 /seg )
Va = Volumen almacenado ( m 3 )
t = tiempo de salida ( seg )
Va =
t=
t=
Qs =
m3
min
seg
m3/seg
8.937
3
180
0.07
Para el calculo de la tuberia de desague lo realizamos como orificio de pared gruesa (boquilla)
Q s C d x A cnd x 2gH
Donde:
Qs
=
Cd
= Coeficiente de Descarga ( 0.60 - 0.82)
A
=
cnd
g
H
=
=
Caudal de evacuación
Área del conducto ( m 2 )
gravedad
Carga sobre la tubería
Qd =
Cd =
g =
H=
0.07
0.82
9.81
2.00
A =
0.0145
D =
D =
D =
0.1359
5.35 ''
6"
m3/seg
Asumido
m/seg2
m
m2
Entonces:
m
(Diámetro comercial)
NOTA: En las tuberias de ventilacion tanto de la captacion de manantial lateral, manatial
de fondo y en la cámara de reunion ; se hara uso de tuberias de PVC de 2" de diámetro,
sobresaliendo 50 cm y en cuyo extremo se colocara un sombrero de ventilacion.
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTERILLADO
37. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
diseño de la linea de conducción
1. Consideraciones de diseño:
Caudal Máximo Diario:
Material de la Tubería:
Presión en la Tubería:
Presión Máxima:
Presión Mínima:
Velocidad Mínima:
Velocidad Máxima:
Longitud de Tuberia MINIMA:
48.95
PVC
50
50
1.0
0.6
5.0
127.00
L/s
Clase 5
m.c.a.
m.c.a.
m.c.a.
m/s
m/s
m
C = 140
2. Cálculo del diámetro máximo y mínimo:
Qdiseño= Qmáxd
Qdiseño=
48.95
L/s
D max
4Q
V min
Dmáx =
Dmáx =
0.32229
12.69
m
"
D min
4Q
Vmax
Dmín =
Dmín =
0.11164
4.40
m
"
Diámetros comerciales disponibles: 6", 8",10"
3. Cálculo de las velocidades y gradiente de velocidad:
Ecuaciones empleadas:
V
Diámetro
Pulg.
metros
6
0.1524
8
10
0.2032
0.254
L/D ≥
2000
L/D <
2000
Q
4Q
A D2
Sf
Velocidad
m/s
Gradiente
Hidráulico (m/m)
2.68
0.0411
4.11%
1.51
0.97
0.0101
0.0034
10.7 x Q 1.85
C 1.85 x D 4.87
Nota: Los diámetros con los que se
trabaja son los diámetros
comerciales.
1.01%
0.34%
Sf (%)
TUBERIA LARGA: Se obvia las pérdidas de carga locales y se toma en cuenta solamente las
pérdidas de carga por fricción.
TUBERIA CORTA: Hay que calcular todas las pérdidas de carga
fricción)
- Veremos si la tubería es larga o corta, analizando con el Dmáx
L/D=
394.05
Para Dmáx
Tubería Corta
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
( locales y por
38. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
DISEÑO DE RESERVORIO
la siguiente tabla representa los registros horarios de agua consumida en la ciudad
ficticia el dia maximo consumido del año 2013
CIUDAD ACTUAL
Hora
1am
2am
3am
4am
5am
6am
7am
8am
9am
10am
11am
12am
volumen de agua
consumida (m3)
Hora
volumen de agua
consumida (m3)
1pm
2pm
3pm
4pm
5pm
6pm
7pm
8pm
9pm
10pm
11pm
12pm
250.41
487.23
587.94
706.80
897.30
1021.87
1236.80
1467.54
1768.34
2013.50
2437.64
2976.55
consumo promedio durante el dia
CPDa=
267.745 m3/hora
=
3184.65
3725.47
4467.54
4464.12
4897.21
5000.45
5345.67
5645.19
5978.64
6123.54
6300.97
6425.89
74.3737269 lts/seg
CIUDAD FUTURA
poblacion futura
21753 hab
dotacion promedio
150 lts/hab/dia
variacion de consumo del 30% en el dia de maximo consumo
consumo pomedio diario
CPDf=
49.0953125 lts/seg
variacion de consumo
b= 0.66011634
CAPACIDAD MINIMA DEL TANQUE REGULADOR
cuando la entrada de agua es constante
entrada constante
VCONSUMO= 147.248577 m3
VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO
VCONSUM=
=
VC+VI+VR
147.248577 m3
VA=
VINCENDI=
VRESER=
3076.33144 m3
2160 m3
0.25VA
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTARILLADO
39. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
volum almacen=
3076.33144 m3
nota conciderando 3 recervorios de la misma capacidad
RADIO
8.08 m
ALTURA
5m
volumen de agua
consumida (m3)
Hora
01:00
250.41
02:00
487.23
03:00
587.94
04:00
706.80
05:00
897.30
06:00
1021.87
07:00
1236.80
08:00
1467.54
09:00
1768.34
10:00
2013.50
11:00
2437.64
12:00
2976.55
01:00
3184.65
02:00
3725.47
03:00
4467.54
04:00
4464.12
05:00
4897.21
06:00
5000.45
07:00
5345.67
08:00
5645.19
09:00
5978.64
10:00
6123.54
11:00
6300.97
12:00
6425.89
volumen de agua
consumida x hora (m3)
250.412
236.818
100.71
118.86
190.5
124.57
214.93
230.74
300.8
245.16
424.14
538.91
208.1
540.82
742.07
-3.42
433.09
103.24
345.22
299.52
333.45
144.9
177.43
124.92
produccion
promedio
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
267.745417
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTARILLADO
1025.44381
reservorio
17.3334167
48.2608333
215.29625
364.181667
441.427083
584.6025
637.417917
674.423333
641.36875
663.954167
507.559583
236.395
296.040417
22.9658333
-451.35875
-180.193333
-345.537917
-181.0325
-258.507083
-290.281667
-355.98625
-233.140833
-142.825417
3.4106E-13
40. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
disenar el diametro
de la boca toma a la captacion para un caudal de disenio
datos topograficos
Qmd=
48.9483 lts/seg
calculos
disenio c1 -captacion
cota captacion
cota ladera
presion requerida
Qmd
Longitud=
246 msnm
276 msnm
10 m
48.9483
127
PUNTO DE REUNION
ecuacion de fair whipple
hallando hf
hallando hf^0.57
caudal=
DIAMETRO=
cota rio-cota captaccion/longitud
0.157480315
0.34867353
48.9483
4.2211763
4
4 pulg
0.1016
disenar el diametro
de la captacion al reservorio para un caudal de disenio
datos topograficos
Qmd=
48.9483 lts/seg
calculos
disenio c1 -captacion
cota captacion
cota CRP6
presion requerida
Qmd
Longitud=
246 msnm
200 msnm
0m
48.9483
500
POR SER CR6
ecuacion de fair whipple
hallando hf
hallando hf^0.57
caudal=
DIAMETRO=
cota rio-cota captaccion/longitud
0.25666052
48.9483
4.72787145
5 PULG
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
0.092
5
0.127
41. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
disenio c1 -captacion
cota crp6
cota reservorio
presion requerida
Qmd
Longitud=
200 msnm
170 msnm
10 m
48.9483
248
POR SER CR6
ecuacion de fair whipple
hallando hf
hallando hf^0.57
caudal=
DIAMETRO=
cota rio-cota captaccion/longitud
0.23809465
48.9483
4.86106184
5
0.080645161
5
0.127
disenar el diametro
del reservorio a mis redes para un caudal de disenio
datos topograficos
Qmd=
65.2644 lts/seg
calculos
disenio c1 -captacion
cota reservorio
cota punto red
presion requerida
Qmd
Longitud=
200 msnm
137 msnm
10 m
65.2644
465
200
ecuacion de fair whipple
hallando hf
hallando hf^0.57
caudal=
DIAMETRO=
cota rio-cota captaccion/longitud
0.28999403
65.2644
5.02657182
5
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
0.113978495
5
0.127
44. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
PRIMERA ITERACION
1.1. Cáculo de coeficientes de fricción
DATOS DE IN GRESO
Longitud
Nota
TRABAJAR VELOCIDAD CON VALOR ABSOLUTO
Si el caudal es negativo entonces Hfi son negativos
CIRCUITO
I
I
I
I
CIRCUITO
0.000100
TUBERÍA
(1-2)
(2-5)
(5-6)
(6-1)
TUBERÍA
II
II
II
II
(2-3)
(3-4)
(4-5)
(2-5)
LONGIT
DIAMETRO CAUDAL
306
392
306
392
LONGIT
0.1524
0.040
0.1016
0.015
0.1016
-0.010
0.1016
-0.025
DIAMETRO CAUDAL
402
392
402
392
0.1016
0.1016
0.0762
0.1016
Longitud=
Viscosida=
Ks
f
dato
Ks/d
asumido
DATO
0.001
0.000984
0.0276814
0.000984
0.02169739
0.000984
0.02193886
0.000984
0.02192738
0.000984
Tubería (5-6)
306
0.00000114
0.000100
Número de
Rreynolds
CALCULADO
109,929
109,929
109,929
109,929
109,929
Longitud=
Viscosida=
Ks
f
dato
Ks/d
asumido
DATO
0.001
0.001312
0.03094533
0.001312
0.02352184
0.001312
0.02384334
0.001312
0.02382661
0.001312
Tubería (4-5)
402
0.00000114
0.000100
Número de
Rreynolds
CALCULADO
73,286
73,286
73,286
73,286
73,286
asumidos
0.015
0.005
-0.005
-0.015
primera iteracion
Longitud=
Viscosidad=
Ks
f
dato
Ks/d
asumido
DATO
0.001
0.000656
0.02229509
0.000656
0.01897771
0.000656
0.01907019
0.000656
0.01906731
0.000656
Tubería (1-2)
306
0.00000114
0.000100
Número de
Rreynolds
CALCULADO
293,143
293,143
293,143
293,143
293,143
Denomin
6.69723287
7.25902214
7.24139914
7.24194656
7.24192955
Caudal
Diámetro
Velocidad
denomina
6.69723287
7.25902214
7.24139914
7.24194656
7.24192955
0.040
0.1524
2.1928007
G(f)
1/f
0.02229509
0.01897771
0.01907019
0.01906731
0.0190674
Longitud=
Viscosida=
Ks
f
dato
Ks/d
asumido
DATO
0.001
0.000984
0.02557608
0.000984
0.02109859
0.000984
0.02123914
0.000984
0.0212341
0.000984
Tubería (2-5)
392
0.00000114
0.000100
Número de
Rreynolds
CALCULADO
164,893
164,893
164,893
164,893
164,893
Longitud=
Viscosida=
Ks
f
dato
Ks/d
asumido
DATO
0.001
0.000984
0.03265341
0.000984
0.02316612
0.000984
0.02371022
0.000984
0.02367135
0.000984
Tubería (3-4)
392
0.00000114
0.000100
Número de
Rreynolds
CALCULADO
54,964
54,964
54,964
54,964
54,964
Denomin
6.2529215
6.88451399
6.86169674
6.86251069
6.86248164
Caudal
Diámetro
Velocidad
denomina
0.015
0.1016
1.85017559
G(f)
1/f
6.2529215 0.02557608
6.88451399 0.02109859
6.86169674 0.02123914
6.86251069 0.0212341
6.86248164 0.0212343
Denomin
6.01043579
6.78885041
6.75138642
6.75315297
6.75306959
Caudal
Diámetro
Velocidad
denomina
6.01043579
6.78885041
6.75138642
6.75315297
6.75306959
-0.010
0.1016
1.23345039
G(f)
1/f
0.0276814
0.02169739
0.02193886
0.02192738
0.02192793
CIRCUITO II
Longitud=
Viscosidad=
Ks
f
dato
Ks/d
asumido
DATO
0.001
0.000984
0.02557608
0.000984
0.02109859
0.000984
0.02123914
0.000984
0.0212341
0.000984
Tubería (2-3)
402
0.00000114
0.000100
Número de
Rreynolds
CALCULADO
164,893
164,893
164,893
164,893
164,893
Denomin
6.2529215
6.88451399
6.86169674
6.86251069
6.86248164
Caudal
Diámetro
Velocidad
denomina
6.2529215
6.88451399
6.86169674
6.86251069
6.86248164
0.015
0.1016
1.85017559
G(f)
1/f
0.02557608
0.02109859
0.02123914
0.0212341
0.02123428
Denomin
5.53395677
6.5701209
6.49429758
6.49962714
6.49925146
Caudal
Diámetro
Velocidad
denomina
5.53395677
6.5701209
6.49429758
6.49962714
6.49925146
0.005
0.102
0.6167252
G(f)
1/f
0.03265341
0.02316612
0.02371022
0.02367135
0.02367409
ABASTECCIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
Denomin
5.68463314
6.52025221
6.47614301
6.47841621
6.47829891
Caudal
Diámetro
Velocidad
denomina
5.68463314
6.52025221
6.47614301
6.47841621
6.47829891
-0.005
0.0762
1.09640035
G(f)
1/f
0.03094533
0.02352184
0.02384334
0.02382661
0.02382748
45. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
CALCULO DE CAUDALES
CIRCUITO
TUBERÍA
I
I
I
I
CIRCUITO
II
II
II
II
LONGIT
(1-2)
(2-5)
(5-6)
(6-1)
TUBERÍA
(2-3)
(3-4)
(4-5)
(2-5)
DIAMETRO CAUDAL
306
392
306
392
LONGIT
402
392
500
392
VELOCIDAD
f
hfi
0.040 2.1928007 0.0190674 9.38268607
0.015 1.85017559 0.02123428 14.2941013
-0.010 1.23345039 0.02192793 -5.1211753
-0.025 3.11569569 0.02060984 -39.343966
sumas
-20.788354
Correción ΔQ=
0.00317902
DIAMETRO CAUDAL
VELOCIDAD
f
hfi
Kmi
0.1524
0.1016
0.1016
0.1016
0.1016
0.1016
0.0762
0.1016
0.015 1.85017559 0.02123428 14.6587468
0.005 0.6167252 0.02367409 1.77072068
-0.005 1.09640035 0.02382748 -9.5792696
-0.015 1.85017559 0.02123428 -14.294101
sumas
-7.4439034
Correción ΔQ=
0.00088528
HFI+km
Correción
5 235.792528 0.00317902
15 955.557177 0.00317902
15 513.280676 0.00317902
15 1564.9817 0.00317902
3269.61208
Kmi
HFI+km
5
15
5
15
978.122148
354.434923
1916.16025
955.557177
4204.2745
Nuevo
Caudal
-0.0008853
Correción
0.00088528
0.00088528
0.00088528
0.00088528
0.043
0.017 es COMÚN
-0.007 (
-0.022
Nuevo
Caudal
-0.003179
0.016
0.006
-0.004
-0.017 es COMÚN
SEGUNDA ITERACION
Longitud=
Viscosidad=
Ks
f
dato
Ks/d
asumido
DATO
0.001
0.000656
0.02203423
0.000656
0.01890167
0.000656
0.01898448
0.000656
0.01898204
0.000656
Tubería (1-2)
306
0.00000114
0.000100
Número de
Rreynolds
CALCULADO
316,441
316,441
316,441
316,441
316,441
Denomin
6.73675956
7.27360916
7.2577282
7.25819384
7.25818018
Caudal
Diámetro
Velocidad
denomina
6.73675956
7.27360916
7.2577282
7.25819384
7.25818018
0.04317902
0.1524
2.36707487
G(f)
1/f
0.02203423
0.01890167
0.01898448
0.01898204
0.01898211
Longitud=
Viscosida=
Ks
f
dato
Ks/d
asumido
DATO
0.001
0.000984
0.0249532
0.000984
0.02092587
0.000984
0.02104075
0.000984
0.02103704
0.000984
Tubería (2-5)
392
0.00000114
0.000100
Número de
Rreynolds
CALCULADO
190,108
190,108
190,108
190,108
190,108
Longitud=
Viscosida=
Ks
f
dato
Ks/d
asumido
DATO
0.001
0.000984
0.03130424
0.000984
0.02276333
0.000984
0.02321831
0.000984
0.02318852
0.000984
Tubería (3-4)
392
0.00000114
0.000100
Número de
Rreynolds
CALCULADO
64,696
64,696
64,696
64,696
64,696
Denomin
6.3304836
6.91286783
6.89397056
6.89457733
6.89455784
Caudal
Diámetro
Velocidad
denomina
6.3304836
6.91286783
6.89397056
6.89457733
6.89455784
0.017
0.1016
2.13309784
G(f)
1/f
0.0249532
0.02092587
0.02104075
0.02103704
0.02103716
Longitud=
Viscosida=
0
Ks
f
dato
Ks/d
asumido
DATO
0.001
0.000984
0.03018434
0.000984
0.02243066
0.000984
0.02281522
0.000984
0.02279205
0.000984
Tubería (5-6)
306
0.00000114
0.000100
Número de
Rreynolds
CALCULADO
74,982
74,982
74,982
74,982
74,982
Longitud=
Viscosida=
Ks
f
dato
Ks/d
asumido
DATO
0.001
0.001312
0.03241621
0.001312
0.02392974
0.001312
0.02433783
0.001312
0.02431386
0.001312
Tubería (4-5)
402
0.00000114
0.000100
Número de
Rreynolds
CALCULADO
60,310
60,310
60,310
60,310
60,310
Denomin
5.75584559
6.67696288
6.62045314
6.62381609
6.6236156
Caudal
Diámetro
Velocidad
denomina
5.75584559
6.67696288
6.62045314
6.62381609
6.6236156
-0.006821
0.1016
0.84133349
G(f)
1/f
0.03018434
0.02243066
0.02281522
0.02279205
0.02279343
CIRCUITO II
Longitud=
Viscosidad=
Ks
f
dato
Ks/d
asumido
DATO
0.001
0.000984
0.02531832
0.000984
0.02102683
0.000984
0.02115651
0.000984
0.02115205
0.000984
Tubería (2-3)
402
0.00000114
0.000100
Número de
Rreynolds
CALCULADO
174,625
174,625
174,625
174,625
174,625
Denomin
6.28467161
6.89625139
6.8750844
6.87580845
6.87578367
Caudal
Diámetro
Velocidad
denomina
6.28467161
6.89625139
6.8750844
6.87580845
6.87578367
0.01588528
0.1016
1.95937024
G(f)
1/f
0.02531832
0.02102683
0.02115651
0.02115205
0.0211522
Denomin
5.65195171
6.62799404
6.56273231
6.56694625
6.56667353
Caudal
Diámetro
Velocidad
denomina
5.65195171
6.62799404
6.56273231
6.56694625
6.56667353
0.00588528
0.1016
0.72591985
G(f)
1/f
0.03130424
0.02276333
0.02321831
0.02318852
0.02319045
ABASTECCIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
Denomin
5.55416645
6.46444174
6.41001478
6.41317494
6.41299114
Caudal
Diámetro
Velocidad
denomina
5.55416645
6.46444174
6.41001478
6.41317494
6.41299114
-0.0041147
0.0762
0.90227653
G(f)
1/f
0.03241621
0.02392974
0.02433783
0.02431386
0.02431525
46. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
CALCULO DE CAUDALES
CIRCUITO
TUBERÍA
I
I
I
I
CIRCUITO
LONGIT
(1-2)
(2-5)
(5-6)
(6-1)
TUBERÍA
II
II
II
II
(2-3)
(3-4)
(4-5)
(2-5)
DIAMETRO CAUDAL
306
392
306
392
LONGIT
0.1524
0.1016
0.1016
0.1016
0.043
0.017
-0.007
-0.022
DIAMETRO CAUDAL
402
392
500
392
0.1016
0.1016
0.0762
0.1016
0.016
0.006
-0.004
-0.017
VELOCIDAD
2.36707487
2.13309784
0.84133349
2.72357879
VELOCIDAD
f
hfi
0.01898211 10.8844367
0.02103716 18.8235733
0.02279343 -2.4767081
0.02074662 -30.263599
sumas
-3.0322975
Correción ΔQ=
0.00049141
f
hfi
1.95937024 0.0211522 16.3765323
0.72591985 0.02319045 2.40314427
0.90227653 0.02431525 -6.6202451
2.13309784 0.02103716 -18.823573
sumas
-6.6641418
Correción ΔQ=
0.00080452
Kmi
HFI+km
5
15
15
15
Kmi
253.504838
1091.93994
363.642911
1376.24464
3085.33233
HFI+km
5
15
5
15
1031.90351
408.734353
1609.12421
1091.93994
4141.70201
Correción
0.00049141
0.00049141
0.00049141
0.00049141
Correción
0.00080452
0.00080452
0.00080452
0.00080452
Nuevo
Caudal
0.04367043
-0.0008045
0.017 es COMÚN
-0.0063296
-0.0215896
Nuevo
Caudal
0.0166898
0.0066898
-0.0033102
-0.0004914
-0.017 es COMÚN
octava ITERACION
Longitud=
Viscosidad=
0
Ks
f
dato
Ks/d
asumido
DATO
0.001
0.000656
0.02196716
0.000656
0.01888221
0.000656
0.01896261
0.000656
0.01896028
0.000656
Tubería (1-2)
306
0.00000114
0.000100
Número de
Rreynolds
CALCULADO
322,924
322,924
322,924
322,924
322,924
Caudal
0 Diámetro
Velocidad
Denomin denomina
6.74703625
7.27735455
7.26191143
7.26235728
7.2623444
6.74703625
7.27735455
7.26191143
7.26235728
7.2623444
0.04406372
0.1524
2.41557368
G(f)
1/f
0.02196716
0.01888221
0.01896261
0.01896028
0.01896035
Longitud=
Viscosida=
0
Ks
f
dato
Ks/d
asumido
DATO
0.001
0.000984
0.02498606
0.000984
0.02093492
0.000984
0.0210511
0.000984
0.02104734
0.000984
Tubería (2-5)
392
0.00000114
0.000100
Número de
Rreynolds
CALCULADO
188,623
188,623
188,623
188,623
188,623
Longitud=
Viscosida=
Ks
f
dato
Ks/d
asumido
DATO
0.001
0.000984
0.03009553
0.000984
0.02240437
0.000984
0.02278349
0.000984
0.02276082
0.000984
Tubería (3-4)
392
0.00000114
0.000100
Número de
Rreynolds
CALCULADO
75,906
75,906
75,906
75,906
75,906
Caudal
0 Diámetro
Velocidad
Denomin denomina
6.32631886
6.91137279
6.89227463
6.89289148
6.89287155
6.32631886
6.91137279
6.89227463
6.89289148
6.89287155
0.017
0.1016
2.11644431
G(f)
1/f
0.02498606
0.02093492
0.0210511
0.02104734
0.02104746
Longitud=
Viscosida=
0
Ks
f
dato
Ks/d
asumido
DATO
0.001
0.000984
0.03123617
0.000984
0.02274306
0.000984
0.02319366
0.000984
0.0231643
0.000984
Tubería (5-6)
306
0.00000114
0.000100
Número de
Rreynolds
CALCULADO
65,257
65,257
65,257
65,257
65,257
Longitud=
Viscosida=
Ks
f
dato
Ks/d
asumido
DATO
0.001
0.001312
0.03488859
0.001312
0.02462168
0.001312
0.02518894
0.001312
0.02514967
0.001312
Tubería (4-5)
402
0.00000114
0.000100
Número de
Rreynolds
CALCULADO
45,364
45,364
45,364
45,364
45,364
Caudal
0 Diámetro
Velocidad
Denomin denomina
5.65810675
6.63094751
6.56621899
6.57037913
6.57011115
5.65810675
6.63094751
6.56621899
6.57037913
6.57011115
-0.0059363
0.1016
0.73221118
G(f)
1/f
0.03123617
0.02274306
0.02319366
0.0231643
0.02316619
CIRCUITO II
Longitud=
Viscosidad=
Ks
f
dato
Ks/d
asumido
DATO
0.001
0.000984
0.02504899
0.000984
0.02095228
0.000984
0.02107097
0.000984
0.02106707
0.000984
Tubería (2-3)
402
0.00000114
0.000100
Número de
Rreynolds
CALCULADO
185,834
185,834
185,834
185,834
185,834
Denomin
6.31836742
6.90850978
6.88902507
6.88966146
6.88964067
Caudal
Diámetro
Velocidad
denomina
6.31836742
6.90850978
6.88902507
6.88966146
6.88964067
0.01690499
0.1016
2.08514607
G(f)
1/f
0.02504899
0.02095228
0.02107097
0.02106707
0.0210672
Denomin
5.76433233
6.68087932
6.62506062
6.62835936
6.62816407
Caudal
Diámetro
Velocidad
denomina
5.76433233
6.68087932
6.62506062
6.62835936
6.62816407
0.00690499
0.1016
0.85169568
G(f)
1/f
0.03009553
0.02240437
0.02278349
0.02276082
0.02276216
ABASTECCIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
Denomin
5.35375255
6.37295912
6.30079013
6.3057077
6.30537173
Caudal
Diámetro
Velocidad
denomina
5.35375255
6.37295912
6.30079013
6.3057077
6.30537173
-0.003095
0.0762
0.67867504
G(f)
1/f
0.03488859
0.02462168
0.02518894
0.02514967
0.02515235
47. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
CALCULO DE CAUDALES
CIRCUITO
TUBERÍA
I
I
I
I
CIRCUITO
II
II
II
II
(1-2)
(2-5)
(5-6)
(6-1)
TUBERÍA
II
II
II
II
(1-2)
(2-5)
(5-6)
(6-1)
TUBERÍA
(2-3)
(3-4)
(4-5)
(2-5)
DIAMETRO CAUDAL
306
392
306
392
LONGIT
(2-3)
(3-4)
(4-5)
(2-5)
RESULTADOS FINALES
CIRCUITO
TUBERÍA
I
I
I
I
CIRCUITO
LONGIT
0.1524
0.1016
0.1016
0.1016
0.044
0.017
-0.006
-0.021
DIAMETRO CAUDAL
402
392
402
392
LONGIT
0.1016
0.1016
0.0762
0.1016
0.017
0.007
-0.003
-0.01716
DIAMETRO CAUDAL
306
392
306
392
LONGIT
402
392
402
392
0.1524
0.04406
0.1016
0.017
0.1016
-0.006
0.1016
-0.021
DIAMETRO CAUDAL
0.1016
0.1016
0.0762
0.1016
0.017
0.007
-0.003
-0.017
VELOCIDAD
2.41557368
2.11644431
0.73221118
2.61445648
VELOCIDAD
f
hfi
0.01896035 11.3220313
0.02104746 18.5398697
0.02316619 -1.9065842
0.02079131 -27.947184
sumas
0.00813286
Correción ΔQ=
-1.361E-06
f
hfi
2.08514607 0.0210672 18.471968
0.85169568 0.02276216 3.24695109
0.67867504 0.02515235 -3.1151176
2.11644431 0.02104746
-18.53987
sumas
0.06393187
Correción ΔQ=
-8.746E-06
Altura de
Kmi
HFI+km
5
15
15
15
Kmi
HFI+km
5
15
5
15
hfi+Kñi
25
11.38755
18.59863
-1.90902
-28.05795
18.49070
3.25078
-3.11548
-18.59863
258.433813
1083.91648
321.584586
1323.72033
2987.65521
Nudo
1
2
5
6
camino
40
(1-2)
(1-2)+(2-5)
(1-6)
3
4
(1-2)-(2-3)
1093.80154
470.787452
1006.61262
1083.91648
3655.11808
Correción
-1.361E-06
-1.361E-06
-1.361E-06
-1.361E-06
Correción
-8.746E-06
-8.746E-06
-8.746E-06
-8.746E-06
altura de
agua
40.000
28.612
10.014
11.942
10.122
6.898
ABASTECCIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
Nuevo
Caudal
0.04406235
8.7455E-06
0.01717 es COMÚN
-0.0059376 ambos circuitos
-0.0211976
Nuevo
Caudal
0.01689624
0.00689624
-0.0031038
1.3611E-06
-0.01717 es COMÚN
a ambos circuitos
48. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
diseñar el diametro
datos topograficos
Qmd=
calculos
disenio c1 -captacion
cota punt 1
cota punt 6
presion requerida
Qmd
Longitud=
25.26 lts/seg
presion 1
20
157 msnm
128 msnm
10 m
25.26
392
ecuacion de fair whipple
hallando hf cota rio-cota captaccion/longitud
0.04846939
hallando hf^0.57
0.17812156
caudal=
25.26
DIAMETRO=
4.23702309
4 Pulg
4
0.1016
disenar el diametro
datos topograficos
Qmd=
calculos
disenio c1 -captacion
40 lts/seg
punto1
cota punt 1
cota punt 2
presion requerida
Qmd
Longitud=
20
157 msnm
142 msnm
10 m
40
306
ecuacion de fair whipple
hallando hf cota rio-cota captaccion/longitud
0.01633987
hallando hf^0.57
0.09584108
caudal=
40
DIAMETRO=
6.31704059
6 pulg
6
0.1524
disenar el diametro
datos topograficos
Qmd=
calculos
disenio c1 -captacion
15 lts/seg
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
49. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
cota punt 2
cota punt 5
presion requerida
Qmd
Longitud=
152 msnm
134 msnm
10 m
15
392
ecuacion de fair whipple
hallando hf cota rio-cota captaccion/longitud
0.02040816
hallando hf^0.57
0.10878981
caudal=
15
DIAMETRO=
4.19316271
4 pulg
4
0.1016
disenar el diametro
datos topograficos
Qmd=
calculos
disenio c1 -captacion
cota punt 5
cota punt 6
presion requerida
Qmd
Longitud=
10 lts/seg
144 msnm
128 msnm
10 m
10
306
ecuacion de fair whipple
hallando hf cota rio-cota captaccion/longitud
0.01960784
hallando hf^0.57
0.10633715
caudal=
10
DIAMETRO=
3.63958734
4 pulg
4
0.1016
disenar el diametro
datos topograficos
Qmd=
calculos
disenio c1 -captacion
cota punt 2
cota punt 3
presion requerida
Qmd
Longitud=
15 lts/seg
152 msnm
138 msnm
5m
15
402
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
50. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
ecuacion de fair whipple
hallando hf cota rio-cota captaccion/longitud
0.02238806
hallando hf^0.57
0.11468573
caudal=
15
DIAMETRO=
4.1
4.0 pulg
4.0
0.1016
disenar el diametro
datos topograficos
Qmd=
calculos
disenio c1 -captacion
cota punt 3
cota punt 4
presion requerida
Qmd
Longitud=
5 lts/seg
143 msnm
136 msnm
5m
5
392
ecuacion de fair whipple
hallando hf cota rio-cota captaccion/longitud
0.00510204
hallando hf^0.57
0.04936442
caudal=
5
DIAMETRO=
3.74094482
4 pulg
4
0.1016
disenar el diametro
datos topograficos
Qmd=
calculos
disenio c1 -captacion
cota punt 5
cota punt 4
presion requerida
Qmd
Longitud=
5 lts/seg
144 msnm
136 msnm
5m
5
146
ecuacion de fair whipple
hallando hf cota rio-cota captaccion/longitud
0.02054795
hallando hf^0.57
0.10921392
caudal=
5
DIAMETRO=
2.78857059
3 pulg
3
0.0762
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
51. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
RED DE ALCANTARILLADO
1 se determina el sentido del flujo en fucncion de la topografia del terreno
pudiendo dividirse por areas drenadas de manera que ciertas zonas
descargen hacia un colector primario
2 se hallan los caudales de aporte de cada colector (primarios y secuandarios
para determinar dichos caudales). Existen dos formas.
a.) primera forma. Hallamos la longitud unitaria total de los colectores
considerandose los primarios y secundarios.
* determinamos el caudal unitario por unidad de longitud.
qu= QD/Ltotal
QD= 0.80*Qmh
= 0.80*Qp*2
* el caudal de cada tramo.
qtramo=
qu* longitud tramo
* despues hallaremos los caudales acumulados de cada coletor
según los flujos presedentes.
CALCULO DE LA VELOCIDAD EN EL COLECTOR
aplicamos manning
Q= A*R^(2/3)*S^(1/2)/n
los sistemas de alcantarillado se proyectaran para que los colectores
funciones al 50%. Amedia seccion y como en tubo lleno, entonces
tendremos que hallar la velocidad real que transport el colector
PENDIENTE MINIMA
S= 0.0055*Q^(-.47)
CALCULOS
Qmh=
QD=
65.26 litros/seg
52.208 litros/seg
long total colector principa=
651 m
qu= 0.080196621
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
52. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
TRAMO
1..
2
3
4
5
a
b
c
d
e
f
6
7
8
9
10
g
h
i
j
k
11
12
13
14
15
l
m
n
o
16
17
18
19
20
long. Tramo q. tramo
144
11.548
164
13.152
143
11.468
199.37
15.989
204.71
16.417
72
5.774
72
5.774
72
5.774
79.46
6.372
88.27
7.079
83.54
6.700
144
11.548
164
13.152
142
11.388
199.37
15.989
204.71
16.417
166.76
13.374
92.5
7.418
95.4
7.651
95.9
7.691
101.07
8.105
162.67
13.046
28.95
2.322
113.88
9.133
199.37
15.989
204.21
16.377
75
6.015
71.6
5.742
111.82
8.968
106.69
8.556
131.89
10.577
193.28
15.500
112.86
9.051
199.37
15.989
199.02
15.961
TRAMO
21
22
23
24
p
q
r
s
t
u
v
w
x
y
z
25
26
27
28
long. Tramo q. tramo
111.16
8.91465634
202.09
16.2069351
199.02
15.9607314
193.88
15.5485208
93.7
7.51442335
50.63
4.0603549
72
5.77415668
71.39
5.72523674
72
5.77415668
104.87
8.4102196
111.63
8.95234876
110.53
8.86413247
70.96
5.6907522
40.23
3.22631005
110.5
8.86172657
70.91
5.68674237
72.19
5.78939404
110.63
8.87215214
173.59
13.9213314
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
53. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
q. acumulado
6
b
c
g
h
i
l
m
n
r
q
p
t
u
v
w
x
11
12
13
y
14
26
o
k
5
j
25
z
28
17.322
17.322
18.926
48.019
39.497
25.491
45.512
42.621
118.881
11.499
15.560
33.651
21.323
45.233
54.186
17.915
23.470
94.715
142.549
205.867
251.715
291.173
14.662
23.218
31.323
54.440
77.508
156.934
197.963
243.834
s min
0.001309
0.001309
0.001255
0.000810
0.000888
0.001091
0.000831
0.000857
0.000529
0.001587
0.001376
0.000958
0.001187
0.000833
0.000766
0.001288
0.001135
0.000589
0.000486
0.000409
0.000372
0.000347
0.001415
0.001140
0.000991
0.000764
0.000647
0.000464
0.000416
0.000378
diametr m
0.044045
0.044045
0.045889
0.070627
0.064517
0.052675
0.068895
0.066833
0.107475
0.036433
0.041910
0.059905
0.048494
0.068699
0.074692
0.044737
0.050697
0.096738
0.116902
0.138595
0.152121
0.162734
0.040771
0.050445
0.057948
0.074854
0.088160
0.122225
0.136105
0.149897
diam pulg
1.73407
1.73407
1.80666
2.78060
2.54006
2.07382
2.71240
2.63121
4.23128
1.43437
1.64999
2.35846
1.90922
2.70470
2.94063
1.76130
1.99595
3.80860
4.60245
5.45651
5.98903
6.40686
1.60517
1.98601
2.28144
2.94701
3.47087
4.81201
5.35847
5.90144
diametro
2
2
2
3
3
3
3
3
5
2
2
3
2
3
3
2
2
4
5
6
6
7
2
2
3
3
4
5
6
6
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
pulg
54. DISEÑO DE TANQUE IMHOFF
DIMENSIONAMIENTO DE SISTEMAS DE
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
MEDIANTE TANQUES IMHOFF
Del Proyecista (Sedimentador)
L = 9.25
B = 2.00
L/B = 4.63
DISEÑO TANQUE IMHOFF
L/B = 4.63
(3 a 10)
NOMBRE DEL PROYECTO:
“ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y
ALCANTARILLADO EN EL C.P. SAN
VICENTE, DISTRITODE JESUSCAJAMARCA-CAJAMARCA”
LOCALIDAD
C.P SAN VICENTE
Factores de capacidad relativa y tiempo de digestión
de lodos
Temperatura
Tiempo digestión
Factor capacidad
°C
(días)
relativa
5
10
15
20
> 25
110
76
55
40
30
2
1.4
1
0.7
0.5
COMO HAY 3 RESERVORIOS ENTONCES ELEGIMOS 3 TANQUES IMOF
POBLACION ACTUAL
DIVIDIMOS LA POBLACION EN 3 PARTES
Qmedio:
qmedio en m^3/dia:
A
1.2.3.4.5.7.8.9.10.11.12.-
PARAMETROS DE DISEÑO
Población actual
Tasa de crecimiento (%)
Período de diseño (años)
Población fututa
Dotación de agua, l/(habxdia)
Altitud promedio, msnm
Temperatura mes más frio, en °C
Tasa de sedimentación, m3/(m2xh)
Periodo de retención, horas
Borde libre, m
Volumen de digestión, l/hab a 15°C
13.- Relación L/B (teorico)
14.- Espaciamiento libre pared digestor
al sedimentador, metros
15.- Angulo fondo sedimentador, radianes
15131.0
5044.00
11.21
968.55
HABITANTES
lps
# FAMILIAS =
1008.8
5044.00
1.4
20
6457
150
300
15
0.6
2
0.3
80
4.63
habitantes
L/(hab x día)
m.s.n.m.
°C
m3/(m2 x h)}
horas
m
L/hab a 15°C
2.25 m
55°
VALORES GUIA
(1.5 a 2.5)
>a3
1.0 mínimo
(50° - 60°)
55. 0.9599 radianes
16.- Distancia fondo sedimentador
a altura máxima de lodos (zona neutra), m
17.- Factor de capacidad relativa
18.- Espesor muros sedimentador,m
19.- Inclimación de tolva en digestor
20.- Numero de troncos de piramide en el largo
21.- Numero de troncos de piramide en el ancho
22.- Altura del lodos en digestor, m
23.- Requerimiento lecho de secado
B
Caudal medio, l/dia
Area de sedimentación, m2
Ancho zona sedimentador (B), m
Largo zona sedimentador (L), m
Prof. zona sedimentador (H), m
Altura del fondo del sedimentador
m
968.55
67.26
3.80
17.58
1.20
0.55
m3/día
m2
m
m
m
m
2.05
516.56
8.50
452.90
53%
1.5
6.4
645.70
m
m3
m
m3
m
(15° - 30°)
radianes
m
m2/hab.
RESULTADOS
24.25.26.27.28.29.-
0.55
1.00
0.10
19°
0.3316
1
1
2.30
0.1
30.- Altura total sedimentador, m
31.- Volumen de digestión requerido, m3
32.- Ancho tanque Imhoff (Bim), m
33.- Volumen de lodos en digestor, m3
34.- Superficie libre, %
35.- Altura del fondo del digestor, m
36.- Altura total tanque imhoff, m
37.- Area de lecho de secado, m2
Vol. Dig.>=Vol.
Requerido
(min.)
m
m
FALSO
L/Bim = 2.07
Debe ser > a 1
30%
OK
Se deberá modificar las celdas: Relación L/B (teorico)(fila 13), Espaciamiento libre pared digestor
sedimentador (fila 15) y Altura de lodos en digestor(fila 22) de tal forma que Volumen de lodos
en digestor (fila 33) sea > o igual a Volumen de digestión requerido (fila 31).
17.6
Espaciamiento Libre = 2.25
Espesor de muro de sedimentador = 0.10
Ancho de sedimentador = 3.80
Espesor de muro de sedimentador = 0.10
8.5
56. Espaciamiento Libre = 2.25
8.50
0.1
2.25
0.1
3.80
2.25
0.3
BORDE LIBRE
1.20
SEDIMENTADOR
0.20
0.55
FONDO DE SEDIMENTADOR
6.4
0.55
55°
ZONA NEUTRA
0.2
2.30
LODOS
1.5
FONDO DE DIGESTOR
19°