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U NIVERSIDAD N ACIONAL D E H UANCAVELICA
FACULTAD D E C IENCIAS D E I NGENIERÍA
E SCUELA P ROFESIONAL DE
C IVIL -H UANCAVELICA
CURSO:
HIDROLOGíA GENERAL
DELIMITACIÓN DE CUENCA
DOCENTE:
Ing. AYALA BIZARRO,Ivan Arturo
ESTUDIANTE:
SALAZAR DE LA CRUZ,Santiago
Huancavelica - 2016
Baja
A DIOS
E
por iluminar y bendecir nuestro camino.
A
F
nuestros padres, quienes nos apoyan de manera incondicional en nuestra formación académica; gracias
a ellos por apostar siempre en la educación.
H
G
Í NDICE G ENERAL
Objetivos
1
C APÍTULO 1 MEMORIA DESCRIPTIVA
1.1 Nombre de proyecto
1.2 Introducción
1.3 Alcances
1.4 Metodología de trabajo
PÁGINA 2
3
3
3
4
Trabajo de campo4
Trabajo de gabinete4
1.5 Ubicación y Descripción del proyecto
4
Ubicación Política4
Ubicación Geográfica6
Características generales6
1.6 Marco referencial
1.7 Cálculos
C APÍTULO 2 LÍNEAS DE CONDUCCIÓN
2.1 Geología Del Área De Estudio
2.2 Criterios de diseño
7
8
PÁGINA 10
11
11
Fuente de agua12
Captación12
Aforo de la fuente de captación12
C APÍTULO
C ONCLUSIONES
PÁGINA 13
C APÍTULO
B IBLIOGRAFÍA
PÁGINA 13
OBJE TIVOS
Generales.
Plantear un sistema de abastecimiento de agua apta para consumo, teniendo en consideración parámetros de diseño (velocidad, presión, economía, etc.)
Específicos
Diseñar la línea de conducción (cálculo de diámetro, verificación de velocidades
y presiones) de acuerdo a normas establecidas en el reglamento nacional de edificaciones.
Plantear alternativas de abastecimiento de agua apta para consumo que se adecuen a las condiciones (topográficas, hidrológicas y demográficas) de la urbanización.
1
MEMORIA DESCRIPTIVA
Contents
1.1 Nombre de proyecto
3
1.2 Introducción
3
1.3 Alcances
3
1.4 Metodologı́a de trabajo
4
Trabajo de campo4
Trabajo de gabinete4
1.5 Ubicación y Descripción del proyecto
4
Ubicación Polı́tica4
Ubicación Geográfica6
Caracterı́sticas generales6
1.6 Marco referencial
7
1.7 Cálculos
8
Abastecimiento de Agua y Alcantarillado
1.1
MEMORIA DESCRIPTIVA
Nombre de proyecto
DISEÑO DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DEL CENTRO POBLADO DE PUEBLO
LIBRE, DISTRITO, PROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE HUANCAVELICA
1.2
Introducción
Un sistema de abastecimiento de agua es el conjunto de infraestructura, equipos y servicios destinados al suministro de agua en cantidad suficiente y de buena calidad, es
decir, apta para el consumo humano, así como las condiciones actuales y futuras de la
localidad para satisfacer sus necesidades, desde su lugar de existencia natural o fuente
hasta el hogar de los usuarios.
De tal manera en el presente trabajo realizaremos un estudio de abastecimiento de
agua para consumo humano del centro poblado de Pueblo Libre del cual se suministrará
un caudal de manera permanentes y suficiente, obtenido de una fuente, de acuerdo a
la ubicación y naturaleza de esta, así como a la topografía del terreno; se considerará
el tipo de sistema por gravedad la cual está ubicada en la parte alta de la población
para que el agua fluya a través de tuberías, usando solo la fuerza de la gravedad. Dicha
captación está a una distancia aproximada de 1.00 km del pueblo, este diseño estará
formado esencialmente por la fuente de agua (captación), tuberías de conducción o
transporte, almacenamiento y distribución.
Entonces para la aplicación y desarrollo de nuestro trabajo plasmaremos todo lo aprendido en clase en el cual como primer paso desarrollamos el método aritmético para
calcular la población futura del centro poblado de Pueblo Libre, así como la línea de
conducción, la distribución, el modelamiento a través de un software (EPANET) para
verificar los resultados obtenidos del Python y finalmente el diseño en su conjunto se
presentarán a través de planos realizados en el programa AutoCAD.
1.3
Alcances
El alcance de este estudio incluye las siguientes tareas:
Visita al área para determinar las condiciones hidrológicas e hidráulicas existentes.
Simulación hidrológica e hidráulica de las condiciones existentes y propuestas.
3
Ingeniería Civil
Abastecimiento de Agua y Alcantarillado
1.4
MEMORIA DESCRIPTIVA
Metodología de trabajo
El estudio hidrológico comprende el análisis de información para determinar los caudales máximos para los periodos de retorno considerados en la cuenca objeto de estudio es decir 10 o 20 años según el R.N.E. para ello se tiene que partir del estudio de las
características fisiográficas de la cuenca, tales como superficie, pendiente y longitud, así
como las determinaciones de escorrentías y tiempo de concentración.
1.4.1 Trabajo de campo
El trabajo de campo consistió en la visita al ámbito de estudio comprendida principalmente en tres puntos, el primero es el que corresponde al centro poblado de Pueblo
Libre, el segundo que corresponde al lugar donde se plantea la ubicación de una estructura de almacenamiento de agua (reservorio) y el tercero donde se ubica la captación
de agua del Centro poblado de Pueblo libre ubicado a una distancia aproximada de
0.670 Km medidos desde la ubicación de reservorio distancia que se plantea como línea
de conducción.
1.4.2 Trabajo de gabinete
El trabajo de gabinete corresponde a la sistematización de la información recabada en
campo y tomada a través de herramientas Geo referenciales (GIS, GOOGLE EARTH,Python,
etc.) y los procedimientos de cálculos respectivos.
1.5
Ubicación y Descripción del proyecto
El estudio del proyecto se ubica en la provincia y departamento de Huancavelica específicamente a 8 km de la ciudad principal.
1.5.1 Ubicación Política
Departamento : Huancavelica
Provincia : Huancavelica
Distrito : Huancavelica
Centro Poblado : Pueblo Libre
Zona : Urbana
Región natural : Sierra
4
Ingeniería Civil
Abastecimiento de Agua y Alcantarillado
MEMORIA DESCRIPTIVA
Figure 1.1: La ubicación del departamento de Huancavelica en el mapa del Perú
Figure 1.2: La ubicación de Huancavelica en el mapa del departamento de Huancavelica
5
Ingeniería Civil
Abastecimiento de Agua y Alcantarillado
MEMORIA DESCRIPTIVA
1.5.2 Ubicación Geográfica
Centro Poblado : Pueblo Libre
Distrito : Huancavelica
Provincia : Huancavelica
Departamento : Huancavelica
Altitud : 3945 m.s.n.m.
Latitud sur : 12◦ 480 24.5”
Longitud oeste: 74◦ 560 9.8”
1.5.3 Características generales
El centro poblado de Pueblo Libre, urbanización del Distrito de Huancavelica se encuentra ubicada a una altura de 3945 msnm. Presenta un clima frío y seco, la temporada de
lluvias es de diciembre a marzo.
información del Pueblo Libre
Tasa de crecimiento. Según INEI el valor de la tasa de crecimiento para poblacional rurales es de 1.3%.
La asignación de pesos será: Para escuelas 120%, Colegios 120 %, Estadios 125%.
Población. Según los datos del centro de salud de Pueblo Libre para el año 2016,
Cuenta con 2020 habitantes.
Figure 1.3: Fuente: INEI-Censos Nacionales de Población y Vivienda, 1993-2007
6
Ingeniería Civil
Abastecimiento de Agua y Alcantarillado
1.6
MEMORIA DESCRIPTIVA
Marco referencial
i
Población inicial (Po)
Es aquella cantidad de habitantes en una determinada ciudad lo cual varía de
acuerdo a la tasa de crecimiento.
ii
Población futura (Pf)
Es aquella población proyectada en un determinado periodo de diseño la cual depende del desarrollo socioeconómico y tasa de crecimiento poblacional.
Según el RNE se calculará mediante método aritmético:
P f = P o ∗ (1 + r∗T
100 )
Donde:
Pf: Población futura.
Po: Población inicial.
r: Tasa de crecimiento.
T: Periodo de diseño.
iii
Tasa de crecimiento (r)
Es aquel índice que expresa el crecimiento de la población de un determinado
territorio.
iv
Periodo de diseño (T)
Es aquella la vida útil de todos los componentes del sistema de abastecimiento de
agua potable, se considerará 20 años para nuestro análisis.
Tipos de componentes
Pozos excavados
Pozos excavados perforados
Captaciones superficiales y manantiales
Desarenador
Filtro lento
Líneas de conduccion
Tanque de almacenamientp
Red de distrivicion
Periodo de diseño en años
10
15
20
20
20
15
20
15
Table 1.1: Periodo de diseño de los elementos
v
Dotación
Es aquel caudal de demanda por habitante al día, depende de factores.
• Social, depende del tipo de vivienda.
• Meteorológico, depende de la estación del año.
• Residencial.
7
Ingeniería Civil
Abastecimiento de Agua y Alcantarillado
MEMORIA DESCRIPTIVA
vi
Caudal medio (Qm)
se calcula mediante la siguiente formula:
)
Qm = (P f ∗Dotación
86400
vii
Caudal máximo diario (Qmd)
La variación diaria se expresa como un coeficiente de gasto medio anual, depende
de la temperatura y la distribución de lluvias en una región.
Qmd = Qm ∗ k1
Dónde: k1 = 1.3(según el RNE)
viii
Caudal máximo horario (Qmh)
La variación horaria se expresa como un gasto máximo diario lo cual no es consumido en forma constante durante las 24 horas del día.
Qmh = Qm ∗ k2
Dónde: k2 = 2 a 2.5 (según el RNE)
1.7
Cálculos
DATOS GENERALES DEL CENTRO POBLADO DE PUEBLO LIBRE:
Población inicial (Po): 2020 habitantes (fuente: Centro de Salud de Pueblo Libre).
Tasa de crecimiento (r): 1.3% (fuente: Centro de Salud de Pueblo Libre).
Periodo de Diseño (T): 20 años.
Dotación (Dot): 180 `/día/hab.
Caudal de Aforo: 4.703 `/seg.
Población futura (Pf):
Por el método aritmético:
Pf= P o ∗ (1 +
r∗T
100 )
Pf= 2020 ∗ (1 +
1.3∗20
100 )
Pf= 2545 habitantes
Caudal medio (Qm):
Qm=
Dot∗T
864000
Qm=
180∗20
864000
Qm= 0.5302 `/seg
8
Ingeniería Civil
Abastecimiento de Agua y Alcantarillado
MEMORIA DESCRIPTIVA
Caudal Máximo Diario (Qmd):
donde la k1 = 1.3
Qmd = k1 ∗ Qm
Qmd = 1.3 ∗ 0.5302
Qmd= 0.6893 `/seg
Caudal Máximo Diario (Qmh):
donde la k2 = 2 por RNE
Qmh = k2 ∗ Qm
Qmh = 2 ∗ 0.5302
Qmh= 1.0604 `/seg
Resumen:
Pf
Habitantes
2545
9
Ingeniería Civil
Qm
Litros/seg.
0.5302
Qmd
Litros/seg.
0.6893
Qmh
Litros/seg.
1.0604
2
LÍNEAS DE CONDUCCIÓN
Contents
2.1 Geologı́a Del Área De Estudio
11
2.2 Criterios de diseño
11
Fuente de agua12
Captación12
Aforo de la fuente de captación12
Abastecimiento de Agua y Alcantarillado
LÍNEAS DE
CONDUCCIÓN
Diseñar la línea de conducción para el sistema de abastecimiento de agua potable, constituye realizar distintas etapas de análisis, teniendo en cuenta la ubicación de la fuente
de agua y una ubicación correcta de las diversas estructuras que formarán parte del
diseño.
2.1
Geología Del Área De Estudio
1
Relieve Topográfico
La zona donde se ubica el área de estudio se caracteriza por lo accidentado de su
geografía que corresponde a las laderas del cerro, su territorio es atravesado por la
cordillera central de los andes. El sector tiene un relieve escarpado por acción de
la erosión, también presenta una superficie ondulada con pendientes moderadas
a fuertes, debido a la composición litológica del área. El relieve regional presenta
variedad de geo-formas, por el cual discurren los ríos que conforman las cuencas
hidrográficas del río Ichu.
2
Hidrología
La zona de estudio, se caracteriza por las ocurrencias de altas precipitaciones, La
temporada de lluvias se inicia en octubre y se prolonga hasta abril, llegando a
su pico en febrero. En esta región la temperatura disminuye más rápido que en
la vertiente occidental de los Andes, a razón de 0,72 ◦ C por cada 100 metros de
incremento de la altitud.
3
Hidrografia De La Zona
Las descargas de aguas por efecto de precipitaciones se conducen por efectos de
gravedad hacia la quebrada dicho cauce presenta pendientes bastante pronunciadas, teniendo como consecuencia procesos erosivos relevantes y transportes de
material granular. Dentro del área de influencia correspondiente al presente estudio se ha reconocido el manantial de la quebrada.
4
Clima Temperatura
El clima en la zona del área de estudio es árido a subhúmedo a medida que aumenta la altura. La temperatura media anual máxima es 16,2 ◦ C y la mínima 2,3
◦ C. Su temperatura promedio anual es de 10 ◦ C.
2.2
Criterios de diseño
El proyecto contempla el diseño y simulación de la red de distribución de agua potable
de la provincia de Huancavelica del departamento de Huancavelica del Centro Poblado
de Pueblo Libre usando datos GIS-Satelitales e información electrónica INEI.
11
Ingeniería Civil
2.2.1 Fuente de agua
El agua que se usa para abastecer al centro poblado de Pueblo Libre proviene de la
captación propuesta. La captación propuesta con datos satelitales se establece a una determina altura por ser de gravedad dicha red. El cual se propondrá para poder abastecer
a la población de Pueblo Libre.
2.2.2 Captación
La captación se Ubica a a 1 km del centro poblado de Pueblo Libre, con una cota de
4162.743 msnm.
2.2.3 Aforo de la fuente de captación
El caudal resulta de dividir el volumen de agua que se recoge en el recipiente entre el
tiempo que transcurre en colectar dicho volumen.
Donde:
Q = Caudal (`/s)
V = Velocidad (`)
T = Tiempo (s)
N◦
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
volumen (`)
5
Tiempo (s)
1.04
1.05
1.07
1.06
1.05
1.08
1.1
1.07
1.05
1.06
Caudal (`/)
4.703668862
Table 2.1: Resultados del aforo
CONCLUSIONES
Mediante esta práctica aprendimos a interpretar toda la información sobre un
levantamiento topográfico. Asimismo asimilamos correctamente los métodos, procedimientos, técnicas en la topografía. Siendo conceptos trascendentales para el
trabajo de ingeniería.
Los levantamientos topográficos nos proporcionan una información elemental y
una idea esencial para aplicarlos en los proyectos de gran amplitud.
Se observa que la mala manipulación de los equipos e instrumentos de trabajo de
campo nos lleva a cometer errores.
Así mismo en el campo se identificaron diversos problemas que tratamos de solucionar.
Pudimos ver que se cometen errores en la medición. Al realizar esta práctica nos
hemos familiarizado con la estación total.
Utilizamos correctamente programas tales como Excel, LATEX 2ε , Word, Autocad,
Civil 3D, etc. principalmente para la implementación de graficos, cálculos y la
edición de textos.
BIBLIO GRAFÍA
Bibliography
[1] Samuel Mora Quiñones TOPOGRAFIA PRACTICA . Ed. M-Co-1990 Lima/Perú
[2] Juan Arias Canales TOPOGRAFIA GENERAL. 1983
[3] Nabor Ballesteros Tena TOPOGRAFÍA. Ed. Limusa México-1995
[4] Jorge Mendoza D. TOPOGRAFÍA TÉCNICAS MODERNAS. Primera Edición 2012
[5] ING. LUCIO D.APUNTES DE TOPOGRAFIA Paraninfo. Madrid 1986
[6] URL: www.monografias.com
[7] URL: www.es.wikipedia.org/wiki/Topografía