Transcript Descarga - ing° carlos augusto pérez tovar
UNIVERSIDAD DE ORIENTE NUCLEO BOLIVAR ESC. CIENCIAS DE LA TIERRA DPTO. DE ING. CIVIL INGENIERIA SANITARIA Prof.: Ing. Carlos Pérez Ciudad Bolívar, Agosto del 2009.
Integrantes: Anzoátegui, Dayana Caballero, Julián
Aguas Superficiales
Fuentes superficiales sin regulación.
Fuentes superficiales que requieren regulación .
Método estadístico de probabilidades.
Aguas superficiales
Las aguas superficiales son aquellas que más vemos pues discurren por la superficie del terreno, como los arroyos de montaña, ríos, lagos y lagunas, embalses.
TOTAL DE AGUA EN EL PLANETA AGUA DULCE (3%) TOTAL DE AGUA DULCE NIEVE Y HIELO ( 77,3 %) NAPAS FREÁTICAS ( 21.9
) AGUAS DE MAR ( 97 % ) AGUAS SUPERFICIALES DISPONIBLES (0.6 %)
Biológica (presente en seres vivos) (3%) Atmosférica (7%) Humedad del suelo (33%) Ríos, lagos ( 57%) Nota: los porcentajes señalados son aproximados.
Distribución de las aguas existentes en la Tierra
TIPOS DE AGUA DONDE SE ENCUENTRAN
AGUA SALADA AGUA DULCE EN OCEANOS Y MARES.
SOBRE LOS CONTINENTES (AGUAS SUPERFICIALES: RIOS, LAGOS, LAGUNAS,…), Y DEBAJO DE ELLOS (NAPAS O AGUAS SUBTERRÁNEAS), HUMEDAD DEL SUELO.
HIELO Y NIEVE (AGUA DULCE) EN LOS GLACIARES DE LOS CASQUETES POLARES Y CUMBRES DE ALTAS MONTAÑAS.
VAPOR DE AGUA EN LA ATMOSFERA
NOTA: ( 1 Km³ = 1.000.000.000 m³ = 1 billón de litros ) VOLUMEN (en Km³)
1.350.000.000
PORCENTAJE DEL TOTAL
97.27
8.637.250
29.200.000
14.000
0.62
2.10
0.001
Las Aguas Superficiales requieren para su utilización de información detallada y completa que permita visualizar su estado sanitario, caudales disponibles y calidad de agua .
Estado sanitario de la hoya
Naturaleza de la geología superficial Características de la vegetación Presencia de moradores en los márgenes Distancias o focos de contaminación Rocosa, Arenosa, Arcillosa, desmoronable y otras Bosques, terrenos cultivados e irrigados Aguas arriba de los posibles sitios de captación Descarga de aguas negras, balnearios, lavaderos y otros
Caudales disponibles
La utilización de una fuente de abastecimiento supone suficiente capacidad para suplir el gasto requerido durante el periodo de diseño prefijado para el sistema de abastecimiento.
Al considerar fuentes superficiales debemos verificar la posibilidad de suministro constante. Evidentemente, esto solo puede conocerse si disponemos de los registros de escorrentía durante periodos lo suficientemente largos que permitan predecir la situación en lapsos similares a los del periodo de diseño.
Calidad del Agua
El término calidad del agua es relativo, referido a la composición del agua en la medida en que esta es afectada por la concentración de sustancias producidas por procesos naturales y/o actividades humanas .
Es un aspecto de importancia para el diseño de los sistemas de abastecimiento de agua y que puede privar en la utilización de una determinada fuente de abastecimiento.
Fuentes superficiales sin regulación
La utilización de una fuente superficial sin regulación supone de un diseño de obras de captación especificas, de acuerdo a las características particulares del rio o quebrada utilizada. La existencia de registros de escorrentía en periodos largos (20 años o mas) permite determinar los valores de gasto mínimo, medio y máximo de la fuente, es también aconsejable la realización de aforos en las cercanías de los posibles sitios de captación.
Lagos Ríos Quebradas
Fuentes superficiales que requieren regulación
Canales de riego
Embalses Represas
Método del diagrama de masas:
A fin de determinar la capacidad de un embalse que requiere satisfacer una demanda de una localidad debe disponerse de los registros de escorrentía de un periodo no menor de 20 años:
Método de diseño
1. Seleccionar en forma grafica o mas seco (entre los analítica, el periodo años de registro).
2. Construir el grafico o diagrama de masas periodo seleccionado.
3. Trazar tangentes paralelas ala para el línea de demanda.
4. Determinar la magnitud de la ordenada, lo cual define la capacidad de embalse requerida.
Diagrama de masa para un periodo corto .
De acuerdo al diagrama de masas para un periodo corto podemos determinar lo siguiente: 1.
La curva OM presenta el caudal acumulado durante un periodo de 26 meses.
2.
La pendiente de la curva en cualquier momento representa el gasto en ese punto.
3.
4.
5.
6.
Entre B y C la pendiente de la recta de demanda, luego el embalse se esta vaciando.
Entre C y E y F la pendiente de la curva de masas es mayor que la correspondiente a la demanda, luego el embalse se esta llenando.
En el punto E, el embalse esta lleno.
Entre B y C, el embalse se estaría rebosando y, por lo tanto, el aliviadero esta permitiendo descargar el exceso de flujo.
7.
Entre B y C, el embalse esta supliendo el déficit que el rio es incapaz de satisfacer durante esta época de bajo caudal.
8.
Si la prolongación de la tangente en B, no intercepta a la curva OM en ningún punto, ella indica que el caudal es insuficiente para suplir la demanda.
9.
10.
BB´ representa el volumen inicial.
11.
Cuando la prolongación de la tangente no intercepta a la curva por varios años, se tendrá un periodo muy largo de caudal bajo y el déficit durante ese periodo no estará disponible para satisfacer la demanda.
DC representa el volumen necesario del embalse.
Método de meses secos
Se selecciona de una serie de registros mensuales de aforos del mes mas
seco
(aquel mes cuyo gasto de aforo es menor que el gasto de demanda en el mismo lapso) y se determina el déficit para ese periodo; se seleccionan los dos meses mas secos consecutivos y se van determinando los déficits de cada periodo considerando respecto a la demanda.
NOTA: La capacidad del embalse estará determinada por el mayor déficit.
Río Duero (España) en el puente de la Constitución. Izquierda: en el mes de Diciembre a la derecha es de mediados de Agosto.
Método estadístico probabilístico
Requiere del conocimiento y análisis de una serie de cursos de una misma región a fin de determinar coeficientes regionales para que siendo aplicables a los datos obtenidos para la fuente analizada permitan su aplicación.
El método de diseño es: 1. Obtener el gasto medio de escorrentía, para los años de registro disponibles: Q m = ∑ Q a N 2. Determinar la desviación estándar: _______________
σ = √ ( ∑d²/ N- 1)
Método estadístico probabilístico
3. Determinar el coeficiente de variación: C V = σ_ 4. Determinar la Q m relación entre la demanda y el gasto medio disponible.
5. Con el valor de CV y el porcentaje de gasto medio disponible , obtener en las tablas el resultado correspondiente el coeficiente de embalse.
6. Determinar la capacidad del embalse mediante la aplicación del coeficiente anterior.
Método estadístico probabilístico
Coeficiente de variación relativa al gasto anual. Valores estadísticos basados en la escorrentías al este de Misisipi (Dr. Williams Hazen)
Método estadístico probabilístico Ejemplo:
Calcular el volumen disponible para el pueblo, si el rendimiento es el 20% y de acuerdo a los siguientes datos suministrados de la lluvia en la hoya.
Área de la Hoya: 36 Km ² Población: 35.000
Habitantes Año 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 H lluvia (mm) 604 674 567 1144 1037 581 709 847 990 688 546 701 437 908
Solución:
PASOS:
1) Nº de registros y Factor de orden.
2) Valores ordenados mayor a menor.
3) Probabilidad de ocurrencia. P=(2m-1)/2n donde, m= mes n= Nº de registros 4) Porcentaje (%).
5)Gráfica H lluvia (mm) vs Probabilidad (%).
6) Volumen de agua caída = H lluvia (m) x Área de la hoya (m²).
7) Volumen de agua disponible = Volumen de agua caída x Rendimiento.
1) Nº de registros y Factor de orden:
se identifican los registros de los años y se enumeran.
n= 114
2) Valores ordenados mayor a
menor: se ordenan los valores de H de cada año de mayor a menor .
3) Probabilidad de ocurrencia.
P = (2m-1)/2n P = (2x1)/(2x14) P = 1/28 4) Porcentaje (%): % = P x 100
1
Nº
1 9 10 11 12 6 7 8 2 3 4 5 13 14 2
H lluvia (mm)
1.144
1.037
990 908 847 709 701 688 674 604 581 567 546 437 3
P
4
%
1/28 3/28 5/28 7/28 9/28 11/28 13/28 15/28 17/28 19/28 21/28 23/28 25/28 27/28 3,57 10,71 17,86 25,00 32,14 39,29 46,43 53,57 60,71 67,86 75,00 82,14 89,29 96,43
5)Gráfica H lluvia (mm) vs Probabilidad (%)
se grafica en el papel Logarítmico - Probabilidades
H lluvia (mm) vs Probabilidad (%)
6) Volumen de agua caída = H lluvia (m) x Área de la hoya (m²).
Volumen de agua caída = 12600000 m ³
Volumen de agua disponible = 2520000 m ³
Ahora se determina el volumen de agua consumido anualmente por la población Volumen consumido anual = Habitantes x Dotación = 35.000 Hab X 250 Lts/Hab/Día = 8’750.000 Lts/Día x ( 1 m ³/ 1000 Lts ) x ( 365 Días/ 1 Año)
Volumen consumido anual = 3’193.750 m³/ Año
Vad < Vca ¡ INSUFICIENTE !
Por lo tanto, se calcula cual podría ser la probabilidad con la que la fuente es adecuada para el abastecimiento del pueblo:
Volumen de agua disponible = 3’193.750 m³/ Año
Volumen de agua caída = Volumen de agua disponible / Rendimiento = 3’193.750 m³/ Año / 0,2
Volumen de agua caída = 15’968.750 m ³
H lluvia (m ) = Volumen de agua caída / Área de la Hoya = 15’968.750 m³ / 36Km² = 443.576,39 m³ / Km² x ( 1000mm / 1m )³ x ( 1 Km / 1’000.000 mm )²
H lluvia (m) = 444 mm
Por último con este valor entramos a la gráfica H lluvia (mm) vs Probabilidad (%) para obtener P(%) De la gráfica, se obtuvo que la probabilidad con la que la fuente es adecuada para el abastecimiento del pueblo es del
85,5 %
.
H lluvia (mm) vs Probabilidad (%)