Abastos Final

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTINFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA

ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CUARTA PRÁCTICA DOMICILIARIA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

Ciclo 2015-I

PROBLEMA. Diseñar el sistema de desagüe para el área mostrada en la figura arriba de las intersecciones de la Av. Los Robles y Av. Los Laureles. Las manzanas son de 120 m x 110 m y las calles son de 12 m de ancho. El área es ocupada por residencias unifamiliares con una densidad promedio de 90 hab/Ha. Asuma un flujo sanitario promedio 250 l/h/d. y una infiltración de 9600 l/Ha/d. Use un diámetro mínimo de 8” y 1.20 de profundidad mínima de la parte superior de la tubería de desagüe. Asuma que una planta industrial al norte de la calle Los Pinos descarga un máximo de 85 l/s al desagüe (incluido infiltración), de la Av. Los Laureles.

Desde que el área es residencial, las máximas descargas del flujo sanitario pueden ser tomadas como el 225% de la descarga promedio. Los buzones deberán ser colocados en todas las intersecciones. Considerar tuberías de PVC (n=0.010).

Solución:



a) Cálculo del Caudal de distribución en Marcha COLECTOR LOS PINOS

A=3 (120+12 ) (55+12 )=265332m=2.653Ha

LC=3 x132=396m

Población=(90 ) (2.653 )=239Hab

qm=qs+q i ; q i'=9600 l /Ha /d

qs=2.25qu=2.25Q p

L

qs=2.25 x Pob x ¿̇86400 L

=2.25x 239 x25086400 x396

=0.004 l /s /m¿

q i=9600 x2.65386400x 396

=0.0007 l / s /m

qm=0.004+0.0007=0.0047 l /s /m

COLECTOR LOS GERANIOS

A=3 (120+12 ) (110+12 )=48312m=4.831Ha

LC=3 x132=396m

Pob lacion=(90 ) ( 4.831 )=435Hab


qs=2.25qu=2.25Q p

L

qs=2.25 x Pob x ¿̇86400 L

=2.25x 435 x 25086400 x396

=0.0072 l /s /m¿

q i=9600 x4.83186400 x396

=0.0014 l /s /m

qm=0.0072+0.0014=0.0086 l /s /m

COLECTOR LOS ROBLES

A=3 (120+12 ) (110+12 )=48312m=4.831Ha

LC=3 x132=396m

Poblacion=(90 ) ( 4.831 )=435Hab




qs=2.25qu=2.25Q p

L

qs=2.25 x Pob x ¿̇86400 L

=2.25x 435 x 25086400 x396

=0.0072 l /s /m¿

q i=9600 x4.83186400 x396

=0.0014 l /s /m

qm=0.0072+0.0014=0.0086 l /s /m

EMISOR LOS LAURELES

→Se procedea calcular solo caudal de Infiltración

A=3 (110+12 ) (12 )=0.439Ha

LC=3 x (110+12)=366m

Poblacion=(90 ) ( 4.831 )=435Hab

q i=9600 x0.43986400 x366

=0.0001 l /s /m

qm=0.0001 l /s /m

Resumen:

Colector Los Pinos:

qm=0.0047 l / s /m

Colector Los Geranios:

qm=0.0086 l / s /m

Colector Los Robles:

qm=0.0086 l / s /m

Colector Los Laureles:

qm=0.0001 l /s /m



COLECTOR

TRAMO BUZON

CALLE

LONGITUDDEL

TRAMO

COLECTOR CONTRIBUYENTE GASTOS l/s

Empalme

Cota de Terrenom.s.n.m

AGUASARRIB

A

AGUAS

ABAJO

DESCRIPCION CONTRIBUCIONAguasArriba

En elTramo

AguasAbajo

AguasArriba

AguasAbajo

44-3 9 10 Los

Robles132 0 1.135 1,135 86.00 84.86

4-2 10 11 Los Robles

132 1.135 1.135 2.270 84.86 83.20

4-1 11 12 Los Robles

132 2.270 1.135 3.405 1-1 83.20 82.80

33-3 5 6 Los

Geranios132 0 1.135 1,135 87.10 86.24

3-2 6 7 LosGeranios

132 1.135 1.135 2.270 86.24 84.52

3-1 7 8 LosGeranios

132 2.270 1.135 3.405 1-2 84.52 83.60

22-3 1 3 Los

Pinos132 0 0.620 0.620 89.20 87.27

2-2 3 2 LosPinos

132 0.620 0.620 1.240 87.27 88.47

2-1 2 4 LosPinos

132 1.240 0.620 1.860 1-3 88.47 84.36

11-3 4 8 Los

Laureles122 2-1+

Industrial86.860 86.860 0.012 86.872 84.36 83.60

1-2 8 12 LosLaureles

122 3-1 3.405 90.277 0.012 90.289 83.60 82.80

1-1 12 13 LosLaureles

122 4-1 3.405 93.694 0.012 93.706 82.80 81.86



Dónde:

Sentido del Flujo del Agua

Sentido de la topografia

COLECTOR 4

TRAMO 4 - 3:

S=0.01=dl



d=0.01x 132=1.32m.

Hb10=1.20−1.14+1.32Hb10=1.38m.

YD

=0.5→qQ

=0.5→Q=1.1350.5

=2.27ls=0.00227

m3

s.

Pendiente mínima:

S=1%

Q= A R2 /3S1/2

n=π D

8 /3S1/2

45 /3n→D=( 45 /3nQ

π S1/2 )3/8

Considerando: 1 pulg .=2.54 cm.

D=( 45/3 x 0.010 x0.00227πx 0.011/2 )

3 /8

=0.067m=2.64} ¿

→D=8} ¿

Q= π x0.2038 /3 x 0.011/2

45/3 x 0.010=44.36 l /s .

V= 4Q

π D2= 4 x0.04436

π 0.2032=1.37m /s .

YD

=0.13

qQ

=1.13544.36

=0.03vV

=0.48

Y=0.13x 0.203=0.026m.

v=0.48 x1.37=0.66m / s .

TRAMO 4 - 2:



h=84.86−83.20

h=1.66m.

H=−1.38+1.66

H=0.28m.

d=0.01x 132−H

d=0.01x 132−0.28

d=1.04m.

→Comolaalturaminima tiene que ser 1.20m. por reglamento

→Debenosquecambiar la pendiente

Para: d=1.20m.

S=d+Hl

=1.20+0.28132

=1.12 %

S=1.12%

Hb11=1.20m .



CALCULO CON LA NUEVA PENDIENTE:

S=1.12%

YD

=0.5→qQ

=0.5→Q=2.2700.5

=4.540 l /s

Q= A R2 /3S1/2

n=π D

8 /3S1/2

45 /3n→D=( 45 /3nQ

π S1/2 )3/8


D=( 45/3 x 0.010 x0.004540πx0.01121/2 )

3/8

=0.085m=3.35} ¿

→D=8 ¿

Q= π x0.2038 /3 x 0.01121 /2

45 /3 x0.010=46.95 l /s .

V= 4Q

π D2= 4 x0.04695

π 0.2032=1.45m / s .

YD

=0.17

qQ

=2.27046.95

=0.048vV

=0.53

Y=0.17 x0.203=0.035m.

v=0.53 x1.45=0.77m /s .

TRAMO 4 - 1:



S=0.008=dl

d=0.008x 132=1.06m .

Hb12=1.06+0.8Hb12=1.86m.

YD

=0.5→qQ

=0.5→Q=3.4050.5

=6.810l /s

Por haber pasado los 300m:

S=0.8 %

Q= A R2 /3S1/2

n=π D

8 /3S1/2

45 /3n→D=( 45 /3nQ

π S1/2 )3/8


D=( 45/3 x 0.010 x0.006810πx 0.0081/2 )

3/8

=0.105m=4.13} ¿

→D=8 ¿

Q= π x0.2038 /3 x 0.0081/2

45/3 x 0.010=39.68l / s .

V= 4Q

π D2= 4 x0.03968

π 0.2032=1.23m / s .

YD

=0.22

qQ

=3.40539.68

=0.086vV

=0.63

Y=0.22x 0.203=0.045m.

COLECTOR 3:

TRAMO 3 - 3:



S=0.01=dl

d=0.01x 132=1.32m.

Hb6=1.32+0.34Hb6=1.66m .

YD

=0.5→qQ

=0.5→Q=1.1350.5

=2.27ls=0.00227

m3

s.

Pendiente mínima:

S=1%

Q= A R2 /3S1/2

n=π D

8 /3S1/2

45 /3n→D=( 45 /3nQ

π S1/2 )3/8


D=( 45/3 x 0.010 x0.00227πx 0.011/2 )

3 /8

=0.067m=2.64} ¿

→D=8} ¿

Q= π x0.2038 /3 x 0.011/2

45/3 x 0.010=44.36 l /s .

V= 4Q

π D2= 4 x0.04436

π 0.2032=1.37m /s .

YD

=0.13

TRAMO 3 - 2:



S=0.01=d+0.06l

d=0.01x 152−0.06

d=1.26m.

Hb7=d

Hb7=1.26m

YD

=0.5→qQ

=0.5→Q=2.2700.5

=4.54 0 l / s

Pendiente mínima:

S=1%

Q= A R2 /3S1/2

n=π D

8 /3S1/2

45 /3n→D=( 45 /3nQ

π S1/2 )3/8


D=( 45/3 x 0.010 x0.00454πx 0.011 /2 )

3 /8

=0.086m=3.39} ¿

→D=8 ¿

Q= π x0.2038 /3 x 0.011/2

45/3 x 0.010=44.36 l /s .

V= 4Q

π D2= 4 x0.04436

π 0.2032=1.37m /s .

YD

=0.16

qQ

=2.27044.36

=0.05vV

=0.52

Y=0.16 x0.203=0.032m.

v=0.52 x1.37=0.71m /s .



TRAMO 3 - 1:

S=0.008=dl

d=0.008x 132=1.06m .

Hb8=1.06+0.34Hb8=1.40m .

YD

=0.5→qQ

=0.5→Q=3.4050.5

=6.810l /s


S=0.8 %

Q= A R2 /3S1/2

n=π D

8 /3S1/2

45 /3n→D=( 45 /3nQ

π S1/2 )3/8


D=( 45/3 x 0.010 x0.006810πx 0.0081/2 )

3/8

=0.105m=4.13} ¿

→D=8 ¿

Q= π x0.2038 /3 x 0.0081/2

45/3 x 0.010=39.68l / s .



V= 4Q

π D2= 4 x0.03968

π 0.2032=1.23m / s .

YD

=0.22

qQ

=3.40539.68

=0.086vV

=0.63

Y=0.22x 0.203=0.045m.

v=0.63 x1.23=0.77m /s .

COLESCTOR 2:

TRAMO 2 - 3:

S=0.01=d+0.73l

d=0.01x 132−0.73

d=0.59m.


→Encontramosuna pendiente (s )nueva, conciderandod=1.20m

Para: d=1.20m.

S=d+Hl

=1.20+0.73132

=1.46 %

S=1.46 %



Hb3=1.20m .

YD

=0.5→qQ

=0.5→Q=0.6200.5

=1.240 l /s

CALCULO CON LA NUEVA PENDIENTE:

S=1.46 %

Q= A R2 /3S1/2

n=π D

8 /3S1/2

45 /3n→D=( 45 /3nQ

π S1/2 )3/8


D=( 45/3 x 0.010 x0.001240πx 0.01461 /2 )

3/8

=0.049m=1.93} ¿

→D=8 ¿

Q= π x0.2038 /3 x 0.01461/2

45/3 x 0.010=53.61l / s .

V= 4Q

π D2= 4 x0.05361

π 0.2032=1.66m / s .



YD

=0.08

qQ

=0.62053.61

=0.012vV

=0.34

Y=0.08x 0.203=0.016m.

v=0.34 x 1.66=0.56m /s .

TRAMO 2 - 2:

S=0.01=dl

d=0.01x 132=1.32m.

Hb4=1.20+1.20+1.32Hb4=3.72m .

YD

=0.5→qQ

=0.5→Q=1.2400.5

=2.480l /s

Pendiente mínima:

S=1%

Q= A R2 /3S1/2

n=π D

8 /3S1/2

45 /3n→D=( 45 /3nQ

π S1/2 )3/8




D=( 45/3 x 0.010 x0.00480πx 0.011/2 )

3/8

=0.069m=2.71} ¿

→D=8} ¿

Q= π x0.2038 /3 x 0.011/2

45/3 x 0.010=44.36 l /s .

V= 4Q

π D2= 4 x0.04436

π 0.2032=1.37m /s .

YD

=0.11

qQ

=1.24044.36

=0.028vV

=0.42

Y=0.11 x0.203=0.022m.

v=0.42 x1.37=0.58m /s .

TRAMO 2 - 1:

S=0.008=d+0.39l

d=0.008x 132−0.39

d=0.67m.




→Encontramosuna pendiente (s )nueva , conciderandod=1.20m

Para: d=1.20m.

S=d+Hl

=1.20+0.59132

=1.20 %

S=1.20%

Hb5=1.20m .

YD

=0.5→qQ

=0.5→Q=1.8600.5

=3.720l /s


S=0.8 %

Q= A R2 /3S1/2

n=π D

8 /3S1/2

45 /3n→D=( 45 /3nQ

π S1/2 )3/8


D=( 45/3 x 0.010 x0.003720πx 0.0121/2 )

3/8

=0.077m=3.03} ¿

→D=8 ¿

Q= π x0.2038 /3 x 0.0121/2

45/3 x 0.010=48.60 l /s .

V= 4Q

π D2= 4 x0.0486

π 0.2032=1.50m /s .

YD

=0.13

CALCULO PARA EL EMISOR:

TRAMO 1 - 3:



S=0.96122

=0.79 %

Según Reglamento la relación YD

=0.75 ; para el casode emisores .

YD

=0.75→qQ

=0.925→Q=86.8720.925

=93.916 l /s

Q= A R2 /3S1/2

n=π D

8 /3S1/2

45 /3n→D=( 45 /3nQ

π S1/2 )3/8


D=( 453 x 0.010x 0.0939160

πx0.00791 /2 )3/8

=0.281m=11.07} ¿

→D=12} =0.3048 m ¿

Q= π x0.30488 /3 x 0.00791/2

45/3 x 0.010=116.57 l /s .

V= 4Q

π D2= 4 x0.11657

π 0.30482=1.59m /s .

YD

=0.65

qQ

=86.872116.57

=0.75vV

=1.10

TRAMO 1 - 2:



S=1.26122

=1.03 %



YD

=0.75→qQ

=0.925→Q=90.2890.925

=97. 610 l /s

Q= A R2 /3S1/2

n=π D

8 /3S1/2

45 /3n→D=( 45 /3nQ

π S1/2 )3/8


D=( 45/3 x 0.010 x0.097610πx 0.01031/2 )

3/8

=0.271m=10.67} ¿

→D=12} =0.3048 m ¿

Q= π x0.30488 /3 x 0.01031/2

45/3 x 0.010=133.10l / s .

V= 4Q

π D2= 4 x0.13310

π 0.30482=1.82m / s .

YD

=0.60

Y=0.60x 0.3048=0.18m.

TRAMO 1 - 1:



S=0.01=dl

d=0.01x 122=1.22m.

Hb13=1.22+0.92Hb13=2.14m .



YD

=0.75→qQ

=0.925→Q=93.7060.925

=100.30 l /s

Q= A R2 /3S1/2

n=π D

8 /3S1/2

45 /3n→D=( 45 /3nQ

π S1/2 )3/8


D=( 453 x 0.010x 0.10030

πx0.011 /2 )3/8

=0.276m=10.87} ¿

→D=12} =0.3048 m ¿

Q= π x0.30488 /3 x 0.011/2

45/3 x 0.010=131.15 l / s .

V= 4Q

π D2= 4 x0.13115

π 0.30482=1.80m /s .

YD

=0.62

qQ

=93.706131.15

=0.71vV

=1.09

Y=0.62x 0.3048=0.19m.



v=1.09 x1.80=1.96m /s .



Tramo

Límite mínimoProfund.

buzón

Cota delColector Desnivel

DelColector

Pendiente%

∅

Pulg.

Gasto a sección

Llenal/s

Velocidada Sección

Llenal/s

Cota delColector

ElementosHidráulicos

Y V

AguasArriba

AguasAbajo

AguasArriba

AguasAbajo

Buzón aguas abajo

qQT

YD

vV T

4-3 1.20 1.38 84.80 83.48 1.32 0.0100 8 44.36 1.37 0.0300 0.13 0.48 0.026 0.664-2 1.38 1.20 83.48 83.28 1.20 0.0120 8 46.95 1.45 0.0048 0.17 0.53 0.035 0.774-1 1.20 1.86 83.28 82.22 1.06 0.0080 8 39.68 1.23 0.0860 0.22 0.63 0.045 0.773-3 1.20 1.66 85.90 84.58 1.32 0.0100 8 44.36 1.37 0.0300 0.13 0.48 0.026 0.663-2 1.66 1.26 84.58 83.32 1.26 0.0100 8 44.36 1.37 0.0500 0.16 0.52 0.032 0.713-1 1.26 1.40 83.32 82.26 1.06 0.0080 8 39.68 1.23 0.0860 0.22 0.63 0.045 0.772-3 1.20 1.20 88.00 87.41 0.59 0.0146 8 53.61 1.66 0.0120 0.08 0.34 0.016 0.562-2 1.20 3.72 87.41 86.09 1.32 0.0100 8 44.36 1.37 0.028 0.11 0.42 0.022 0.582-1 3.72 1.20 86.09 84.89 1.20 0.0120 8 48.60 1.50 0.038 0.13 0.48 0.026 0.721-3 1.20 1.40 83.26 82.82 0.44 0.0079 12 116.57 1.59 0.75 0.65 1.10 0.200 1.751-2 1.40 1.86 82.82 81.56 1.26 0.0103 12 133.10 1.82 0.68 0.60 1.08 0.180 1.971-1 1.86 2.14 81.56 80.64 0.92 0.0100 12 131.15 1.80 0.71 0.62 1.09 0.19 1.96

Abastos Final

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