The Internet belongs to everyone. Let’s keep it that way.

Protect Net Neutrality
Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

APROVECHAMIENTOS HIDRAULICOS

No description

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of APROVECHAMIENTOS HIDRAULICOS

APROVECHAMIENTOS HIDRAULICOS
“DISEÑO DE UN DISTRITO DE RIEGO EN LA LOCALIDAD DE SAN FELIPE DEL PROGRESO”

Historia
Drenaje Parcelario
Como datos preliminares se tiene que:
 El terreno tiene solamente un cultivo al año que es manzano y su sistema de riego es por Microaspercion.
 De acuerdo con los estudios agrológicos, el suelo es franco arenoso muy fino, según lo mostrado en el cuadro 3.1

Central Hidroeléctrica “La Yesca”
Image by Tom Mooring
Diseño de Embarcaciones para Canal Principal.
De acuerdo a las especificaciones de los barcos y su carga muerta máxima permitida se obtienen los siguientes datos,
Primera Parte
Diseño de un Bloque de Riego .
Diseño de un Canal de Navegación
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO.
FACULTAD DE INGENIERÍA.
DIVISIÓN DE INGENIERÍA CIVIL.

PROFESOR:
Dr. MORALES REYES GUILLERMO PEDRO
EQUIPO 4:
C. GARDUÑO ROSALES DANIEL ABAD
C. MILLÁN FLORES JOSÉ
C. GONZAGA HERNÁNDEZ LUIS ALFREDO
C. RUIZ MATA VÍCTOR
C. RAMOS GARCÍA JOSÉ ALFREDO

Localización del área y trazo del terreno

El área de estudio está localizada en México, en el municipio de San Felipe del Progreso, el cual se encuentra en la parte noroccidental del Estado de México, al norte de la ciudad de Toluca
Dos microcuencas recorren el territorio sanfelipense. La del río Lerma, escurrimientos que descienden de los montes del poniente con los nombres de río Chivatí, río San José, río Porvenir, río Rihoyos, río Jaltepec, río de la Ciénega.
La cuenca del Río Blasas-Tepalcatepec, las aguas que se derraman en la región de San Antonio Pueblo Nuevo. Providencia, Ramejé y Jaltepec, fluyen a la presa del vecino municipio de villa Victoria, como son los ríos Jaltepec, Pundereje y Chocotí.
CARACTERISTICAS DEL TERRENO
El perímetro del terreno es de 3. 88 kilómetros. La extensión territorial recomendada para el proyecto se consideró de 15 a 20 hectáreas, debido a la ubicación de los ríos en el
municipio, se eligió un área total de 17.23 hectáreas para analisis.

El terreno muestra curvas de nivel suaves, con decrementos de 10 m.



LOCALIZACION DE ESTACION CLIMATOLOGICA

La localización de la estación más cercana de la región de estudio: San Felipe del Progreso es la Estación Climatológica 15389, se eligió solamente una estación debido a que las otras dos disponibles en el área de estudio estan fuera de operación desde 1970.
La distancia de la estación a el área de estudio es de 2.69 km, lo cual la ubica a una buena distancia dentro del área de 5 km dentro de las fuentes de agua más cercanas. Dentro de los datos que se pueden extraer de dicha estación son los valores mínimos y máximos de la
temperatura, los valores de evaporación, las medias estadísticas de la zona y los registros de años pasados hasta 1970

Diseño Agronómico
El Presente proyecto se elaboró tomando como base el manual “Elementos básico de riego presurizado para productores: Microirrigación.”
En cuanto a la parte de diseño agronómico se sabe que este es parte fundamental del correcto diseño del sistema de riego, ya que se necesitan bases sólidas para que el cálculo de fórmulas y procedimientos sea el adecuado y los datos resultantes sean los correctos en base a las necesidades que se tengan en cuanto a los o el tipo de cultivo.
En este proceso de diseño agronómico se definirán los métodos realizados y los datos obtenidos para el cálculo de las necesidades de agua y la determinación de los parámetros de riego de nuestro cultivo, que en nuestro caso es Manzana.
NECESIDADES DE AGUA
Los datos que se requerían para los cálculos necesarios para obtener las necesidades de agua del cultivo en base a las épocas de lluvia y estiaje se obtuvieron del programa ERIC y del programa Google Earth.
Los datos que se requerían de estos programas eran principalmente: la precipitación, la evaporación, las horas de insolación, el porcentaje de luz que se tenía al día, la humedad, todos estos datos al igual en base a la época del año. Un ejemplo de los datos que se obtuvieron es
CALCULO DE NECESIDADES TOTALES.
1.- Elección del factor Kc del tanque evaporímetro, donde se combinan factores como temperatura, humedad, velocidad del viento y la radiación sobre el cultivo de referencia.
Obteniendo la humedad relativa mediante siguiente formula:
Ya obtenido el valor de la humedad relativa, con el valor de la velocidad del viento moderada de 2 m/s y un tanque colocado en una superficie seca sin cultivar. Mediante la tabla 3.1
Una vez obtenido el valor de la constante Ktan se procede a obtener el valor de la evaporación de referencia, la cual se obtiene mediante la fórmula:
Ya obtenidos los respectivos valores de la evapotranspiración de referencia se continua con la obtención de la evapotranspiración del cultivo. La cual se obtendrá mediante la fórmula:
Ya que el sistema de riego a diseñar se basara mediante el método de microirrigación se usara un factor Kvc (corrección por variación climática), igual a 1.15.
Efecto de localización (kl): para el cálculo de este coeficiente se tomaron en cuenta las
características geométricas y espaciales del cultivo en estudio. El cálculo fue realizado
en base a la fórmula 3.6 del manual. El cálculo del área sombreada se realizó con la
siguiente formula:
Después del cálculo se obtuvo que el valor de A=0.164 m2, el cual es sustituido en la fórmula 3.7 del manual.
Al ya tener los datos correspondientes a ETc (Evapotranspiración del cultivo), Kvc (coeficiente por variación climática) y Kl (efecto de localización) se procede al cálculo de las necesidades netas del riego. Esto mediante la fórmula 3.8 del manual:
Los valores del ETc son tomados del uso consuntivo para el tanque evaporímetro tipo A, por lo
que las unidades trabajadas son en mm/día.
Sustituyendo los respectivos valores en esta ecuación obtenemos el valor de las necesidades
netas.

Como el manual indica que el sistema de riego posee un nivel de eficiencia de entre el 90% y 95% de agua que se dota es almacenada en la profundidad del enraizamiento. El resto es evaporada hacia la atmosfera, lo cual deja sobre el suelo una ligera capa de sales por lo cual es necesario implementar una lámina de lavado para la correcta limpieza del suelo. La cual es obtenida mediante la ecuación 3.9 del manual:
Lamina de lavado:
Como es un Manzano, se toma un CE = 1.7 ds/m.
Una vez obtenidos los respectivos valores de CEr y CEe y al sustituirlos en la ecuación anterior se obtiene un valor de lámina de lavado LR=0.1456.
Uniformidad de emisión
Ya que los emisores de riego arrojan caudales diferentes provoca que los cultivos reciban dosis de riego diferentes.
Dicho valor se denota como EU.

Como referencia que el tipo de emisor es por Microaspersión y que la topografía es ondulada, se usa un factor EU = 0.92 (Por recomendaciones de diseño para proyecto).
Necesidades totales:
Se obtiene con todos los valores obtenidos anteriormente y mediante la ecuación 3.10 de nuestro manual
Dentro de los cálculos de las Necesidades Totales se requiere conocer el número total de plantas que el sistema va a cubrir, por lo que se hace necesario evaluar la extensión de la parcela junto con los espaciamientos entre hileras y plantas.
Lluvia efectiva (Pe).
La precipitación efectiva es definida como la porción de precipitación, la cual se utiliza para satisfacer los requerimientos de agua de un cultivo. Se calcula mediante las siguientes formulas:
Para los requerimientos de agua por planta se emplea la lluvia efectiva junto con las necesidades
netas, por lo tanto se manejan los datos de volúmenes de agua total en el cultivo. Se considera
para fines del proyecto, que la disponibilidad de agua para riego es de 10 días al mes, durante
lapsos de 8 horas, por lo que el cálculo se plantea por día, a f in de que se ajuste la cantidad de
agua proporcionada y evitar que se desperdicie.
Caracterización del suelo con fines de riego
La textura es la característica fundamental del suelo, de la cual se infieren muchas de sus propiedades físicas relacionadas con el riego.
El suelo se compone de:
Arena= 43%
Arcilla= 47%
Limo= 10%

Cuando se dispone de los porcentajes de arena, limo y arcilla presentes en el suelo, se puede realizar una estimación más precisa de algunas de las propiedades , empleando expresiones como las propuestas por K. E. Saxton, 1986.
Intervalo de riego máximo
Para establecer este valor se toma en cuenta la humedad
aprovechable, la profundidad radicular del cultivo, el porcentaje de agotamiento máximo
permisible (MAD) y las necesidades netas de agua.
Tomando una Profundidad de raíces= 1.0 y un Agotamiento Máximo Permisible (MAD) de 0.4 se
tiene que:
El intervalo de riego se rige a partir de los datos obtenidos, tomando en consideración que los meses de Enero a Abril no requieren riego por la cantidad de humedad y época de lluvias existentes, y los meses de Septiembre a Diciembre por las mismas razones. A partir de aquí se harán los ajustes correspondientes de acuerdo a condiciones de manejo del riego que sean prácticas y aplicables a la región donde se realice el proyecto. Adicionalmente, cuando se maneja riego por microaspersión se acostumbra tener un intervalo de riego entre 3 y 6 días.
Desde 1961 se iniciaron los estudios de pre factibilidad para el desarrollo de un proyecto aguas abajo de la confluencia de los ríos Santiago y Bolaños, con la finalidad de aprovechar en forma integral la cuenca del río Santiago para generación hidroeléctrica.

El proyecto inició el 22 de enero de 2008, y en la que serán invertidos 767 millones de dólares más de 8 mil millones de pesos, la cual generará 10 mil empleos, entre directos e indirectos, durante los cuatro años que durará su construcción, el desvió del rio Santiago se realizó el 11 de marzo de 2009.
El Proyecto Hidroeléctrico La Yesca, forma parte del Sistema Hidrológico del río Santiago, que comprende a 27 proyectos con un potencial hidroenergético de 4,300 MW, del cual sólo se ha desarrollado el 32% mediante la construcción de seis Centrales.
Problemática
Por las características orográficas de la región, este proyecto hidroeléctrico involucra afectaciones socio ambientales menores a las de otros proyectos ya construidos en el país. La superficie a inundar será de 3,825 Hectáreas, de esta superficie, 940 Hectáreas son terrenos nacionales, 146 Hectáreas corresponden a régimen agrario y 2,739 Hectáreas a la pequeña propiedad. Se han censado 20 familias con un total de 110 habitantes afectados, de los cuales 23 se encuentran en áreas inundables y los restantes se ubican en la zona cercana a los campamentos
Objetivos
1- Generación media anual total de 1,210 GWh (943 GWh firme y 267 GWh secundaria).
2- Incremento en la generación de El Cajón/Aguamilpa (2/9GWh).
3- Cambio de energía secundaria a firme en El Cajón/Aguamilpa (118.5/22.7 GWh).
4- Permitirá la diversificación de fuentes de energía.
5- Construcción del puente Analco, sobre el río Bolaños.
6- Restitución y mejora del acceso a La Yesca.
7- Importante derrama económica en la región.
8- Capacitación de los lugareños en diversas actividades productivas.
9- Mejoras sociales en los poblados Mesa de Flores, Hostotipaquillo y La Yesca.
10- Mejora en las vías de acceso terrestre de la región.
11- Interconexión fluvial a lo largo del embalse, mejorando la comunicación de la zona.
Misión (nacional o internacional)
Generación de energía eléctrica a través de la canalización de agua proveniente del rio Santiago, por medio de dos turbinas impulsadas por el mismo impulso del agua, convirtiéndose en la segunda central generadora de energía eléctrica en el país.
A nivel internacional, es una obra que sigue el ejemplo de la presa de las tres gargantas, debido a que toma el impulso del agua proveniente del rio Yangtsé, por lo que su modelo hidráulico está fuertemente basado en tecnologías de otros países, innovando los mismos para que sea sustentable.
Descripción del proyecto hidrológico
El esquema general del proyecto se describe de la siguiente manera: Obra de contención de tipo enrocamiento con cara de concreto de 220 m de altura, medidos desde el desplante del plinto hasta el parapeto; obra de desvío con 2 túneles de sección portal de 14 m de alto en la MI; una preataguía aguas arriba de 36.5 m de alto (incluye 5 m de gaviones) y ataguía aguas abajo de 22 m altura; vertedor a cielo abierto con 6 vanos para compuertas en la zona de control localizado en margen izquierda y planta hidroeléctrica subterránea con casa de máquinas en caverna por la MD que aloja 2 unidades turbogeneradoras de 375 MW cada una.
Información general hidrológica del proyecto
- Temperatura máxima promedio en verano 37.5°C durante mayo, y mínima de 12°C en enero.
- Humedad relativa en verano 36.4%, y de 48.6% en invierno.
- Zona climática ambiente: cálido subhúmedo/rural.
- En la zona de las obras, la temporada de lluvias se presenta muy marcada de junio a octubre, y el estiaje entre noviembre y mayo. Durante el invierno se presentan lluvias en un porcentaje ligeramente mayor a 5% de la media anual.
- Presión barométrica 98 kPa.
Datos Técnicos
Condiciones de generación de energía eléctrica
La obra de generación inicia en un canal de llamada para conducir el agua a través de dos bocatomas (Obra de Toma), así como de dos conducto formados por lumbreras verticales más dos ramas horizontales que alimentarán las turbinas que harán girar dos generadores de 375 MW cada uno, teniendo una potencia total instalada de 750 MW. La generación media anual de 1210 GWH, es igual a 1.5 veces del consumo eléctrico del estado de Nayarit durante un año. Los grupos turbina-generador más que sus equipos y sistemas auxiliares estarán alojados en una gran caverna de 22 metros de ancho, 100 m de longitud y 50 m de altura.
En su conjunto forma la Casa de Maquinas.
A continuación se presenta el diseño de un canal de navegación, tanto principal como secundario, con las siguientes características; longitud de 3 km, con tráfico en ambos sentidos, tendrá un arribo hacia una terminal conformada a base de dársenas y muelles distribuidos a lo largo de todo el perímetro, distribuidos en un área rectangular de 5 km en sentido E – O, y 4 km en dirección N – S. En la parte central se colocara una plataforma de 1 km x 1 km para maniobras de mantenimiento.
Las embarcaciones que transitaran son “barcos cargueros” y “buques cisterna”, ambos tipos con una carga muerta máxima de 400, 000 toneladas. El canal de navegación es de sección trapezoidal simétrico.
A partir de los datos recabados, se optó por seleccionar el buque cisterna para el diseño del canal principal, esto debido a que posee mayor longitud de calado, por lo que lo hace el candidato idóneo para diseño.
Diseño del Canal Principal.
Para el canal principal se empleó la siguiente imagen, ya que muestra el modo de diseño del
canal a partir de las especificaciones del barco.
A continuación se muestran los cálculos obtenidos a partir del buque seleccionado, tomando en cuenta que es agua salada y que los taludes son S = 2, ya que el oleaje es interceptado por los mismos.
Diseño del Canal Secundario.
Se siguió el mismo procedimiento que para el canal principal, solo que las dimensiones del barco ya fueron especificadas, por lo que solamente se muestran los resultados del analisis para esa vía de navegación, también con ambos sentidos de navegación. Los taludes a considerar son S = 1, ya que el oleaje no afecta a los mismos.
La velocidad media en este canal se sugiere de 15 nudos.
Diseño de Muelles y Dársenas.
Dependen enteramente de las dimensiones del barco, por lo que se muestran los resultados de los cálculos obtenidos por medio de las dimensiones de los barcos para navegación en el canal principal.
Para las dársenas se emplearon las medidas de los barcos, tomando en cuenta que pueden abarcar hasta 3 buques en un costado o 6 por ambos lados.
Para los cálculos también se empleó una altura, la cual es usada para carga y descarga de mercancía, por lo tanto se propuso una altura a 1/3 de la manga, dando un total de 10 m.

Diseño de la Plataforma de Mantenimiento.
La plataforma se diseñó de tal manera que vehículos grúa pudieran operar dentro, con buena maniobrabilidad, por lo tanto se requirió hacer un almacén central para refacciones y grúas móviles en los alrededores de la plataforma, teniendo en mente que solo caben dos barcos por cada lado de la plataforma, contando un espacio de 20 m para maniobras de movilidad.
Diseño de las Esclusas.
Para el diseño de las esclusas se tomaron los diseños de las embarcaciones menores que van a transitar hacia el segundo canal de navegación, por lo to tanto se tomaron las siguientes referencias.
Se considera un tiempo de apertura de 5 min, considerando maniobras de llenado y vaciado. También se consideró una separación entre ambos sentidos de circulación, permitiendo así la entrada y salida simultanea de embarcaciones, La separación fue de 2
El radio de las tuberías para llenado de las esclusas se consideró de 1.7 m de radio, por lo que las maniobras de desfogue y ahogado se realicen adecuadamente.
Para medir la conductividad hidráulica del terreno, se construyó una serie de pozos, encontrando la profundidad del nivel del manto freático entre 0.5 m y 0.8 m durante el periodo de riegos. A continuación se muestran las formulas empleadas para el cálculo, así como los resultados obtenidos de la aplicación de dichas formulas.
La profundidad del nivel freático se tomó de 1.2 m, ya que son árboles frutales los que se encuentran en la parcela.
Por lo que empleando la ilustración 3.2, se puede conocer la porosidad Drenable del terreno, siendo esta muy importante para el cálculo del número de días que el terreno puede drenar el agua de riego intenso.
Diseño en Planta.
El diseño en planta consiste en la ubicación, en un plano de la parcela, de los drenes laterales y colectores, así como de las estructuras auxiliares.
**** Para el régimen permanente se requiere:
El Regimen Transitorio permite obtener el espaciamiento entre drenes como una función del tiempo en que se desea el abatimiento del manto freático, desde una posición inmediatamente después del riego, hasta la profundidad deseada antes de aplicar el siguiente riego.
Por lo que los datos necesarios para el cálculo son Lámina de Lavado efectiva, Tiempo de regado (promedio) y la porosidad Drenable (obtenida de la ilustración 3.2)
Ubicación de los Drenes.

La ubicación de los drenes en el terreno se basó conforme a la siguiente ilustración:
Tomando en cuenta que la disposición de los drenes laterales es con la pendiente y que los colectores parcelarios desembocan en un canal a cielo abierto.
Al final del presente documento se anexa un plano donde se encuentra la disposición final de los drenes, así como dimensionamiento de los elementos que la conforman.
Cálculos hidráulicos.
Se realizaron en baso a lo planteado en el manual de drenajes parcelarios, tomando en cuenta que los drenes se construirán con tubería corrugada en todos los tramos, por lo que;
Especificaciones técnicas del proyecto.

Para la instalación del drenaje en la parcela, se consideran los datos conjuntos de todas las
secciones que a continuación se muestran.
Estos cálculos señalan que, para instalar el drenaje en esta parcela, es necesario utilizar lo siguiente:
 3,620 m de tubería perforada de 4 pulgadas con filtro de poliéster para los drenes laterales y la parte final del colector.
 1,390 m de tubería perforada de 6 pulgadas para los colectores secundarios, con filtros
de poliéster a la entrada de los laterales.
 410 m de tubería sin perforar de PVC de 20 pulgadas para el dren principal, que contara con las siguientes especificaciones:
Cubiertas de poliéster en las salidas de los colectores secundarios, a fin de evitar el paso de sedimentos pertenecientes al flujo del caudal de los laterales.
Lista de Materiales

Diseño Hidráulico

Selección del filtro para el sistema de Microaspersión.

Debido a que los materiales contenidos en el suelo presentes en el terreno son en su mayoría Arcilla y Arena, la primera al 47% y la otra a 43%, se decidió instalar un filtro de arena como filtro primario (Marca Rex - Met. Arena 48" 4" F‐660f vict.), ya que estos consisten en tanques metálicos o de plástico reforzado, capaces de resistir las altas presiones de la red, rellenos de arena o grava (granito o sílice) tamizada en un determinado tamaño. El filtrado se produce cuando el agua circula por los poros que quedan entre las partículas de arena que componen el filtro, por lo tanto, la retención de impurezas se realiza en superficie y en profundidad.
De acuerdo con las condiciones del agua y la forma de extracción de la misma, la cantidad de residuos acumulados en los filtros de arena, pueden emplearse como compostas para fertilizar los cultivos a largo plazo.
En el filtro secundario (o de seguridad), se optó por instalar un filtro de malla puesto que ayudan al filtrado de partículas menores, aunque superficialmente, la malla que se empleara en el proyecto es una mesh del número 120 (Marca Rex - Plástico malla 120 mesh fp‐ 1" RM) esto debido al caudal de paso y la cantidad de materiales que pasan por esta.
Lo anterior se resume a que se necesitan dos líneas de filtros de arena en paralelo, con su respectivo filtro de seguridad, ubicados en la salida de la línea del tanque elevado.
Selección de emisores.
Full transcript