02a - captaciones agua potable.pdf
TRANSCRIPT
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
1/38
Captaciones
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y
ALCANTARILLADO
Universidad Peruana UnionFacultad de Ingenierias y Arquitectura
Carrera Profesional de INGENIERIA CIVIL
Mg. Ing Roberto Alfaro AlejoMarch 21, 2016
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
2/38
Ing. Roberto Alfaro 2
Elementos de diseño
Confiabilidad La confiabilidad es una característica esencial de las estructuras de
captación. El sistema de abastecimiento de agua deja de funcionarcuando el sistema de captación falle. Los sistemas pequeños con la
estructura de captación única son particularmente vulnerables. Para sistemas más grandes, la práctica del diseño actual prevé la
duplicación de estructuras de captación, que incluyen múltiples puertosde entrada, ventanas, conductos y unidades de bombeo.
Capacidad Debido a que son muy difíciles de ampliar para proporcionar capacidad
adicional, una vida útil de las estructuras de toma en el rango de 20 a 40años (mínimo) debe ser considerado (Foellmi, 2005). Aunque los
sistemas de captación confiables son muy caros, tal vez tanto como dosa cuatro veces el costo de un proyecto similar construida en tierra firme,el costo adicional de aumentar la capacidad puede ser relativamentepequeño. En un caso, el aumento de la capacidad en más del 70 por
ciento resultó en un aumento de los costos de construcción de menos de20 por ciento (ASCE, 1990).
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
3/38
Ing. Roberto Alfaro 3
Elementos de diseño
Criterio Observaciones
Calidad de Agua Lagos y ríosViento e impacto de ondas
Variación con profundidad de agua debido a la estratificaciónGalerías de infiltración “bajo la influencia” de agua superficialdeben cumplir con regulaciones de agua superficial
Profundidad deagua
Máxima disponibleAdecuada inmersión a través de puertos de entradaEvite los problemas de hielo
Limo, Arena Busque para minimizar el impacto
Planta deTratamiento
Minimizar la longitud del conducto a planta de tratamiento
Costo Minimizar en consonancia con los resultados a largo plazo ylos requisitos de operación y mantenimiento
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
4/38
FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE
AGUA
La fuente de abastecimiento debe proporcionar el gasto máximo diario requerido por lasnecesidades futuras, tomando en cuenta los periodos de diseño indicados. Debenefectuarse análisis físicos, químicos y bacteriológicos para garantizar la calidad del
agua o en su caso determinar el proceso de potabilización adecuado La distribuciónespacial y temporal del agua es producto de los mecanismos del Ciclo Hidrológico,dando origen a las fuentes que aprovecha el hombre para su desarrollo.
El agua se encuentra disponible en la naturaleza en dos tipos de fuentes:
Fuentes convencionales y Fuentes no convencionales
FUENTES CONVENCIONALESLas dos principales fuentes de agua potable son: Aguas Superficiales.
Aguas Subterráneas.
FUENTES NO CONVENCIONALESEste tipo de fuente, en nuestro país como es el Perú no es usual aun, para finesdidácticas mencionaremos estas fuentes no convencionales como son:
Agua de mar. Agua residual. Agua atmosférica
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
5/38
5
CORRIENTE Y SUSTRIBUTARIOS
DISPOSICION
PLANTA DE TRATAMIENTODE AGUA RESIDUAL
CONDUCCION
PLANTA POTABILIZADORA
TANQUE DEREGULACION
RED DEDISTRIBUCION
POZO(AGUA SUBTERRANEA)
SUBCUENCA DE CAPTACION(AGUA SUPERFICIAL)
CONDUCCION
ALMACENAMIENTO
CAPTACION
TOMA
DIRECTA
CONDUCCION
USO DEL RECURSO
ALCANTARILLADO
CONFIGURACION GENERAL DE UN
SISTEMA HIDRAULICO URBANO
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
6/38
6
CICLO DEL AGUA EN EL ABASTECIMIENTO
DE AGUA Y ALCANTARILLADO
USUARIO
CAPTACION
TRATAMIENTO
CONDUCCION
ALMACENAMIENTO
ADUCCION
DISTRIBUCION
ACOMETIDAACOMETIDA
ALCANTARILLADO
COLECTOR
EMISOR
DEPURACION
VERTIDO
REUTILIZACION
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
7/38
E Hid li
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
8/38
Ing. Roberto Alfaro 8
Esquema Hidraulico
Sistema Integral
Lagunillas
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
9/38
Ing. Roberto Alfaro 9
Tipos de Fuentes de Agua.
Ti d
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
10/38
Ing. Roberto Alfaro 10
Tipos de
Fuentes de
Agua.
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
11/38
Ing. Roberto Alfaro 11
Recarga de Acuiferos
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
12/38
Lineas Flujo
Confining beds
PozosNivel Freatico
Millenios
Siglos
Decadas
Años
Dias
Area de
Descarga
Acuifero
No Confinado
Acuiferos
Confinados
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
13/38
Ing. Roberto Alfaro 13
Tipo de aptacion
En un sentido amplio, las estructuras de captacion se
pueden clasificar en dos categorías según la Tabla 3-2. Muchas variedades de este tipo se han utilizado. Laselección del tipo de producto es altamente
dependiente de las circunstancias locales. Debido aque las circunstancias son diferentes, los sistemasson a menudo clasificados como tomas de río olago/embalse.
Tipo de Estructura de
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
14/38
Ing. Roberto Alfaro 14
Tipo de Estructura de
aptaci!n "Tabla #$%&Categoría Tipo de Diseño Observaciones
Expuesta Torre Integral con presaTorre en lago
Toma de PuertoFlotante o movilPozo sifónTransversales a un Río
Aplicable a grandes sistemas, costosoImpacto en navegación
Diseño para escombros flotantes y/o hieloBuen acceso para O&MAplicable a pequeños sistemas, flexible, fácilpara ampliar
Sumergida Tubo extremo recto o en codo
Criba de entrada apantallado
Aplicable a pequeños sistemas
No hay Impacto en la navegaciónNo hay impacto de restos flotantes o hieloNo es flexibleDificultad en O&M
Pozo(s) de grava apisonada No hay impacto en la navegaciónNo hay impacto de restos flotantes o hieloDebe tener geología favorable
Sistema de colección horizontal(tambien llamado galeria de
infiltracion o lecho de infiltracion)
No hay impacto navegacionalNo hay impacto de restos flotantes o hielo
Debera tener geologia favorable
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
15/38
Ing. Roberto Alfaro 15
Tipo de aptacion
Lagos y Embalses. Debido a sus efectos de navegación,así como el clima invernal severo y las consiguientes
dificultades en su operación y mantenimiento (O & M),estructuras expuestas no son de uso frecuente en losGrandes Lagos y otros grandes lagos de clima frío. Por
otra parte, estructuras de toma expuestas se han utilizadoampliamente en lagos de clima mas cálido y en losembalses. Un diseño clásico de la torre (Figura 3.3)incluye varios puertos de admisión a diferentes alturas,
con pantallas en cada puerto, y el acceso paramantenimiento. La torre puede ser dividido en dossecciones o células para proporcionar redundancia. Se
accede por un puente, calzada, o en barco.
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
16/38
Ing. Roberto Alfaro 16
Tipo de aptacion
Lagos y Embalses.
Estructuras de toma sumergidas evitan muchos de los
problemas de los sistemas expuestos, pero son muchomás difíciles de mantener debido a la falta de acceso. Porotro lado, la falta de partes mecánicas expuestas
disminuye la cantidad de tiempo de mantenimientonecesario. Una estructura típica entrada sumergida semuestra en la Figura 3-4. Con un estrato geológicofavorable de arena y grava en la orilla o el fondo del lagoo embalse, ya sea una galería de infiltración, como semuestra en la Figura 3-5 o un sistema de recogidahorizontal (llamado “pozos Ranney" segun su inventor)
bajo el fondo del lago (Figura 6.3) puede ser apropiado.
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
17/38
Ing. Roberto Alfaro 17
Tipo de aptacion
Rios.
Ambas estructuras de entrada expuestas y sumergidas sehan utilizado en los ríos. En los grandes ríos que son
controlados por esclusas y represas, la variación en el flujoy la consiguiente variación en la elevación de aguassuperficiales son de menor importancia que en los cursos
de agua no regulada. Para la mayoría de los suministros deagua, sistemas de tierra que proporcionan la mejorcombinación de acceso para la operación y mantenimientoy suministro fiables (Bosserman et al., 2006).
A diferencia de los lagos y embalses, la consideración sedebe tener especial atención al impacto de lasinundaciones y las sequías sobre la toma de río. En elprimer caso, la integridad estructural, la disponibilidad deenergía, y el acceso debe ser considerado en el diseño.
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
18/38
Ing. Roberto Alfaro 18
Tipo de aptacion
Rios. En el segundo caso, es necesario prever para el acceso
alternativo al agua cuando las condiciones de sequía más
bajo el nivel del agua por debajo del puerto de consumomás bajo.
Mientras que un embalse o lago tienen materia suspendida
durante los eventos de viento fuerte, rara vez tendrá lacantidad o la calidad del grano producido durante lasinundaciones de los ríos. La obra de toma del río deben ser
diseñados para proteger las bombas y las válvulas en elsistema de transporte de desgaste indebido de arena.
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
19/38
Ing. Roberto Alfaro 19
Tipo de aptacion
Conductos El conducto de entrada se conecta la entrada de las obras
con la estación de bombeo a baja presión. Ya sea un túnel
o una tubería pueden ser utilizados. Aunque los túnelestienen un alto grado de fiabilidad, son caros de construir.Para grandes sistemas de agua, que puede ser la opción
más económica cuando el capital y los costos demantenimiento a largo plazo se consideran.
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
20/38
Ing. Roberto Alfaro 20
Torre de captaci!n en lago
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
21/38
Ing. Roberto Alfaro 21
Torre de captaci!n en lago
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
22/38
Ing. Roberto Alfaro 22
aptaci!n en Rio
Torre clasica con multiples
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
23/38
Ing. Roberto Alfaro 23
Torre clasica con multiples
puertos
ib t i d l
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
24/38
Ing. Roberto Alfaro 24
riba captacion de lago
)
'lataformas en R(os Anc)os
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
25/38
Ing. Roberto Alfaro 25
'lataformas en R(os Anc)os
o Embalses
)
'l t f Fl t t
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
26/38
Ing. Roberto Alfaro 26
'lataformas Flotantes
)
% Arreglos de galerias con
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
27/38
Ing. Roberto Alfaro 27
% Arreglos de galerias con
po*os
+ l i Filt t
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
28/38
Ing. Roberto Alfaro 28
+alerias Filtrantes
Se diseñaran de acuerdo al corte geológico,obtenido mediante perforaciones de pruebade acuerdo al estudio del rendimiento elacuífero.
El diámetro mínimo de las tuberías autilizarse es de 300 mm, con perforacionesde 25 mm a 50 mm espaciadas a 10 cm, a 20cm. La velocidad máxima será de 0.60 m/s.
Se proveerá de cámaras de inspecciónespaciadas convenientemente dependiendodel diámetro de la tubería CORTE y no amayores de 100m.
Tomas con ,bras
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
29/38
Ing. Roberto Alfaro 29
Trans-ersales a un R(o
'o*o colector con pantallas
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
30/38
Ing. Roberto Alfaro 30
pde colecci!n )ori*ontal
'o*os 'rofundos
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
31/38
Ing. Roberto Alfaro 31
'o*os 'rofundos
Su ubicación se fundamenta en los estudios e
investigación de las aguas subterráneas.
La construcción debe evitar el arenamiento futurodel pozo.
Todo pozo deberá ser aforado después de unbombeo continúo mínimo de 72 horas.
El rendimiento definitivo se obtiene de la
evaluación de los pozos de prueba.
'o*os
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
32/38
Ing. Roberto Alfaro 32
'o*os
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
33/38
anantiales/ 'uquiales o
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
34/38
Ing. Roberto Alfaro 34
/ q0ague1es El manantial es una formación superficial, en la
que sin la intervención del hombre, brota (alumbra)el agua de las rocas o del suelo a la tierra o dentro
de una masa de agua, siendo relativamenterestringido el tamaño del lugar del brote.
En el desarrollo del proyecto, se deben evaluar las
condicionas que conducen a la formación delmanantial:
– a) Permanencia del afloramiento (caudal) del manantial.
– b) Posibilidad de incrementar la producción por trabajosconvenientes.
– c) Probable descubrimiento de otros alumbramientoscercanos.
aptaci!n de manantial de
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
35/38
0.80
0.10
0.75
TUB. PVC Ø 3"
TUB. PVC Ø 3"
TAPA DE INSPECCION
0.60*0.70
CUNETA DE CORONACIO
0.10
C º f ́c =1 4 0 K
! c " #
0.20
0.90
CLASIFICADO
MATERIAL GRANULAR
N.A.
S=1.5%
VENTI$ACION
#" % 1"
1" % 3!4
3!4" % 1!4"
&ATERIA$ 'RANU$AR C$ASI(ICADO
CAPA I
CAPA II
CAPA III
PIEDRA DE
PIEDRA DE
PIEDRA DE
S=2.0%
1.35
S =5. 0 %
SENTIDO DE ($U)O
0.15
TIPICO
$INEA DE CONDUCCION
DESA'UE $=10.0
$ O SA D E C O B E
R T U RA
0.10
VARIABLE
Hmax=0.45
REBOSE
$I&PIA
I
II
IIITUB IN'RESO PVC Ø 3"
0.10
0.15
0.10
0.15 0.25 0.30
Ing. Roberto Alfaro 35
ladera
aptaci!n de manantial de
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
36/38
Ing. Roberto Alfaro 36
laderaCaja de Captación
Tubo de Rebose
Linea Conducción
Reservorio
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
37/38
Captacion de agua delluvia
CanaletaCanaletaCanaletaCanaleta
ConductoConductoConductoConductoBajanteBajanteBajanteBajante
37
Ing. Roberto Alfaro
-
8/17/2019 02a - captaciones agua potable.pdf
38/38
Ing. Roberto Alfaro 38