Grupo5-informe Hidraulica Entrega 2

INFORME DE INGENIERIA

GRUPO Nº - 05

“CANALIZACION SECTOR MELIPILLA” “ZONA 2”

INGENIERÍA CIVIL EN OBRAS CIVILES TALLER DE HIDRAULICA Y CONSTRUCCION UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE JUNIO 2007

TALLER DE HIDRAULICA ENTREGA II: “CANALIZACIÓN ZONA 2”

GRUPO Nº5 Primer Semestre de 2007

INDICE

INTRODUCCIÓN .............................................................................................- 3 ANALISIS DE ALTERNATIVAS DE TRAZADO...............................................- 4 TRAZADO ADOPTADO ...................................................................................- 6 ESQUEMA DE PROYECTO DE RIEGO ADOPTADO....................................- 7 DEMANDA HIDRICA........................................................................................- 8 IDENTIFICACIÓN DE PRINCIPALES QUEBRADAS .................................. - 10 CONCLUSION .............................................................................................. - 12 -

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Profesor Juan Pablo Shuster

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INTRODUCCIÓN

El siguiente informe tiene por objeto determinar una alternativa de abastecimiento para el sector rural de Melipilla, identificado como zona 2, y que está confinado por las lomas de “Los Romeros”, “Divisadero”, ”Otopilla”, ”Blanca”, “Los Bellotos”,”El Litre”, “El Viento” y “El Naranjo”, limitando con la zona 1 a la altura del paralelo 303000 y con al zona 3 con el paralelo 307000.

La razón de tal proyecto es la poca capacidad aportante que tienen los esteros “Carmen Alto” y “Cholqui” para abastecer la alta presencia de cultivos frutícolas, de hortalizas, de praderas y algunas industrias de alimentos apostadas en el sector.

Para la alternativa seleccionada se generará un proyecto sobre la base de un diseño óptimo de las secciones transportadoras del afluente, las cuales podrán construirse bordeando las cumbres de la zona, interviniendo los cerros aledaños a través de la construcción de un túnel o bien usando algún sistema mixto, con tal de optimizar a la vez los recursos.

Para el cálculo de la sección del canal se considerarán las necesidades básicas de agua para los distintos cultivos de la zona, de tal manera de abastecer de forma completa tales requerimientos. Esta carencia de caudal será cubierta con los aportes que hacen las distintas quebradas que se encuentran en la zona y que coincidan con la línea constructiva del proyecto, así como también el caudal de extracción directa del Río Maipo.

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ANALISIS DE ALTERNATIVAS DE TRAZADO

Para dar solución al problema de riego se proponen tres trazados preliminares:

El primer trazado, llamado alternativa 1, considera el transporte de agua a través de un canal que bordea el Cordón Yerbas Buenas, constando sólo de un canal trapecial para el transporte, el cual podrá ser revestido por tramos según indiquen los análisis respectivos. En consecuencia para la realización de esta canalización no se necesitará la realización de un túnel. •

Largo aproximado canal: 45403 metros.

•

Pendiente media: 0.22‰

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La segunda alternativa consiste en la construcción de un túnel entre el punto de extracción en el río y el punto de entrega. La factibilidad de esta opción será analizada más adelante, junto con las otras dos, de tal manera de determinar cual es la más conveniente. •

Largo aproximado túnel: 9517 metros.

•

Pendiente media: 0.2‰

Finalmente la tercera alternativa mezcla ambas soluciones. Esta se desarrolla en un primer tramo a través de un canal, para luego continuar a través de un túnel y volver a convertirse en un canal abierto, hasta llegar al punto de entrega. •

Largo aproximado canal: 5185 metros

•

Pendiente media canal: 0.2‰

•

Largo aproximado túnel: 5751

•

Pendiente media túnel: 0.2‰

Análisis:

Para la evaluación de las alternativas se tomara una relación entre el costo del kilómetro de canal y túnel de 1u:5u (u: unidades monetarias por unidad de kilómetro construido).

Costo alternativa 1:

Corresponde a 45403 metros, lo que tiene un costo total aproximado de 45,5 u.

Costo alternativa 2:

Corresponde a 9517 metros de túnel, lo que tiene un costo total aproximado de 47,9 u.

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Costo alternativa 3:

Corresponde a 5184 metro de canal, lo que tiene un costo aproximado de 5,2 u, mas 4051 metros de túnel, lo que tiene un costo aproximado de 28,8 u. Esto nos da un total aproximado de 34 u.

TRAZADO ADOPTADO

El sistema de canalización mixto tiene un costo constructivo asociado mucho mas bajo que las otras dos vías, por lo que a priori, es el sistema a adoptar

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para la entrega de agua a la zona 2, pudiendo así abastecer, al menor costo posible, los cultivos agrícolas del sector.

ESQUEMA DE PROYECTO DE RIEGO ADOPTADO

El sistema de riego que se considera para cada uno de los cultivos actuales es el siguiente, basándose primeramente en un desglose que diferencia entre cada tipo de cultivo y luego la indicación más estricta para cada cultivo.

Tipo de Riego

Goteo

Aspersión

Surco

Tendido

Frutales

Praderas

Frutales Anuales

Praderas Cereales

Almendros Cítricos Palto Duraznero

Alfalfa

Almendros Cítricos Paltos Durazneros Papas Maíz grano Frejol Zapallo Tomate

Alfalfa Gramíneas

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DEMANDA HIDRICA

Para el cálculo de la demanda hídrica se tomaron los valores para la evapotranspiración real (mm/mes) correspondientes a los cultivos de Curacavi.

También se consideraron los factores de eficiencia de aplicación que se muestran en la siguiente tabla.

MÉTODO DE RIEGO

EFICIENCIA DE APLICACIÓN (%)

Goteo (frutales)

90

Aspersión (Praderas)

75

Surco (frutales y cultivos anuales)

45

Tendido (Praderas, cereales)

30

Los cultivos presentes en la zona de estudio corresponden a los mostrados en la tabla siguiente, y en base a la información entregada es el tipo de riego que se considera para cada uno. El área abarcada por los cultivos también es un valor presente en la tabla y se utiliza para determinar la necesidad de riego y el caudal para la situación actual de éstos.

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RUBROS

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Sector Puangue Superficies

PRODUCTIVOS FRUTALES Almendro (surco)

(há)

CULTIVOS ANUALES Alcachofa (surco)

0

Papas (surco)

1.1

Maiz grano (surco)

70

3 Cebolla (surco)

0

Almendro (goteo)

19 Frejol (surco)

46.2

Cítricos (surco)

76 Zapallo (surco)

14.3

Cítricos (goteo)

60 Tomate (surco)

9.9

Palto (surco)

52 Repollo - Tomate (surco) 34 Maiz - Choclo

Palto (goteo)

0 46.2 0

Vid (goteo)

0 Huerta Familiar (surco) 0 CEREALES

Berries (goteo)

0 Trigo (tendido)

0

Manzano (surco)

0 Otros cereales (tendido) 0 PRADERAS

0

Vid (surco)

Manzano (goteo) Duraznero (surco)

55 Alfalfa (tendido)

289

Duraznero (goteo)

2 Alfalfa (Aspersión)

Otros frutales (surco) Otros frutales (goteo)

0 Gramíneas (tendido) 0

35 72.1

SUPERFICIE TOTAL

884.8

El volumen mensual de necesidad de riego para cada uno de los cultivos actuales, en unidades de caudal por hora es:

Caudal requerido: 4066 m^3/hr

El valor anterior corresponde a la situación actual que tiene la mayor demanda hídrica, que es el mes de enero.

La tabla con los cálculos realizados para obtener la demanda hídrica para los cultivos se adjunta como archivo anexo dentro de este estudio.

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IDENTIFICACIÓN DE PRINCIPALES QUEBRADAS Las principales quebradas que alimentan el canal se dividen en dos grupos, el primer grupo es aquel que se encuentra en la parte abierta del canal, cercana al punto de captación de las aguas, el segundo grupo de quebradas se encuentran cercanas al punto de alimentación, las que confluyen al canal una vez que este sale del túnel y se mantiene sobre la superficie hasta llegar al punto de alimentación. Cada grupo se identifica por zonas, asignándose estas zonas a los grupos de quebradas:

Zona 1:

Quebrada El Agua - Quebrada Las Tinajas Área: 6.241 Km^2 Diferencia de cotas: 306 m Longitud de canal al que se aporta: 3300 km

Zona 2:

Quebrada Peumillo Área: 0.95 Km^2 Diferencia de cotas: 140 m Longitud de canal al que se aporta: 1050 m

Zona 3:

Quebrada Los Canales – Quebrada Yerbas Buenas – Quebrada La Dura – Quebrada El Sauce Área: 3.23 Km^2 Diferencia de cotas: 150 m Longitud de canal al que se aporta: 438 m

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Zona 4:

Quebrada Seca Área: 0.55 Km^2 Diferencia de cotas: 150 m Longitud de canal al que se aporta: 290 m

De las cuatro zonas mencionadas se consideran sólo las tres primeras para realizar el cálculo de las crecidas.

CALCULO DE CRECIDAS

Se anexa archivo con cálculo de crecidas.

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CONCLUSION Con respecto a los valores obtenidos por medio del cálculo de la demanda hídrica para cada uno de los cultivos actuales, es posible corroborar que en los meses estivales es cuando esta demanda es mayor, lo que se debe a las temperaturas de estos meses, la cual hace que los cultivos tengan una mayor evapotranspiración y por lo tanto a la vez una mayor demanda de agua.

En resumen, de los tres métodos constructivos analizados: sólo canal abierto, sólo túnel y una combinación de ambos métodos, se adoptó el sistema mixto, esto basado en la relación de costos 1:5 entre el túnel y el canal construido.

Para la determinación de las precipitaciones máximas en 24 horas, se utilizó el método Gumbell y para el cálculo de las crecidas máximas de las quebradas se empleo el método racional, todo esto con la consideración de un periodo de retorno de 50 años, y adoptando sólo las tres quebradas de mayor importancia de acuerdo a criterios de área aportante.

El punto de descarga se ubicó en la zona más alta del sector, para obtener así una mayor facilidad de abastecimiento a todos los puntos de la sección de análisis.

Al considerar la demanda hídrica se ha despreciado el recurso existente en la zona, proveniente de pozos profundos y de los distintos esteros que bañan el sector.

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