7as diseño pozos ejercicios (1)

8/12/2019 7AS Diseo Pozos Ejercicios (1)

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Aguas subterrneas2010-2

Ejercicios de diseo de

pozos


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Aguas subterrneas. Diseo y equipamiento de pozos. S. Santayana V. 2

Diseo hidrulico

Estimacin de nivel dinmico, se realiza con ecuacin:

ND = s + NE = h + per + NEDonde:

h = (0,183Q/T)log(2,25Tt/rpS)per = BQNE = Nivel esttico (m); ND = Nivel dinmico (m);

Q = Caudal de bombeo (m3/s);

T = Transmisividad (m/s);

S = Coeficiente de almacenamiento (adimensional);t = Tiempo de bombeo (s);

rp = Radio de pozo (m);

B = Coeficiente de Walton, prdidas de carga al ingresar agua alinterior del pozo (s2/m5)


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Longitud de rejilla

Longitudptima de rejilla:

1000 QL = ----------

(0,5 A Vp)

Donde: L = Longitud activa (m).Q = Caudal esperado (l/s).

A = Area abierta (cm/m).

Vp = 3 - 3,5 (*), velocidad ptima (cm/s).

1000 = Factor de conversin de unidades(*) National Water Well Association, indica que velocidad mxima

permitida es de 3 cm/s para valores K 120 m/da.

Ae = 0.5A (m2/m); se asume que un 50% de rejilla se tapa conmateriales finos al operar el pozo.


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Dimetro de bomba y tubera enfuncin del caudal

Dimetro mx.bomba (pulg)

Dimetro mn.tubera(pulg)

Caudal(l/s)

56

8

1012

14

68

10

1214

16

0-109-24

21-40

36-8072-110

98-180


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Longitud de entubado ciego

Tramos de tubera ciega se localizan desdeuna posicin por sobre nivel del terreno (ES),hasta 3 - 5 m por debajo del nivel dinmico

esperado (ECS); otro tramo de 3,0 m, secoloca en fondo del pozo (ECI):ES = tramo de tubera que sobresale porsobre superficie del suelo;

ECS = entubado ciego que se extiende desdesuperficie del suelo hasta empalmar concolumna de filtros.

ECI= entubado ciego localizado al fondo delpozo y funciona como trampa de arena.

ES

ECS

ECI

Rejilla


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Aguas subterrneas. Diseo y equipamiento de pozos. S. Santayana V.

Diseo de un pozo de explotacin de aguasubterrnea. El carmen, Chincha, Ica:

Informacin bsica para diseo hidrulico:Caudal esperado = 70 l/s

Nivel esttico = 40,0 m

Transmisividad = 1265 m2/d

Coef. de almacenamiento = 0,08

Tiempo de bombeo = 20 horas/da

Radio del pozo = 9 (0,2286 m)

Coeficiente B (Walton) = 2500 s2/m5

Ejemplo 1 de diseo de pozo


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Con datos se estim un abatimiento(s) de 5,0 m.

Prdidas por perforacin(per) se estimaron en 12,3 m.

Con nivel esttico estimado, para ubicacin del pozoproyectado (40,0 m), se determin probable posicin delnivel dinmico.

Considerando un perodo de vida til para pozo de 25aos, con un descenso anual de napa (0,2 m), se debetener en cuenta un descenso adicional en pozo de 5,0 m.

Descenso estimado en pozo proyectado ser de 22,5 m yposicin del nivel dinmico, a 62,3 m de profundidad.

ND = s + per + NE = 5.0 + 12.3 + 5.0 + 40.0 = 62.3 m.



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Diseo fsico:

Seccin de admisin

o Filtro de ranura vertical (tipo Nold), rea abierta:

12,5%;longitud activa de filtros(LF):22,7 m;o Filtro de ranura continua (tipo Johnson), rea

abierta: 37%;longitud activa de filtros(LF):7,7m;

Entubado ciegoo : 18; e: 1/4";

o Longitud total: 68,6 m (ES: 0,3 m; ECS:62.3 + 3,0= 65,3 m;ECI: 3,0 m).



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Diseo fsico:Perforacin

o : 21;

o Longitud total preliminar: (ECS+ ECI) + longitud de columna

de filtros: Con filtro de ranura vertical (tipo Nold): 91,0 m;

Con filtro de ranura continua (tipo Johnson): 76,0 m;

Empaque de gravao Espacio anular entre dimetro de perforacin y del entubado

definitivo y filtros, se rellena con grava seleccionada(redondeada y limpia), cuyas dimensiones sern determinadasen base a granulometra del material acufero y a dimensionesde aberturas del filtro.



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Diseo de un pozo de explotacin de aguasubterrnea. Playa Taboada Baha LosFerroles-Callao. PESQUERA DIAMANTE SA:

Informacin bsica para diseo hidrulico:Caudal esperado = 10 l/sNivel esttico = 1,7 m

Transmisividad = 900 m2/d

Coef. de almacenamiento = 0,08Tiempo de bombeo = 12 horas/da

Radio del pozo = 6 (0,1524 m)

Coeficiente B (Walton) = 3000 s2/m5



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Con datos se estim un abatimiento(s) de 1,0 m.

Prdidas por perforacin(per): 0,3 m.

Con nivel esttico estimado (1,7 m), se determin

probable posicin del nivel dinmico, 3,0 m. Descenso anual de napa (0,0 m), muy cerca de lnea

de playa.

Descenso estimado en pozo proyectado ser de 1,3

m y posicin del nivel dinmico, a 3,0 m deprofundidad.

ND = s + per + NE = 1.0 + 0.3 + 1.7 = 3.0 m.



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Diseo fsico:

Seccin de admisin

o Filtro de ranura vertical (tipo Nold), reaabierta: 12,5%;longitud activa de filtros(LF):5,6 m;

o Entubado ciego

o: 12; e: 1/4";o Longitud total: 9,4 m (ES: 0,4 m; ECS:3.0

+ 3,0 = 6,0 m;ECI: 3,0 m).



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Diseo fsico:Perforacin

o : 18;

o Longitud total preliminar: (ECS+ ECI) + longitud de

columna de filtros: con filtro de ranura vertical (tipoNold): 15,0 m;

Empaque de grava

o Espacio anular entre dimetro de perforacin y delentubado definitivo y filtros, se rellena con gravaseleccionada (redondeada y limpia), cuyas dimensionessern determinadas en base a granulometra delmaterial acufero y a dimensiones de aberturas delfiltro.



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D

iseode

pozo

14


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D

iseode

pozo


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D

iseode

pozo


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Informacin bsica:Nivel esttico: 18.0 m.Transmisividad: 4,4x10-3m2/s.Coeficiente de almacenamiento: 5x10-5

Caudal: 60 l/sUbicacin del acufero: entre 45 y 64 m.Tipo de acufero: confinado.Anlisis granulomtrico: dimetro efectivo al 40% y

90% equivalente al tamiz de 0,25 mm y 0,09 mm; y engranulometra del filtro se obtuvo 0,07 mm para 90%.Abatimiento esperado: 10 m.Rgimen de bombeo: continuo de 2 meses.Dimetro de perforacin de pozo: 60 cm.


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Ejemplo de diseo de pozo profundo

Columna de bombeo:Nivel esttico 18,0 mAbatimiento esperado 10,0 m

Abatimiento regional (*) 3,0 mSumergencia de la bomba 10,0 m

Total 41,0 m(*) Se consider un abatimiento regional de 0,2 m/ao, para vida til del

pozo de 15 aos (15 x 0,2 = 3,0 m)

Para extraer caudal de 60 l/s se requiere de bombade 10 (tabla); por tanto, entubado ciego ser de = 20, longitud de 41 m y espesor de tubera de

3/16.


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Acufero situado entre 45 y 64 m; por tanto, zonade captacin se ubicar donde se localiza acufero.

Diseo de prefiltro de grava y rejilla: por ser

acufero confinado, se utilizar longitud de 80% deespesor del acufero, centrando tubera en longitudde 15 m (0,80x19).

Necesidad de prefiltro de grava:

D40/D90= 0,25/0,09 = 2,8 Es necesario prefiltro de grava (D40/D90 < 3); con 10

cm de espesor.


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Abertura de rejilla:Depende de presencia de prefiltro de grava;Debe ser equivalente a D90del prefiltro;

Para ejemplo, 0,07 mm (90% retenido delprefiltro);Dimetro de rejilla:

Se obtiene conductividad hidrulica:

T = KxHK = T/H

K =(86400 s)(4,4x10-3m2/s)/19 m = 20 m/d


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De tabla, velocidad de entrada a rejilla debe ser1,5 m/s. Entonces:

Despejando:

o D = 0,2257 m = 8,88

o D = 9 mnimo aceptablePara dimetro definitivo de rejilla:

o Se calcula rea abierta de rejilla, paravelocidad de entrada 0,03 m/s;

o Para caso presente, por K tan baja, debeutilizarse velocidad 0,01 m/s.

sm

mD

sm

A

QV /5,1

4

/06,0

22

3


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Rejilla a emplear con abertura < 1 mm, deberser tipo helicoidal (ranura continua);

Para velocidad de entrada de 0,03 m/s se

requiere un rea de 2 m2

;Si velocidad es de 0,02 m/s, rea abiertarequerida es de 3 m2;

Si se adopta velocidad de slo 0,01 m/s, rea

ser de 6 m2

.Por tanto, pozo requerir una tubera ranuradatipo helicoidal de = 12, con una abertura < 1mm.


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Gracias

ssantayana@lamolina edu pe; ssantayana@gmail com
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