REDISEÑO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE, DISEÑO DEL ALCANTARILLADO SANITARIO Y DE AGUAS LLUVIAS PARA EL MUNICIPIO DE SAN LUIS DEL CARMEN, DEPARTAMENTO DE CHALATENANGO.

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL REDISEÑO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA ...

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

REDISEÑO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA
POTABLE, DISEÑO DEL ALCANTARILLADO SANITARIO Y DE
AGUAS LLUVIAS PARA EL MUNICIPIO DE SAN LUIS DEL CARMEN,
DEPARTAMENTO DE CHALATENANGO.

PRESENTADO POR:

JOSÉ GERARDO BATRES MINA
DAVID ISRAEL FLORES VENTURA
ALBERTO ENRIQUE QUINTANILLA HERNÁNDEZ

PARA OPTAR AL TÍTULO DE:
INGENIERO CIVIL

CIUDAD UNIVERSITARIA, ENERO DE 2010

ÍNDICE GENERAL

RESUMEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IX
CAPITULO I : GENERAL IDADES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 INTRODUCCIÓN .............................................................................................................. 2
1.2 ANTECEDENTES .............................................................................................................. 3
1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ....................................................................................... 4
1.4 OBJETIVOS ............................................................................................................................ 6
1.4.1 OBJETIVO GENERAL ....................................................................................................... 6
1.4.2 OBJETIVOS ESPECíFICOS ................................................................................................ 6
1.5 ALCANCES ............................................................................................................................. 7
1.6 LIMITACIONES ...................................................................................................................... 8
1.7 JUSTIFICACIÓN ..................................................................................................................... 8
1.8 UBICACIÓN DE SAN LUIS DEL CARMEN .............................................................................. 10
1.9 UBICACIÓN DE LAS FUENTES Y DEL TANQUE DE ABASTECIMIENTO ................................. 11

CAPITULO I I : AGUA POTABLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.1 SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE. ......................................................... 13
2.1.1 DEFINICIÓN ................................................................................................................. 13
2.1.2 ESTUDIOS BASE DE DISEÑO. ....................................................................................... 13
2.1.3 PERIODO DE DISEÑO. .................................................................................................. 14
2.1.4 POBLACIÓN Y DENSIDAD BENEFICIADA. ..................................................................... 15
2.1.5 POBLACIÓN FUTURA. .................................................................................................. 15
2.1.5.1 Método Geométrico o de Progresión Geométrica. ............................................. 16
2.1.5.2 Crecimiento lineal o Aritmético. .......................................................................... 16
2.2 DOTACION Y DEMANDA ..................................................................................................... 17
2.2.1 DOTACIÓN ................................................................................................................... 17
2.2.2 DEMANDA ................................................................................................................... 18
2.3 FUENTES DE ABASTECIMIENTO.......................................................................................... 19
2.3.1 AGUA SUPERFICIAL. .................................................................................................... 20
2.3.2 AGUA SUBTERRANEA .................................................................................................. 21
2.4 MÉTODOS DE AFORO. ........................................................................................................ 23
2.4.1 MÉTODO VOLUMÉTRICO. ........................................................................................... 23
2.5 OBRAS DE CAPTACIÓN. ...................................................................................................... 23
2.5.1 OBRAS DE CAPTACIÓN PARA AGUA SUBTERRÁNEA. .................................................. 25
2.6 CONDUCCIÓN O LÍNEA DE ALIMENTACIÓN. ...................................................................... 26
2.7 TANQUE DE ALMACENAMIENTO. ...................................................................................... 26
2.7.1 TIPOS DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO. .............................................................. 27
2.8 DISTRIBUCIÓN. ................................................................................................................... 28
2.9 TIPOS DE SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE. ........................................ 28
2.9.1 TIPOS DE TUBERÍA SEGÚN LOS MATERIALES USADOS EN LÍNEAS DE CONDUCCIÓN. 29
2.10 MÉTODOS DE DISEÑO DE REDES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE................... 32
2.10.1 MÉTODO DE HARDY CROSS. ..................................................................................... 32
2.10.2 MÉTODO DE AJUSTES DE GRADIENTES HIDRÁULICOS.............................................. 33
2.10. herramientas de diseño: sistemas informáticos. ........................................................ 35
2.11 TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE. ................................................................................. 35
2.11.1. ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AGUA PRACTICADOS A LA FUENTE EL PITAL (ÉPOCA:
INICIO DE INVIERNO). ........................................................................................................... 40
2.12 DISEÑO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO.................................................................... 42
2.12.1 PROYECCIÓN DE POBLACIÓN .................................................................................... 42
2.12.2 DEMANDA ................................................................................................................ 43
2.12.2.1 Caudal Medio Diario (Qmd) ............................................................................... 43
2.12.2.2 Caudal Máximo Diario (Qmàxd) ......................................................................... 43
2.12.2.3 Caudal Máximo Horario (Qmaxh) ...................................................................... 44
2.12.3 VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO (Valm) .................................................................. 44
2.12.3.1 Fluctuaciones o Variaciones de Consumo. ........................................................ 44
2.12.3.2 Interrupciones por Reparaciones. ...................................................................... 44
2.12.3.3 Volumen y Ubicación del Tanque de Almacenamiento. .................................... 45
2.12.4 DETERMINACION DE ALTURA PIEZOMÉTRICA. ........................................................ 45
2.12.5 ASPECTOS A CONSIDERAR EN EL USO DE EPANET PARA LA CREACIÓN DE MODELOS
DE SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO. .................................................................................... 49
2.12.5.1 Capacidad para la elaboración de Modelos Hidráulicos .................................... 49
2.12.5.2 Pasos para Utilizar EPANET ................................................................................ 50
2.12.6 MODELACIÓN Y ANÁLISIS DE LA RED DE ABASTECIMIENTO DE SAN LUIS DEL
CARMEN UTILIZANDO EL SOFTWARE EPANET. ................................................................... 59
2.12.6.1 Modelado de Sistema Completo........................................................................ 59
2.12.6.2. Observaciones de Resultados. ......................................................................... 95
2.12.13 DESINFECCIÓN ........................................................................................................ 99
2.12.13.1 Desinfección de Tubería................................................................................... 99
2.12.13.2 Desinfección del Tanque de Almacenamiento. ............................................. 100
2.12.13.3 Desinfección del Agua .................................................................................... 101

CAPITULO I I I : ALCANTARI L LADO SANITARIO (A.N) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

3.1 ALCANTARILLADO ...................................................................................................... 104
3.1.1 DISPOSICIÓN FINAL DE LAS AGUAS RESIDUALES ............................................... 104
3.1.2 MÉTODOS DE COLECCIÓN ................................................................................. 105
3.2 TIPOS DE SISTEMAS DE DRENAJE ............................................................................... 105
3.3 COMPONENTES DEL SISTEMA DE AGUAS NEGRAS .................................................... 106
3.4 DISEÑO DE ALCANTARILLAS LLENAS Y PARCIALMENTE LLENAS. ............................... 108
3.4.1 DISEÑO DE ALCANTARILLAS LLENAS .................................................................. 109
3.4.2 DISEÑO DE ALCANTARILLAS PARCIALMENTE LLENAS ........................................ 110
3.5 DISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DE AGUAS NEGRAS DE SAN LUIS DEL
CARMEN ................................................................................................................................. 112
3.5.1 CAUDAL DE DISEÑO ........................................................................................... 112
3.5.2 CRITERIOS DE DISEÑO ........................................................................................ 113
3.5.3 DISEÑO DE COLECTORES ................................................................................... 114
3.5.3.1. Ejemplo de Aplicación de Hcanales .................................................................. 115
3.5.4 DISEÑO HIDRÁULICO Y PLANOS DE LA RED ............................................................. 118
3.6 DISEÑO HIDRAULICO AGUAS NEGRAS SAN LUIS DEL CARMEN .............. 119

CAPITULO IV: ALCANTARI L LADO DE AGUAS L LUVIAS (A. L L . ) . . . . . . . . . . . . . . . . 187

4.1 ALCANTARILLADO DE AGUAS LLUVIAS. ........................................................................... 188
4.2 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO ........................................................................................... 188
4.3 METODO RACIONAL. ........................................................................................................ 190
4.4 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA........................................................................................ 191
4.5 INTENSIDAD DE LLUVIA. ................................................................................................... 193
4.5.1 TIEMPO DE CONCENTRACION. .................................................................................. 193
4.5.2 PERIODO DE RETORNO. ............................................................................................ 194
4.5.3 RELACIONES INTENSIDAD-DURACION-FRECUENCIA. ............................................... 195
4.5.3.1 Curvas I-D-F mediante análisis de frecuencia. ................................................... 196
4.6 ÁREA DE DRENAJE. .......................................................................................................... 197
4.7 COMPONENTES DEL SISTEMA DE AGUAS LLUVIAS. ......................................................... 197
4.8 CONSIDERACIONES DE VELOCIDADES Y PENDIENTES. .................................................... 203
4.9 DISEÑO DEL ALCANTARILLADO DE AGUAS LLUVIAS. ...................................................... 205
4.9.1 CALCULO DE LA INTENSIDAD DE DISEÑO (I). ............................................................ 206
4.9.2 DETERMINACION DE LOS COEFICIENTES DE ESCORRENTIA A UTILIZAR. .................. 210
4.9.3 CÁLCULO DE LAS ÁREAS TRIBUTARIAS Y DE LOS CAUDALES DE ESCORRENTÍA
APORTADOS POR CADA TRAMO. ....................................................................................... 211
4.9.3.1 Áreas Tributarias. ............................................................................................... 211
4.9.3.2 Calculo de Caudales de escorrentía. .................................................................. 216
4.9.4 DISEÑO HIDRAULICO. ................................................................................................ 221
4.9.4.1 Diseño de cunetas. ............................................................................................. 221
4.9.4.2 Diseño de tubería principal. ............................................................................... 226
4.10 DISEÑO HIDRAULICO AGUAS LLUVIAS SAN LUIS DEL CARMEN................ 227

CAPITULO V: ESPECI FI CACIONES T ÉCNICAS Y PRESUPUESTO. . . . . . . . . . . . . . . . 245

5.1 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS .......................................................................................... 246
5.1.1 INSTALACIONES PROVISIONALES .............................................................................. 246
5.1.1.1 Alcance Del Trabajo ........................................................................................... 246
5.1.1.2 Materiales .......................................................................................................... 246
5.1.1.3 Locales De Bodega Y Oficina .............................................................................. 246
5.1.1.4 Servicios De Energía Eléctrica, Agua Potable Y Aguas Negras. .......................... 247
5.1.1.5 Cercas Protectoras ............................................................................................. 247
5.1.2 TRAZO Y NIVELACION ................................................................................................ 247
5.1.2.1 Alcance Del Trabajo ........................................................................................... 247
5.1.2.2 Materiales .......................................................................................................... 248
5.1.2.3 Método De Ejecución ......................................................................................... 248
5.1.3 EXCAVACION Y COMPACTACION .............................................................................. 249
5.1.3.1 Alcance Del Trabajo. .......................................................................................... 249
5.1.3.2 Método De Ejecución ......................................................................................... 249
5.1.4 CONCRETO ................................................................................................................ 251
5.1.4.1 Alcance Del Trabajo ........................................................................................... 251
5.1.4.2 Composición Del Concreto ................................................................................. 251
5.1.4.3 Materiales .......................................................................................................... 252
5.1.4.4 Procesamiento De Concreto .............................................................................. 253
5.1.4.5 Encofrado ........................................................................................................... 255
5.1.4.6 Curado Del Concreto .......................................................................................... 255
5.1.5 ACERO DE REFUERZO ................................................................................................ 256
5.1.5.1 Alcance Del Trabajo ........................................................................................... 256
5.1.5.2 Trabajo Incluido ................................................................................................. 256
5.1.6 RED DE TUBERIA ........................................................................................................ 258
5.1.6.1 Alcance Del Trabajo ........................................................................................... 258
5.1.6.2 Materiales .......................................................................................................... 259
5.1.6.3 Método De Ejecución ......................................................................................... 260
5.1.7 REMOCION Y REPARACION DE ADOQUINADOS ....................................................... 261
5.1.7.1 Descripción ......................................................................................................... 261
5.1.8 REMOCION Y REPARACION DE EMPEDRADOS .......................................................... 263
5.1.8.1 Descripción ......................................................................................................... 263
5.1.9 MAMPOSTERIA DE PIEDRA ....................................................................................... 263
5.1.9.1 Generalidades .................................................................................................... 263
5.1.9.2 Materiales .......................................................................................................... 263
5.1.10 PRUEBA HIDRAULICA .............................................................................................. 264
5.1.10.1 Prueba Hidraulica Para Agua Potable .............................................................. 264
5.1.10.2 Prueba Hidráulica Para Alcantarillado ............................................................. 265
5.1.11 REPARACIONES ....................................................................................................... 265
5.2 PRESUPUESTO .................................................................................................................. 266
5.2.1 AGUA POTABLE ......................................................................................................... 267
5.2.2 DRENAJE DE AGUAS NEGRAS .................................................................................... 268
5.2.3 DRENAJE DE AGUAS LLUVIAS .................................................................................... 269
5.2.4 CUADRO RESUMEN DE COSTOS DE PROPUESTA ...................................................... 270

CAPITULO VI : CONCLUS IONES Y RECOMENDACIONES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271

6.1 CONCLUSIONES ................................................................................................................ 272
6.2 RECOMENDACIONES ........................................................................................................ 273

ANEXOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
ANEXO A ................................................................................................................................. 276
PLANO CON CURVAS DE NIVEL A CADA METRO ................................................................ 277
RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE ........................................................................ 278
DETALLE TANQUE PROPUESTO .......................................................................................... 280
DETALLE DE BY-PASS DE TANQUE ...................................................................................... 281
ANEXO B ................................................................................................................................. 282
DETALLE POZO DE VISITA ................................................................................................... 283
DETALLE CAJA DE REGISTRO .............................................................................................. 285
DETALLE LOSETA DE PROTECCIÓN ..................................................................................... 286
FOSA SÉPTICA ..................................................................................................................... 287
POZO DE ABSORCIÓN ......................................................................................................... 288
DETALLE CAJA TRAGANTE .................................................................................................. 289
ANEXO C ................................................................................................................................. 290
ANALISIS FISICO-QUÍMICO FUENTE “EL PITAL”.................................................................. 291
ANÁLISIS BACTERIOLÓGICO FUENTE “EL PITAL” ................................................................ 292
FOTO 1. CAPTACIÓN EXISTENTE ........................................................................................ 293
FOTO 2. CAJA DE VISITA DE CAPTACIÓN EXISTENTE .......................................................... 293
FOTO 3. AFORO DE CAPTACIÓN. ........................................................................................ 294
FOTO 4. ESTADO DE TUBERÍAS EN LÍNEA DE ALIMENTACIÓN. .......................................... 294
FOTO 5. TANQUE EXISTENTE DE 100 M3 DE CAPACIDAD. ................................................. 295
FOTO 6. VISTA INTERIOR DEL TANQUE. ............................................................................. 295
FOTO 7. AFORO DEL CAUDAL EN EL TANQUE DE ALMACENAMIENTO. ............................ 296
FOTO 8. QUEBRADA DE DESCRGA AGUAS LLUVIAS Y AGUAS NEGRAS TRATADAS. .......... 296