OBRAS HIDRÁULICAS II – II –ING. ING. LILIAM HUAYTA VALDA
FERNANDO CARDOZO CASTAÑO S 4473-3 | 7° SEM. – SEM. – INGENIERÍA INGENIERÍA CIVIL
Fernando Cardozo Castaño S 4473-3 / 7° Sem. – Ing. Civil
ESTUDIOS HIDROLOGICOS NECESARIOS PARA EL DISEÑO DE PRESAS
Los estudios necesarios son:
A) DETERMINAR LA A VENIDA DE DISEÑO Para esto se debe conocer
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Gasto máximo de la avenida por la cual se diseñan las obras de descargas, lo cual se debe considerar en la economía del proyecto.
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La magnitud de la avenida de diseño
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La seguridad de la obra y el costo de la seguridad. Algunos criterios que se deben tomar en cuenta son: 1. Se debe tomar en cuenta la probabilidad de ocurrencia de 50 o 100 años. 2. En el caso de que la falla de la presa aumente el peligro para la vida humana, el vertedor debe tener suficiente capacidad para dar paso a la avenida máxima probable. 3. En los casos en los que la dalla de la presa no aumenta al peligro para la vida humana, pero que si pone en peligro la operación continua de la organización responsable, se permitirán planes que impliquen un riesgo razonable, si el informe demuestra que la organización administrativa comprende bien el riesgo. 4. En caso de la falla de la presa no amenace la vida humana, la operación continuada de la organización, un produzca graves daños a la propiedad, el Bureau no se opondrá a la construcción de la obra debido a la capacidad inadecuada, pero advertirá a la organización del riesgo que existe u no asumirá ninguna responsabilidad en caso de la falla.
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Se deben construir las curvas envolventes, tabulando las descargas máximas anuales y las áreas de drenaje respectivas.
B) ESTUDIOS PRELIMINARES Se debe determinar la factibilidad de la obra mediante los Estudios Definitivos del Proyecto, las fases de estos son:
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Primera Fase: Visita de inspección Los datos más importantes a obtener en esta fase son: 1. Caminos principales y accesos al sitio de la presa 2. Estaciones climatológicas e hidrométricas cercanas 3. Localización probable del vertedor y tipo del mismo 4. Posibilidades de una mejor situación del aprovechamiento 5. Otras presas existentes dentro de la cuenca en estudio 6. Lugares de establecimiento de los materiales de construcción
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Segunda Fase: Estudios Socio-Económicos Se debe tener en cuenta como en muchos proyectos que la finalidad primordial es el mejoramiento social y económico de la comunidad a que se destina. Los aspectos que debe contener esta fase fundamentalmente son: 1. Población probable que se beneficiara con la obra 2. Condición económica general de esta población 3. Fuentes de trabajo 4. Tenencia de la tierra 5. Salarios mínimos de la zona 6. Existencia de mano de obra especializada 7. Estimar las propiedades privadas y nacionales que serán afectadas
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Tercera Fase: Estudios Técnicos o
Topográficos Se elaboran planos topográficos a escala 1:20000 que sirven para delimitar la cuenta afectada por el embalse, teniendo minucioso cuidado con carreteras, vías férreas, construcciones importantes, etc, que serán inundadas al terminar la obra y se hace una relocalización preliminar de estas. También se determina el área y forma de la cuenca. Se debe hacer un levantamiento con estadía y un levantamiento del cauce de la corriente tomando secciones transversales y procurando averiguar las alturas máximas de crecida, para poder calcular aproximadamente el gasto de estas por el método de sección y pendiente. Se debe realizar levantamiento de os posibles sitios donde se construirá la presa para poder elegir el que presente mejores condiciones.
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Geológicos Se debe realizar ciertos reconocimientos geológicos que servirán para determinar las posibilidades o limitaciones para la construcción de una presa. Se levanta un plano con la geología superficial abarcando el área del embalse y la presa, conteniendo estructura geológica, líneas de fallas, afloramientos; para poder determinar: 1. En los embalses: la posibilidad de existencia de estratos permeables y continuos que enlacen el embalse con el tramo del rio aguas abajo. 2. En los posibles sitios de presa: se realiza el levantamiento detallado con las partes estructurales del proyecto: cortina, vertedor y obras de toma. Aguas arriba y aguas debajo de cada sección posible, se excavan pozos cada 20 – 30 metros para observar/encontrar material aceptable para la fundación. Esto nos ayuda a elegir el tipo de presa a adoptar. La roca sanas cuarcita soporta presa de cualquier tipo. 3. Materiales de construcción: se deben observar la cercanía del sitio para determinar la existencia de depósitos de materiales de construcción de la presa, material impermeable para presas de tierra y enrocamiento, tovas y agregados del concreto.
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Agrologicos Tienen por objeto determinar los suelos que existen en la cuenca y la vegetación que los cubre, además de la finalidad del proyecto. S deben considerar: 1. Suelo a. Espesor b. Textura c. Compacidad d. Presencia de materia orgánica e. Estructura
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Permeabilidad
2. Topografía 3. Alcalinidad 4. Drenaje 5. Erosión o
Hidrológicos Sus objetivos son: 1. Conocer la capacidad probable de almacenamiento 2. Estimar el área que es posible regar, cuando este sea el fin 3. Estimar el caudal pico de la avenida de diseño
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Anteproyecto y Conclusión Con los datos de los estudios preliminares, se podrá realizar un estudio global del proyecto para determinar la importancia de la obra.
C) ESTUDIO DE LOS DATOS DE PRECIPITACION PARA EL DISENO DE LAS CURVAS DE FRECUENCIA Se debe determinar la relación de Duración – Intensidad – Frecuencia, para esto se disponen diversos métodos, siendo el más usado el Método de Conservación de Suelos de los EUA.
D) DETERMINACION DE LAS RELACIONES DE LA ESCORRENTIA Estas relaciones son muy variables en una misma cuenca, ya que depende de varios factores como:
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La precipitación antecedente
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La cubierta vegetal
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Tipos de suelos y tratamiento aplicados
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Duración e intensidad de la lluvia
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Uso de suelo
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Fernando Cardozo Castaño S 4473-3 / 7° Sem. – Ing. Civil Para el cálculo de esta relación existen diversos métodos, siendo igualmente el más empleado el Método de Conservación de Suelos de los EUA. Los cuatro grupos principales son:
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Suelos con potencial de escurrimiento bajo
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Suelos con índice de infiltración moderado cuando se encuentran saturados y están formados de suelos de textura fina gruesa y de regularmente bien a bien drenadas.
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Suelos saturados
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Suelos con un alto potencial de escurrimiento
Se hace mapa de suelos a escala 1:50000
E) TIEMPOS DE CONCENTRACION Y RETRASO El tiempo de retraso es el tiempo que transcurre del centro de gravedad del exceso de precipitación hasta que el hidrograma alcanza la mitad de su volumen y se usa con el procedimiento de la graficas adimensional. Otra definición es, es el tiempo que transcurre del centro del exceso de precipitación hasta que el hidrograma alcanza la máxima descarga. Para calcular estos valores existen diversas fórmulas empíricas, las cuales han sido diseñadas para determinadas zonas de acuerdo con sus características físicas, y estructurales. Sin embargo, debemos emplear para nuestra zona la que más se adecue de las formulas ya conocidas.
F) EL HIDROGRAMA UNITARIO Es el resultante del escurrimiento directo unitario de una cuenca, que ocurre en una unidad de tiempo específico o también como el hidrograma del escurrimiento resultante de una unidad de exceso de precipitación, generada uniformemente sobre toda la cuenca en un periodo unitario de tiempo o duración del exceso de
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Fernando Cardozo Castaño S 4473-3 / 7° Sem. – Ing. Civil precipitación. El exceso de precipitación es la parte de la lluvia que origina un escurrimiento directo, es decir la que no se infiltra. El Hidrograma Unitario Sintético puede ser diseñado por varios métodos , asi como se mencionó anteriormente, depende de la zona en la que se desea trabajar. Sin embargo, el método más aplicado es el Método de Conservación de Suelos de los EUA.
G) CONTROL DE INUNDACIONES Cuando una máxima llega a un embalse, este actúa como regulador disminuyendo los gastos de salida, esto se debe a que el embalse retiene parte del volumen de crecida y descarga por las obras de excedencia únicamente una parte del caudal de entrada. Los factores que afectan el nivel del embalse en una crecida son:
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La capacidad del almacenamiento del vaso
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El caudal máximo de la avenida y su volumen total
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La curva de descarga del vertedor
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La duración de dicha avenida
Para resolver este problema existen dos métodos:
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Método de variación de niveles
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Método de Puls Modificado
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FUENTES DE CONSULTA - FLORES
MORALES,
Joaquin
Alfredo;
ESTUDIOS
HIDROLOGICOS
NECESARIOS PARA EL DIENO DE PRESAS PEQUENAS; Universidad de El Salvador; Febrero – 1970
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Universidad Nacional Autónoma De México; NOCIONES DE CORTINAS.
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ANEXO 1 PRESA EN PLANTA Y ELEVACION
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