116 Manual Pequenas Presas

Manual de diseño y construcción de pequeñas presas

Volumen Vol umen 1: Diseño Hidrológico / Hidráulico. Versión 1.0 1

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Volumen 1: Diseño Hidrológico / Hidráulico. Versión 1.01

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MANUAL DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE PEQUEÑAS PRESAS VOLUMEN 1: DISEÑO HIDROLÓGICO / HIDRÁULICO VERSIÓN 1.01

MINISTERIO DE VIVIENDA, ORDENAMIENTO TERRITORIAL Y MEDIO AMBIENTE (MVOTMA) MINISTRA: Arq. Graciela Muslera

SUBSECRETARIO: Arq. Jorge Patrone

DIRECTOR GENERAL DE SECRETARíA: Dr. Gerardo Siri

DIRECTORA NACIONAL DE VIVIENDA: A.S. Lucía Etcheverry

DIRECTOR NACIONAL DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL: Ing. Agron. Manuel Chabalgoity

DIRECTOR NACIONAL DE MEDIO AMBIENTE: Arq. Jorge Rucks

DIRECTOR NACIONAL DE AGUAS: Ing. José Luis Genta

FICHA TECNICA PERSONAL TÉCNICO PARTICIPANTE EN EL PROYECTO IMFIA Ing. Rafael Terra Ing. Christian Chreties Ing. Jimena Alonso Ing. Federico Charbonier Ing. Nicolás Failache

DINAGUA Ing. Roberto Torres Ing. Rodolfo Chao Ing. Agrón. Lourdes Batista Ing. Javier Algorta

Versión digital http://www.mvotma.gub.uy/dinagua/manualdepequenaspresas

Segunda edición, abril de 2011 112 pp. 17 x 23 cm © MVOTMA Montevideo Uruguay

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índice del Manual:

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presentación ..............................................................................................................

vii

0.

intrODUcción .......................................................................................................

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1.

etapas De Un prOYectO .....................................................................................

7

1.1 1.2 1.3 1.4

Consideraciones generales......................................................................................... 8 Dimensionado del volumen de embalse ..................................................................... 13 Diseño hidrológico-hidráulico de las obras de vertido................................................. 14 Otros aspectos vinculados al diseño, construcción y mantenimiento de las obras .... 15

2.

DiMensiOnaDO DeL VOLUMen De eMBaLse..................................................... 19

2.1 Volumen de escurrimiento de la cuenca de aporte .................................................... 20 2.1.1 Datos necesarios para la aplicación del modelo .......................................... 20 2.1.2 Estructura del modelo .................................................................................. 26 2.2 Balance hdrico mensual en un embalse .................................................................... 27 3.

DiseÑO De Las OBras necesarias ................................................................. 31

3.1 Aliviadero .................................................................................................................... 32 3.1.1 Determinación de la Avenida Extraordinaria ................................................. 33 3.1.2 Laminadodela AvenidaExtraordinaria-Cálculosimplifcado ..................... 39 3.1.3 Caudal específco del Vertedero-Canal ....................................................... 44 3.1.4 Determinación del Ancho del Vertedero-Canal ............................................ 45 3.2 Presa ..................................................................................................................... 45 3.2.1 Determinación de la cota de coronamiento de la presa .............................. 45 aneXOs a.

...................................................................................................................... 47

MODeLO MensUaL De precipitación escUrriMientO: MODeLO De teMeZ.................................................................................................. 49

A.1 Estructura del modelo ................................................................................................ 50 A.2 Calibración del modelo en uruguay ............................................................................ 53 A.2.1 Calibración individual ................................................................................... 53 A.2.2 Calibración regional ..................................................................................... 55 A.3 Agua disponible de los suelos del uruguay ................................................................ 56 A.4 Evapotranspiración potencial en el uruguay .............................................................. 58 A.5 Función objetivo, número de nash ............................................................................. 61 A.6 Implementación del modelo para la determinación del escurrimiento ........................ 63

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iv

B:

iMpLeMentación DeL BaLance HÍDricO De OFerta Y DeManDa De aGUa .. 65

c.

MÉtODO raciOnaL Y DeL nrcs ......................................................................... 69

C.1 Introducción ................................................................................................................. 70 C.2 Método racional ........................................................................................................... 70 C.2.1 Conceptos básicos y defniciones ................................................................ 70 C.2.2 Cálculo del caudal máximo y volumen de escorrenta ................................ 71 C.3 Método del NRCS ...................................................................................................... 71 C.3.1 Conceptos básicos y defniciones ................................................................ 71 C.3.2 Cálculo de la tormenta de diseño ................................................................ 72 C.3.3 Cálculo del volumen de escurrimiento ......................................................... 73 C.3.4 Cálculo del caudal máximo e hidrograma de crecida .................................. 75 C.4 Simplifcacionesparaladeterminacióndelcaudalmáximo....................................... 76 D.

LaMinaDO De Una creciente en Un eMBaLse ..............................................79

D.1 Ecuaciones de laminado ............................................................................................ 80 D.2 Caudal de vertido ....................................................................................................... 82 e:

eJeMpLO De cÁLcULO .......................................................................................... 85

E.1 Diseño del volumen a embalsar ................................................................................. 86 E.1.1 Cálculo del volumen de escurrimiento de la cuenca de aporte ................... 86 E.1.2 Balance hdrico mensual en el embalse ..................................................... 90 E.1.3 Satisfacción de la demanda ......................................................................... 92 E.2 Diseño del aliviadero .................................................................................................. 93 E.2.1 Estimación del volumen de escorrenta y caudal máximo de la avenida extrema ................................................................................................ 93 E.2.2 Laminado de la avenida extraordinaria y determinación del ancho del vertedero .............................................................................................. 95 E.2.3 Determinación de la cota de coronamiento .................................................. 96

BiBLiOGraFÍa .................................................................................................................. 99 resUMen De pasOs necesariOs para eL DiseÑO HiDrÁULicO HiDrOLóGicO De peqUeÑas presas ...................................103

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vi

Presentación En los últimos veinte años el crecimiento sostenido de la economía del Uruguay ha tenido su reejo claro en el aumento de la cantidad de embalses que se construyen confnesderiegodearrozyotroscultivos.Aprincipiosdelosnoventaeranpocomásde doscientoslosembalsesconstruidosenelpaís.Afnesde2010losproyectosdeestetipo inventariados en la DINAGUA eran 1.240. Inevitablemente este crecimiento produjo por parte de los productores una fuerte demanda de profesionales para realizar proyectos de presas, profesionales que se encontraron en un principio con las herramientas usuales de la formación de grado. En el marco de una revisión de las distintas metodologías utilizadas en el mundo para el diseño hidrológico e hidráulico de pequeñas presas, en las últimas dos décadas el Instituto de Mecánica de Fluidos e Ingeniería Ambiental (IMFIA) de la Universidad de la República junto a otras instituciones académicas y del Estado iniciaron investigaciones específcassobrelahidrologíadepequeñascuencas,adaptándolasespecífcamenteparael clima, la geografía y los suelos del país. Los resultados preliminares de estos estudios fueron parcialmente incorporados al “Manual de Diseño y Construcción de Tajamares de Aguada”, que el Ministerio de Ganadería Agricultura y Pesca (MGAP) publicó en el marco del Programa de Producción Responsable (García Petillo et al., 2008). A pedido de la DINAGUA y con el apoyo de la Dirección Nacional de Meteorología, el IMFIA actualizó recientemente la información básica de sus investigaciones y revisó las metodologías publicadas en 2008. Con estos avances la DINAGUA publica ahora esta primera versión del Manual, que complementa para pequeñas presas lo publicado en aquel momento para tajamares de aguada. La DINAGUA tiene el propósito de ampliar el alcance de este volumen de diseño hidrológico e hidráulico de los represamientos a los aspectos estructurales de su diseño, construcción y mantenimiento. Por su parte la DINAGUA prevé en el corto plazo actualizar los instructivos para la presentación de proyectos y supervisión de la construcción y vigilancia de las obras, completando los requerimientos de información y estableciendo las competencias profesionales mínimas, procurando facilitar su cumplimiento con un uso cada vez más intensivo de las orientaciones dadas en este Manual. Se plantean además dos medidas complementarias pero no menos importantes: Por un lado se pone a disposición en Internet una planilla de cálculo con la información básica y la estructura de cálculos armada de tal modo de facilitar la tarea del profesional. De ningún modo se pretende con esto que el grado de automatización del proceso así logrado evite o desestimule la aplicación del razonable criterio profesional. Por el otro, la DINAGUA promoverá cursos de capacitación específcosdurante los años 2011 y 2012 para los profesionales en actividad, con la intención de asegurar la difusión de las metodologías descriptas, y al mismo tiempo recoger de la comunidad profesional sus inquietudes al respecto.

I ng. José Luis Genta

Director Nacional de Aguas

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E D C B A I 3 0 2 0 1 0 0 0

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diseño y construccion de pequeñas presas

n ó i c c u d o r t n I 0 0

2 . 2

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e s l a b m e e d n e m u l o v l e d o t n e i m a n o i s n e m i d 2 0

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Introducción

La demanda de agua se ha incrementado en los últimos años y las represas aparecen como una herramienta económicamente viable para poder almacenar el agua en el invierno para usarla en el verano cuando escasea. De esta manera las represas permiten satisfacer dicha demanda, frente a la imposibilidad de poder realizarlo mediante unaobradetomaconelcaudalfrmedeuncursodeagua. La Dirección Nacional de Aguas (DINAGUA), como entidad responsable de la gestión de los recursos hídricos, publica este Manual como guía de diseño para los represamientos hidráulicos, en particular con destino de riego.

L B I E D

El objetivo del Manual es disponer de una referencia técnica que asegure la responsabilidad en el ejercicio profesional en la presentación del proyecto, la construcción y su seguimiento y la documentación fnaldeobraterminada,asícomoenunacorrectavigilanciaymantenimiento de las obras del aprovechamiento.

C B A I 3 0 2 0 1 0 0 0

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0

Enestevolumensepresentantodaslasmetodologíasespecífcas hidráulicas e hidrológicas para el diseño del embalse y de las distintas obras. Iniciando con un capítulo resumen de todos los pasos a seguir, este volumen continúa con un segundo capítulo dedicado a la descripción del dimensionado del volumen útil de agua a disponer en el embalse en función de la topografía del sitio elegido, de la oferta de agua disponible y de la demanda de agua a satisfacer. Mediante la evaluación de este balance hídrico el proyectista determinará las dimensiones básicas de la obra hidráulica a proyectar, y el volumen de agua por el que solicitará los derechos de uso.

1500 Cantidad / Año

1200

900

600

300

88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10

ivto d emblss  rgo. pss  Uuguy sgú vto DinaGUa.

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diseño y construcción de pequeñas presas

El tercer capítulo está dedicado al diseño de las obras necesarias desde el punto de vista de su seguridad, solamente en los aspectos hidráulicos e hidrológicos. Cubre en particular el diseño básico del aliviadero, y su dimensionado como vertedero-canal.

Ámbto de ló UnadefniciónclarayobjetivadelámbitodeaplicacióndeesteManual puede ser hecha por oposición: Se puede aplicar al proyecto de los tajamares y de todas las presas, con excepción de aquellas que puedanencuadrarsecomo“GranPresa”,tomandoestadefniciónde la Comisión Internacional de Grandes Presas (“ICOLD”1, por sus siglas en inglés). ElICOLDdefnecomo“GranPresa” 2 a toda presa cuya altura sea mayor de 15 metros (medida desde el punto más bajo de su fundación hasta el coronamiento) o bien la que teniendo entre 10 y 15 metros de altura cumpla con alguna de las condiciones siguientes: • • • • •

Largodecoronamientonomenorque500m Volumendealmacenamientonomenorque1.000.000m3 Capacidaddedescarganomenorque2.000m3/s Fundacionesespecialmentecomplicadas Diseñoinusual

El Manual desarrolla las siguientes metodologías de diseño para Ta jamares y Pequeñas Presas con el alcance mencionado y las limitaciones adicionales que se indican a continuación para cada caso:

1

0 . 0

n o i c c u d o r t n i

ICOLD: International Commission on Large Dams. http://www.icold-cigb.net

2 Segúnestadefnición,existenmásde180proyectosde“GrandesPresas” inventariados en el Uruguay

i

0 0

Cantidad / Altura (m) 482

500 400

288

300

266

200

156 90

100 34

H<3

3a5

5a7

7 a 10

10 a 15

H > 15

ctdd de press or altur. press e Uruguy segú vetro DinaGUa.

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1. Dimensionado del volumen a embalsar. La metodología que se presenta para el diseño hidrológico-hidráulico del volumen a embalsar está compuesta por el análisis de la oferta de agua a través del modelo de precipitación-escurrimiento y el análisis de la satisfacción de la demanda de acuerdo con el uso previsto del agua, a través de un balance hídrico del embalse. Esta metodología tiene aplicación amplia para todas las presas, aunque se deja en manos del profesional los criterios de aceptación de la satisfacción de la demanda obtenida del balance. L B

2. Determinación de la crecida de proyecto.

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Se propone una metodología para la determinación del hidrograma de la avenida extraordinaria con base en el Método Racional y el del NRCS3 (USDA-NRCS, 1997). La metodología se calibró especialmente para pequeñas cuencas dentro del territorio uruguayo, y se recomienda su aplicación solamente para áreas de aporte menores de 1000 km2.

E D C B A I 3 0

3. Laminado de la crecida de proyecto, determinación del caudal máximo de la obra de descarga, y diseño del vertedero/aliviadero.

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:

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La metodología que se propone es aplicable para tajamares y pequeñas presas en aquellos casos en que se decida la construcción del aliviadero como canal de pendiente y sección uniformes al menos en un tramo de longitud mayor a cinco veces su ancho, ubicado fuera del terraplén y excavado en el terreno natural. Esta solución es la adoptada en la gran mayoría de los tajamares y pequeñas presas del Uruguay y se basa en considerar que el agua escurre por el canalaliviadero con velocidades bajas y sin producir erosiones. Además, este tipo de aliviadero es apto para aquellos casos en que porlacapacidaddelaminacióndelembalseseproduceunasignifcativa atenuación del caudal de la tormenta de diseño, aún cuando esta se inicie con el embalse lleno. Esta “capacidad de laminación” se puedecuantifcarporlarelaciónQvmax/Qmax entre el caudal de diseño del vertedero (Qvmax) y el caudal máximo de la crecida extrema (Qmax). Los vertederos tipo canal indicados en este manual se adaptan para valores de Qvmax/Qmax < 0,5. Para valores mayores se recomienda el estudio de otros diseños para el vertedero. Adicionalmente habrá casos en que por presencia de suelos rocosos o por los excesivos volúmenes de excavación resultantes de un canal demasiado largo, convenga estudiar otros diseños para reducir los costos del aliviadero. Estos diseños podrán comprender vertederos construidos o revestidos en hormigón, o no revestidos pero excavados total o parcialmente en roca, etc., pero la metodología para su diseño claramente está fuera del alcance de este Manual

Natural Resources Conservation Service de los Estados Unidos (ex SCS). 3 http://www.nrcs.usda.gov/

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diseño y construcción de pequeñas presas

4. Diseño estructural de la presa, etapa constructiva y de mantenimiento. Las recomendaciones básicas para el diseño estructural de las obras y los aspectos de detalles constructivos pueden obtenerse – para tajamares y presas menores a 5 metros de altura– del “Manual para el Diseño y la Construcción de Tajamares de Aguada” (García Petillo et al., 2008). Para aquellas pequeñas presas mayores, se sugiere seguir las recomendaciones de “Diseño de Pequeñas Presas” (Bureau of Reclamation, 1987). .

0 . 0 n ó i c c u d o r t n i i 0 0

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diseño y construccion de pequeñas presas

o t c  y o r p n u   s  p  t e 1 0 2 . 2

1

1.1 Codco gl 1.2 Dmodo dl volm d mbl 1.3 Do hdolgco-hdálco d l ob d vdo 1.4 Oo co vcldo l do, cocc  mmo d l ob

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e s l a b m e e d n e m u l o v l e d o t n e i m a n o i s n e m i d

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1. 1.1

ep   proyco Consideraciones generales

Elementos constitutivos de una presa u jr o pqñ pr (o rpr) á coo prcp por  pr , poy   rro  ré  o ro r y   fcó (Hy o po  pr gú o r co q  cory).

l b i

•   q co cro o  g, g rr   pr. •  or  o y  coccó hc g jo, q pr or y cocr  g hc  o q   go. •  ro o rro, q pr cr  ño por roó o xco  g, o q      á  o pro  po co o  orpo   pr.

e d C b a i 3 0 2 0 1 0

0 0 :

0

Demanda a satisfacer Parainiciarelproyectodeunapresaenprimerlugarsedebedenir  po    g  fcr, y  crcríc y c   fcó  po. e g p r z pr fcr  gr r  c, por jpo,    coo ho o ,  rgo,  rcrcó,  proccó  rgí hroécrc,  proccó  pc,  proccó cor co,  coro  roó,  o pjíco y  proccó cor co. d oo o po o  rrgcó   q ocr  yor úro  or.

Figura 1. Elementos constitutivos de una presa

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8

DiseñO y COnstruCCión De pequeñas presas

Indicadores Existenvariosindicadoresespecícosqueguardanrelaciónconel ár c pr r  gr rgo  crcríc   proyco. s rgo, coo  cocó o go q  q r co  pr y  o  rcro hírco. Se dene la efciencia   jr o pqñ pr coo  rcó r  o áxo o y  o   or cor. vor h   cor  pqñ pr  urgy  r 10 y 60. l capacidad de regulación interanual  ,   rcó r  cpc  co (r o    o y rro) y  o  crro  o   cc. l capacidad de laminación de crecidas sepuedecuanticarporla rcó Qx/Qx r  c  ño  rro (Qx) y  c áxo   crc xr (Qx). l cpc  có  crc  q r é co  rcó r  ár   cc  por y  ár      rro. vor  Qx/Qx > 0,5 o frc co  cory   y pqño pr  r cc, por o q  rro p  r  o  por   coo o   or. 1 . 1

Selección del sitio de la represa no  co cr  rpr  gr o x  pr o co  porc jo  cc ro  ár fc    f   rcr.

O t C e y O r p n u e D s a p a t e i

s o hr or r,  ccó   o í ográ  rzr  ño á coo y  xrr  prcco y coro r  corccó,  oprcó y  o  laobra,loqueendenitivaredundaráenunmayorcosto.Lamisma rpr c  oro gr co or cocc ro  ár poc fc porí r proyc, cor, opr y  co or rqro écco.

1 0

s  r o q gr gr ár    poc prof porq  proc  xc porcó y benecia el posible crecimiento de plantas acuáticas que son prjc pr  c   g. d  po    o  or,   o pr  rpr  gr  ccó rch   ,  p r fr, o  p por   gr o o co  q  pqño o, opzo laecienciadelainversión.

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l po  r cp pr  corccó   rpr  oro fcor y por   ccó  o. Hy  rcó rc r  po  r   o y  ño   ccó   pr  corr. e ño  opzr  o  o r po   crcí  o go. e rco q o o   zo  r por   tenganunhorizonteimpermeabledeespesorsucienteparaprevenir unaexcesivainltración.Estodebetenersepresentetambiénalahora deplanicarexcavacionesparalasáreasdepréstamooyacimientos  r pr  corccó   pr.

l b i e d

l crcríc  r  rro  prof é o por pr cr  pzo   rpr o jr. s  qr  or pr, co q  cory or rro pr á  r. P corr pr or rro pr, pr y co  ño g encuentaesteaspectoespecícamente.

C b a i 3 0 2 0

Relevamiento topográco del lugar Pr r  pro gr  crr    cro rzr unrelevamientotopográcoyestimarlacapacidaddelembalseylas co   or  o y  ro.

1 0

0 0 :

0

El relevamiento topográco mínimo para un tajamar consiste en un perl altimétrico alo largo del eje deldique ydel vertedero, y en el relevamientoplanialtimétricodeunacantidadsucientedepuntosenel o q pr r ár y oú   q pr crr  o co cr   c por o o  ro, coo ío h  ro á q  co pror   rpr. Pr o jr  j r  p r  o  o coo  40%  proco  ár  por  r áx. Para la delimitación de las supercies a inundar con el embalse,  rco jr  rzo   cr     o    r  rro, y á  cr       co áx  ro. e cr rpr forcó cr pr  o   ccó jríc  o prediosinundadosyladelimitacióndelasservidumbresdenitivasy porr rpc. ao,   pré r  corccó   rro-c, esimportanterealizaralmenosunperllongitudinalcompletodonde  pr  rroo, cozo   zo  co  ro h  zo o    crgr  c, jo  rrpé. eo pr r  c  p  rro   o 

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10


 ccó y crcríc  rro. Pr r o oú  xccó y ro  rco cr  ro  cco rr  j  c. too  ro  r rfrco   úco ojó, q p r  rc co horgó,  cr  oro ojo fr  ár  r, q o  r r y go   corccó   rpr. Este mojón a su vez, deberá estar referenciado al cero ocial del ServicioGeográcoMilitardelUruguay4. d hcho,  rfrc o   pr  o co rá  o c pr  dinaGua pr czr  rroo   gó gr  rcro hírco    cc.

Fuente de agua de aporte a la represa Elaguadeaportealarepresapuedeseraguasupercialdeuna cc  por, g rrá   cífro o . Cuandoelescurrimientosupercialeslafuenteprincipaldeaguaala represa,eláreadelacuencadeberíateneruntamañosucientepara q ú co  r x  o crro ,  por   cr  c  g  cr pr  príoo  c. Por  corro  ár   cc o rí r y gr  rcó co  cpc  co  , pr q  rcr cr  ro fco r coo rro  rgc oo  o rr xro.

1 . 1 O t C e y O r p n u e D s a p a t e i

Pr r  prof y cpc   rpr  necesarioqueelujodeaguasupercialestélibredesedimentos pro   roó   cc. Por o o  rí rzr  co coro   roó   ár  por, o co q  o g   corr  áro o pr. s x ár c, é rí r prog co prácc  c, por jpo  r gú cr  . e  co q  cc  por g go fr  roó  rco r  jor opor pr  corccó   rpr  rcó co    proccó  o q  p pr.

1 0

Evaluación de los suelos para la obra lo o   zo    rpr rí r o

4 ElCeroOcialdelServicioGeográcoMilitardeUruguayestá0,91metrossobre  Cro Whro.

11

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>

 j proc y r  horzo pr y  por sucienteparaprevenirunaexcesivainltración. lo r x   o ccoo pr  corccó  rrpé  r rc các y  ciente y además preveniruna excesivapercolaciónpor abajodel rro. a  pzr  proyco  rco corr  po  rzr o  cpo y ororo q pr rzr  crcrzcó goécc5  o o po pr corr  or, á  r  rro o    poyr.

l b i e d

aí o  rco rzr  crcrzcó  o po yacimientos,evaluandosusucienciaencantidad,elespesordecur g  rrr pr  zcó proc,  c  rpor, c.

C b a i 3 0 2 0 1 0

0 0 :

0

Requerimientos de vertido l fcó   or  ro  cocr  g  xco  for gr  r q o orp  rrpé y o ñ   g jo  o. Pr o  or  r  cpc pr crgr  c áxo pro   or ú co   c co   o, coro  rccó pro  o   co. no por qé    h coro  rpr,   cpc  rro  c o r -oro,  pr  p rr r  prr or xr por o q   o c   po     gr   or. Pr jr y pr  j r   ñr  ro coo  rro c xco   r fr  rrpé y progo co pr r. u rro c  rzr or o y opogrfí q pr q  crg  c máximose puedarealizarsucientemente apartadadelterraplén,y co  oc q o c  prc roó ro  c y   gr  crg. s rco proycr  c ro   rg op   rgo. s o o fr po, c z q fco  rro  crg proocrá  roó  c  rgo   cro 5 Unacaracterizacióngeotécnicadelperlenlazonadelemplazamientoincluyees o  grorí, h, , pc, pr y práro  rc  cor oo  r  o po y  fr profdidades.Enalgunoscasospuedejusticarsetambiénrealizarestudiosdedispersividad  o r.

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12


ro,  coo ocrr  oo o crc  c  rgo co  cñ q g  cc. s r rooo  c  riego,ydebeserreconstruidoaliniciodelazafraoalnaldecada  co ro. so coco  rro prcr proch, pr pr  r yor  10 ro  corccó   rro c po rá -coro  p h  1%-  og  á  1000   rroo. log   or pc ch c coo y o, rcoáo fr  o  or oco pr  ño  ro (vrro  horgó co por  rgí,  oro ño).

Seguimiento durante la construcción e informe de nal de obra. s rco q  profo cop rc  go   corccó   or pr grr q  cp co oo losprocedimientosestablecidossegúnelproyectoespecícoycon  jor rg  r. dr  corccó   or,  profo rá prr yregistrartodalainformaciónnecesariaysucienteparaelaborarun informenalunavezconcluidalaetapaconstructiva.Dichoinforme (co po, foogrfí y or écc) cprá o ojo prcp: 2 . 1

• Lacerticaciónantelaautoridadcompetentedequelaobra fc  coryó  cro co  proyco pro y orzo y q  cr  coco pr r   y cpr co  ojo. • l occó   prcp crcríc   or cor pr fcr  fr rco  o y  có  po oí   coporo.

1.2

O t C e y O r p n u e D s a p a t e i

Dimensionado del volumen de embalse

1 0

e ño hroógco  o  r co  zr  fccó      g, coro  ro o o, q p   opogrfí  gr,   co  cozo  ro y   co  o  g. l dinaGua orz  o áxo  r r  co  o y rro po  por   cc y  o rcho y coco  oro ro. l dinaGua o  opó or  fccó    rqr. mooógc,   prr p,   r  o  crro   cc. e  g p, pr

13

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ro oú  r,   c hírco  zrá  coporo fr   . e  urgy  po   r hroérc q   y c  cc    k2. s rgo,  gr pr  ño hroógco    pqñ pr co cc deaportedesuperciesdealgunasdecenasdehásadecenasde k2, o  po  r hórc  c o. e cro oc rzr  có  prr   prcpco, po oo prcpcó – crro.

l b i e

d  crcríc  cco cáco    urgy, o oo hroógco á  corr  prcpcó,  r  c  coco  co  g   o y  porprcó  g   o. e  axo a  pr  oo  tz q   crro   prr  r   prcpcó,  co  g   o  ré  ag dpo y  o cco  o  porprcó poc.

d C b a i 3 0 2 0 1 0

0 0 :

0

lgo  rz  c hírco pr ro oú  , coro por  o o oú r (crro q gr y prcpcó or  ) y por  oro o  (  g pr rgo, porcó, pér y ro). e  Cpío 2  pr  ooogí prop pr  ño hroógco  o  r. e  axo a.6  cr  for  pr  oo  tz pr  có  o crro gr   cc, r q   axo b  pr  po pcó  c hírco r o oú gr y o .

1.3

Diseño hidrológico-hidráulico de las obras de vertido

e oo  o     pco  ño quebuscaoptimizarlainversiónmaximizandolaecienciaeneluso  rcro hírco. e prr pr  ño pr r  o ác   or cr, coo o o  co   áxo or   q rá  co  rro, y  co   or  o pr rgo. s rgo,  g p   ño   fr or cr pr  fcoo  , or q rá ñ opzo  gr   .

Obras de vertido e  ño   or  ro     cro pr  c hráco-hroógco q cor  hrogr

<

>

14


 crci q igr,  cito   b por ci   cot  vrtio y  crctrític hiráic  vrtiito. lo hirogr  crci  cc pqñ,  o ipor  rgitro  c,  b tir  prtir  rcio prcipitció-crriito pcit rro pr vto xtro. eto oo rqir: ) tir  tipo  coctrció   cc  port, b) ipor   iti  vi áxi gú  cirto príoo  rtoro, pr trir  tort  iño, y c) coocr  coicio  crriito  o los(coefcientedeescorrentíay/oNúmerodeCurva)paraestimar  c áxio. e  axo C  prt o étoo pr  cáco:  métoo Rcio y  métoo  nRCs. Co  tort  prt y  b tá o,  cito por ci  iv  vrtio cp  pp ior   crci,  cro   gotrí  vo  o iv y  crctrític  vrtiito. et fóo tá rgo por  coportito hiráico   obr  vrtio. e  axo d  prt  tooogí pr coirr  io   crci   b y  fcioito hiráico   iviro concanaldevertido.EnelCapítulo3sepresentaunasimplifcación iportt  t tooogí q  cptb pr tjr y rpr pqñ, y q p tiizr coo prir proxició   co  gr pr.

1.4

4 . 1

Otros aspectos vinculados al diseño, construcción y mantenimiento de las obras

O t C e y O r p

Diseño estructural de la Presa y su fundación Coto co o tio  cpo y  bortorio crio pr  c crctrizció gotécic tto  trro  fció   pr coo  o tri poib  tiizr   cotrcció,  riz  cció  tipo  pr á covit.6

n u e D s a p a t e i 1 0

Luegoseverifcalaalturadediseñodelapresasumandotodos  copot, y  p   trició  o rtt pcto goétrico   cció  cro co o tri ipoib. s tri  pit  o t,  cho  coroito,  gotrí itrior i  cció  htrogé ( cir copt por ifrt tri) y  iño  tó  cj. Unavezprediseñadalageometría,severifcalaestabilidaddelos 6 l gr yorí  pr cotri   urgy pr rigo co tio grriosonterraplenesdearcilladesecciónhomogéneamodifcada.

15

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>

  zo y  gr cor roó r y cación.Engeneralserequerirálaincorporacióndesistemasespe cícosdedrenajeparadisminucióndelassubpresionesyprotección cor  roó r. d cro co  crcríc   fcó porá rqrr  ro pc  coocó, ycco  przcó y/o   rj o o  pro. lgo  cro co  p   g rr,  prof   y  crcríc  o y  cc or  pr  r  crcríc   proccó cor  oj. nor  pr  á  cco ro  alturasesugeriráelusodeenrocadosenlosnivelesdeuctuación  .

l b i e d C

Las obras auxiliares so   porc  ño    o pco corco   or  o, crgor  foo y rro xr.

b a i 3 0 2 0

Para minimizar los riesgos de tubicación alrededor de tuberías q r  pr  rco r  có  dispositivos ltrantes que según publicaciones internacionales se coj fr  o cor pr o h.

1 0

0 0 :

0

La etapa constructiva s cr r  c  rccó  ár  préo y   fr pr   or, í coo  r  o, pz y jo   ár  préo. s cr o pco c  ro   fcó y   xccó y corccó  ó  cj. s   rcoco prcp pr  r  cooccó y copccó  r, coo o coro á por  rzr or o r copco  zr  corccó  rpr  á  cco ro  r (coro  h, grorí, pc,  Procor, y coro o   or). s  g rcoco é pr  corccó   or xr, pc  rí q r  rrpé, í coo  or  o y  pcó  rgí. aí o   g rcoco or  có  ro y poo  có o pr  ooro   gó  g coo pr  coro  coporo   pr  o co q  rqr.

<

>

16


s gr  jccó  cro rjo  rco, í coo corr co pr pr rcprcó  pj y jacióndelsuelo. F  rco  co prcp  cr   informenaldeobra.

Mantenimiento Comoprimeramedidasedanlaspautasbásicasparalaplanicación y rroo   coro  prr o  ,  fcó  q  p   á críc    ú  o or  cocó. aí o  r o o c pr rzr  “chck ” pr  rgro  ipcco  r y pc, y pr  jo   forcó ú pr  coro  coporo   pr. s rco  rzcó   o próco y  rprco rg q rj   pccó. F   rcoco pr  jo   forcó cr pr  ooro   gó  g.

4 . 1 O t C e y O r p n u e D s a p a t e i 1 0

17

<

>

l b i e d C b a i 3 0 2 0 1 0

0 0 :

0

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18


e s l a b m e e  n e m u l o v l e  o  a n o i s n e m i d 2 0 2 . 2

1

e s l a b m e e d n e m u l o v l e d o t n e i m a n o i s n e m i d

2.1 Volumen de escurrimiento de la cuenca de aporte 2.1.1 Datos necesarios para la aplicación del modelo 2.1.2 Estructura del modelo 2.2 Balance hídrico mensual en un embalse

19

<

>

2.

d    

d  pgrfí  gr cc pr  pr  p zr r cc  c  cz  r y    g. e   c    c    r ch . e  óp  c    p  gr  fccó   , q  z íc  ré   c hírc  r  prí r.

l b i e

d  r các  urgy, z  frcó hrógc p  r q frc pr  ñ  q  prcpcó   r,    crr  r . Pr q  á íc     c,  prp  prí  á hórc   pr   30 ñ.

d C b a i 3 0

e gr  fccó     rz  ré  c hírc    . dch c cp  gr y   g,  c   cr  , y r  rcó   c y  g q r  p pr fcr ch .

2 0

1 0 0 0 :

0

Cc  grí   y  ,   ccó  c  cr r    crrí  pr   cc y  prcpcó y prcó   . e  p g  rz  crpcó   gí p pr r    crr   pqñ cc  fr  urgy, y  prr   rzr  c hírc   .

2.1

Volumen de escurrimiento de la cuenca de aporte

Pr  rcó    crr   cc  pr  prp   Prcpcó - ecrr   tz (1977). e  h  cr  prr  12 cc fr pr  dinaGua. e cc fr   “Balances Hídricos Superciales en Cuencas del Uruguay” (Genta  ., 2001). l crpcó     pr   ax a.

2.1.1 Datos necesarios para la aplicación del modelo Pr  pccó     cc r  cr pr   g :

<

>

20

disEño y construcción dE pEquEñas prEsas

Precipitación Mensual. s b por  r hórc  prcpco c   pvóro á crco   cc y  rco  príoo  30 ño  o rgro á rc. l dinaGua corporó  forcó -gr por  drccó nco  moroogí-   rchvo q cop  m y q á pob  ir. P

: Prcpcó   cc

(/)

Área de la cuenca de aporte. A partir de las cartas 1:50.000 o 1:25.000 del Servicio Geográfco mr7 se delimita la cuenca de aporte y se determina su superfcie: AC : Superfcie de la cuenca de aporte

(ha)

Agua Disponible s cc  c  g pob  o o   cc poro por  rpcv ár ocp  c u Crtográfca de suelo (ver Cuadro 2.1). La Unidad Cartográfca de los Suelos se extrae de la versión digital   Cr  Rcooco  so  urgy (vr mp 2.1) c prpr pr  o co  s  iforcó Geográfco y disponible en Internet.8 1 . 1 . 2

ao, p proxr  vor  ag dpob   bccó  ár   cc   mp 2.2. ad : ag dpob  o so

E s l a b m E E d n E m u l o V l E d o d a n o i s n E m i d i 2 0

()

Ciclo anual medio de evapotranspiración potencial e cco  o  vporprcó poc  cc  prr  mp 2.3. loczo  é  brcro   cc,  r: etP : evporprcó  

(/)

A partir de los coefcientes de distribución del ciclo anual medio (parte fror  mp 2.3) y pco cho vor por etP  ob  cco  o  vporprcó poc pr  oczcó: etP : Cco  o  vporprcó poc (/) 7 Servicio Geográfco Militar, Av. 8 de Octubre 3255.Montevideo, Uruguay t: (598) 2487 1810; Fx: (598) 2487 0868 -: gv@g.gb.y; gv@jrco..y http://www.ejercito.mil.uy/cal/sgm/principal1024.html 8 dpob  http://www.cebra.com.uy/renare/compendio-de-suelos-del-uruguay-gratis-y-por-internet/

21

<

>

AguA disponiBle de los suelos del uruguAy

ag Unidad Cartográca de Suelos dp

Alférez Algorta Andresito Angostura Aparicio Saravia Arapey Arroyo Blanco Arroyo Hospital Bacacuá Balneario Jaureguiberry Bañado de Farrapos Bañado de Oro Baygorria Bellaco Bequeló Blanquillo Cañada Nieto Capilla de Farruco Carapé Carpintería Cebollatí Cerro Chato Colonia Palma Constitución Cuaró Cuchilla Caraguatá Cuchilla Corrales Cuchilla de Haedo – P. de Los Toros Cuchilla del Corralito Cuchilla Mangueras Cuchilla Santa Ana Curtina Chapicuy Ecilda Paullier - Las Brujas El Ceibo El Palmito Espinillar Fraile Muerto Fray Bentos India Muerta Isla Mala Islas del Uruguay Itapebí -Tres Arboles José Pedro Varela Kiyú La Carolina La Charqueada Laguna Merín Las Toscas Lascano

l b i e d C b a i 3 0 2 0

1 0 0 0 :

0

()

124,7 123,7 63,7 155,1 139,7 136,8 101,0 86,1 97,1 134,5 178,7 89,0 110,5 146,2 138,2 114,6 146,4 35,4 41,5 139,0 167,6 78,6 108,9 73,6 93,2 71,2 160,6 21,5 119,8 150,2 51,8 55,2 100,1 136,7 78,6 142,3 141,0 133,4 115,4 171,1 102,1 183,0 124,2 87,2 154,7 156,1 95,2 169,3 177,5 126,4

Unidad Cartográca de Suelos

Lechiguana Libertad Los Mimbres Manuel Oribe Masoller Montecoral Palleros Paso Cohelo Paso Palmar Pueblo del Barro Puntas de Herrera Queguay Chico Rincón de la Urbana Rincón de Ramirez Rincón de Zamora Río Branco Río Tacuarembó Risso Rivera Salto San Carlos San Gabriel - Guaycurú San Jacinto San Jorge San Luis San Manuel San Ramón Santa Clara Sarandí de Tejera Sierra de Aiguá Sierra de Ánimas Sierra de Mahoma Sierra Polanco Tacuarembó Tala - Rodríguez Toledo Tres Bocas Tres Cerros Tres Islas Tres Puentes Trinidad Valle Aiguá Valle Fuentes Vergara Villa Soriano Yí Young Zapallar Zapicán

ag dp

113,3 146,7 100,1 145,8 52,1 84,7 116,5 147,4 88,2 131,6 85,8 32,7 131,1 73,3 148,3 102,0 161,0 150,6 179,6 107,2 78,0 92,4 83,1 141,2 176,2 117,3 152,7 63,6 50,0 42,6 50,1 43,9 73,0 168,4 130,9 118,7 110,8 85,1 96,6 103,4 148,4 102,8 131,4 117,1 173,3 71,0 145,0 153,2 84,8

Cuadro 2.1. Agua Disponible de los suelos del Uruguay (Molno y Califra, 2001)

<

>

22


()

1 . 1 . 2 E s l a b m E E d n E m u l o V l E d o d a n o i s n E m i d i 2 0

Mapa 2.1 Esquema reducido de la Carta de Reconocimiento de Suelos del Uruguay

23

<

>

l b i e d C b a i 3 0 2 0

1 0 0 0 :

0

Mapa 2.2 Agua disponible en los suelos del Uruguay (Fuente: RENARE, 2005; elaborado por D.E.B – D.S.A (2001)

<

>

24


1 . 1 . 2 E s l a b m E E d n E m u l o V l E d o d a n o i s n E m i d i 2 0

e

F

mr

ar

my

J

J

ag

s

oc

n

dc

1,88

1,45

1,19

0,73

0,44

0,29

0,35

0,55

0,78

1,12

1,47

1,78

Mapa 2.3 Isolíneas de evapotranspiración media anual (ETPm , mm/mes) y ciclo anual medio de evapotranspiración (ETPi/ETPm).

25

<

>

e  pccó    tz  r  cc   r rp    prí  các.

2.1.2 Estructura del modelo e   tz     c hírc grg, q   crr    cc  prr   prcpcó,  c    y  prprcó pc. l b

l rcr    r   Fgr 2.1:  pr  g q prcp (P) fr  xc (t) y  r  g (Pt)  c   prr cp  ,   q  gr  prprcó r (etR).

i e d C

d xc (t)  pr  r y  pr  cc c escorrentía supercial (Ap) y  r gr   c rrá (v)  ré  c  rp g     r.

b a i 3 0

l crg  c rrá (a) y  crrí supercial (Ap) cfr  crrí  (at).

2 0

1 0

Pr  các   crr    gr  r c   ax a6, q p r p   p  các.

0 0 :

0

Figura 2.1 Modelo de Precipitación Escurrimiento (Temez, 1977)

<

>

26


2.2

Balance hidrico mensual en un embalse

Geometría del vaso del embalse: El relevamiento topográco de la zona de emplazamiento del embal  rzr c í h  c  cr   pr. s rz  cr   pr   c 1 r (c H, referidas al cero ocial del SGM) y se determina la supercie (A) pr c cr  . Luego se debe obtener los coecientes de las ecuaciones represen   rc -r y ár-r, j pc pr  z  ré, q  r     r   y  rr. Pr ,  cc  c pc (H*) z  ár  (a) y  c (H)   rg  , q  rá cr  c crrp  f r  ,   ár  cr.

H *

=

i  A  A  i i promedio  H − H i  / − 1 A  A   i

n

=

0

0

0

1

=

Con la serie de alturas virtuales calculadas por las diferencias Hi - H* y las áreas correspondientes, se obtiene la función Aemb más ajustada a la geometría del vaso en la zona de interés, calculando los coe cientes α y b por mínimos cuadrados de las funciones logarítmicas: C

()

H0

H1

H2

…..

H

Supercie

(ha)

a0

a1

a2

…..

a

ar *

()

H0-H*

H1-H*

H2-H*

…..

H-H*

lg(a)

lg(a0)

lg(a1)

lg(a2)

…..

lg(a)

lg(H-H*)

lg(H0-H*)

lg(H1-H*)

lg(H2-H*)

…….

lg(H-H*)

Supercie de embalse Aemb(Hi-H*): Ai = α (Hi-H*)b

2 . 2 E s l a b m E E d n E m u l o V l E d o d a n o i s n E m i d i 2 0

(ha)

Lg(Ai) = m + n Lg(H i-H*) m ; b=n α = 10

l fcó v r  grr a

Volumen embalsado Vemb i (Hi-H*): Vemb i = 0.01 α/(b+1) (Hi-H*)b+1

(Hm3)

Caracterización del volumen a embalsar: Denido el vaso del embalse, el volumen de almacenamiento (Vx)

27

<

>

q crcrz pr   r  c   (H) y  c  r (H). H : C  ccó     xrccó  g H : C  cz  r.

() ()

vx : v áx  c ú, r H y H (H3)

Caracterización de la demanda: l    r r  cr   c p, q  xpr c   . Gr   cr c  cc  q  rp r   prí z. e  c q     rg   c,    p : p  c,   ñ, área a cultivar y eciencia del sistema de riego:

l b i e d C b

(H3)

v : d  g  xrr pr 

a i

Evaporación mensual en el embalse: l prcó    các q   . s estima multiplicando el valor de “Evaporación de tanque A” por un coeciente de corrección tanque-embalse:

3 0 2 0

1 0 0 0

E vi

=

0.7 E ti

:

0

Evaporación mensual de tanque A (mm/mes)

Estación

e

F

mr

ar

my

J

J

ag

sp

oc

252.7 188.2 169.5 104.5 73.2

58.6 72.6 103.5 122.7 164.1 205.8 256.6

bella union

245.0 177.6 156.4 104.9 72.5

56.3 69.0 101.0 131.6 169.6 204.4 233.3

libeRtad

212.4 160.4 140.0 86.5

57.9

38.8 41.9 60.3

83.4

meRCedes

257.0 199.9 176.3 112.2 75.6

55.3 62.9 92.4

121.5 164.6 204.4 244.6

melo

225.4 173.6 157.0 103.4 66.8

52.1 58.6 81.1

105.4 145.6 176.7 221.2

PaYsandu

264.7 202.8 182.0 118.4 82.7

59.8 71.6 104.4 128.7 172.1 212.4 249.5

P. de los toRos

265.3 202.1 180.3 108.8 79.3

55.8 66.2 90.0

119.5 167.8 213.1 254.8

PRado

202.1 160.2 134.5 88.9

62.1

45.3 45.8 65.2

91.1

129.1 160.8 192.7

RoCHa

208.3 162.1 138.7 93.3

63.4

50.4 54.8 72.2

94.8

130.5 160.5 192.9

salto

237.0 179.4 161.2 102.6 71.5

51.3 61.7 87.8

115.7 159.4 199.7 229.3

taCuaRembo

256.1 186.7 176.4 111.0 76.3

58.9 73.4 93.5

116.5 163.4 202.8 247.6

tReinta Y tRes

234.9 179.6 162.1 103.1 71.8

50.1 57.2 75.6

101.6 144.5 182.2 227.2

tRinidad

226.3 168.3 147.6 97.8

67.3

47.9 56.3 79.7

102.1 140.7 173.2 213.0

YounG

230.6 171.6 158.5 96.9

65.9

47.5 55.6 81.4

103.9 146.8 182.3 216.8

Fuente: Dirección Nacional de Meteorología.

>

dc

aRtiGas

125.1 154.0 196.5

Cuadro 2.2 Ciclo anual medio de evaporación de tanque en Uruguay

<

n

28


e : eprcó    q  crc

()

e : eprcó    

()

Pr  các  pr   Cr 2.2  r   “Evaporación mensual de tanque A” en el periodo 1985-99 existentes   urgy.

Aportes mensuales de agua al embalse: vc  : ecrr   cc P : Prcpcó rc   

(H3) ()

e crr   cc crrp     pr 2.1, r q  prcpcó       q   cc.

Balance Hídrico: l g   ccó  c  y    cr   pc  r   Fgr 2.2 V esc

+

( P − Ev ) ⋅ Aemb − V r

− V v

=

ΔV emb

Se recomienda simular el comportamiento del embalse con una serie de datos de precipitaciones de 30 años. 2 . 2

Se calcula mes a mes (i) el volumen que pudo entregar el embalse para el riego (Vr i), y se realiza un análisis de garantía de la obra (H t y Hv) para cubrir la demanda (V di).

E s l a b m E E d n E m u l o V l E d o d a n o i s n E m i d i 2 0

El volumen de agua por inltración en el vaso, las ltraciones a través

del dique y su fundación y el caudal de servidumbre Vsi (Hm3), en una primera aproximación se pueden considerar nulos.

Figura 2.2 Elementos para el dimensionado del volumen a embalsar

29

<

>

Satisfacción de la demanda: e gr  fccó     z íc pr    cp    r  prí  q  rz  c hírc    , crcrz é pr  c   y  r. C  crcríc   r, c  c  vertido, es posible contrastar los benecios asociados a la oferta  g (p  pr  ár c) c  c   r, cc  rg  fccó     c r.

l b i e

A partir de los volúmenes que resulten disponibles para riego según cada cota de vertido analizada se puede describir un índice de satisfacción de la demanda según el área regada (Ar), mediante:

d C b a i

Índice de Satisfacción de la Demanda:

3 0 2 0

1 0

ISD

=

∑Vri ∑Vdi

Las sumatorias se efectúan sobre la planilla del balance hídrico desde el inicio del primer año hidrológico completo.

0 0 :

0

El gráco de la Figura 2.3 ilustra un análisis de la información obtenida para la denición de la cota del vertedero. Una vez denido

este valor, quedará determinado el volumen a embalsar así como el resto de las dimensiones básicas de las obras necesarias (ancho del vertedero, cota de coronamiento de la presa, etc.)

Figura 2.3 Análisis de satisfacción de la demanda

<

>

30


s   r  s  c  n s  r  o s     o ñ  s  d 3 0 2 1 . 3 2

1

S e A s I l R a A b S E m C e E e N d S n A e R B m O u l S o A L v l E e D

3.1 Aliviadero 3.1.1 Deerminación de la Avenida Exraordinaria 3.1.2 Laminado de la Avenida Exraordinaria - Cálclo simplificado. 3.1.3 Cadal específico del Veredero-Canal 3.1.4 Deerminación del Ancho del Veredero-Canal 3.2 Presa 3.2.1 Deerminación de la coa de coronamieno de la presa

d O Ñ o E t S n I e D i I m a 3 n 0 o i s n e m i d

31

<

>

3. dñ   r cr 3.1 Aliviadero

s pr  ccó  ñ hrógc  hrác  rr c, p   p  r q á cú  p   jr y pqñ pr   urgy. l c   pccó   ñ fr y xpc   irccó.

l b i

e các     rr  rz  prr  rá       xrrr  pr  rr tr: Q(tr, ).

e d C

s prp  g pr  rr   r xrrr,  cr  p  r:

b a i

• Pr jr y pr r  5 r  r, tr = 50 ñ • Pr pqñ pr: tr = 100 ñ

3 0

2 0 1 0

En todos los casos corresponderá verifcar que la inundación que

0 0 :

0

prq   f   pr pr rp  g c pc ccc  pér    ñ pr  rcr   . l rcr  r   c rr  p s, rg  mg n y  ch b. e ch  rr (b) q c  r   pr   á  crc áx (e), pr c   c  c 

Figura 3.1. Descripción del vertedero

<

>

32

DISEÑO y CONStRuCCIÓN DE PEquEÑAS PRESAS

r. e q  các   c   Fgr 3.2: 3.1.1 Determinación de la avenida extraordinaria

s pr  prc  các pr r  c áx y    crr    xrrr crrp   xr  c r  rcrrc pr yr  2 ñ y  cc  pr c ár r  1000 k2 y p  ccrcó r  6 hr. Pr  cc yr,    r  cc, y crr  rá   . 3.1.1.1 Tiempo de concentracion

a prr   cr   q  ó  cc (2.1.1)  r  cc prcp, c  cc q   p     cc c  p  pr g á j   p. s  yr pr  crr q     cc prcp esconcentrada(en las cartas del ServicioGeográfco Nacionalse identifcaencolorceleste),eltiempodeconcentraciónsecalculapor

 mé  Krpch: t c

0.77

=

0.4 L

‘

: c l DH s

-

−0.385

S

p  ccrcó g  cc prcp frc  c    cc prcp p cc prcp = DH / l / 10

1 . 1 . 3

(hr) (K) () (%)

S A I R A S E C E N S A R B O S A L E D

Si la mayor parte del escurrimiento corresponde a un ujo no

Una vez denido: Geometría del embalse (con Hv) Avenida extraordinaria (Qmax, Vesc) •

O Ñ E S I D I

•

Estimar una altura de laminación E

3 0

Laminado en el embalse

Qvmax

Ley de vertido

B=Qvmax /q Velocidad en el canal

q

Figura 3.2. Secuencia de cálculo del ancho del verteder

33

<

>

ccr,  p ccrcó  cc pr  é  c  nRCs: t c

=

0.91

: c l k s

l b i

∑L

i

k i S i

−0.5

- p  ccrcó - g  r      crr

(hr) (k)

-coefcientedecoberturadelsueloparaeltramoi(adim)

- p  r  = 0.1 * DH() / l(K)

(%)

e r  k rg   t 3.1

e d

Deexistirunacomponentedeujoconcentrado,adicionealtiempo

C

cc pr  é  nRCs,  p  j   g  g   cc,   c pr  0.45 /.

b a i

3.1.1.2 Precipitación maxima

3 0

Para la estimación de las precipitaciones que defnen la avenida

2 0

xrrr  z  cr idF, rr c frcó rr  1980, gú  prc q  cr  ccó (G, Chrr, Rrgz F.). d  r:

1 0 0 0 :

0

Cr  p  crr   cc: Pr  rr   xrrr: drcó  r   cr: Ár   cc:

p tr - (ñ)  - (hr) ac - (H)

) a prr  p  crr   cc,  cc  prcpcó  rcó  = 3 hr y pr  rr tr = 10 ñ, rp   y  mp 3.1 )

a prr  pr  rr (tr),secalcula elcoefciente de

CobeRtuRa del suelo bq c p  r   brch  hjrc  c   r Pr C   rc s prácc  y  rr v  g p ar pr

k 3.95 2.02 1.41 1.11 1.00 0.67 0.50

Tabla 3.1 Coeciente k del método del NRCS. (Extraído de la Tabla 15-1 de USDA-NRSC, 2007)

<

>

34


crrccó [Ct(tr)] gú  g ccó (Fgr 3.3): CT T

( ) r

  T  0.5786 − 0.4312 log  Ln     T − 1  r

=

r

iii)Apartirdeladuracióndelalluvia(d),secalculaelcoefcientede

crrccó [Cd()] gú  g ccó (Fgr 3.4): Pr  < 3h

CD(d)

=

Pr  > 3h

CD(d)

=

0.6208

d

( d + 0.0137)

0.5639

1.0287 d

( d +1.0293)

0.8083

iv)Apartirdelasuperfciedelacuenca(Ac) y  rcó   

1 . 1 . 3 S A I R A S E C E N S A R B O S A L E D O Ñ E S I D I 3 0

Mapa 3.1 Curvas Intensidad-Duración-Frecuencia. Precipitación de 3 horas de Duración y 10 años de Período de Retorno

35

<

>

(d),secalculaelcoefcientedecorrección[CA(ac,)] gú  g

ccó (Fgr 3.5): CA( A

, ) c d

=

−0.4272

1.0 − 0.3549 d

(1.0 − e

−0.00015 Ac

)

l prcpcó [P (, t p)] ,  rcó  y pr  rr tr   p p á  pr: r,

P( d , T , p )

l b

r

i

=

P( 3,10, p ) CT ( T ) CD( d ) CA( Ac , d ) r

3.1.1.3 Estimación del caudal máximo y el volumen de escorrentía de la avenida extraordinaria

e d

s  p  ccrcó  r  20   pc  mé Rc y   prr  20   mé  nRCs. C  p  ccrcó  yr  20  y 

C b a i 3 0

2 0 1 0 0 0 :

0 Figura 3.3 Coeciente de corrección según el Período de Retorno

Figura 3.4 Coeciente de corrección según la Duración

<

>

36


áreadelacuencadeaporteseamenora400hassedebenverifcar

 é. 3.1.1.3.1 Por el Método Racional Pendiente media de la cuenca Para determinar el parámetrodel MétodoRacional (coefcientede

crr C)  z  t 3.2, pr  c  cr r  p   cc: Pcuenca

=

10

LCN

DH

Ac

: Pcc - p   cc dH - frc  c r  cr  cc lCn - g    cr   c prcó dH ac - superfcie de la cuenca

(%) () (K) (Ha)

Estimación de caudal máximo y del volumen de escorrentía

Qmax

=

C . i . Ac 360

: Qx

V esc

4.81 =

1 . 1 . 3

1000

- c áx

C

Q max t c


(3/)

- coefciente de escorrentía, Tabla 3.2 (adim)

 = [P (t , t p) / c] -  pr  = c vc -   crr c

r,

(/h) (H3)

O Ñ E S I D I 3 0

Figura 3.5 Coeciente de corrección según la supercie de la cuenca

37

<

>

3.1.1.3.2 Por el Método del NRCS (USDA-NRSC, 2007) Número de curva

e núr  Cr  mé  nRCs   cc (t 3.3)    prr  Grp Hrógc   y    y crr. ParadeterminarelGrupoHidrológicosedebea)IdentifcarlaUnidad

 s r  Cr  s  urgy (2.1.1) y g  l b

tifcarel GrupoHidrológicoquelecorrespondeenlaTabla3.4,ob) directamenteidentifcarlacuencaenelMapa3.2delaClasifcación

i

  Grp Hrógc   s  urgy.

e d C b a i 3 0

Característicasdelasuperfcie

2 0 1 0

PeRíodo de RetoRno (ñ) 2

5

10

ar rr afác 0.73 0.77 0.81 Ccr/ch 0.75 0.80 0.83 Z r (jr, prq, c.) Ccó pr (cr  p r  50 %  ár) P, 0-2 % 0.32 0.34 0.37 Pr, 2-7 % 0.37 0.40 0.43 P prr  7 % 0.40 0.43 0.45 Ccó pr (cr  p  50  75 %  ár) P, 0-2 % 0.25 0.28 0.30 Pr, 2-7 % 0.33 0.36 0.38 P prr  7 % 0.37 0.40 0.42 Ccó  (cr  p yr  75 %  ár) P, 0-2 % 0.21 0.23 0.25 Pr, 2-7 % 0.29 0.32 0.35 P prr  7 % 0.34 0.37 0.40 ar  rr ar  c P, 0-2 % 0.31 0.34 0.36 Pr, 2-7 % 0.35 0.38 0.41 P prr  7 % 0.39 0.42 0.44 Pz P, 0-2 % 0.25 0.28 0.30 Pr, 2-7 % 0.33 0.36 0.38 P prr  7 % 0.37 0.40 0.42 bq P, 0-2 % 0.22 0.25 0.28 Pr, 2-7 % 0.31 0.34 0.36 P prr  7 % 0.35 0.39 0.41

0 0 :

0

25

50

100

500

0.86 0.88

0.90 0.92

0.95 0.97

1.00 1.00

0.40 0.46 0.49

0.44 0.49 0.52

0.47 0.53 0.55

0.58 0.61 0.62

0.34 0.42 0.46

0.37 0.45 0.49

0.41 0.49 0.53

0.53 0.58 0.60

0.29 0.39 0.44

0.32 0.42 0.47

0.36 0.46 0.51

0.49 0.56 0.58

0.40 0.44 0.48

0.43 0.48 0.51

0.47 0.51 0.54

0.57 0.60 0.61

0.34 0.42 0.46

0.37 0.45 0.49

0.41 0.49 0.53

0.53 0.58 0.60

0.31 0.40 0.45

0.35 0.43 0.48

0.39 0.47 0.52

0.48 0.56 0.58

Tabla 3.2 Coecientes de escorrentía (Extraído de la Tabla 15.1.1, Chow 1994)

<

>

38


Volumen de escorrentía de la avenida extraordinaria s plc l méoo  l Cr núro l nRCs:

V esc

( P(12 tc / 7, Tr, p) − I a )

=

2 5

( P(12 tc / 7, Tr, p) + 4 I a )

Ac 10−

siendo:

I a

0.2

=

o: nC s i P(12 / 7, t ac vc c

r,

p)

S

-

y

S

=

25.4

1000  − 10    NC 

núro  Cr, tbl 3.3 y tbl 3.4 () Rcó áx  g  l lo () Rcó  l lo l co l crro () Prcpcó pr  = 12 c / 7 (r 3.1.1.2) () Superfcie de la cuenca (Ha) ol  corrí (H3)

Caudal máximo de la avenida extraordinaria

sgú lo crpo  l axo C,  ró l fcó proxdadelcaudalmáximounitarioespecífco: 2  I a  0.786

qmax =

1.223 −   P 1.223 + 4

I a

2 . 1 . 3

P Y  prr  méoo l Hrogr uro trglr  clcl l cl áxo  l  xrorr:

Qmax

=

0.310

qmax t c


P( tc, Tr, p ) Ac 10−2

Donde:

i P (t , t p) Ac c qmax Qx c

r,

-

Rcó  l lo l co l crro() Prcpcó pr  = c (r 3.1.1.2) () Superfcie de la cuenca (Ha) tpo  cocrcó (hor) Caudal unitario específco (m3/s/mm/Ha) Cl áxo  l  xrorr (3/)

O Ñ E S I D I 3 0

3.1.2 Laminado de la avenida extraordinaria – Cálculo

simplifcado s  q l hrogr  l  xrorr  rglr, crcrzo por l cl áxo (Qx) y l ol  crro (vc) y  cor q l ro  ll h lczr l cl áxo ro (Qx). e l axo d l lo

39

<

>

numeRo de CuRva PaRa las diFeRentes CombinaCiones HidRoloGiCas de suelo - veGetaCion (pr  cc  cc ii, y P = 0.2 s) Grp hrógc   tr Ccó u   hrógc y cr a b C d  é Hrógc brch sR 77 86 91 94 sR m 72 81 88 91 sR b 67 78 85 89 C  hr C m 70 79 84 88 (z, rg, y, , C b 65 75 82 86 rch zcrr) Cyt m 66 74 80 82 Cyt b 62 71 78 81 sR m 65 76 84 88 sR b 63 75 83 87 C m 63 74 82 85 Gr pqñ (rg, , , c) C b 61 73 81 84 Cyt m 61 72 79 82 Cyt b 59 70 78 81 sR m 66 77 85 89 sR b 58 72 81 85 C m 64 75 83 85 lgr p1  rcó  prr (aff) C b 55 69 78 83 Cyt m 63 73 80 83 Cyt b 51 67 76 80 m 68 79 86 89 Rgr 49 69 79 84 b 39 61 74 80 Prr  pz 2 3 (cép, prq , cp  gf ) C m 47 67 81 88 C Rgr 25 59 75 83 C b 6 35 70 79 Hr c j  y r. 30 58 71 78 bq cr pr 4 m 45 66 77 83 Rgr 36 60 73 79 5 cr  b 25 55 70 77 Cc   rch 59 74 82 86 Prqr p, ch. 98 98 98 98 C y crrr: P c c y c. 98 98 98 98 Gr 76 95 89 91 trr 72 82 87 89 ar crc (85% pr) 89 92 94 95 dr r (72% pr) 81 88 91 93 Rc: < 0.05 H 65% pr 77 85 90 92 0.1 H 38% pr 61 75 83 87 0.13 H 30% pr 57 72 81 86 0.2 H 25% pr 54 70 80 85 0.4 H 20% pr 51 68 79 84

l b i e d C b a i 3 0

2 0 1 0 0 0 :

0

SR = Hileras rectas. / C = Por líneas de nivel. / CyT = Terrazas a nivel. 1 Sembrados juntos o a boleo. / 2 Condiciones aceptables: cubierta de pasto en el 50 al 75%. 3 Optimas condiciones: cubierta de pasto en el 75 % o más. / 4 Troncos delgados, cubierta pobre, sin hierbas. 5 Una cubierta buena esta protegida del pastizaje, y los desechos del retiro de la cubierta del suelo.

Tabla 3.3 Número de Curva del Método del NRCS

<

>

40


GRuPo UnidadCartográfcadeSuelos

UnidadCartográfcadeSuelos

afrz agr ar agr aprc sr arpy arry bc arry Hp bccá br Jrgrry bñ  Frrp bñ  or bygrr bc bqó bq Cñ n Cp  Frrc Crpé Crpr C Crr Ch C P Ccó Cró Cch Crgá Cch Crr Cch  Crr Cch  H-P   tr Cch mgr Cch s a Cr Chpcy ec Pr-l brj e C e P epr Fr mr Fry b i mr i m i  urgy ip-tr ar J Pr vr Ky l Cr l Chrq lg mr l tc lc

aF a a ag as ay ab aH b bJ bF bo by bc bq b Cñn CF C Cp C CCh CP C Cr CC CC CC CH-Pt Cm Csa C Ch eP-lb eC eP ep Fm Fb im im iu i-ta JPv Ky lC lCh lm lt l

C C/d b a/d C d C C b a d C C d C C d b/d b d C b C a d C C C/d d C C d b C d C C C C d C d d C C/d C/d d d b d

lchg lr l mr m or mr mcr Pr P Ch P Pr P  brr P  Hrrr Qgy Chc Rc   ur Rc  Rrz Rc Zr R brc R tcró R Rr s s Cr s Gr-Gycrú s Jc s Jrg s l s m s Ró s Cr sr  tjr srr  agá srr  a srr  mh srr  Pc tcró t-Rrgz t tr bc tr Crr tr i tr P tr v agá v F vrgr v sr Y Yg Zpr Zpcá

GRuPo l l lm mo m mc P PC PP Pb PH QCh Ru RR RZ Rb Rt R R s sC sG-G sJc sJ sl sm sR sC st sag sa smh sP t t-R t tb tC ti tP tr va vF v vs Y Yg Zp Z

d C C C C d C/d d b d C d C d b/C d d d b d C b C C d C d b b/C d b b b/C C C/d C C b/C b b/C C/d C C d C b/C C C C


Tabla 3.4 Grupo Hidrológico (según el NRCS) de los suelos del Uruguay (Durán, 1996)

41

<

>

l b i e d C b a i 3 0

2 0 1 0 0 0 :

0

Mapa 3.2 Clasicación en Grupos Hidrológicos de los Suelos del Uruguay Fuente: Durán (1996)

<

>

42


se realiza sin éstas simplifcaciones, las cuales se consideran

c pr  ñ  jr y pr pqñ. e gr  có (Qx/Qx)  r  prr    (vl), r Fgr 3.6,  q crrp   c r  c  c  r (H) y  c áx  r (H+e) q  . V L

=

V ( Hv + E ) − V ( Hv )

Qvmax

=

d: H e v(H) vl vc Qx Qx

(1 − V L V esc )Qmax - C  c  r - lá áx  r - Fcó    c - v  -   crr - C áx    xrrr - C áx r

() () (H3) (H3) (H3) (3/) (3/)


Figura 3.6 Determinación del caudal máximo vertido

43

<

>

3.1.3 Caudal especico del vertedero

l rcr  r crrp   c rpz crp pr  ch (b, ),  p (s, ) y  rg  Manning(n).EnlaFigura3.9sepresentalasolucióngráfcadelas

cc  r (r ax d.2), q r  c específco(q,m3//) pr   ch  rr y  c   c (, /), c   á  r    (e, ). Pr r  ró   c,  c  cpr  rrcc   t 3.5.

l b i

e fr prx  các  p rzr pr  cc (r ax d):

e d

Si

C b

(

K = S n

2

1/ 2

) ( 2 3 E )

g = 9.81 m / s

a

2

1/ 6

1/ 2

/g

<

1

(

)

2

q= K 3 (2 + K )

(

2

5/ 3

)

v = K 3 (2 + K )

3/ 2

(2/3 E )

2/ 3

3 0

2 0 1 0 0 0 :

0

Figura 3.9 a y b. Determinación del caudal específco (q) en el canal vertedero

<

>

44

DISEÑO y CONStRuCCION CONStRuCCIÓN DE PEquEÑAS PRESAS

1/ 2

( 2 / 3 g E )

i

1/ 2

g

3.1.4 Determinación del ancho del vertedero

d     xrrr    c áx vertidoydelaleydevertimientosetieneelcaudalespecífcopor unidaddeancho,portantoelanchodelvertederoquedadefnidopor:

B

=

Qv

max

q

()

d: Qx - C r áx

(3/) q-Caudalespecífcoporunidaddeanchodelvertedero(m3//) b - ach  rr c () a  z,  prr   c  r,  p  c  r y  pgrf g j   rpr  r  g  c  fr  rr  g  cc r.

3.2

Presa

3.2.1 Determinación de la cota de coronamiento de la presa

l c  cr   rpr (Hpr) r  r  r  rch (Hrch)   c  c  r (H):

1 . 2 . 3

C  cr: Hpr = H + Hrch


l r  rch  cpr c   có      crg   r  ñ (e) y  r    prc   g. l r   p   rfr  g y  rcó rpc    ,  ré  Fch: Distancia en la que el viento puede actuar sobre la masa de agua del embalse. Unasimplifcaciónesdefnirlosobrelanormalalejedelterraplénala

O Ñ E S I D I

r    r.

3 0

Cr vg ec

vc (/) mr  1.0

Pr r

1.0  1.2

vr

1.2  1.5

b c

1.5  1.8

Cc y pc

1.8  2.1

Tabla 3.5 Velocidades máximas en suelos empastados (French, 1993)

45

<

>

e  t 3.6  prp pr fr Fch  r r (bl) r y   crr  cr  g các: • l r  rch r   r r q cr 

fc    áx q  rr c     c  c  r: Hrch n = blnr • l r  rch    r r c-

r pr crr  fc    áx q  rr    c  prc  á áx  r (e), q  c r    ñ: Hrch m = e + blm

l b i e d

l r  rch rá  yr    r cc.

C b

l r   pr rá r pr  frc r  c  cr y  c  p á j  rr  fcó.

a i 3 0

2 0 1 0 0 0 :

0

Fch (k) <1,6 1,6 4,0 8,0 16,1

bl nr 1,2 1,5 1,8 2,4 3,0

()

bl m 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1

Tabla 3.6 Borde libre normal y mínimo según Fetch (Bureau of Reclamation, 1987)

<

>

46


()

s o x  n A

1 A B: c. d. E:

1 2 . 2 A e … s l O A t b N m E I e M I e r d r n u e c s m E u l N o ó I v c l A t e I d p I c o E t r n p e i E m d A l n A o u i s s N n E e M m i O d l

Moeo mena e eiiain eimieno: moeo eteme eteme Imemenain e baane híio e ofea  emana e aga deeminain e a omena e ieo. Méoo aiona  e Nrcs laminao e na eiene en n embae Ejemo e áo

E d O M I A

O X E N A

47 47

<

>

e d C b A

i 3 0 2 0 1 0 0 0 :

0

<

>

48

dIsEñO y cONstruccION dE pEquEñAs prEsAs

A o x  n A 1 . A

1

s A I r A s E c E N s A r B O s A l E d O ñ E s I d

A MOdElO MENsuAl dE prEcIpItAcIóN EscurrIMIENtO: EscurrIMIENtO: MOdElO dE tEMEz A.1 Ea e moeo A.2. caibain e moeo en uga A.2.1 caibain inivia A.2.2 caibain egiona A.3. Aga ionibe e o eo e uga A.4 Evaoaniain oenia en e e  uga A.5 Fnin objeivo, númeo e nah A.6 Imemenain e moeo aa a eeminain e eminain e eimieno

A

I s O X E N A

49

<

>

A.

m a  prcpacó crr:   tz

A.1

Estructura del modelo

e   aac hírc prp pr tz (tz, 1977),     pc parár, xpra  fra agrgaa, ya q raaja c ar   a ara y parár ( a  cra a rcó paca   ). Rprc  cc hrógc  ara cúa   p  a ara p y ccpa.

l b i e

e  cra  capa  , a prr  araa, y a frr araa. ea  capa p r craa

d C

como embalses, generadoras de un ujo supercial rápido y lento

b

rpca.

A

i

En la siguiente gura se describe conceptualmente el funcionamiento

3 0

 . C  ra a par xc (t)  aga q prcpa (P),  raa y a pr  cac, ra q  r  a aga (P-t)  aacaa  a prr capa  . e a capa    gra a aprapracó, y  p aá aacar aga q paa    a r.

2 0 1 0 0 0 :

0

Figura A1.1 Esquema conceptual del Modelo de Temez

<

>

50

dIsEñO y cONstruccIóN dE pEquEñAs prEsAs

la prpa  tz  r a fra  q  rpra  xc (t): T i T i

=

0

si Pi ≤ Po i

( Pi −

=

Pi

+ δ

i

2

Po i ) −

2Po i

si Pi

>

Po i

 δ i

=

H max − H i −1 + ETPi

y Po i

=

CPo ( H max − H i −1 )

 P  a prcpacó    , t   xc    , Hax  a capaca áxa  rcó  aga    (prr parár  ), H-1 es la humedad en el suelo al nal del mes -1, etP  a aprapracó pca    ,  CP  g parár  . thrhwa y mahr  1945 haía prp a y rpraa  ar a  prcpacó: T i

=

0

si Pi ≤ δ i

T i

=

Pi − δ i

si Pi

>

1 . A

δ i

… O t N E I M I r r u c s E N ó I c A t I p I c E r p E d l A u s N E M O l E d O M I

la y prpa pr tz, aóca a a prpa pr thrhwa, cra  fra á raa  ar pqñ  prcpacó, ya q c  ra  a rpracó gráca es capaz de generar excedente, para menores valores de P.

A

O X E N A

Figura A1.2 Comparación entre las leyes de Temez y Tornthwaite

51

<

>

Una vez estimado el excedente, la humedad del suelo al nal del

prí   a  g aac. H i

max(0, H i −1 + Pi − T i

=

− ETPi )

Aága   a aprapracó ra, p a ccó  q  áx  a pca. ETRi l b i

min( H i −1 + Pi − T i , ETPi )

=

El modelo adopta una ley de inltración (I) al almacenamiento

rrá q  fcó  xc (t) y  parár iax, q   rcr parár  . ea y   a fra:

e d

I i

C

I max

=

b

T i T i

+ I

max

Esta ley asegura que la inltración aumenta con el excedente, pero

A

 c aía hrza i=iax .

i 3 0 2 0

La inltración (I) se convierte en recarga para el almacenamiento subterráneo, en tanto que el resto es escurrimiento supercial drenado

1 0

rca pr  cac (t-i).

0 0

Asup i

:

0

=

T i − I i

e aaca rrá, a ga q  ,  a capa capaz  rr aga y aé  rgara. Para a rcó r a  hac a hpó  q a caa  aga q  entrega (Q) es proporcional al volumen almacenado (V), deniéndose

 car parár (a). ea hpó y  aac  aa a a g a  cac.

Qi   dV i  dt

=

Vi

α

=

I i - Qi

sp a rcarga ccraa  a a   ra q −α t

V i

=

y

Qi

V i −1 ⋅ e

=

−α t

Q i −1 ⋅ e

+ I

i

−α t

⋅e

2

I i ⋅ t ⋅ e

+ α ⋅

−α t

d a ara  apr rrá rá Asubi

=

V i −1 − V i + I i

Pr  q a crra a rá

<

>

52


AT i

=

A.2

Asup

i

+ A

sub i

Calibración del modelo en uruguay

e  tz tz  pra   aa c  prc rca para grar a crría a  apr a a a parr   ar  prcpacó. Para  pacó   pryc  car ccr  ar   parár Hax, CP, iax y a. Para pr ar  parár  a za  pryc  ha raza a caracó   parár a  rga, a parr  a fracó  crr a  12 cca afraa pr a dinAGuA.(t dinAGuA.(taa aa A2.1) Para par   y aí pr carar f car ar  ar a  prcpacó a r a cca. e fr ra a Píg  th, zá  pór ca  a taa A2.2  caa cca. e car aá ar a aprapracó pca  a cca. t  ca q a araa aca  á signicativa que la variabilidad interanual se considera para todos los

añ   cc aa  (r  apara A.4  pr Ax). A.2.1

1 . 2 . A

Calibración individual


la caracó a  hz   apa,  prr ér

eacó eac ó P. Pac Pach h o oar ar s. J Jéé P. C Ch h m.d m.díaz íaz d draz razArap Arapyy Q Qga gayy P.Ra .Rata taca carí rí s.C s.Car ar  C C a aíí Cóg ic 1970 1970 1970 1970 1970 1970 1985 1985 1985 1985 1985 1985 Fa 1999 1999 1999 1999 1999 1999 1999 1999 1999 1999 1999 1999 Ara (K2) 4900 4680 2298 2467 2310 8750 6958 7866 2158 3540 796 2850 núr 339 328 343 335 338 340 116 167 127 152 171 143  da Tabla A2.1 Períodos de datos de precipitaciones y dimensiones de las cuencas utilizadas en la calibración del modelo de Temez para el Uruguay

P. Pach Pach o o ar ar s. J Jéé P. Ch Ch  m. m.dí díaz az d dra raz z Ar Arap apy y Q Qg ga ayy P.R .Ra a  tac aca arí rí s. s.Ca Car r  C C a aíí s o r t  m ó  v u  P

2549 2588

1793 2436 2073 2486 2179 2707

1379 1444 1454 1699

1147 2061 1220 2073 1405 2349 2357 2549

1159 1220 1232 1405 1440 1553

1440 1501 1553 1558 1672

2289 2337 2611

1709 1793 1798

2684 2876 2879

2357 2588 2684

A

O X E N A

Tabla A2.2 ID de los pluviómetros utilizados en la determinación de la precipitación media por cuenca

53

<

>

crá c fcó j axzar  núr  nah (apartado A.5 presentada al nal del Anexo), de esta manera se logra

rprcr a fra   hrgraa  y caca, pr  tienen diferencias signicativas entre los coecientes de escorrentía.

e g ér  ar  ar cara  r   parár (CP, iax y a) y  rcaró  parár Hax, zá c fcó j q a frca r

los coecientes de escorrentía calculados y medidos sea mínima. Se observó que la disminución de los coecientes de Nash fue

ía, ca q a fra  hrgraa p faa   parár  rcara.

l b i e

e fra cpara  ó a acó r  hrgraa

d

medidos y calculados mediante el coeciente de correlación.

l ra  a caracó  pra  a taa taa A2.3.

C b A

i 3 0 2 0 1 0 0 0 :

0 Figura A2.1 Escurrimiento calculado y medido del río Olimar

Parár cara Cca P. Pach oar sa Jé Pa Ch ma díaz draz Arapy Qgay Pa Ra tacarí sa Car Ca

Hax (/) 78.2 56.3 102.3 75.8 90.4 76.1 3 1 .3 62.3 115.6 91.2 62.8 58.3

Cp 0.38 0.53 0.30 0.11 0.25 0 .4 2 0.71 0.67 0.14 0.48 0.81 0.32

iax (1/ía) (/) 0.07 266 0.07 88 0.08 182 0 .0 7 106 0.08 12349 0.11 13715 0.12 4347 0.08 50000 0.08 38983 0.11 6295 0.11 379 0.07 271

Crracó núr ( y  nah caca)

α

0.71 0 .7 5 0.74 0.73 0.72 0.70 0.77 0.70 0.67 0 .7 5 0.73 0.76

0.85 0.87 0.86 0.85 0 .8 5 0.84 0.88 0.84 0.82 0.87 0.86 0.87

Tabla A2.3 Resultados de la calibración individual

<

>

54


Coeciente de

crría 

a

0.36 0.46 0 .3 2 0.42 0.41 0.39 0.42 0.33 0.32 0.36 0.34 0 .4 1

0.37 0.43 0 .3 3 0.44 0.41 0.38 0.43 0.34 0.32 0.38 0.30 0.41

Para rar  ra  a caracó  pra a  de ejemplo en la Figura A2.1 los grácos de escorrentía medida y

cacaa  a cca  Rí oar oar.. A.2.2

Calibración regional

la carac a  áa para hacr các  a rpca cca. da q  j  pr pr  a racó prcpacó crr  caqr cca  paí,  cró rcarar a cca rgaza  parár. la rgazacó   parár ra  racar c a frca r a cca (Fráz  a., 2000; Ga  a., 2001). e a prcpacó y  a aprapracó ya á craa a arac paca, ra ar  ca a arac   cpra  a capa   r a fr cca. La capa superior la asociamos a los suelos superciales (suelo vegetal), que han sido clasicados según la profundidad y tipo de

  a Cara  s  urgay (r mapa 2.1). e 1989 y g  2001 a dó  s y Aga  mGAP caracrzó ch  gú  parár  aaca “Aga dp” (r apara A.3). 2 . 2 . A

e parár Hax rpra a capaca áxa  rcó 

agua del suelo al nal de cada mes. Dada la denición de “Agua

dp”  pó pr prpr a racó prprca c ch parár: H max

=


CAD * AD

d a caracó a  caa cca  ró a a q    a a aracó  caa    parár, crá q     gra a   parár CP, iax y a. Pr    có  a caracó rga carar   ar   para   paí. la caracó rga f hcha a ga q  a a   apa. e a prra aca  carar  parár CP, iax y a, y se jó Hax=Ad, za a fcó j a parr  úr  nah:

∑ Nash Individual− Nash Regional

A

Y  a ga apa  caró  parár CAd za a

O X E N A

función objetivo a partir de los coecientes de escorrentía:

∑ Ccalculado −Cmedido 55

<

>

Se optó además por calibrar en 9 de las cuencas, y luego vericar en

a 3 ra. l ar  CAd, CP, iax y a. cara   ca  a taa A2.4. Parár

CAd

CP

α(1/día)

iax()

var cara

0.92

0.30

0.0775

386

Tabla A2.4 Parámetros del Modelo de Temez calibrados para el Uruguay

Los resultados obtenidos en la calibración y en la vericación son los

l b i

q  ra  a taa A2.5 y A2.6 rpca.

e

A.3

d

Agua disponible de los suelos del uruguay

C

Se dene como Agua Disponible de un suelo a la diferencia entre su

b

Capaca  Cap y P  marchz,  cr,   áx

A

volumen de agua utilizable por la planta (Molno J.H., Califra A. 2001)

i

e  Car A3.1  cra a acó  pca  aga

3 0 2 0 1 0

Aga dp

Hax

()

(/)

P. Pach

91.4

83.7

0.71

oar

73.3

67.2

s. J

111.6

P. Ch

Cca

0 0 :

núr  nah

Crracó ( y caca)

Coeciente de Escorrentía

m

sa

0.84

0.36

0.37

0.74

0.87

0.46

0.44

102.2

0.73

0.86

0.32

0.33

101.4

92.9

0.71

0.85

0.42

0.38

m.daz

102.8

94.2

0.70

0.84

0.41

0.40

draz

90.3

82.8

0.70

0.84

0.39

0.39

Arapy

37.3

34.1

0.76

0.89

0.42

0.46

Qgay

68.9

63.1

0.65

0.82

0.33

0.39

P.Ra

127.5

116.8

0.65

0.82

0.32

0.28

0

Tabla A2.5 Resultados de la calibración regional

Aga dp

Hax

()

(/)

P. Pach

91.4

83.7

0.71

oar

73.3

67.2

s. J

111.6

102.2

Cca

núr  nah

Crracó ( y caca)

Coeciente de Escorrentía

m

sa

0.84

0.36

0.37

0.74

0.87

0.46

0.44

0.73

0.86

0.32

0.33

Tabla A2.6 Resultados de la validación regional

<

>

56



Ccha  Ha – P. l tr Qgay Chc Capa  Farrc Carapé srra  Agá srra  maha saraí  tjra srra  Áa Ccha saa Aa mar Cra saa Cara Ar Yí Ccha Caragaá srra Pac Rcó  Rarz Ccó sa Car Crr Cha e C sa Jac mcra Zapcá tr Crr Pa  Hrrra Arry Hpa Jé Pr vara Pa Paar baña  or sa Gar - Gaycrú Caró la Charqaa tr ia bacacá Chapcy l mr Arry bac Rí brac ia maa va Agá tr P sa Ca Paa baygrra tr bca lchgaa baq Fray b Par

Unidad Cartográca de Suelos Aga Aga dp() dp()

21,5 32,7 35,4 41,5 42,6 43,9 50.0 50,1 51,8 52,1 55,2 63,6 63,7 71.0 71,2 73.0 73,3 73,6 78.0 78,6 78,6 83,1 84,7 84,8 85,1 85,8 86,1 87,2 88,2 89.0 92,4 93,2 95,2 96,6 97,1 100,1 100,1 101.0 102.0 102,1 102,8 103,4 107,2 108,9 110,5 110,8 113,3 114,6 115,4 116,5

vrgara sa ma t Ccha  Crra Agra iapí -tr Ar Aférz laca taa - Rrígz Rcó  a uraa va F P  barr Fra mr baar Jargrry eca Par - la brja Arapy bqó Carpría Aparc saraa epar sa Jrg e Pa Yg ma or bac Cañaa n lra Pa Ch Rcó  Zara tra Ccha magra R sa Raó Zapaar Kyú Agra la Cara Ccha Crra Rí tacaró Caí tacaró laga mrí ia mra va sra sa l la tca baña  Farrap Rra ia  urgay

117,1 117,3 118,7 119,8 123,7 124,2 124,7 126,4 130,9 131,1 131,4 131,6 133,4 134,5 136,7 136,8 138,2 139.0 139,7 141.0 141,2 142,3 145.0 145,8 146,2 146,4 146,7 147,4 148,3 148,4 150,2 150,6 152,7 153,2 154,7 155,1 156,1 160,6 161.0 167,6 168,4 169,3 171,1 173,3 176,2 177,5 178,7 179,6 183.0

3 . A

… O t N E I M I r r u c s E N ó I c A t I p I c E r p E d l A u s N E M O l E d O M I A

O X E N A

Mayo de 2001, J.H. Molno; A. Califra, División Suelos y Aguas, Dirección General de Recursos Naturales Renova - bles, Ministerio de Ganadería, Agricultura y Pesca

Cuadro A3.1 Agua Disponible de los Suelos del Uruguay (Molno y Califra, 2001)

57

<

>

disponible de las 99 Asociaciones de Suelos cartograadas en la base

 a crrp a  s da y Aca  a Cara  Rcc  s  urgay caa 1:1.000.000 (Aara  a., 1976) (r mapa 2.1) Pr ra par a 99 a    agrpar  cc rag  ar  Aga dp, y  cra ca   mapa 2.2. l ar  Aga dp fr cra c cac empíricas que determinan la Capacidad de Campo, el Coeciente de

l b i

marchz Pra y a a apar, a parr  c prca  ara, , arca y ara rgáca   hrz  .

e d C

A.4

b A

i 3 0 2 0 1 0 0 0 :

0

Evapotranspiración potencial en el uruguay

la aprapracó pca (etP) p  a crra  , y  ara rógca a c prara, raacó ar, ca  , ha raa y pró aférca. la prara y a raacó ar   cc aa y frca r  ra y  r, y pca aracó raa, pr  ca p r  rpraa pr  cc aa , ra q  cpra  a á ara ra á fíc  grazar. ex  a grafía ra gía pírca para ar a etP, r éa aca: thrhwa, cya úca ara  raa  a prara a a, y Pa, q cra a a ara rógca q r  a etP. u aá  a fracó rógca p  a red ocial de la Dirección Nacional de Meteorología (DNM) evidencia la dicultad para calcular la ETP mediante la fórmula de Penman en

a ayría  a ac rógca  paí. s arg a fracó cara  cra p  a 5 ac xpra  i naca  igacó Agrpcara (iniA). la r  prara a ara y etP  Pa  r   w  iniA-GRAs. C  j  ar a racó x r a etP cacaa pr a é,  aazó para caa a  a cc ac xpra  iniA a crracó r a etP cacaa pr  é  thrhwa (Aparc mjar, 1989), a parr  a prara a a y a etP cacaa c a en la ecuación de Penman-Monteith denida por FAO (Allen et al.,

1998) c parár aja para a cc  urgay. En las guras A4.1 a A4.5 se presenta la correlación entre ambas

r para a cc ac.

<

>

58


s ó aá  cpra aa  a racó r aa ac  a etP a  aá   cc aa  cc etPPa/etPthrhwa  a cc ac,  ca  pra  a Fgra A4.6. s ra q    ca x  arca cpra aca q p racar prcpa c  fc  ayr acó pr par       prara y a aa ha aférca     ñ-r. De la representación graca se desprende además que esta

aracó aca pra fr a a aracó paca  a racó r a ac  etP, pr  ca  aa  ará  cc aa pr r a cc ac aa (Fg.A4.6).

4 . A


O X E N A

Figura A4.1 al 5 – Correlación entre ETP de Thornthwaite y Penman para las 5 estaciones de INIA

59

<

>

l b i e d C b

Figura A4.6 – Variación anual de la relación Penman - Thornthwaite

A

i 3 0

Pr r a  crar a aracó paca  a etP   rrr  urgay acaa a gra  prara a, para  ca  zó a fracó  a r aca  dnm  a a ayr xó  éa. s cacó a etP  thrhwa para a r  prara a a  a ac ccaa y   prí  fracó p   ú 30 añ, a ca  pra  a taa A4.3 j a ar a   etP gú thrhwa.

2 0 1 0 0 0 :

0

A parr  a fracó praa  aró  apa  ía  aprapracó a aa  urgay.

eacó Arga

etPIthornthwaIte a aa (/) 1981-2010 eacó 80.1 Pa  e

etPIthornthwaIte a aa (/) 1981-2010 67.3

Carrac

67.3

Rra

75.9

Ca

70.9

Rcha

66.8

m

71.4

sa

79.7

mrc

70.5

tacaró

72.3

m (Pra)

69.8

tra y tr

70.8

Pa   tr(1)

72.6

tra (2)

69.5

Payaú

75.3

Yg

74.4

(1) haa 2008

(2)  1983

Tabla A4.3 – ETP media anual por Thornthwaite para las estaciones con información disponible en el período 1981-2010

<

>

60


s cacó g  cc  aa   ú 30 añ (19812010) para a 15 ac ccaa y, c  j  hacr cpara r í,  aazó caa cc a parr   a aa. e a cparacó q  ra  a Fgra A4.7  ra q  cc pra a arcaa ccca, pr  q ra raza rprar a aracó aa  a etP  urgay a  úc cc aa q a  pr   cc  a 15 ac (taa A4.4). e r, a aprapracó a  caqr p  urgay  ra ca  p   apa  etP a  urgay (Fgra A4.8), y  ar   etP a rpacó a parr  a ía y pca pr  cc  aaza (taa A4.4) A.5

Función objetivo, número de Nash

e  Apara A.2 rfr a a caracó    prcpacó-crr   urgay  hz rfrca a a zacó  úr  nah. El número de Nash (Nash y Sutcliffe, 1970) se dene como: R

2

5 . A

F o − F =

F


O X E N A

Figura A4.7 Ciclos anuales de ETP

61

<

>

: F o

=

∑(QM − QM )

2

i

;

F

=

∑(QM − QC ) i

i

2

QM

;

1 =

i

i

N

N

⋅ ∑QM i i

1

=

 Qm  crr , y QC  crr caca a a apcacó  . El Número de Nash toma valor 1 en el caso de que QM y QC sean idénticos.

l b i e d C b A

i 3 0 2 0 1 0 0 0 :

0

Figura A4.8 - Isolíneas de evapotranspiración media anual

e

F

mar

Ar

may

J

J

Ag

s

oc

n

dc

1,88

1,45

1,19

0,73

0,44

0,29

0,35

0,55

0,78

1,12

1,47

1,78

Tabla A4.4 Coecientes del ciclo anual medio de evapotranspiración

<

>

62


A.6

implementación del modelo para la determinación del escurrimiento

e các   crr a apca    Temez de precipitación-escurrimiento con los coecientes calibrados

para cca  urgay, p r pa  a paa  các  a g fra. Determinación de los parámetros del modelo:

máxa capaca  aaca  aga   : H max

=

0.916 AD

Parár  a prcpacó ía para q xa crr: CPo

=

0.30

Parámetro de descarga de inltración máxima: I max

=

386 mm

Parár  carga  aaca rrá: α =

2.325

1 6 . A

mes

Planilla de cálculo:


Descripción de las columnas de la planilla, siendo las las los meses

 prí cca (): columna I: var a  prcpacó: Pi columna II: var a  aprapracó pca: ETPi

columna III: máxa caa  aga q p  parcpar 

crr: δ i

=

H max − H i −1 + ETPi

A

O X E N A

columna IV: Prcpacó ía para q xa crr: Po i

=

CPo( H max − H i −1 )

63

<

>

columna V: exc: T i

0

=

si Pi ≤ Po i

( Pi

T i

=

Pi

− Po i

+ δ −

)

2

si Pi

2 Po i

>

Po i

columna VI: Humedad del suelo al nal del mes:

l b i

H i

e d

Max ( 0, H i −1 + Pi − T i − EPi )

=

Para   arr a c  a racó  p H = 0

C

columna VII: eaprapracó ra:

b A

i

ERi

3 0 2 0

=

min( H i −1 + Pi − T i , EPi )

columna VIII: Inltración a la zona saturada:

1 0 0 0

I i

:

0

I max

=

T i T i

+ I

max

columna IX: ecrr rc: Asup i

T i − I i

=

columna X: v  aaca rrá: −α

V i

=

V i −1 ⋅ e

−α

+ I

i

⋅e

2

Para   arr a c  a racó  p v = 0 columna XI: Apr rrá:

Asubi

V i −1 − V i + I i

=

columna XII: Apr a  /:

AT i

=

Asup

i

+ A

sub i

columna XIII: Apr a  H3/:

V esc

<

>

64

=

i

AT ⋅ AC /100.000 i


B o x e n A

1

1 . A S A I R A S E C E N S A R B O S A L E D O Ñ E S I D

B: ImpLEmENtACIóN DEL BALANCE híDRICO DE OfERtA y DEmANDA DE AguA

A

I S O X E N A

65

<

>

B.

Implementación del balance hídrico del embalse

El diagrama de ujo de la Figura B1 simula el comportamiento del embalse en el período de datos de estudio (meses 1 a N) de acuerdo con lo indicado en el Apartado 2.2,

Esto permite calcular mes a mes (i) el caudal que realmente puede entregar el embalse (Vr i), y realizar un análisis de garantía de la obra

L B I E D

Entrada: H v, Ht , Vemb(H-H*), Aemb(H-H*), Vesci, Pi, Evi, Vd i, Vs i (i=1,N)

C B

i =0 Vemb0 = V emb(Ht -H*) Aemb0 = A emb(Ht -H*)

A I 3 0 2 0

i = i+1

1 0

Vv i = 0 Vr i = Vd i

0 0 :

0

Vembaux =Vemb i-1 + V esc i – V d i – V s i ; Vembaux Aemb i = (A emb i-1 + A embaux ) / 2

A embaux

Vembi = Vemb i-1 + Vesc i (Ac – A emb i) / Ac + (P i – Ev i) Aemb i – Vd i – Vs i

Vemb i > V emb(Hv-H*)

SI

Vv i = Vemb i – V emb(Hv-H*) Vemb i = Vembv (H -H*)

SI

Vr i = V d i – (V emb(Ht -H*) – Vemb i)

NO

Vemb i < Vemb(H-H*) t

Vemb i = V emb(Ht -H*) Vr i = 0

NO

SI

Vr i < 0 NO

Vemb i NO

⇒

Hi

i =N

⇒

A emb i SI

Salida: { Vr i }

FIN

Figura B1 Diagrama de ujo para el balance hídrico entre oferta y demanda

<

>

66

DISEÑO y CONStRuCCIóN DE pEquEÑAS pRESAS

(Ht y Hv) para cubrir la demanda (Vdi). En el balance se ha considerado constante el caudal de servidumbre y el volumen de agua por inltración en el vaso y en el dique a través de la variable Vs i (Hm3), que en una primera aproximación se puede considerar nula. Para facilitar su implementación en una planilla de cálculo, se presenta el esquema siguiente: Planilla de cálculo:

Valores jos usados en la planilla: VolHt = Volumen del embalse a la cota de la obra de toma VolHv = Volumen del embalse a la cota de vertido Ar = Área de cultivo regada por el embalse con el volumen Vdi = vdi . Ar Ac = Área de la cuenca de aporte La siguiente es una descripción de las columnas de la planilla con los valores variables: Columna

Variable

Columna I

año

Columna II

mes i

Columna III

Esc i

Unidad

Descripción

B

(Hm3)

Columna IV

Pi

(mm)

Columna V

Evi

(mm)

Columna VI

vdi

(mm)

Columna VII

Pi-Evi

(Hm3)/Há

Columna VIII

Vdi

(Hm3)

Columna IX

Vsi

(Hm3)

Columna X

Vembaux i

(Hm3)

Columna XI

Aembaux i

(Ha)

Columna XII

Ai

(Ha)

Volumen de Escurrimiento para el año/mes i (del modelo de Temez) Valores mensuales de precipitación sobre el embalse (serie histórica) Valores mensuales de Evaporación desde el embalse (ciclo anual) Valores mensuales unitarios de la demanda según el cultivo y el mes Diferencia Pi-Evi en Hm3 de agua por cada Há del

A u g A E D A D N A m E D y A t R E f O E D O C I R D í h E C N A L A B L E D N ó I C A t N E m E L p m I I

embalse

Volumen mensual de demanda de riego para el área a cultivar Volumen mensual perdido por ltración y por servidumbre Volumen preliminar de embalse suponiendo Vri =Vdi y Vvi =0 Vembaux i=Vembi-1 +Esci -Vdi -Vsi Área correspondiente del embalse suponiendo Vri =Vdi y Vvi =0 Aembaux i = f(Vembaux i) Área media preliminar del embalse durante el mes i: Ai = (Aemb i-1 + Aembaux i) / 2

B

O X E N A

67

<

>

Columna XIII

Bi

(Hm3)

Columna XIV

Vembi

(Hm3)

Volumen preliminar del embalse, ajustando valores del Escurrimiento, Precipitación y Evaporación sobre el embalse, a n del mes i : Bi =Vembi-1 + Esci(Ac – Ai)/Ac +(Pi – Evi)Ai – Vdi – Vsi Volumen de embalse a n del mes i, según el siguiente esquema lógico: (Considerar un valor inicial de embalse medio) NO

Bi > VembHv L B

NO

SI

I

Bi < VembHt

Vemb i = Bi

E

SI

Vembi = VembHv

D

Vemb i = VembHt

C B

Para la planilla de cálculo:

Si( Bi>VembHv; VembHv; Si(Bi
A I

Columna XV

3 0

Columna XVI

2 0

Aembi

(Ha)

Vvi

(Hm3)

Área

del

embalse

a

n

del

mes

i:

Aembi = f(Vembi)

Volumen vertido en el mes, según el siguiente esquema lógico:

1 0 0 0

NO Bi > VembHv

:

0

Vvi = 0

SI Vvi = Bi - VembHv

Para la planilla de cálculo: SI( Bi>VembHv; Bi-VembHv; 0)

Columna XVII

Vri

(Hm3)

Volumen regado en el mes según el siguiente esquema lógico:

Bi < VembHt NO Vri = Vdi

SI

Vdi < (VembHt -Bi)

SI

NO Vri = Vdi - (VembHt -Bi)

Para la planilla de cálculo: SI( Bi
<

>

68

DISEÑO y CONStRuCCIóN DE pEquEÑAS pRESAS

Vri = 0

C o x e n A 1 . C

1

… O ñ E s I D E D A t N E m r O t A l E D N ó I c A N I m r E t E D

c. métODO rAcIONAl y métODO DEl Nrcs c.1 Inodin c.2 modo aiona c.2.1 coneo báio  definiione c.2.2 cáo de ada áxio  voen de eoenía c.3 modo de Nrcs c.3.1 coneo báio  definiione c.3.2 cáo de a toena de dieo c.3.3 cáo de Voen de eiieno c.3.4 cáo de cada áxio e Hidogaa de eida c.4 siifiaione aa a deeinain de ada áxio

C

I O X E N A

69

<

>

C. Método racional y método del NRCS C.1

Introducción

A continuación se presenta el procedimiento de cálculo para estimar el caudal máximo de diseño y el volumen de escorrentía para eventos extremos anuales con intervalo de recurrencia promedio mayor a 2 años y cuencas de aporte con área menor a 1000 km2 y tiempo de concentración menor a 6 horas. L B

Para cuencas mayores es necesario considerar el tránsito en la cuenca subdividiendo la misma en subcuencas de tamaño menores a 1000 km2 de supercie y 6 horas de tiempo de concentración.

I E D C

El caudal de diseño de la tormenta se estimará empleando, según corresponda, la fórmula Racional y/o el método del NRCS, Servicio de Conservación de Recursos Naturales (USDA-NRCS, 2007) del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (ver 3.1.1.3).

B A I 3 0 2 0 1 0

C.2

0 0 :

0

Método racional

C.2.1 Conceptosbásicosydefniciones Suponiendo que se inicia una lluvia con intensidad i constante y que ésta continúa en forma indenida, el método racional considera que la escorrentía comienza a generarse en forma instantánea, incrementándose hasta llegar a un valor máximo en un tiempo crítico, igual al tiempo de concentración (tc), instante a partir del cual toda la cuenca contribuye simultáneamente al caudal en la salida. El método teóricamente asume que la intensidad de precipitación es constante durante toda la tormenta y uniforme en toda la cuenca. El método fue desarrollado en principio para cuencas urbanas, y su extensión a pequeñas cuencas rurales implica asumir que la inltración es uniforme en el tiempo. La escorrentía queda caracterizada por el nivel de encharcamiento, que depende de la cobertura y la pendiente de la supercie del suelo. La estructura de drenaje en cauces no debe estar muy desarrollada, de forma de que el almacenamiento temporario en la cuenca no sea relevante. Los efectos de la precipitación y tamaño de la cuenca se tienen en cuenta explícitamente y las otras características físicas de la cuenca se consideran indirectamente en el tiempo de concentración y el coeciente de escorrentía. El coefciente de escorrentía representa la relación entre el caudal pico de escorrentía directa y la intensidad promedio de precipitación

<

>

70

DIsEñO y cONstruccIóN DE pEquEñAs prEsAs

en una tormenta. La estimación del coeciente de escorrentía constituye la mayor dicultad e incertidumbre en la aplicación del método, dado que este coeciente debe tener en cuenta todos los factores que afectan el caudal máximo: intensidad promedio y tiempo de respuesta de la cuenca.

C.2.2 Cálculo del caudal máximo y volumen de escorrentía El cálculo del caudal máximo y el volumen de escorrentía mediante el Método Racional requiere la determinación del coeciente de escorrentía (según Tabla 3.2), la intensidad máxima de la lluvia para una duración igual al tiempo de concentración (determinada según el procedimiento de cálculo descripto en el apartado 3.1.1.2) y el área de la cuenca (determinada según lo descripto en el apartado 2.1.1). El caudal máximo y el volumen de escorrentía se determinan mediante las ecuaciones:

Qmax donde: Qmax Vesc C i tc Ac

=

C .i. Ac 360

y

V esc

4.81 =

Q max t c

1000 1 . 3 . C

- caudal máximo (m3/s) - volumen de escorrentía (Hm3) - coeciente de escorrentía - intensidad uniforme en toda la cuenca para una duración igual al tiempo de concentración (mm/h) - Tiempo de concentración (hs) - área de la cuenca (Ha)

s c r N l E D O D O t é m y l A N O I c A r O D O t é m I

Para el volumen de escorrentía se asumió que el tiempo base del hidrograma es 2.667 veces el tiempo de concentración (al igual que el método del hidrograma unitario triangular del NRCS).

C.3

C

O X E N A

Método del NRCS

C.3.1 Conceptosbásicosydefniciones El método del NRCS, desarrollado por el Servicio de Conservación de Recursos Naturales de los EE.UU, tiene como referencia básica el National Engineering Handbook, parte 630 “Hydrology” ( USDANRCS, 2007)). El método ha sido desarrollado para estimar el volumen de escurrimiento y el hidrograma de crecidas para pequeñas cuencas no aforadas.

71

<

>

El método calcula el volumen de escurrimiento de eventos extremos a partir de la precipitación, las características del suelo, cobertura de la cuenca y condiciones antecedentes de humedad. Asume que la intensidad de precipitación es constante y uniforme en toda la cuenca durante cada una de las 12 duraciones de tiempo menores al tiempo de concentración propuestas, y una inltración decreciente en el tiempo. Además, propone la utilización de un hidrograma unitario triangular o adimensional para la estimación del caudal máximo y el hidrograma correspondiente al evento extremo, a partir de la precipitación efectiva.

L B I E

C.3.2 Cálculo de la tormenta de diseño

D C

Para el cálculo de la Tormenta de Diseño se requiere la determinación del área de la cuenca y las coordenadas de su baricentro, el tiempo de concentración (estimado según el procedimiento descrito en 3.1.1.1, y el periodo de retorno según el criterio del apartado 3.1.

B A I 3 0

Se consideran 12 duraciones D calculadas como D(hs)=t c/7 (donde tc es el tiempo de concentración en horas), que se disponen en la columna 1 (Tabla C.1).

2 0 1 0 0 0 :

0

A continuación se calcula la precipitación para cada duración en la columna 2 (Tabla C.1), (en el caso del presente manual empleando la metodología descripta en el Apartado 3.1.1.2). En la columna 3 (Tabla C.1) se calcula la diferencia de valores sucesivos de la columna 2 y

1

2

3

4

Duración (hs)

Precipitación (mm)

Incrementos de Precipitación (mm)

Tormenta (mm)

1D

P1

ICP1 = P1

INCP12 = T1

2D

P2

ICP2 = P2-P1

INCP10 = T2

3D

P3

ICP3 = P3-P2

INCP8 = T3

4D

P4

ICP4 = P4-P3

INCP6 = T4

5D

P5

ICP5 = P5-P4

INCP4 = T5

6D

P6

ICP6 = P6-P5

INCP2 = T6

7D

P7

ICP7 = P7-P6

INCP1 = T7

8D

P8

ICP8 = P8-P7

INCP3 = T8

9D

P9

ICP9 = P9-P8

INCP5 = T9

10 D

P10

ICP10 = P10-P9

INCP7 = T10

11 D

P11

ICP11 = P11-P10

INCP9 = T11

12 D

P12

ICP12 = P12-P11

INCP11 =T12

Tabla C.1 Construcción de la tormenta de diseño

<

>

72


se reordenan esos valores incrementales, según el criterio propuesto por el NRCS en la columna 4 (Tabla C.1), de manera de que la forma de la tormenta quede igual a la mostrada en la Figura C.1.

C.3.3 Cálculo del volumen de escurrimiento A partir de los valores acumulados de precipitación obtenidos en la tormenta de diseño (columna 5, Tabla C.2), y del Número de Curva de los Suelos presentes en la cuenca (Tablas 3.3 y 3.4) se determinan los volúmenes de escurrimiento acumulados mediante:

ESC =

ESC

=

( P − 0.2 S )

2

si P > 0.2 S

( P + 0.8 S ) 0

si P < 0.2 S

siendo:

S

1000  − 10 25.4   NC 

=

donde: P ESC S NC

- precipitación total de la tormenta - escorrentía producida en la tormenta - retención potencial máxima del suelo - número de curva

(mm) (mm) (mm) (adim)

3 . 3 . C

s c r N l E D O D O t é m y l A N O I c A r O D O t é m I

Precipitación (mm) / tiempo (horas)

C

O X E N A

1D

2D

3D

4D

5D

6D

7D

8D

9D

10D

11D

12D

Figura C.1 Tormenta de diseño

73

<

>

El escurrimiento acumulado al nal de cada período se dispone en la columna 6 (Tabla C.2) y el escurrimiento en cada período se determina en la columna 7 (Tabla C.2) como la diferencia entre el escurrimiento acumulado entre el nal y el inicio del período. Se ha demostrado que este método tiende a tener una inltración nula al nal de las tormentas, por lo que el US Bureau of Reclamation sugiere la incorporación de una inltración mínima. Para suelos de los grupos hidrológicos B, C y D se propone una inltración mínima de 1.2 mm/h y para los del grupo A una inltración mínima de 2.4 mm/h.

L B I

El décit se calcula en la columna 8 de la Tabla C.2, para cada intervalo restando a la columna 4 la columna 7. Si este décit en algún intervalo es menor a la inltración mínima (Imin = 1.2 mm/h o 2.4 mm/h según lo mencionado anteriormente), obligar a que:

E D C

B A

Q = T – Imin . D (columna 7, Tabla C.2).

I 3 0

Para determinar el volumen de escorrentía de la tormenta, se considera la duración total de la tormenta d = 12 tc / 7 y se utilizan las curvas IDF para determinar 12 t / 7, T , p . ( c ) r

2 0 1 0 0 0

A través de la función del NRCS (Método de la Curva Número) se determina el volumen de escorrentía de la tormenta extraordinaria, ver punto 3.1.1.3.2.

:

0 1

4

5

6 Escurrimiento Duración Tormenta Precipitación Acumulada Acumulado (hs) (mm) (mm) (mm)

7

8

Incrementos de Escurrimiento (mm)

DEFICIT (mm)

1D

T1

PA1 = T1

ESC1

ESC1=Q1

T1-Q1

2D

T2

PA2 = PA1+T2

ESC2

ESC2-ESC1=Q2

T2-Q2

3D

T3

PA3 = PA2+T3

ESC3

ESC3-ESC2=Q3

T3-Q3

4D

T4

PA4 = PA3+T4

ESC4

ESC4-ESC3=Q4

T4-Q4

5D

T5

PA5 = PA4+T5

ESC5

ESC5-ESC4=Q5

T5-Q5

6D

T6

PA6 = PA5+T6

ESC6

ESC6-ESC5=Q6

T6-Q6

7D

T7

PA7 = PA6+T7

ESC7

ESC7-ESC6=Q7

T7-Q7

8D

T8

PA8 = PA7+T8

ESC8

ESC8-ESC7=Q8

T8-Q8

9D

T9

PA9 = PA8+T9

ESC9

ESC9-ESC8=Q9

T9-Q9

10 D

T10

PA10 = PA9+T10

ESC10

ESC10-ESC9=Q10

T10-Q10

11 D

T11

PA11 = PA10+T11

ESC11

ESC11-ESC10=Q11

T11-Q11

12 D

T12

PA12 = PA11+T12

ESC12

ESC12-ESC11=Q12

T12-Q12

Tabla C.2 Cálculo de los volúmenes de escurrimientos

<

>

74


C.3.4 Cálculo del caudal máximo e hidrograma de crecida El cálculo del Hidrograma de Crecida se realiza a partir del hidrograma unitario de duración igual al intervalo de tiempo de la tormenta de diseño para la cuenca de aporte, empleando el método del Hidrograma Unitario Triangular del NRCS. El Hidrograma Unitario consiste en un triángulo que posee la forma indicada en la Figura C.2.

t p

=

t b

=

q p

=

D

0.6

t c

2.667

t p

2

+

0.208

Ac

−2

10

t p

donde: tp - tiempo pico D - intervalo de tiempo de la precipitación efectiva tc - tiempo de concentración tb - tiempo base qp - caudal pico unitario Ac - área de la cuenca

(horas) (horas) (horas) (horas) (m3/s/mm) (Ha)

4 . 3 . C

s c r N l E D O D O t é m y l A N O I c A r O D O t é m I C

O X E N A

Figura C.2 Hidrograma unitario triangular

75

<

>

A continuación aplicando las propiedades de linealidad y superposición, se debe multiplicar el Hidrograma Unitario obtenido por cada Incremento de escurrimiento (Columna 7 de la Tabla C.2) y sumar dichos hidrogramas desfasándolos en el tiempo. De esta manera se obtiene un Hidrograma correspondiente a la tormenta de diseño cuya integral en el tiempo es igual al volumen escurrido en dicha tormenta (Volumen escurrido en el área de la cuenca).

L B

C.4 Simplifcacionesparaladeterminacióndelcaudal máximo

I E D

A los efectos del cálculo simplicado del caudal máximo de la avenida extraordinaria se considerará una única función del coeciente de duración de las curvas IDF, de la forma: CD(d) = (d/3)

C

B

a

A I

Los valores de P de la columna 2 de la Tabla C.1 dieren en el coeciente de duración, por lo tanto si en 7D se tiene el tiempo de concentración, la relación:

3 0 2 0 1 0

P(nD)

0 0

P(t c )

 n    7

α

=

:

0

con n = 1 a 12

Por tanto determinada la precipitación para el tiempo de concentración

P( t

c , T r,

p ) , según lo descripto en el apartado 3.1.1.2, queda construida

la tormenta de diseño.

P

Dividiendo todos los términos de las Tablas C.1 y C.2 por: ( t c T r p ) la tormenta queda expresada en forma adimensional, siendo la ,

misma para cualquier pareja: tc ;

P( t

c , T r,

,

p) .

Para determinar las columnas equivalentes a las 6 y 7 de la Tabla C.2 es necesario dividir la fórmula de la Curva Número del NRCS por

P( t

c , T r,

ESC P( t , T , p) c

r

=

 2  Pt ( nD ) − 0.2 S  P   ( t , T , p ) P( t , T , p)  c

Pt ( nD ) P( t , T , p ) c

<

>

76

r

r

c

+

4

r

0.2 S

P( t , T , p) c

p) :

;

Pt ( nD ) P( t , T , p ) c

r

r


=

Col 5 ;

0.2 S

P( t , T , p) c

r

=

I a P

;

ESC P( t , T , p) c

r

=

Col 6

Por tanto si se determinó el Número de Curva y se calculó S se tiene I a

, y se puede calcular el escurrimiento imponiendo que si

P I a

> Col 5 el escurrimiento es nulo.

P

En la suma de los hidrogramas desfasados se observa que el tiempo pico se encuentra en el tiempo del pico del hidrograma correspondiente a 8D. Para cada uno de los 12 hidrogramas desfasados es posible determinar el valor de caudal correspondiente en 8 D + tp, multiplicando cada valor por el incremento adimensional de los escurrimientos (la equivalente de la columna 7 de la Tabla C.2) y sumando se tiene el valor del caudal máximo especíco. Se determinaron para diferentes valores de Ia/P los valores del caudal máximo especíco calculados con la tormenta de las IDF de la Sección 3.1.1.2 y por la tormenta simplicada y se determinó a minimizando las diferencias entre ambos cálculos, ver gura siguiente.

4 . C

s c r N l E D O D O t é m y l A N O I c A r O D O t é m I C

O X E N A

FiguraC.3Ajustedevaloresdelcaudalmáximoespecífco(qmax) en función de Ia /P

77

<

>

Teniendo en cuenta la forma de la función de la Curva Número del NRCS se ajustó una función del tipo:

b

 a − 

I a 

2



P

a+4

I a P

donde b representa la ponderación de los caudales unitarios y a la ponderación de los incrementos de escurrimiento.

L B I E

Se determinó que se logra la mejor aproximación para a=1.223 b= 0.786

D C

B A I 3 0 2 0 1 0 0 0 :

0

<

>

78


D o x e n A 1 . D E s L A b m E N u N E E t N E I c E r c A N u E D O D A N I m A L I

D. LAmINADO DE uNA crEcIENtE EN uN EmbALsE D.1 Eaione de lainado D.2 cadal de veido

D O X E N A

79

<

>

D.

Laminado de una creciente en un embalse

D.1

Ecuaciones de laminado

A partir de la cuenca de aporte a un embalse, se puede estimar el hidrograma de una crecida extraordinaria de ingreso al embalse, denida por la función: Q(t), y hallar el hidrograma de vertido, función de vertimiento Qv(t), y la variaciones en el almacenamiento del embalse Vemb(t) (Chow et al., 1994).

L B

La ecuación de continuidad aplicada al embalse queda expresada por (ver Figura D.1):

I E D

dV emb( t )

C

dt

B

=

Q ( t ) − Qv( t )

En la ecuación de balance anterior se desconocen dos términos Vemb(t) y Qv(t). Dada la geometría del embalse, Vemb(H) y conocido el funcionamiento hidráulico de la obra de vertido Qv(H-Hv), el almacenamiento Vemb(t) se podría expresar como función de los caudales de ingreso y salida y de sus derivadas. Asumiremos que

A I 3 0 2 0 1 0 0 0 :

0

Figura D.1 Laminado de embalse

<

>

80

DIsEñO y cONstruccIÓN DE pEquEñAs prEsAs

el embalse se comporta como una piscina nivelada, por tanto el almacenamiento sólo depende del caudal vertido:

V emb

=

f (Qv)

Esta función se determina relacionando el almacenamiento y la salida del embalse con el nivel de éste. La ecuación de continuidad en forma integrada aplicada al embalse: j +1

∫

j

dV emb

j +1

=

∫

j

j +1

Q( t ) dt − ∫ Qv( t ) dt j

La cual discretizada en el tiempo (ver Figura D.1) queda expresada: V emb j 1 − V emb j = +

Q j + Q j 1 +

2

Δt −

Qv j + Qv j 1 +

2

Δt

Separando de un lado y otro de la igualdad, lo no conocido y lo conocido al comienzo del intervalo de tiempo:  2V emb  2V emb j j [1] + Qv j = Q j + Q j +   Δt − Qv j  Δt   A partir de las funciones conocidas: +1

+1

Geometría del embalse Ley de vertido

+1

1 . D

Almacenamiento–Altura: Vemb(H) y Caudal de salida–Altura: Qv(H)

E s L A b m E N u N E E t N E I c E r c A N u E D O D A N I m A L I D O X E N A

Figura D.2 Construcción de la unción Almacenamiento-Caudal

81

<

>

se construye la relaciona Qv y

función almacenamiento - caudal de salida ,

2V emb Δt

+

que

Qv (ver Figura D.2):

Con la ecuación [1] se calcula

2V emb Δt

+

Qv en el instante j+1 y

con la función almacenamiento - caudal de salida se calcula Qv j+1 L B

Para simplicar el cálculo en la Ecuación [1] se recomienda expresar:

I

 2V emb j  − Qv j  Δt

E

+1

D

+1

C B

D.2

A I

  2V emb j  =    Δt

+1

 + Qv j   − 2Qv j  +1

+1

Caudal de vertido

La ley de vertido, caudal de salida-altura, se determinará para un aliviadero canal (French, 1993).

3 0 2 0 1 0 0 0 :

0

Ecuación de la energía: Entre el embalse y la sección de transición aliviadero-canal: E = yv + v2/2g se supone que la energía cinética en el embalse es despreciable frente al tirante. Ecuación de Manning: En la zona del canal donde alcanza el régimen normal: v = yn2/3 S1/2 / n se supone que el radio hidráulico se puede aproximar por el tirante (ver Figura C.3) Vertimiento Crítico: La condición de vertimiento crítico se cumple para Número de Froude igual a 1: Fr = vc / (g yc)1/2 = 1

a

vc2 = g yc

Por la Ecuación de la energía: E = yc + vc2/2g

a

E = yc + yc / 2 = 3/2 yc

En el aliviadero se tiene: el tirante critico y la velocidad crítica vc = (2/3 g E)1/2

yc = 2/3 E

Régimen SubCrítico en el Canal: Si en el canal existe un régimen subcrítico, la condición en el aliviadero está determinada por el ujo en el canal y se puede considerar: yv = yn = y

<

>

82


Por lo tanto:

E = y + v2/2g

y

v = y2/3 S1/2 / n

Para asegurar la hipótesis de régimen subcrítico se debe cumplir: K = (S/n2)1/2 (2/3 E)1/6 / g1/2< 1 Una solución aproximada al sistema de ecuaciones es la siguiente: Dividiendo por yc y adimensionando las variables por sus respectivos valores críticos: 3/2 = y* + v*2/2g (vc2/yc) 3/2 = y* + v*2/2

y

y

v* (vc/yc) = y*2/3 S1/2 / n (yc2/3/yc)

v* = y*2/3 (S/g)1/2 / n (2/3 E)1/6 = K y*2/3

Despejando y* se tiene: 3/2 = y* + K2 y*4/3 / 2 Si se aproxima a 1 el exponente 4/3: 3/2 = y* + K2 y* / 2 y* = 3 / (2 + K2 ) v* = K (3 / (2 + K2 ))2/3

2 . D

q* = v* y* = K (3 / (2 + K2 ))5/3 El caudal especíco y la velocidad en el canal quedan denidos por: E y S/n2 , siendo K = (S/n2)1/2 (2/3 E)1/6 / g1/2, debiendo cumplirse que K<1 para asegurar un régimen subcrítico:

E s L A b m E N u N E E t N E I c E r c A N u E D O D A N I m A L I

q = K (3 / (2 + K2 ))5/3 (2/3 E)3/2 g1/2 v = K (3 / (2 + K2 ))2/3 (2/3 g E)1/2

D O X E N A

Figura C.3 Análisis del caudal de vertido

83

<

>

L B L B I I E E D D

C B A I 3 0 2 0 1 0 0 0 :

0

<

>

84


E o x e n A 1 . E

O L u c L Á c E D s O L O p L p m E m J E E J E I

E: EJEmpLO DE cÁLcuLO E.1 Dieo del volen a eala E.1.1 cállo del volen de eiieno de la ena de aoe E.1.2 balane hídio enal en el eale E.1.3 saifaión de la deanda E.2 Dieo del aliviadeo E.2.1 Eiaión del volen de eoenía  adal áxio de la avenida exea E.2.2 Lainado de la avenida exaodinaia  deeinaión del anho del veedeo E.2.3 Deeinaión de la oa de oonaieno

I E E O X O E X N E A N A

85

<

>

E.

Ejemplo de cálculo

En la presente Anexo se muestra un ejemplo de aplicación del manual, se escoge una región en el departamento de Artigas, y se plantea en ella una hipotética represa cuya nalidad es el riego de arroz.

E.1

diseño del volumen a embalsar

En este capítulo se sigue la metodología propuesta en el Capítulo 2 del manual. L B

E.1.1 Cálculo del volumen de escurrimiento de la cuenca de aporte

I E

D

E.1.1.1 Datos necesarios para la aplicación del modelo

C B

Precipitación Mensual El pluviómetro más cercano es el de la ciudad de Artigas, del que se cuenta con datos mensuales durante el período 1981-2010.

A I 3 0 2 0

Área de la cuenca de aporte Utilizando la Hoja K-7 del Plan Cartográco Nacional del Servicio Geográco Militar, escala 1:50.000, se localiza el punto de cierre para el embalse y se delimita la cuenca de aporte (ver Figura E.1). Las

1 0 0 0 :

0

Figura E.1 Cierre y parteaguas de la cuenca de aporte

<

>

86


coordenadas del punto de cierre de la cuenca son: X = 453500 e Y = 6592350 El área de la cuenca de aporte es igual a: 2630ha.

Agua Disponible Trabajando con un Sistema de Información Geográca sobre la Carta de Reconocimiento de Suelos (Mapa 2.1) obtenida del sitio del MGAP superponemos el parteaguas de la cuenca, cuanticando la supercie ocupada por cada Unidad de Suelo presente (Figura E.2). A partir del Cuadro 2.1 se determina el valor de Agua Disponible para cada Unidad de Suelo de la cuenca, y con el área ocupada por cada una se determina el Agua Disponible ponderada (Figura E.2). Un valor similar se obtendría trabajando solo con el Mapa 2.2.

1 . 1 . E

O L u c L Á c E D O L p m E J E I E O X E N A


Agua Disponible

Cuchilla de Haedo – Paso de Los Toros Masoller Agua Disponible de la Cuenca

(mm) 21.5 52.1 22.3

Area ocupada (ha) 2559 71

Figura E.2 Unidades de suelo presentes en la cuenca y AD ponderada

87

<

>

Ciclo anual medio de evapotranspiración potencial A partir del Mapa 2.3 se determina la ETPm media de la cuenca. En la Figura E.3 se presenta una ampliación de la misma: ETPm = 101.1 mm/mes

L B I E

D C B A I 3 0 2 0 1 0 0 0 :

0 Figura E.3 Ubicación de la cuenca en el Mapa 2.3 para la determinación de la ETP m

El ciclo medio de evapotranspiración potencial de la cuenca se calcula multiplicando los coecientes de distribución del ciclo anual de ETP (parte inferior del Mapa 2.3) por la ETPm. Mes ETP (mm/mes)

Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Set

Oct

Nov

Dic

190.1 146.6 120.3 73.8

44.5

29.3

35.4

55.6

78.9 113.2 148.6 180.0

E.1.1.2 Modelo precipitación-escurrimiento (Temez) Mediante el modelo de Temez precipitación-escurrimiento (ver 2.1), aplicado a la cuenca, se estiman los aportes al embalse. Determinación de los parámetros del modelo (ver Anexo A.6) A partir del valor de Agua Disponible ponderada se determina el valor de Hmax: <

>

88


H max

=

0.9161 × 22.3mm

=

20.5 mm

Se consideran: CP0

=

0.30

I max

=

386 mm

=

2.325 mes

-1

Planilla de cálculo Se implementa la planilla de cálculo complementaria para determinar el volumen de escorrentía Esci en Hm3/mes. Se presentan en la Tabla E.1 los cálculos correspondientes a los primeros 25 meses.

ETPi Precip

i

Año mes mm 1981 1981 1981 1981 1981 1981 1981 1981 1981 1981 1981 1981 1982 1982 1982 1982 1982 1982 1982 1982 1982 1982 1982 1982 1983

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1

mm

190.1 137.4 146.6 186.1 120.3 66.0 73.8 48.0 44.5 256.4 29.3 96.8 35.4 66.1 55.6 48.3 78.9 95.2 113.2 55.5 148.6 121.3 180.0 135.4 190.1 70.4 146.6 360.8 120.3 29.1 73.8 21.4 44.5 178.5 29.3 127.1 35.4 71.3 55.6 167.0 78.9 219.2 113.2 117.3 148.6 315.2 180.0 34.7 190.1 162.1

δi

Poi

Ti

Hi

ETRi

Ii

Asupi

mm

mm

mm

mm

mm

mm

210.5 167.0 140.8 94.3 64.9 40.5 46.0 72.9 99.3 133.7 169.1 200.4 210.5 167.0 140.8 94.3 64.9 44.3 45.1 71.7 98.4 133.7 169.1 200.4 210.5

6.1 6.1 6.1 6.1 6.1 3.4 3.2 5.2 6.1 6.1 6.1 6.1 6.1 6.1 6.1 6.1 6.1 4.5 2.9 4.8 5.9 6.1 6.1 6.1 6.1

51.3 95.0 18.4 13.5 202.7 66.9 37.5 16.8 43.5 13.8 47.7 51.6 15.4 244.0 3.3 2.3 128.5 92.6 42.3 114.8 148.8 51.8 202.4 3.7 67.5

mm 0 0.0 0.0 0.0 0.0 9.3 9.9 3.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 5.5 10.7 4.3 0.9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

86.1 91.1 47.6 34.5 44.5 29.3 35.4 34.7 51.7 41.7 73.6 83.8 55.0 116.8 25.8 19.1 44.5 29.3 35.4 55.6 71.3 65.5 112.8 31.0 94.6

45.3 76.2 17.6 13.0 132.9 57.0 34.1 16.1 39.1 13.3 42.4 45.6 14.8 149.5 3.3 2.2 96.4 74.7 38.1 88.5 107.4 45.6 132.8 3.6 57.5

6.0 18.8 0.8 0.5 69.8 9.9 3.3 0.7 4.4 0.5 5.2 6.1 0.6 94.5 0.0 0.0 32.1 17.9 4.2 26.3 41.4 6.1 69.6 0.0 10.0

V

Asubi

A

Esci

mm mm mm Hm3 0 14.2 31.1 37.17 0.98 25.2 65.2 83.95 2.21 8.0 34.8 35.69 0.94 4.9 16.1 16.60 0.44 42.0 95.7 165.47 4.35 21.9 77.1 86.96 2.29 12.8 43.3 46.57 1.22 6.3 22.6 23.31 0.61 12.8 32.5 36.96 0.97 5.4 20.7 21.20 0.56 13.8 34.1 39.30 1.03 15.6 43.8 49.85 1.31 6.1 24.2 24.82 0.65 47.3 108.3 202.77 5.33 5.7 45.0 45.03 1.18 1.3 6.7 6.67 0.18 30.3 67.4 99.50 2.62 26.3 78.6 96.54 2.54 14.5 49.9 54.10 1.42 29.1 73.9 100.21 2.64 36.4 100.1 141.46 3.72 17.8 64.2 70.36 1.85 43.3 107.3 176.95 4.65 5.4 41.5 41.56 1.09 18.5 44.3 54.38 1.43

1 . 1 . E


Tabla E.1 Primeros 25 flas de la planilla de cálculo para estimación del escurrimiento mensual en la cuenca

89

<

>

E.1.2

Balance hídrico mensual en el embalse

Geometría del vaso del embalse A partir del relevamiento topográco del vaso del embalse se obtiene la curva de supercie en función de la cota (los valores presentados son ilustrativos):

L B

Cota

(m)

101.2

102.2

103.2

104.2

105.2

106.2

Área

(ha)

37.7

84.4

135.9

177.0

224.6

300.9

Se calcula el H* (según 2.2)

I

H* =98.7 m

E

Por mínimos cuadrados se encuentran los coecientes adecuados para expresar la relación Áreas-cotas con la siguiente función de la forma indicada: 1.81 Aemb( H − H *) 8.11 ( H − H *)

D C B A

=

I 3 0

El volumen embalsado (Hm3) en función de la cota (según 2.2) está dado por:

2 0 1 0

V emb

0 0

=

0.029( H − H *)

2.81

:

0

Caracterización de la represa Queda caracterizada por la cota de toma (Ht), la cota de vertido (Hv) y el volumen almacenado entre ambas cotas (Vmax) Ht = 100.5 m Hv = 106.0 m Vmax = 7.61 Hm3 Caracterización de la demanda Se consideró una demanda típica de un cultivo de arroz y una eciencia en el sistema de riego. Se supuso una demanda neta en la represa teniendo ya en cuenta las pérdidas del sistema y otras variables en el área cultivada: Demanda (vd i) (mm/mes) Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Set

Oct

Nov

Dic

318

153

47

0

0

0

0

0

0

59

212

388

El volumen de demanda queda caracterizado adicionalmente por la supercie a regar (Ar). Volumen mensual de la demanda:

Vd i = vd i Ar

Evaporación mensual en el embalse Para la estimación de la evaporación en el embalse (2.2) se considerará la evaporación de tanque (Et) en Artigas según el Cuadro 2.2: <

>

90


Evaporación mensual de tanque A (mm/mes) Estación Artigas Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic Et 252.7 188.2 169.5 104.5 73.2 58.6 72.6 103.5 122.7 164.1 205.8 256.6 Ev 176.9 131.7 118.7 73.2 51.2 41.0 50.8 72.5 85.9 114.9 144.1 179.6

Aportes mensuales de agua al embalse Como aporte al embalse se tiene: el aporte de la cuenca (E.1.1.2):

Vesc i

la precipitación en el embalse:

Pi

Balance Hídrico Se implementa la planilla de cálculo complementaria para simular el Ao  Vei pe. Eva. De. me (i) (H3) ()

1981 1981 1981 1981 1981 1981 1981 1981 1981 1981 1981 1981 1982 1982 1982 1982 1982 1982 1982 1982 1982 1982 1982 1982 1983

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1

0,98 2,21 0,94 0,44 4,35 2,29 1,22 0,61 0,97 0,56 1,03 1,31 0,65 5,33 1,18 0,18 2,62 2,54 1,42 2,64 3,72 1,85 4,65 1,09 1,43

()

137,4 177 186,1 132 66 119 48 73,2 256,4 51,2 96,8 41 66,1 50,8 48,3 72,5 95,2 85,9 55,5 115 121,3 144 135,4 180 70,4 177 360,8 131,7 29,1 118,7 21,4 73,2 178,5 51,2 127,1 41,0 71,3 50,8 167 72,5 219,2 85,9 117,3 114,9 315,2 144,1 34,7 179,6 162,1 176,9

pi-Evi

Vdi

Vi Veax Aeax

() (H3)/Ha (H3) (H3) (H3)

318 153 47 0 0 0 0 0 0 59 212 388 318 153 47 0 0 0 0 0 0 59 212 388 318

-0,0004 0,0005 -0,0005 -0,0003 0,0021 0,0006 0,0002 -0,0002 0,0001 -0,0006 -0,0002 -0,0004 -0,0011 0,0023 -0,0009 -0,0005 0,0013 0,0009 0,0002 0,0009 0,0013 0,0000 0,0017 -0,0014 -0,0001

3,5 1,68 0,52 0 0 0 0 0 0 0,65 2,33 4,27 3,5 1,68 0,52 0 0 0 0 0 0 0,65 2,33 4,27 3,5

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1,37 1,78 2,17 2,5 6,8 9,17 8,86 8,25 8,61 7,55 6,01 2,89 -0,15 3,79 4,49 4,4 6,89 9,5 9,06 10,3 11,4 8,84 9,96 4,46 1,92

Ai

bi Vei Aei

(Ha)

(H3)

(Ha)

97,6 116 131 144 274 332 325 311 319 293 253 158 0 188 210 207 277 340 330 358 382 325 351 209 122

3,89 1,26 1,75 2,07 2,45 6,88 7,64 7,64 7,64 7,64 7,31 5,84 2,69 0,14 3,82 4,22 4,28 6,96 7,64 7,64 7,64 7,64 7,64 7,64 3,99 1,81

191,3 92,46 114,4 127,2 141,8 276,2 295,4 295,4 295,4 295,4 287,2 248,6 151 22,82 189,1 201,6 203,3 278,3 295,4 295,4 295,4 295,4 295,4 295,4 194,5 117

144,5 104,1 123 135,6 208 304,3 310,3 303 307,3 294,3 270,2 203,2 75,48 105,5 199,4 204,3 239,9 309,2 312,6 326,5 338,5 310 323 252,2 158

1,26 1,75 2,07 2,45 6,88 9,07 8,76 8,11 8,52 7,31 5,84 2,69 -0,2 3,82 4,22 4,28 6,96 9,47 8,95 10,3 11,3 8,63 9,94 3,99 1,81

Vvi

Vi

(H3) (H3)

0 0 0 0 0 1,44 1,13 0,47 0,89 0 0 0 0 0 0 0 0 1,83 1,32 2,62 3,69 0,99 2,3 0 0

3,5 1,68 0,52 0 0 0 0 0 0 0,65 2,33 4,27 3,1 1,68 0,52 0 0 0 0 0 0 0,65 2,33 4,27 3,5

2 . 1 . E


Tabla E.2 Primeras 25 flas de la planilla de cálculo para el balance hídrico mensual en el embalse

91

<

>

balance hídrico a través de 30 años de registros de precipitaciones. Se muestra en la Tabla E.2 la planilla con la simulación de los 25 primeros meses para el caso de 1100 has de área regada y cota de vertido Hv = 106.0 m. Se considera Vsi = 0 para todos los meses, suponiendo nulo tanto el caudal de servidumbre así como otras pérdidas (inltración en el vaso y en el dique). L B

E.1.3 Satisacción de la demanda

I E

Según el punto 2.2 a los efectos de discutir la garantía del embalse estimamos el Índice de Satisfacción de la Demanda (ISD) para tres cotas de vertido Hv = 105; 106 y 107 m y para cinco supercies de cultivo a regar Ar = 700, 800, 900, 1000 y 1100 hectáreas:

D C B A I

IDS (volumen de riego vs de demanda) (%)

3 0 2 0 1 0 0 0 :

0

Supercie a Regar (Hás)

Hv= 105m

Hv= 106m

Hv= 107m

700

98,3

100

100

800

95,4

100

100

900

91,7

98,9

100

1000

87,5

97,1

99,6

1100

83,3

94,1

98,9

Tabla E.3 Valores de satisacción de la demanda

Figura E.4 Curvas de satisacción de la demanda

<

>

92


A partir de los volúmenes que resultan disponibles para riego considerando cada cota de vertido y cada valor de área cultivada, calculamos el índice de satisfacción de la demanda mediante: Índice de Satisfacción de la Demanda:

ISD

=

∑Vri ∑Vdi

Las sumatorias se efectúan sobre la planilla del balance hídrico (Tabla E.2) desde el inicio del primer año hidrológico completo. De este análisis surge la información de la Tabla E.3 y el gráco de la Figura E.4. A partir de la información anterior se puede seleccionar la cota de vertido (que condiciona el nivel de inversión necesaria en la presa) conociendo la demanda que es capaz de atender (área de riego) y el nivel de satisfacción de la misma (ISD). Con esta información se dene para el resto del cálculo la cota de vertido Hv = 106m y se pasan a dimensionar desde el punto de vista de la seguridad las obras necesarias para la construcción de la presa.

E.2

Diseño del aliviadero

1 . 2 . E

E.2.1 Estimación del volumen de escorrentía y caudal máximo de la avenida extrema

O L u c L Á c E D O L p m E J E

E.2.1.1 Tiempo de Concentración Se calcula a partir de la fórmula de Kirpich, para la cual se debe determinar en la carta 1:50.000 la longitud del cauce principal, y su diferencia de cotas (se realiza a partir de E.1.1.1). Estas resultan ser: L

=

Δ H

10.3 Km =

I E O X E N A

95 m

Aplicando la fórmula de Kirpich: 0.77 −0.385 t c 0.4 (10.3 Km ) (95 m /10.3 Km /10) =

=

2.49

horas

Dado el tamaño de la cuenca y el valor de t c se aplicará el método del NRCS.

E.2.1.2 Precipitación máxima A partir de las isoyetas de Mapa 3.1 se determina P3,10 = 97,0 mm. Este valor se corrige mediante los factores de corrección de la precipitación según:

93

<

>

Período de retorno de 100 años CT T

( )

  100  0.5786 − 0.4312 × log  Ln     − 100 1 

=

r

=

1.44

La duración, igual al tiempo de concentración (< 3 hs) 0.6208 × 2.49 CD(tc) = = 0.92 0.5639 ( 2.49 + 0.0137) La supercie de la cuenca y la duración

L B I

CA( A

, ) c tc

E

D

=

−0.4272

1.0 − 0.3549 × 2.49

×

(1.0 −

e

( −0.15 × 2630 / 1000)

)

=

0.922

La precipitación para tc queda dada por:

C B

P( tc, T , p )

A

=

r

97.0 × 1.44 × 0.92 × 0.922

=

118.5 mm

I 3 0

En forma similar la precipitación para 12 tc / 7 = 4.26, queda dada por:

2 0

P(12 tc / 7, T , p )

1 0

r

=

97.0 × 1.44 × 1.14 × 0.938

=

149.4 mm

0 0 :

0

E.2.1.3 Estimación del caudal máximo y el volumen de escorrentía Como el tiempo de concentración es mayor a 20 minutos, y el área de la cuenca de aporte es superior a 400 ha se utiliza el método el NRCS para estimar el caudal máximo y el volumen de escorrentía.

Estimación del Número de Curva Según la Tabla 3.3 (o con el Mapa 3.2) se determina el Grupo Hidrológico de los suelos presentes en la cuenca, y a partir de éste su Número de Curva según la Tabla 3.4. Considerando que los suelos están cubiertos por pradera en condición buena, el Número de Curva es: Unidad Cartográca de Suelos

Grupo

Cuchilla de Haedo – Paso de Los Toros Masoller Número de Curva NRCS

D C

Número de Area Curva NRCS ocupada (ha) 80.0 2559 74.0 71 79.8

A partir del número de curva se determina el término Ia = 0.2 S: 1000  − 10 64.1 ; I a 12.8 S 25.4   79.8  =

<

>

94


=

=

Volumen de escorrentía de la avenida extraordinaria Según 3.1.1.3.2, calculada la precipitación (P12 tc / 7 ) y determinado el término Ia: 2

V esc

=

(149.4 − 12.8)

−5

(149.4 + 4 × 12.8)

2630 ×10

=

2.44

Hm3

Caudal máximo de la avenida extraordinaria Se determina el parámetro de inicio de escurrimiento: I a / P

=

12.8 / 118.5

=

0.11

A partir de la Figura C.3 o de la ecuación correspondiente se determina el caudal especíco máximo:

qmax =

(1.223 − 0.11)

0.786

2

1.223 + 4 × 0.11

=

0.59

El caudal máximo de la avenida extraordinaria está dado por: Qmax

=

0.310

0.59 2.49

118.5 × 2630 × 10

−2

=

229 2 . 1 . 2 . E E

O L u c L Á c E D O L p m E J E

E.2.2 Laminado de la avenida extraordinaria y determinación del ancho del vertedero Una vez determinados el caudal máximo y el volumen de escorrentía se diseña el canal vertedero. Asociado a la cota de inicio de vertido del embalse (106 metros), de acuerdo a lo planteado en la Figura 3.2, se calculan para valores variables de “E” los valores resultantes del caudal vertido, el caudal especíco, la velocidad del ujo, y el ancho del vertedero, según lo indicado en la Tabla E.4:

k

q

v

m3/s/m

m/s

(m)

0,73

0,42

1,32

270

100,5

0,74

0,48

1,40

208

1,41

97,4

0,75

0,50

1,42

194

1,57

81,8

0,76

0,59

1,52

139

E

VL

Qvmax

(m)

(Hm3)

(m3/s)

0,4

1,24

112,8

0,44

1,37

0,45 0,5

I E O X E N A

B

Tabla E.4 Cálculo del ancho del vertedero y velocidad del fujo a partir de “E”

95

<

>

Los valores de VL y Qvmax se obtienen a partir de las ecuaciones planteadas en 3.1.2,

V L

=

V (106.00 + 0.40) − V (106.00) = 1.24

Qvmax = (1 − 1.24 / 2.44) × 229.0 = 112.8 Para el cálculo del caudal especíco “q” se consideró un canal vertedero con un coeciente de Manning de 0.035 y se estimó una pendiente de 0.01, con lo cual el valor de S/n2 es de 8.16.

L B I E

A partir de 3.1.3 para E=0.40

D

K

C

=

(

2

0.01 0.035

1/ 2

) ( 2 30.4)

1/ 6

1/ 2

/g

=

0.73

B A I

q=

3 0

v

2 0 1 0

( 0.73 ( 3 (2

=

+

5/ 3

) 0.73 )) 2

0.73 3 (2 + 0.73 ) 2

(2/ 3 0.4)

2/ 3

3/ 2

1/ 2

g

1/ 2

( 2 / 3 g 0.4)

=

=

3

0.42 m / s / m

1.32 m / s

A partir de 3.1.4 se determina el ancho del vertedero:

0 0 :

0

B

=

112.8 0.42

=

270 m

Analizando los resultados volcados en la Tabla E.4 para los distintos valores de E, se propone la construcción de un canal vertedero de 200 m de base, empastado y con una pendiente de 1%. Este canal tendrá una velocidad máxima de 1.42 m/s y un incremento máximo sobre la cota de inicio de vertido de 0.45 m.

E.2.3 Determinación de la cota de coronamiento La cota de coronamiento de la presa (Hpresa) resulta de sumar a la cota de inicio de vertido (Hv) la altura de revancha (Hrevancha): Hpresa = Hv + Hrevancha En este ejemplo se considera que el Fetch, o distancia a la cota de vertido desde la presa hasta la orilla opuesta y normal al eje del terraplén, es de 770 m, Según la Tabla 3.6, se considerará: BLnormal = 1.2 m BLmin=0.9 m

<

>

96


Se calculan entonces:

Hrevancha N = BLNormal= 1.2m Hrevancha M = E + BLMínimo= 0.45 + 0.9 =1.35 m Con lo cual la altura de revancha mínima a considerar en este caso será de 1.35 m sobre el nivel del vertedero, lo que corresponde a la cota de coronamiento de la presa. Cota de coronamiento: 1,35 + 106,0 = 107,35 m La altura de la presa estará determinada por la diferencia entre esta cota de coronamiento y la cota del punto más bajo del terreno de fundación.

3 . 1 . 2 . E E


97

<

>

L B I E

D C B A I 3 0 2 0 1 0 0 0 :

0

<

>

98

DIsEñO y cONstruccION DE pEquEñAs prEsAs

a í f a r g o i l b i B

1

L B

A u g A E d A d N A m E d y A t r E f O E d O c I r d í h E c N A l A b l E d N ó I c A t N E m E l p m I B

I O X E N A 99

<

>

Bibliografía

L B

I E D C B A I 3 0

Allen, R.G.; Pereira, L.S.; Raes, D.; Smith, M. (1998). ”Crop evapotranspiration: Guidelines for computing crop water requirements.” FAO Irrigation and Drainage Paper. Nº 56. 300 p

2 0 1 0 0 0 :

0

Altamirano, A., da Silva, H., Durán, A., Panario, D., Puentes, R. (1976). Carta de Reconocimiento de Suelos del Uruguay a escala 1:1.000.000. Ministerio de Agricultura y Pesca, Dirección de Suelos y Fertilizantes, Montevideo. Aparicio Mijares F.J. (1998). Fundamentos de Hidrología de Supercie. Ed Limusa. Bureau of Reclamation. (1987). “Diseño de presas pequeñas”. Chow, V.T., Maidment, D., Mays L. (1994). “Hidrología Aplicada.”, McGraw-Hill Interamericana S.A. Durán A. (1996). “Clasicación en grupos hidrológicos de los suelos del Uruguay”. Facultad de Agronomía. Departamento de Suelos y Aguas, Cátedra de Edafología. Fernandez W., Vogel R. M., Sankarasubramanian A. (2000). Regional calibration of a watershed model. Hydrological Sciences—Journal—des Sciences Hydrologiques, 45(5): 689–708. French R.H. (1993). “Hidráulica de canales abiertos”. McGraw-Hill Interamericana S. A. García Petillo M., Cánepa P., Ronzoni C. (2008). “Manual para el diseño y construcción de tajamares de aguada”. Ministerio de Ganadería Agricultura y Pesca, Proyecto Producción Responsable – Banco Mundial, Uruguay, febrero 2008.

<

>

100


Genta J.L., Charbonnier F., Rodríguez A. (1998). “Precipitaciones máximas en el Uruguay”. Congreso Nacional de Vialidad, 1998. Genta J.L., Charbonnier, F, Failache, N. (2001). Modelo Regional de Balance Hídrico Mensual para Cuencas no Aforadas en Uruguay . IV Congreso Internacional de Ingeniería Agrícola, Universidad de Concepción, Chillán, Chile, 9-11 de mayo de 2001.

L B

Genta, J.L., Failache, N., Alonso, J., Bellón, D. (2001). Balances hídricos superciales en cuencas del Uruguay. Universidad de la República-Ministerio de Transporte y Obras Públicas - PHI-UNESCO.

A í f A r g O I l b I b

Molno J.H., Califra A. (2001). “Agua Disponible de las Tierras del Uruguay”, División de Suelos y Aguas, Ministerio de Ganadería Agricultura y Pesca. Nash, J.E., Sutcliffe, J.V. (1970). “River ow forecasting through conceptual models, part 1 - a discussion of principles”. J Hydrol. 10: 282290. Temez J.R. 1977. Modelo matemático de transferencia precipitación aportación. ASINEL. USDA - NRCS. (1997). “Agriculture Handbook 590: Ponds - Planning, Design, Construction”. United States Department of Agriculture, Natural Resources Conservation Service. http://www.in.nrcs.usda.gov/ pdf%20les/ponds.pdf USDA - NRCS. (2007). “National Engineering Handbook, Part 630: Hydrology”. United States Department of Agriculture, Natural Resourses Conservation Service.

101

<

>

L B I E D C B A I 3 0 2 0 1 0 0 0 :

0

<

>

102


Resumen de pasos necesarios para el diseño hidráulico hidrológico de pequeñas presas

Demanda y localización de la obra • Denir tipo y cantidad de demanda de agua. • Selección del sitio donde se localizaría la represa. • Relevamiento topográco del vaso, y determinación de las funciones de volumen de almacenamiento y supercie del embalse. • Determinación de la supercie de la cuenca, longitud y pendiente del cauce principal, tipos de suelos y supercie ocupada en la cuenca. Dimensiones del embalse • Selección de un pluviómetro representativo de la cuenca y obtención de los últimos 30 años de registros mensuales de lluvia. • Caracterización de la demanda mensual de agua. Por ejemplo para un cultivo, a través del consumo por hectárea y por mes, área sembrada y eciencia del sistema de riego. • Selección del tanque evaporímetro representativo del embalse. • Determinación del volumen mensual de escurrimiento de la cuenca de aporte (Método de Temez). Es necesario determinar el Agua Disponible de los suelos de acuerdo al tipo de suelo. • Determinar el grado de cumplimiento de la demanda a través de un balance hídrico en el embalse, caracterizado éste por las cotas de toma y de vertido. Con esto se dene la cota de vertido

R

… N E m u s E r

Dimensiones del vertedero canal y cota de coronamiento de la presa • Determinación del tiempo de concentración de la cuenca. • Determinación del período de retorno que caracteriza la avenida extraordinaria que se utiliza para diseñar la obra de vertido. Vericación de la ausencia de potenciales consecuencias signicativas en caso de inundación por falla de la presa. • A partir de las curvas IDF, cálculo de la precipitación correspondiente al período de retorno seleccionado y a una duración igual al tiempo de concentración. • Determinación del caudal máximo y el volumen de escorrentía de la avenida extraordinaria. Elección del método de acuerdo a la supercie de la cuenca y el tiempo de concentración. Según el Método Racional es necesario determinar la pendiente media de la cuenca para seleccionar el coeciente de escorrentía. Según el Método del NRCS es necesario determinar el Número de Curva que depende de la cobertura, tratamiento, condición hidrológica y tipo de suelo. • Laminado de la crecida en el embalse: Determinación del caudal de vertido máximo asociado a la cota máxima de vertido (espesor de la lámina de vertido). • Determinación del caudal especíco y velocidad en el vertedero canal, asociados a la lámina de vertido y las características del canal (rugosidad y pendiente). • Selección del ancho del vertedero canal y longitud del canal de vertido, analizando diferentes láminas de vertido y velocidades en el canal. • Cálculo de la cota de coronamiento de la presa estimando la altura de revancha.

103

<

>

L B

I E D C B A I 3 0 2 0 1 0 0 0 :

0

Se terminó de editar en abril de 2011. Montevideo Uruguay

<

>

104


Volumen 1 Diseño Hidrológico/Hidráulico

<

>

116 Manual Pequenas Presas

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