OBRAS HIDRAULICOS
Contenido 1. INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 2 2. OBJETIVOS ............................................................................................................................ 3 2.1. OBJETIVO GENERAL .................................................................................................... 3 2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS ........................................................................................ 3 3. MARCO TEORICO .................................................................................................................. 4 3.1. Aliviadero de demasías .................................................................................................. 4 3.1.1. DEFINICIÓN........................................................................................................... 4 3.1.2. FUNCIONES ............................................................................................................ 4 3.1.3. PARTES ..................................................................................................................... 5 3.1.4. TIPOS DE ALIVIADEROS ................................................................................. 15 3.1.5. PRINCIPALES ALIVIADEROS ALIVIADEROS EN EL PERU Y EL MUNDO ....................... 19 3.2. CRITERIOS DE DISEÑO HIDRAULICO ................................................................ 22 3.2.1. Estructuras de coronación y muros .................................................................. 22 3.2.2. Detalles complementarios ................................................................................... 26 4. CONCLUSIONES .............................................................................................................. 28 5. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y LINKOGRAFICAS ....................................... 29
pág. 1
OBRAS HIDRAULICOS
1. INTRODUCCIÓN El agua es vital para todos los procesos de la supervivencia y el desarrollo de la humanidad. De allí la importancia de las estructuras hidráulicas, que correctamente proyectadas, diseñadas y construidas permiten el mejor aprovechamiento de los recursos hídricos poniéndolos en función de las necesidades del hombre y su entorno. Los aliviaderos son estructuras que tienen como función evacuar el excedente de agua no regulable que se encuentra en los embalses asegurando la integridad física de la presa y garantizando gar antizando que no ocurran daños admisibles aguas abajo de la presa. Los aliviaderos de las presas son uno de los elementos fundamentales de esta obra hidráulica lo que hace que a veces la tipología de muchas presas venga condicionada al tipo de aliviadero. La problemática de diseño del mismo se basa en los siguientes aspectos: evaluar la avenida máxima previsible, establecer unas características adecuadas del conjunto embalse-aliviadero-cauce embalse-aliviadero-cauce aguas abajo para hacer frente a la avenida y a otras más frecuentes y selección del tipo idóneo de aliviadero. Existen diversos tipos según la forma y uso que se haga de ellos, a veces de forma controlada y otras veces como medida de seguridad en caso de tormentas en presas. Ellos pueden ser a superficie libre o a presión o de funcionamiento mixto. En este trabajo se esboza de forma general las funciones de los aliviaderos; la crecida del proyecto; los tipos de aliviaderos de acuerdo a la tipología de las represas.
pág. 2
OBRAS HIDRAULICOS
2. OBJETIVOS 2.1. OBJETIVO GENERAL
Investigar acerca de los aliviaderos demasías, y cuáles son los criterios de diseño hidráulico
2.2. OBJETIVOS ESPECIFIC ESPECIFICOS OS
Definir los aliviaderos de demasías
Determinar las funciones, partes, características y tipos de aliviaderos de demasías
Explicar criterios de diseño hidráulico de un aliviadero de demasías
pág. 3
OBRAS HIDRAULICOS
3. MARCO TEORICO 3.1. Aliviadero de demasías 3.1.1. DEFINICIÓN Son estructuras de regulación y de protección que sirven para evacuar caudales de demasías o caudales superiores a los del diseño. Si estas aguas excedentes ingresarán a las diferentes obras que componen el sistema, podrían ocasionar daños de imprevisibles consecuencias. Los aliviaderos son elementos de las presas que tienen la misión de liberar parte del agua, su función es evacuar el agua excedente que no caben el espacio destinado para el almacenamiento. El aliviadero debe tener la capacidad de retirar esos volúmenes de agua adicionados, mediante el transito del progresivo del flujo, a través de los elementos estructurales que componen el aliviadero. El diseño de esta estructura, debe considerar el vertido atendiendo la seguridad de otros elementos del embalse y la disposición de las aguas deben estar diseñadas de tal manera para el impacto aguas abajo, sea el mínimo posible. El aliviadero puede presentar varias magnitudes del flujo a descargar, pero en realidad el diseño del aliviadero se basa en el cálculo de la máxima creciente por la hidrología de la cuenca de aporte.
3.1.2. FUNCIONES Los aliviaderos son elementos de las presas que tienen la misión de liberar parte del agua retenida o embalsada evitando su paso por la sala de máquinas. Pueden ir dotados o no de compuertas Los aliviaderos tienen como misión, liberar parte del agua retenida o embalsada evitando su paso por la sala de máquinas de tal forma que se cumpla las siguientes pautas:
pág. 4
OBRAS HIDRAULICOS
Garantizar la seguridad de la estructura hidráulica, al no permitir la elevación del nivel, aguas arriba, por encima del nivel máximo.
Garantizar un nivel con poca variación en un canal de riego, aguas
arriba.
Constituirse es una parte de una sección de aforo del río o arroyo.
Disipar la energía para que la devolución al cauce natural no produzca daños.
Descarga de demasías, permitiendo la salida del exceso de agua de las represas, ya sea en forma libre, controlada o mixta.
3.1.3. PARTES El aliviadero es aquel objeto de obra dentro del Conjunto Hidráulico a través del cual se le da salida al agua que no se desea aprovechar del embalse. De modo general, se pueden señalar como partes que componen el aliviadero, las siguientes: o
Canal de aproximación
o
Sección de control
o
Transición
o
o
o
Rápida o conducto de descarga Estructuras terminales o disipadoras de energía Canal de salida
pág. 5
OBRAS HIDRAULICOS
3.1.3.1.
Canal de aproximación
3.1.3.1.1. Definición Los aliviaderos comienzan generalmente, por un trama de canal que permite el acceso del agua a éstos. Este canal debe cumplir el requerimiento de conducir el agua hasta la sección vertedora en condiciones tranquilas y normales a su longitud, evitando zonas de turbulencia que afecten la uniformidad de trabajo de la estructura. El canal de acceso debe también producir las mínimas perdidas de carga (energía por unidad de peso) para disponer de la mayor carga total para el vertimiento. Las dimensiones del canal de acceso (ancho y longitud) están generalmente subordinadas a la elección del tamaño, tipo y ubicación de la sección de control vertedora y al tipo de terreno.
pág. 6
OBRAS HIDRAULICOS
3.1.3.1.2. Exigencias hidráulicas del canal de aproximación El canal de aproximación aproximación debe cumplir para su su diseño, con los los siguientes requisitos:
Debe ser diseñado y ubicado de forma tal que las velocidades no afecten el talud de la cortina.
Las velocidades deben ser suficiente pequeñas para que las pérdidas de energía y la erosión sean las menores posibles.
La entrada de agua al canal debe ser suave o gradual, con vista a evitar vórtices y remolinos.
Deben evitarse los cambios bruscos de dirección en planta.
Las líneas de corriente tienen que ser normales a la sección vertedora para lograr una distribución uniforme de gastos específicos
pág. 7
OBRAS HIDRAULICOS
3.1.3.2.
Sección de control o sección vertedora
3.1.3.2.1. Definición y tipo de secciones vertedoras más usadas Uno de los principales componentes de un aliviadero, lo constituye la estructura de control o sección vertedora por que regula y gobierna las descargas del vaso cuando en este se alcanzan niveles mayores a los ya fijados. Las secciones vertedoras pueden adoptar diferentes formas tanto longitudinales como transversales, dependiendo de múltiples factores entre los que se destacan su tamaño, su ubicación y la finalidad de su empleo Existen distintos tipos de secciones vertedoras:
De pared delgada
Poligonales (umbral ancho)
De perfil práctico sin vacío
De perfil práctico con vacío
Teniendo en cuenta el objetivo que se persigue con estos apuntes que es el diseño de los aliviaderos de presas, se presentan a continuación las características generales, metodologías metodologías y ejemplos de cálculo de los tres últimos tipos de vertedores antes mencionados, no siendo igual en el caso del vertedor de pared delgada, pues su uso más frecuente es en aforos de canales y en mediciones de laboratorio.
pág. 8
OBRAS HIDRAULICOS
3.1.3.3.
Transición
3.1.3.3.1. Definición Es una estructura que se ubica ub ica entre el cimacio y la rápida con el objetivo de cambiar la forma o las dimensiones o ambas, de la sección transversal, de la cual se puede prescindir en dependencia de las dimensiones del vertedero El uso de las transiciones en un aliviadero, está determinado por la necesidad de reducir los costos de construcción de los aliviaderos que presentan grandes longitudes vertedoras, ya que de mantenerse estas en
pág. 9
OBRAS HIDRAULICOS
la restantes partes del aliviadero aguas abajo, se originarían grandes volúmenes de excavación y de hormigón. 3.1.3.3.2. Criterios para seleccionar el esquema de transición en planta La forma en planta de la transición generalmente se subordina a la forma de la sección vertedora, con el objetivo de escoger la configuración lógica de las líneas de corriente, después del vertimiento, por ejemplo:
Aguas debajo de vertedores de planta curva es preferible siempre colocar una transición de planta curvilínea para de esta forma lograr la transformación del flujo radial a la entrada en axial a la salida.
Aguas debajo de vertedores frontales, los estudios realizados por Ippen y Dawson demostraron que es preferible realizar la transición de planta recta por cuanto en ella se logran buenos patrones del flujo y tirantes pequeños
3.1.3.3.3. Criterios para el dimensionamiento de las transiciones a) Ancho inicial (B) y final (b) (b ) de las transiciones
El ancho inicial, está determinado por la longitud que se alcanza en la sección vertedora, es por eso que su valor siempre se hace coincidir con la longitud total de vertimiento = El ancho final deberá conjugar la optimización de la rápida, con las recomendaciones de SEVCHENKO dadas al respecto para garantizar el buen funcionamiento de las transiciones.
pág. 10
OBRAS HIDRAULICOS
Se presenta una vista en planta de la transición, de la cuala se puede ver ver la pres presen enta taci ción ón de los los de desc scri rito toss
3.1.3.4.
Rápido o conducto de descarga
3.1.3.4.1. Definición Es aquel elemento del aliviadero encargado de salvar la diferencia de nivel entre la sección vertedora y el cauce del río o canal de salida. Su pendiente generalmente es fuerte, asegurando un régimen de circulación supercrítico. 3.1.3.4.2. Criterios para el dimensionamiento de la rápida El diseño hidráulico de una rápida implica en lo fundamental, resolver siguientes aspectos: pág. 11
OBRAS HIDRAULICOS
a) Trazo en Planta
El trazado en planta de la rápida r ápida constituye uno de los aspectos que está estrechamente vinculado con la experiencia del proyectista. No obstante ello, se quieren resaltar algunos aspectos que se deben tener en cuenta – siempre que sea posible- a la hora de la ejecución de dicho trazado, los cuales son: 1. Aprovechar las vaguadas existentes en la zona. 2. Evitar los cambios de dirección en planta de la rápida, pues no se puede olvidar que el régimen de circulación en estas es supercrítico. 3. Reducir con su trazado, la distancia entre el embalse y la descarga en el río para de esa forma lograr sustanciales ahorros de excavación y hormigón. b) Trazado del perfil longitudinal
Al igual que en el caso anterior, el trazado de perfil longitudinal de la rápida depende en gran medida de la experiencia del proyectista, la geología y la topografía de la zona donde será ubicada el aliviadero. No obstante a ello a continuación se relacionan algunos aspectos que deben ser considerados, en la medida de las posibilidades, a la hora de realizar el trazado de dicho perfil 1. Se debe evitar la obtención de pendientes muy fuertes (30%), pues las mismas pueden dificultar los trabajos de construcción de la rápida y producir una vez en explotación, altas velocidades en el flujo que puedan dar lugar a la ocurrencia de la cavitación. 2. Seguir la pendiente natural del terreno para de esa forma disminuir la excavación. Para ello se puede concebir en el trazado de la rápida, hasta tres tramos de diferentes pendientes.
pág. 12
OBRAS HIDRAULICOS
3. A la hora de definir la ubicación del extremo final de la rápida, se deberá tener en cuenta el tipo de disipador a emplear: si es un pozo o estanque amortiguador, la cota final de la rápida, deberá garantizar que la descarga del flujo se realice por debajo del nivel del agua que se tenga aguas abajo, para con ello propiciar la ocurrencia del salto hidráulico, si por el contrario el disipador a emplear, resulta un trampolín, la cota final de la rápida deberá quedar no menos de 2 a 3 m. encima del nivel del agua, aguas abajo para garantizar la descarga libre del flujo que circula a través de la rápida.
3.1.3.5.
Estructura terminal o disipadora de energía
3.1.3.5.1. Definición El agua que vierte a través de una presa vertedora o la que circula por una rápida, adquiere una gran energía, que de ser entregada directamente al canal de salida, traería consigo una gran erosión que transcurrido un tiempo podría atentar contra la integridad del aliviadero y la cortina o terraplén de la presa si la descarga se realizara cercana a ésta. Para
pág. 13
OBRAS HIDRAULICOS
evitar esta situación se construyen objetos de obras conocidos con el nombre de disipadores de energía que no son más que aquellas estructuras encargadas de amortiguar la gran energía que adquiere el agua en su caída. 3.1.3.5.2. Tipos de disipadores de energía Existen distintos tipos de disipadores entre los que se pueden citar: 1. 2. 3. 4.
3.1.3.6.
El pozo amortiguador El estanque amortiguador El Trampolín La Cubeta deflectora
Canal de Salida
Es el encargado de conducir el agua hasta el cauce viejo del río
pág. 14
OBRAS HIDRAULICOS
3.1.4. TIPOS DE ALIVIADEROS 3.1.4.1.
Frontal recto
Son aquellos rectos en planta, cuyo vertimiento se realiza coaxial al conducto de descarga; tienen como desventajas que pueden ocupar grandes extensiones en planta, lo cual traería como consecuencia en caso de construirse en una montaña, grandes volúmenes de excavación.
3.1.4.2.
Canal Lateral
Son aquellos cuyo vertimiento se realiza con cierto ángulo con respecto al conducto de descarga. Al contrario del aliviadero frontal, fr ontal, en caso de que se vaya a colocar en una montaña, puede ser ubicado de forma tal que bordee la ladera sin necesidad de excavar la montaña, ahorrándose así grandes volúmenes de excavación.
pág. 15
OBRAS HIDRAULICOS
3.1.4.3.
Caída Libre
Los vertederos de caída libre son más adecuados para el tipo de presa arco ya sea desde una pequeña pequeña cresta, hasta a presas con 200 m. de altura La mayor importancia en el diseño es la profundidad aguas abajo de la presa, o la fuerza de impacto en la cuenca que amortigua a los pies de la presa. Comúnmente instalados en estructuras de drenaje pequeño. Son estructuralmente una caja rectangular abierta en la parte superior y también aguas abajo, de donde el chorro de agua cae libremente a la cuenca.
3.1.4.4.
Embudo
Los diseñadores procuran hacer un mayor énfasis en el diseño de estos, tanto por razones de eficiencia y mejor aprovechamiento de los recursos tecnológicos como para hacerlos más llamativos desde el punto de vista estético. En virtud de ello, no solo tienen en cuenta la forma del aliviadero, sino que también incluyen la imagen del agua cuando pasa a través de su sistema. Como resultado de ello, en la actualidad existen tipos de aliviaderos que son
pág. 16
OBRAS HIDRAULICOS
verdaderas obras de arte, pero no puede negarse que ninguno supera al que qu e se le ha denominado Morning Glory. Este tipo, es el más famoso entre los existentes en la actualidad y fue inspirado por una flor que posee el mismo nombre; quien tiene la oportunidad de mirar el paso hidrológico a través de él, está en presencia de un verdadero espectáculo. Su forma se asemeja a un embudo y entre los que han sido construidos basándose en esta clase, el Glory Hole es el que más atrae espectadores, está ubicado en California y fue construido en el año 1953.
pág. 17
OBRAS HIDRAULICOS
3.1.4.5.
Aliviadero de Sifón
Cuando no se dispone de espacio para construir un aliviadero convencional convencional se puede acudir a un aliviadero en sifón o a un aliviadero en pozo, soluciones ambas muy eficaces para mantener, entre limites muy estrechos, el nivel del agua, aguas arriba. Un aliviadero en sifón es básicamente un conducto cerrado, de perfil curvo. Cuando la lámina de agua sobrepasa el codo del sifón, comienza a verter como lo haría en un aliviadero convencional; pero cuando el nivel sube hasta llegar a engordar el caudal aumenta considerablemente. considerablemente. Debido a ello, si el sifón está mal diseñado puede entrar en régimen inestable; efectivamente inicialmente el sifón vierte como si se tratara de un aliviadero convencional, pero al engordar aumento considerablemente el caudal de vertido, con lo que desciende el nivel aguas arriba y se desceba, volviendo a disminuir el caudal de vertido. Esto hace que vuelva a subir el nivel aguas arriba y se engorde nuevamente el sifón, pudiendo repetirse el ciclo por tiempo indefinido. El problema se resuelve empleando varios sifones con alturas escalonadas, o un sifón con una entrada contralada de aire.
pág. 18
OBRAS HIDRAULICOS
3.1.4.5.1.
Ventajas e inconvenientes de los sifones clásicos
Las principales ventajas que presentan los aliviaderos en sifón son:- al trabajar en depresión pueden situarse incluso por encima del nivel normal de embalse- se adaptan a cualquier nivel máximo de explotación- al circular en carga su conducto de descarga soporta cualquier condicionante en su trazado de salida- posibilidad de construir el sifón sin obstaculizar la explotación de la presa- construcción por módulos y fácil enlace con las estructuras de disipación de energía existentes- se pueden proyectar de forma que entren en funcionamiento cuando la avenida supere el caudal de los aliviaderos ya existentes
3.1.5. PRINCIPALES ALIVIADEROS EN EL PERU Y EL MUNDO 3.1.5.1.1. Aliviadero en Represa del Guri, Venezuela Capacidad de descargar del Aliviadero: 27000
3 ⁄
Tipo de aliviadero con compuertas
3.1.5.2.
Algunos Ejemplos de Aliviaderos en el Perú
pág. 19
OBRAS HIDRAULICOS
3.1.5.2.1. Aliviadero en Presa Poechos La presa Poechos representa la obra más importante del Sistema de Riego Chira-Piura. Está ubicada sobre el río r ío Chira al noroeste del Perú, en una zona costea y desértica, a unos u nos 1000 km de Lima. Aliviadero Capacidad máxima de descarga Compuertas de segmento Hormigón vaciado
5.500 3 x (9,8 x 12,0) 275.000
3 ⁄ 3
Aliviadero de emergencia en el dique izquierdo Longitud Capacidad máxima
400 9.500
3 ⁄
Túnel de desvío longitud Diámetro Capacidad máxima
415 8 1.045
3 ⁄
pág. 20
OBRAS HIDRAULICOS
3.1.5.2.2. Aliviadero en Represa Gallito Ciego
3.1.5.3.
Algunos Ejemplos de Aliviaderos en el Mundo
3.1.5.3.1. Aliviadero en Represa Tres Gargantas, China Capacidad de descarga del aliviadero 40000 3 ⁄ Tipo de aliviadero con compuertas
pág. 21
OBRAS HIDRAULICOS
3.2. CRITERIOS DE DISEÑO HIDRAULICO Una vez elegido el tipo de aliviadero y sus elementos, y después de terminado el cálculo hidráulico, deberá proyectarse la estructura con sus detalles específicos. Generalmente los materiales que componen el terreno, sobre el que deberá cimentarse el aliviadero, no son adecuados para resistir la acción destructiva de las corrientes de alta velocidad; por consiguiente, deberá revestirse toda la longitud del aliviadero con materiales no erosionables. Este revestimiento puede ser de madera, acero, mampostería, sillería u hormigón. El revestimiento sirve para impedir la erosión, reducir las pérdidas por rozamiento al proporcionar superficies suaves a lo largo de todo el canal (lo cual permite reducir las secciones) y asegurar una conducción conducción estanca estanca de las corrientes corrientes que deben atravesar atravesar la presa. El material más indicado para los revestimientos es el hormigón, ya que es el más económico y duradero. El aliviadero puede construirse sobre cualquier cimiento capaz de resistir sin deformación las cargas aplicadas. Aunque no es recomendable, puede colocarse el aliviadero sobre una presa de tierra, o a través de ella, con tal de que se adopten las máximas precauciones al seleccionar los dispositivos necesarios para ajustar los asientos e impedir que el agua pueda filtrarse. El tipo de los muros, revestimientos y estructuras asociadas dependerán de la naturaleza de la cimentación. Por ejemplo, los detalles de un aliviadero cimentado en roca diferirán completamente de uno construido sobre arcilla. Los detalles estructurales diferirán con la capacidad de resistencia de la cimentación, asientos y desplazamientos, así como con las características de permeabilidad y filtración. Aunque los muros de hormigón, revestimientos y estructuras asociadas pueden soportar normalmente los esfuerzos hidrostáticos y empujes de tierra, deberán resistir también los movimientos debidos a cambios de temperatura, asentamientos diferenciales diferenciales y empujes debidos a la acción de las heladas. Deberán adoptarse precauciones para evitar las filtraciones desde el canal o a través tr avés de la cimentación, que producirían la saturación de los materiales sobre los que apoya la la estructura grandes subpresiones en la base de las estructuras.
3.2.1. Estructuras de coronación y muros Las estructuras de control de los aliviaderos y los rebosaderos contra los que actúan las sobrecargas del embalse son, esencialmente, presas – vertedero; los pág. 22
OBRAS HIDRAULICOS
estribos del aliviadero y los diques laterales son análogos a presas de hormigón no vertedero o a terraplenes de las presas de tierra. t ierra. La naturaleza o tipo de los cajeros dependerá de los materiales sobre los que deben cimentarse y las cargas que han de soportar. En canales de aliviaderos excavados en roca o material firme y cuando sea posible emplear cajeros en talud bastará un revestimiento aplicado directamente sobre las laderas excavadas. En otro caso se necesitarán muros de contención de gravedad, gravedad, en ménsula o de contrafuertes. Cuando el canal del aliviadero es relativamente estrecho, y no son de prever asentamientos diferenciales, pueden construirse las paredes las paredes y soleras monolíticamente, como un acueducto, para aumentar la estabilidad y simplificar la construcción. Si se prevén subpresiones bajo la estructura, como en el caso de cuencos amortiguadores, la sección monolítica es la más estable y segura. El cálculo de los muros de contención de gravedad o de hormigón armado es análogo al de una presa de gravedad, por lo que debe ser determinada la estabilidad, al deslizamiento y al vuelco, y la distribución de la reacción de la cimentación producida por el peso y las cargas aplicadas. Se admite la hipótesis de Rankine, sobre las cargas de tierra, basada en considerar suelos sin cohesión que producen presiones hidrostáticas
pág. 23
OBRAS HIDRAULICOS
En el Cuadro sa el criterio para calcular los empujes de tierra sobre muros verticales o inclinados
pág. 24
OBRAS HIDRAULICOS
Las zapatas deben protegerse contra la acción de las heladas y las paredes deberán articularse para asegurar su ajuste en el caso de asentamientos desiguales. Para evitar asientos diferenciales, en las cimentaciones sobre terrenos blandos o sueltos, las dimensiones de las zapatas deberán proyectarse de manera que las cargas transmitidas sean mínimas y lo más uniforme posible. Los muros del canal de entrada y de caída, deben ser comprobados con varias hipótesis de carga. Cuando el aliviadero está funcionando, la carga hidrostática en la cara exterior del muro tiende a reducir el empuje del relleno de tierra. Sin embargo, si el relleno ha entumecido despegándose del muro, éste podrá ser sometido a la carga de agua total antes de que su movimiento le permita permita apoyarse en el relleno entumecido. Este caso puede darse con más facilidad cuando el muro se apoya en el terreno. Por otra parte, cuando el nivel del embalse esté por debajo de la coronación del aliviadero, al no haber circulación de agua por la estructura, estructur a, los cajeros de los canales deberán soportar íntegro el empuje de tierra, sin colaboración por parte de las cargas hidráulicas. En el cálculo de los muros deberán tenerse todas estas hipótesis de carga. En el caso en que se suponga que el relleno no colabora con las paredes para resistir la presión del agua podrá admitirse un aumento de las tensiones admisibles. Cuando el relleno colocado detrás de los muros de un cuenco amortiguador sea permeable, o cuando este relleno esté expuesto a ser alcanzado por el agua del río, el empuje hidrostático resultante deberá ser añadido al empuje de las tierras. Para caudales mayores el nivel en el cuenco disminuirá por el resalto hidráulico y se obtendrán cargas hidrostáticas no compensadas que tenderán a volcar las paredes. La hipótesis de carga del cálculo deberá tener en cuenta esta posibilidad de cargas no compensadas, así como el incremento de la subpresión cuando se estudie el deslizamiento y el vuelco.
pág. 25
OBRAS HIDRAULICOS
3.2.2. Detalles complementario complementarioss 3.2.2.1.
Rastrillos
En el extremo de aguas arriba del aliviadero deberán situarse uno o más rastrillos con distintos propósitos; para formar una cortina de protección contra las filtraciones bajo la estructura, o con el fin de aumentar la longitud de las líneas l íneas de corriente, reduciéndose así la subpresión. Pueden también emplearse para cortar los estratos permeables en el cimiento y reducir la filtración impidiendo la subpresión bajo el aliviadero y zonas adyacentes. Cuando la zanja de impermeabilización de la presa se extienda hasta el aliviadero se une generalmente al rastrillo de agua arriba para conseguir una barrera continua a través del área del estribo. En rocas agrietadas el rastrillo actúa como un encepado para la cortina de inyecciones que a menudo se extiende a través de la cimentación del aliviadero. Generalmente se coloca un rastrillo en el extremo de agua abajo del aliviadero con objeto de resguardarle de la erosión y socavación. Los rastrillos en puntos intermedios del aliviadero se colocan a veces como barreras contra el agua que fluye entre la estructura y el cimiento y para alargar la longitud de las líneas de corriente de las filtraciones bajo la estructura. Cuando el aliviadero es un conducto bajo la presa, los rastrillos toman la forma de anillos colocados a intervalos alrededor de las paredes del conducto. Siempre que sea posible los rastrillos situados en cimentaciones en roca se colocan en zanjas verticales excavadas en ella. En cimentaciones de tierra, donde los rastrillos están situados en zanjas con lados en talud, debe tenerse mucho cuidado en rellenar y completar bien las zanjas con material impermeable para obtener una barrera de contención suficientemente estanca.
pág. 26
OBRAS HIDRAULICOS
3.2.2.2.
Relleno
Cuando el aliviadero está colocado junto a la presa de tal manera que la zona impermeable del terraplén alcanza las paredes del aliviadero, el relleno de los muros del aliviadero es realmente dicha zona impermeable y debe de ser compactado de una manera análoga a como lo está en la presa. En cualquier otra situación los muros deben estar rellenos en su trasdós con materiales granulares, donde el drenaje se produce fácilmente, para reducir las presiones hidrostáticas contra las paredes. Estos materiales pueden estar o no compactados. La elección del material de relleno y su compactación influye en el cálculo estático de los muros. 3.2.2.3.
Escollera
Cuando el canal de aproximación del aliviadero esté excavado en materiales que serían erosionables por las velocidades de aproximación suele colocarse una zona de escollera inmediatamente aguas arriba de la entrada revestida para impedir la erosión en la solera y cajeros del canal. La escollera es, generalmente, continuación de la de aguas arriba de la presa, está constituida por bloques de los mismos tamaños y granulometría y tiene el mismo espesor. También puede colocarse escollera en el canal de desagüe, adyacente al rastrillo de aguas abajo, para evitar la excesiva erosión y socavación en el extremo final de la estructura. Para resistir a la erosión que producen las altas velocidades de salida, la escollera deberá ser del mayor tamaño posible y debe estar colocada sobre un material bien dosificado. Los huecos deberán rellenarse con ripios para evitar que el agua arrastre el material subyacente, ya que esto produciría asentamientos e incluso el desplazamiento de la escollera.
pág. 27
OBRAS HIDRAULICOS
4. CONCLUSIONES Los aliviaderos son estructuras de regulación y de protección que sirven para evacuar caudales de demasías o caudales superiores a los del diseño. Si estas aguas excedentes ingresarán a las diferentes obras que componen el sistema, podrían ocasionar daños de imprevisibles consecuencias. Los aliviaderos son elementos de las presas que tienen la misión de liberar parte del agua, su función es evacuar el agua excedente que no caben el espacio destinado para el almacenamiento Las funciones de los aliviaderos de demasías son: Garantizar la seguridad de la estructura hidráulica, al no permitir la elevación del nivel, aguas arriba, por encima del nivel máximo, garantizar un nivel con poca variación en un canal de riego, aguas arriba y la l a descarga de demasías, permitiendo la salida del exceso de agua de las represas, ya sea en forma libre, controlada o mixta. También se logró determinar las partes de un aliviadero que se conforman así: canal de aproximación, Sección de control, transición, rápida o conducto de descarga, estructuras terminales o disipadoras de energía y canal de salida. Y por último se pudo encontrar los tipos de aliviaderos más comunes como: frontal recto, canal lateral, Caída libre, embudo y aliviadero de sifón. Un aliviadero es seleccionado de acuerdo a requerimientos de descarga, diseño de la presa, utilidad de la presa. La capacidad del aliviadero debe ser necesariamente igual pero generalmente mayor al caudal máximo de descarga. El caudal máximo de salida seria la creciente de diseño, termino obtenido del aporte de la cuenca en eventos de alta ocurrencia de la precipitación.
pág. 28
OBRAS HIDRAULICOS
5. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y LINKOGRAFICAS
https://es.scribd.com/doc/314205002 https://es.scribd.com/doc/314205002/Aliviaderos-Cimacio-en /Aliviaderos-Cimacio-en-Presas -Presas
https://es.scribd.com/doc/137070926 https://es.scribd.com/doc/137070926/Aliviadero-Diseno /Aliviadero-Diseno-de-obras-de-obrashidraulicas-1
https://es.scribd.com/doc/44714730/aliviaderos
Dirección General de Obras Hidráulicas, Comité Nacional Español de Grandes Presas, Madrid-España., 1988
Hidráulica de canales: diseño de estructuras, Limusa, 2002
pág. 29
