Antonio Amador', Mart Mart
Sanc Sanche hezz-Ju Juny ny
Jose Jose
ol
Resumen: Enel pres pres nt
rtic rticul ul se pres pres nt
un onlu onlunt nt
lc
de rlte rlte lo pa
lg
cion cion reco recogl glda da en la blbl blblJo Jogr graf afia ia
lnco lncorp rpor or
105
to se resu result ltad ados os de trab trab jo de inve invest stlg lg do
ls io de lo peld peldan anos os Se prop propon on se de flul flul tlcas del flulo se propone propone
peld peldaf afio io
crit crit rtos rtos pa
as nte, nte, se pr sent sent
ex resl reslon on on base base
onJu onJunt nt de cu clon clon
larg 10 larg
de
llvl llvl dero dero
dete detenn nnin inar ar
sa
pa
stlm stlm
ti
de lulo lulo xlst xlst nt
esul esulta tado do
de
algu alguna na
y,
sobr sobr la st uctu uctu
obte obtene ne la prln prlncl clpa pale le nA Islsde Islsde
la sell sell lt clon clon
ln lmen lmente te se ha
(fivos os de 10 alivia eros, escalonad constru (fiv
'e
la geomet geometria ria
qu perr perrnl nlte te lo
sc lo ados ados
desa desa roll rollad ad
ti
larg de Ii apid apid 10 larg IHI
dise diseno no de livl livl de os
cara caract ct risris-
ampo ampo de pres preslo lone ne
qu el vert vertld ld
cons consld lder erac acio ione ne
ejer ejerce ce sobr sobrel elos os
sobr sobr
lo
spec specto to
05.
Pala Palabr bras as clav clave: e: allv allvla lade dero ro esca escalo lona nado dos: s: pres presas as de HCR; HCR;flulo bifAslco; dlsipaclon de ener energi gia; a; pres preslo lone ne hldrod lnamlcas,
INTRODUCCION
El reno renova vacl cl
interes at
1) Desde
IC
Figu Figura ral. l. Ejem Ejempl plos os
de
pres presas as de He
en
Espana con alivia-
dero dero escal escalon onado ado
E s o l S up up e de o lo lo g do Ba ns Po ni de Sc ba Ru St nv ug al al . T e lflf : ( + 35 35 ] 2 1 2 0 6 4 6 6 0 e -m -m ai ai l a nr nr on on io io .a .a ma ma do do rw rw e sr sr ba ba rr rr ci ci ro ro .i.i ps ps .p .p : 144 Barreir Barreir P o rtrt ug 'E,~co]a d e C am am in in s C an an a Pons. Ca Ca Gi niversitat P o sanc sanche heze zesu supc pc .edu .edu
[email protected]
Articulo zo
n" 14 Pa qu
E mp mp r
Ba 34 Ba
o . Q u m ip ip a q u
rnani.
E sp sp a h a
Sl
s e r er er ni ni titi d 20 6. Pu "lusuuccicnes
discusiones
s ob ob r
e l r r c ul ul o h a
pu
mo
0-
gu
Antiml
Amador
Marti
[osep DoLz
ernbalse aliviadero
u m b r a ! del el misrno.
pOl'
de caudal
re
10
ev ntua
c on s
al
Asociado
en
donde Em,,",
mundo subd idir se in el
ernbalse
qu
Ia para caudales
presa,
a nc hu r
gu
abajo
pi as (Minor
Bees.
200 son Pinheiro
Ohtsu 999): et al (2005) as
limita el caud unitario
(qdis=QdjB
en la
nurnero
presas
lu
es
com-
/s
Mateos (1995); Chamani (1999); Matos (1999): Chanson
(1992) ratnam
lvir
Tozzi Raja-
aireacla de
lujo
TOOlll-
Hager Chanson (2004) (200
as WE
tran-
2004
anchez-J ny
Toombes lz (2005)
sirnilares
.) aliviadero
convencioiamafio
basan
f o r m a de la
aireado coeficiente
ingeniero hidraulicas.
Yl di
),
LA CR ST Estudios
la
1/3 para
ve da
que pueden
pa eg
diferentes perfoclos al ernbalse
pifica
re rn
urnbral la rapida rentcs i p
c om p ue r
un ve
ad
h id ro g m a d e n t d a
Marcos,
1996).
DIS£NO
IDRA
IC
DE
LM
EROS
la
ague min
del todo conocida coeficientes de desa ii WES expcrirnentales presentados
obtenido
10
rapida.
resultados casis (1961)
analisis
el
pa
uiS
IEdis
15
IE valor
inicio los ar circulantc
rnismo caudal,
cl
mas
/o
aireacion critico
para mayore
de
caudales uniiario pcldano
la ( C d ) de
cavitacion
desague
pucd introducir disipacion
(C an
un consen-
Lo
controlaclos
cido
aliviadero controlado po una
pararncnto convencional
Fijandose en el flujo
pOl'
cornpuer-
estricto COD (lisa), si ua dose ini-
0"
0.0764'· q - y "
(1)
clonde k,=b'cosa la
fluj
esta nfluenciad
In
pOI'
terna mereceria
unitario
el caudal enrico.
una atencion estudios
contro ados
sistemaricos er po cornpuertas.
que optimicen
10
(l
al
Ma
con
construccion irnplicala (H
so
YP
Ohtsu et al.
recientemente
(2003)
ra relativa
el peld ii
(hJyJ para
de friccion
(f) sera maximo
factor
La mayona
-;:>-0.5
(3)
AntOni Amador Mart Siim:hez-Juoy
Jose Do
-0169
aT Iio (hop,) TOZZI
verifica aproximan .pccrivarnenrc. de 1.2 son 10
dondc
endi nt de disefio
la con-
enrico
s c a pr ox i
hoP!
unitarios
11 longitud
ca ad
HeR
tpic
15 m'2/s.
(qr.e.e)
(qu.,)
caudales (m'/s)
Yc
7.
h"",
(m)
(m)
opt
Para 10 caudales de proyeeto 1a situacion mas cormin rasante en l a e sr ru c tu r a Segiin C h a n -
(rn)
1.37
0.41
0.68
.1.79
0.54
0.90
q u e c on du zc a
1.08
12.5
2.52
15
al flujo de inestabil idades producen
c1ada en el
142
(qr.•.•.
Il:L'
para
rasantc. la
2.
Tabla
fl io es al
do. EI una sucesion y/o pendientes
acuerdo
vert nf escalon
es al
COil
la
(qr.e.e)
ua io
(q,.f.r)
(4
(5).
0.60
0.72
1.09
0.90
1.32
1.99
2.03
3.07
1.2
es sual para pendientes unitarios elevados. P a si ion id ntifica lu ra
Regiones del realizadas (2002)
par
jo ra ant
EI
10
rninimos cuadrado
qu
pe ni variado
2).
rm
rasante:
revision
lizada ~l
pr
-0175
0.649'
(l1_)
rasani
perrniten
la
distinta
uj
(4)
(d -inicio del fluj
qu
la
ra caracteristica (Y90)' la encrgia energia di ipada (f...E).
al u-
(Coned)'
(Er)
DJSINO HIDRAuLiCO
D1 ALiVIADEltOS
+1.5-yc
(10)
pOL
_!
COS
2g
1. Zona no airead .- Flujo rapldarnente variado
3. Fluj gradualmem
varlad
4.- Hujo untforrne
ig
(11)
0< cs
io
l uj o
re
perdida
be
li ia
LIe se
0.23.0
(12)
escalonado.
Las cara terist ca
el
inicio de airea-
alreaclon
(0). Fucr
de
5.982. F r . 0 8 4 0
aumento limite cl fl jo se cons dera
al anza Ia
se
inicio de
d;
Fr~0580
(13)
(14)
's
(6)
POl':
Fr. 0.112'
( !k,: _ )
(15)
~g. si
-0.309
(6) med;)
e. forma.
(2000)
r? I' (7)
tluj irrotacional qLle se aproxima
6~es el espeso
Flujo raplda
gra.dualmente
154
(16)
varlado
esplazam en
POl':
0.23·0
(8)
La energfa
convexas Ilujo posteriormente F,,.
donde
2·g·q sp
(9)
concavas sobresaliend
el
Antoni
Amador Mart S.1.nchez~Juny [ese
fluj gradualrnent
Dofz
variad 10
valorc
aire calado vclocida
De
0.1.44
1.203
eXPl
0.753
(21)
la (Y
0
10 largo de
ali viadero:
(23)
90
med
(17)
d,
Fl JO
lf
od
teorico-experi mental de Matos 1999). revisado en Meirel (2004) prop ne las friccion
med
rapida ed
radualrnen
variado: '-2.972f)
~0210+0.291·exp~O.674·On,
(18)
agua
0,;; s',;; 30
para
(0 88
ad
.0 8)
.,r;;
equilibrio 'e alcan-
ra
30
S',;;
100
del aire la ve oc da energia .pecffica
ieas (19)
cion
media,
1'01'111a-
e-
de regime
de evolucio
de
del
Hager la region de flujo rapida-
de la Ia nip ida rnucstra un crecirniento
regimen gradual
hasta
uniforrne: 24
~ ,
(14)
in
al
aireacion.
viaderos escalonado relariva
v:0.8h 1I
10 largo
!!__
d,
el fluj
b· expf-
uniforrn
(20)
donde de equilibria -0.206·~+0.827·
pendient
0.008 (11)
(C,""u)
de la
de aliviadero (Matos 1999): (",ed
0.76'
(sina:r
(15)
ESCALONADOS E . N . PRESAS DE.HeR
Boes siguient
expresi6n:
la
diferencia
0.215· si
de
patti
(26)
(X
(26)
Ecuaci6n
especialment
Boes
se bas
(2
(27».
Ecuaci6n
Quintela f"'1;::;0.20 pro-
eq;::;0.10
(2005)
Bo H ag e (2003) --Meireies(2004) 2.00
si
'(~
Meireies(2004)
1.80
(11)
1.60 90
1.40 1.20
Ejemplo de apllcaclon
(m)
1.00
0.80 0.60 0.40
ali viadero
0.20 0.00
HeR
30
71
(Hpresa),
2.11. alreada
v:O 8 h ( u: = :S 1 . 3° ) 9m]/s
Yc=(qLii/lg)l/3 es 2.02
cntica 2.25.
y/h
f.r. vanado
La al ur
50
60
f.gr.variado
70
f. uniforrne
10
(Y Puebla de Cazall
40
(H=L.sina)
caracter st ca
(Y
disefio la
Hprejy,.;::; .o proponen: TM Hager ( 2 0 0 3 ) .
lR.7
cajero
aireacion u rn b ra l
90
(28)
distan-
horrnigon 9U
se
Hi=14.6m (con Hi::::.Lj.sinn).
caracteristica
uniforme
Cazalla
hcajcro::::1.6
m.
caracteristica (Y 90)'
variado Ull
concentracion co
Hager
la me odolog
".!).
via-
Antonio Amador Mart sanchez-Juny
Jose Dolz
)s 0.471· 0.9 1.0~. 0.8
exp(- 0.061' S l ) )
(29)
0.121 ex
(30)
Meireles (l004)
0. 0.
0.
40
0.
s'))
0.2
para
0.1 0.0 1 , , . '
s'
60
H(m)
ig ra
luci
la
<0,
YC rg
relativa (E,/Eo)
re id
0l
(H-Lstnc).
final de la di
(1-
ivi
0.028
78o/c
0.792' ex (- 0.039'
""."0,,/,,,.110
re at va Hpr.,/Yc
para
S'20 0.032
escalonada.
'p
(fcq=O dero
27O/C
(32)
Ull
de o. era cons
Acetones
d)
10
1a orde
Ilas
one
C,' I)
(_)2) "=0.
peldanos
ob cner un
(3l)
s'))
(Pm)
ca
de magnitud
(33)
peldafios.
Huellas
superior
presione
flujo medias
fluctuacione
de presion
on en Ia
interior de peldario
fluctuante
me
po
al
va
n co rr ec t
(Pn,.,)
exterior
minimo
c on , c le ra r
(Plllin)
di
sf los m a x i m o s
0.358
mi mo
extenovcontrahuetta
pO
(Pmin
huella estara
sujeta
solicitacioncs del vertido
)eX'elio'"COI1troillleila
-c
s,)}39)
'·2(40)
(5'=0). Para
rn/s
esas
fl ctuacioncs de presion
so-
podran suficienternente
Ia presio
hidrostatica
Contrahuellas Es nfluenciadas
pOI
distintos
modelos
la
se aseme-
medida
rcalizadas en modelo reducido tenderan la
Lex la seguriclacl.
Ejempl de aplicad6n
(C,")
Le
(A
20(5): Ull
lo 0.039 extenovcantrahuetla
li
(38)
5'))
Cazalla
minirnas
C,'
dero.
<0,
s'==O.
Antonio Amador Marti sanchez-JuDY
Exterior de la
Jose
Doll
uelia
pO'
16.0
lo agen es
14.0 12.0
rneteorologico
P m ( l )/ Y
10.0
as direcramente
8.0
pl
6.0
{m.c.e.)
4.0 2.0 0.0
1------
y, en
Pm/y
..-..
i-
PmiJy
-2..0 ]0
K.N/
60
70
Ol ),
axi-
H(m)
ig ra 5.
luci
P ma x Y )
as
la
rnlnimas
10 larg
llas
re io
ia
(Pmln/Y)
ativladero
de la
re
la
IS MPa
para lin tc
la
Cazalla (H""L.sina).
(ICOLD/CNEGP, 2003).
la huell
te io 6.0-,------------~---_ 5.0
la fi -u-
p",./y
4.0 3.0 2.0 (mc.a.
~:
,---
1).
-1.0 -2.0
HeR con bajo 100
-3.0 -4.0
+-~-,-___,_--r_-__,__-__r~___,~-~ 10
40
20
50
70
60
H[m) Figura 6.
voluci
as (Pm ,,,,/)')
de las presione
mfnimas
huellas
a. 10
(azalia
(H= .sina)
edias (Pm/Y).
maxi-
(Pmln/Y)
la presa la Pu bl
carninos preferencialcs
de
ra pr ve
Exterior de Ii conrrahuella
filtracioncs
0.0
ante (Ditchey
-1.0 -2..0
Campbell 2000).
-3.0 (rn.c.a.)
-4.0 -5.0
10 peldaiios
-6.0 ·7.0
presio
·8.0
ri
-9.0 40
.0
io
ol clon de la la
pres la Puebla
inimas
10
ll de (a alia
(Pmin/Y)
(H
obre
ex
la
la excitacio
que
(m)
Figura 7.
proporcionan
t. is
fres=c/( f,.",=c/(2.L
si a)
la fisura (Bollaer
Si el espectro ficiente energi
A S PE C TO S C O N ST R UC T IV O S
vertido
tiene
Sll-
ocurrira la especificacion
mas im-
AlMADEROS
cl
el HCR)
pOl'
fin compactar con
HCR Iocalizacion
el horm
del
la
clevacion
Ia presa.
HCR (ICOLD/CNEGP, En la
versos
la coloca-
etodos
HCR.
entr
ambo
horrnigones.
9,20%
de encofrad
3,50% 7.60%
pOl'
1,90% 1,90% 67,60%
lizri
cl (67.6%)
u n m e to d
(9.2%)
HeR (ICOLD CNEGP, conglomerante
(5,1 %) ta
2003).
(3.2%)
li ia
ro
tn ep ndie re (7.6
(1.9%)
'me HeR (a pt
lC
D/
EG
2003). ll
comportamiento
Chin
un metoda 2003). (ICOLD/CNEGP,
rnuy popular
HCR
sanatural
HCR e. repose, que esta en re 0.8:
1:
(h:v).
Campbell,20(0).
ion del HeR
HCR h a y a sido colocado La
ma primera
que no cs
opcion consiste
HCR (sin
las cl
todo C l \ T E G P , 20(3),
re
(JCOLDI
CONCLUSIONE5
del
pr
EJ
de Ia ere
distintas ad ni forma de la tran-
de HeR.
AGRADECJMlI.NTOS
de doctorado
(BD/3056/2000) de Portugal. ct vencional
C011-
(li:
Io ado et al., 2003):
Latino mlniisculas: propagacion
el inicio
El
lt
sc entre calaclo
lo es (4
ag
presion:
eq iv en
aglla corr
peldafio on longitud altura
de la
altura de a g u
e q ui va le nt c
el p un t
ca.lado de
al flujo potencial:
pondicnt
unilorme:
aireacion:
n ic i
fnccion
(5);
m e z cl a a ir e- ag u a ac er
HCR, la s i u ac io n r n
on
gr ed d; LIIl
escalon;
al viadero:
uc
la
a:
caracierfsticas del
longitud de
huella
sc on
presion;
aliviadero:
presi6n media:
p re s o n m ax im a :
Amador
Pmin
presion
minima;
caudal
especifico
po
si ne
0"
l a h u e ll a
L-L,
OCLI-
alcanzando:
lu valore negative
Latina
mayusculas:
de rnagnitud Cd ,."
mls
cceficientc de dcsague; concentracion punto
Cm'di
aireacion:
ion p re s o n
n s a n n ea s
C,
.uficicnternente bajas, Ll-
coeficienre
de presio
p.U2/:
media.
POl':
D 1 SE N O H ID R A uL IC O DE Al.MAD£ROS PRESAS
prexiones. ql p
p.Uj{: ""i"U.I'i
coeficicnte
de proba-
define par: PmmO_l% pmmO.l'lfa
ne gi
pe
po
nailo:
En
encrgfa
E,
ne gf
Fr.
nurnero
maxima disponible
pe
po
por unidad
de peso co-
unidad peso residual:
10-'
d i s ta n c i
01
IdeI
al iviadcro;
la cion: L,
longiiud
LIlla
concentra
cion
Griega niinusculas: la capo limite;
o·
espeso
de desplazamiento
id
fl'
11
coeficiente
de potencia:
d e s cg u ri da d
0~
Griega mavusculas:
A ma do r A . a nc he z- Ju ny , M : P om a e s J. .T (2003) Fe bi ud of pp p i w ay s R C C d am s c on t o l e d b y a in te r g a e " e n 4t International SympoRo C om p Co Darns, Madrid (Espanha). Co vi de os es on do pr h o m ig o om p ac ta do . e s d oc to ra l U n iv e s i a t Politecnica de Catalunya. Bo R. Ha of pp p i w ay s J ou rn a o f H yd ra u Engineering, 1 2 9 ( 9) , 6 6 1- 67 0 B o l a er t E . : S c h e is s A . m pa c o f p lu ng in g h ig h v e o c Pa E xp e m en ta l r es ul t yn mi pr es p oo l b o m s an o n a n w o d im en s o na l c lo se d e n o ck jo in ts " J ou rn a o f H y u l R e h, 41 4 65 -4 80 . Ch M. Ra Ch .k mm wa Hyd au E n g n ee r n g 1 2 ( 4) . 3 61 -3 68 . Chanson, e pp e c hu te s a n " ' 1 1 1 e hydraulics 2 .0 0 1 s p il lw a y s" , e d it or ia l B a lk e m a Ch Dr k im m s te p p e s p il lw a y s a e a t o n" . J ou rn a o f H y d a u Research.d? ( 3 ) 3 1 6 -~ 2 2 . C h an so n H . : T o or nb es . L. 9 9 "F aeration at stepped c a c ad e " . R ep o n " 1 55 . D e p a a me n d e n ge n e r vi da Universidad de Queensland. C h an so n H . ; T o om b es , L. ( 20 0 " E xp e m en ta l n ve s g a o n o f air entrainment a n o n a n s ki mm in g f lo w s d ow n p pe d h u " . R ep o 5 8 D ep a m e n ge n e r C iv i c i U n iversidad d e Q u e en sl an d . Chan 011. .: Toombes. L. 2 0 4 ) " Hy d u l pp Th w" Hy Research, 42 .43-54, Ch w, Ch Hy Ed McGraw-Hill. D i z - a s n , 1 ; B l n co , 1 . R ev i .I Ga 1. (1991)S tu d o n h e h yd r u l b eh av i u r o f pp pi w ay s W a P ow e am C o n st ru c ti on , 2 2 -2 6 , D i h ey . E . C am pb e D . Ro C om p nc pp p i w ay s fill. W o r ks ho p o f H yd ra u l c s of Stepped Spillways, Z u r c h ( S ui za ) 1 71 -1 78 . El M . L ow e M. Ra -"An experimental ve ga c hu te " J ou rn a o f H y d a u R e se a c h 4 3 (J), 31-43. El V: Ma C. Di a l v ia de ro s e sc a o n a do s n ge ni er i C i vi l 1 5- 19 . Essery. 1: M. s te pp e p i w a ys " R ep o 3 3 C IR J A Mo gr 27-Es arte ICOLD/CNEGP 2 0 3 )
RUERENelAS Abccasis.F ( 19 6 1) - " M e m or i n ° 1 7 5 S o le ir a d es ca rr eg ad o r as . A lg u n p ro bl em a e sp cc ia is " E d it or ia l L N E C .
E d o r a l C o le g Puerto', Gonzalez, C, C h
hormigon c or np ac ta d c o r od il lo " d e lngenieros d e C a rn in os , C a na le s
H. 20 4)
we
Antonio
A m a do r
Mar
S c 'i .n c .h e z- Iu n y
J o se p D o J z
e xp e m en ta l s tu dy " C an ad ia n T ou rn a o f C iv i E ng i n ee r n g 3 1 3 3- 44 . Matos.J. 'Emulsionamento 99 graus'', T e s i s d oc to ra l T n st it ut o S u p er io r T e cn ic o Matos. Hy w ay s Di Hy d ra ul i E n g n ee r n g 1 2 (I 2 ) 9 4 8 -9 5 0 . J . ; Q u in te la . A . (J 9 9 Ma "E gy pa k im wa na ys 26 AH Bi Co gr Lo Re Un o) 37 2. Meireles, 20 4) Ca o am en t z an r s ob r turbi hoes n e g i e sp ec i c a e s d ua l g ad o de he g r u s " , T e de m a st er .I ns ti tu t S u p er io r Tecnico. M i o r H . B OE S ( 20 01 ) " Hy d a u d es ig n stepped 'h wa AH Bi Co gr Be (Xina). " Hy d y n m i Naudascher, E . 9 9 Forces". JAHR M o n o gr ap h s er ie s Editorial Balkerna Ohtsu, .; Yasuda .: T ak a M. 4) Fl k im m ow pp ha ne ou na of Hyd au E ng in ee r n g 1 3 ( 9) , 8 60 -8 69 . Pegram. O f fi ce r. A ; M o t tr am . S . ( 19 9 9) - " H y d ra ul ic s o f skimming flow o n m od e e d s te pp e s p w ay s , . J ou r n a o f H y dr au li c E n g n ee r n g 1 2 ( 5) .5 00 -5 10 . ill s te pp e c ha n Pi Fa 20 n t W o rk sh o o f H y a u c s o f p pe d p i llwavs. Z u r c h ( S u z a) , 1 19 -1 26 . Quintela, Hi Ed Fu Ca Ioust Gulbenkian. S an ch ez - y , M . 2 0 " Co r p o m i hi o rn p c ta do . A na l s i d e c am p d e p rc s o ne s" . T e d oc to ra l U n i ve rs it a P o li te cn ic a d e C a ta lu ny a . S a h ez - y , M . D o z , Ex ways in R C C d am s q u ve na ys pr me m en t Hy Re h, 43 540-548. p o m en t T oz z .j. 9 2 Caracterizacao/ escoamcuros graus". Tesi doctoral. Universidade de S a P au lo . Ya Y; 99 Fl k. mm in stepped 28 'h A H B ie nn ia l no C o ng re ss . G r a ( Au st ri a) .
