DISEÑO DE DIQUES - HIDROLOGIA
DISEÑO DE UN DIQUE Introducción El presente informe se describe características que requiere requiere elaborar elaborar el diseño diseño de un dique, obviamente con la finalidad de poner en práctica los conocimientos brindados en clase.
El informe se basa en calcular el volumen de almacenamiento de un futuro dique, considerando obviamente la topografía del terreno, asimismo realizar un pre dimensionamiento
del
dique,
con
los
apuntes
de
clase.
Para llegar a cabo la realización del presente informe, se usó el plano de curvas de nivel brindado por el docente del curso, el uso de software y material bibliográfico.
Objetivos
Diseñar un dique y determinar el volumen de almacenamiento que puede retener en un embalse.
e u q i D e d o ñ e s i D
Determinar el eje del dique
Determinar el Volumen de almacenamiento del embalse
Realizar la gráfica Volumen vs Altura
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Partes principales de un Dique
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DISEÑO DE DIQUES - HIDROLOGIA
Marco Teórico DIQUE Es una construcción que tiene la finalidad de detener y/o desviar el curso natural de un río. Consiste en una muralla o d i q u e que atraviesa el cauce de un río, generalmente en un estrechamiento y aguas abajo de una zona con pendiente pronunciada (rápidos o cascadas), realizada con tierra, piedras, troncos o cemento. El hombre las ha construido, con diferentes y múltiples propósitos, desde poco después de que se convirtiera en agricultor, pero en este último siglo sus obras de ingeniería han alcanzado una magnitud tal que provocan enormes cambios y alteraciones del ambiente y los ecosistemas. Todas las represas generan, indefectiblemente, un lago artificial o embalse aguas arriba de su construcción. Este es el principal impacto ambiental que producen, ya que se inundan en forma permanente amplias extensiones de tierras altas y las turbulentas y someras aguas de un río son remplazadas por un tranquilo y profundo lago. La fauna terrestre es desplazada a áreas aledañas al embalse, que no siempre son adecuadas para su supervivencia, y debe competir con las poblaciones ya existentes en ellas (aves, mamíferos grandes y medianos, reptiles grandes, algunos insectos voladores), o muere ahogada durante la inundación (mamíferos y reptiles pequeños, anfibios, la mayoría de los insectos, arañas, caracoles, lombrices, etc.). Las praderas y bosques cubiertos por las aguas muere indefectiblemente y su lenta descomposición condiciona la calidad de las aguas embalsadas. Actualmente, regular el caudal de un río o disponer de agua para riego es un motivo secundario, el objetivo principal que define el diseño, construcción y operación de la mayoría de las represas es la generación de energía eléctrica.
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Los diques pueden ser utilizados para:
Prevenir la inundación de los campos aledaños a los ríos o mares; sin embargo también se utilizan para encajonar el flujo de los ríos a fin de darle un flujo más rápido. Son conocidos como diques de contención.
Proteger determinadas áreas contra el embate de las ol as.
Forman caminos integrando un orden vial.
Las partes de un dique principalmente son: 1. Coronamiento 2. Borde libre 3. Nivel de agua de proyecto 4. Talud de aguas arriba (en este caso, considerando que el agua tiende a infiltrar a través del dique, el talud de aguas arriba es aquel que se encuentra al interior del cauce del río. 5. Nivel del terreno aguas arriba 6. Corona 7. Cuerpo de apoyo, aguas arriba. El material utilizado en esta parte del dique puede ser granular y poco permeable. 8. Núcleo impermeable 9. Cuerpo de apoyo, aguas abajo. El material debe ser permeable.
Detalles a diseñar Tipo de presa Borde libre Zonificación de materiales Fundación Control de filtraciones Ancho de cresta Pendiente de taludes Protección
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A su vez, en la presa se distingue:
Los paramentos, caras o taludes: son las dos superficies más o menos verticales principales que limitan el cuerpo de la presa, el interior o de aguas arriba, que está en contacto con el agua, y el exterior o de aguas abajo.
La coronación: es la superficie que delimita la presa superiormente.
Los estribos o empotramientos: son los laterales del muro que están en contacto con la cerrada contra la que se apoya.
La
cimentación: es la parte de la estructura de la presa, a través de la cual
se transmiten las cargas al terreno, tanto las producidas por la presión hidrostática como las del peso propio de la estructura.
El aliviadero o vertedero: es la estructura hidráulica por la que rebosa el agua excedentaria cuando la presa ya está llena.
Las
compuertas: son los dispositivos mecánicos destinados a regular el
caudal de agua a través de la presa.
La descarga de fondo: permite mantener el denominado caudal ecológico aguas abajo de la presa.
Las tomas son también estructuras hidráulicas, pero de menor entidad, y son utilizadas para extraer agua de la presa para un cierto uso, como puede ser abastecimiento a una central hidroeléctrica o a una ciudad.
Las esclusas: que permiten la navegación "a través" de la presa.
La escalera de peces: que permite la migración de los peces en sentido ascendente de la corriente.
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Embalse Se denomina embalse a la acumulación de agua producida por una obstrucción en el lecho de un río o arroyo que cierra parcial o totalmente su cauce. La obstrucción del cauce puede ocurrir por causas naturales como, por ejemplo, el derrumbe de una ladera en un tramo estrecho del río o arroyo, la acumulación de placas de hielo o las construcciones hechas por los castores, y por obras construidas por el hombre para tal fin, como son las presas.
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Procedimiento
En el plano de curvas de nivel se procedió a trazar la escorrentía del rio, y luego el eje del dique perpendicular al mismo.
Se tomaron dos secciones paralelas entre sí y perpendiculares al eje del dique, se realizó los respectivos perfiles longitudinales de cada uno.
Se determinó la altura de agua y se procedió a calcular el volumen de almacenamiento del embalse, para lo cual se determinó el área superficial de cada curva con el eje del dique y aplicando la f órmula impartida en clase se determinó el volumen de almacenamiento
Dónde:
(∑ )
Vn= volumen para la sección n Si= área superficial de curvas de nivel y eje de dique e= equidistancia
Luego de ello se realizó la gráfica Volumen – Altura
Se asumió un talud 3:1 para la margen izquierda y un talud 2.5:1 para la margen derecha
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Se consideró un ancho de corona de 8m. y una altura de aliviadero de 2m.
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Cálculos y Resultados Cota(msm)
Area (m2)
Area (ha)
Perimetro
555
313422.698 31.3422698
2154.818
554
278173.286 27.8173286
2062.73
553
248358.25
24.835825
1984.511
552
216800.851 21.6800851
1901.637
551
195737.772 19.5737772
1842.011
550
172929.076 17.2929076
1784.95
549
149384.223 14.9384223
1672.866
548
115078.187 11.5078187
1498.109
547
90828.626
9.0828626
1349.948
546
71492.914
7.1492914
1227.388
545
36186.023
3.6186023
953.356
544
19757.053
1.9757053
731.284
543
8126.111
0.8126111
437.003
542
1621.764
0.1621764
185.994
Altura
Volumen inicial (m3)
Volumen Acumulado (m3)
542
675.735
675.735
543
5007.643583
5683.378583
544
17979.98042
23663.359
545
44582.43758
68245.79658
546
95479.66517
163725.4618
547
175029.1258
338754.5876
548
275961.7356
614716.3232
549
405334.1043
1020050.427
550
564528.6827
1584579.11
551
746961.382
2331540.492
552
951475.4369
3283015.929
553
1181425.204
4464441.133
D
554
1442206.386
5906647.519
e d
555
1735066.927
7641714.446
e u q i
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GRAFICA ALTURA-VOLUMEN DE EMBALSE 9000000 8000000 7000000 6000000 ) 3 m ( 5000000 N E M U4000000 L O V
3000000 2000000 1000000 0 542
544
546
548
550
552
554
ALTURA DEL EMBALSE (m)
Calculo de Resguardo de seguridad (Ru)
Donde F, es la longitud máxima en Km
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CONCLUSIONES
El volumen total del embalse es 7641714.446 m3
El ancho de corona utilizado es de 8m.
Se utilizó una paleta de concreto para estabilizar el dique, la sección es de 1.50m * 7.00m.
Los
resguardos
de
seguridad
y
normal
eran
1.765m
respectivamente.
La altura del aliviadero es de 3.265m.
Linkografia y Bibliografía Apuntes del Curso de Hidrología. http://es.wikipedia.org/wiki/Dique http://www.cricyt.edu.ar/enciclopedia/terminos/Represa.htm
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y
1.50m
