Un embalse es una estructura de almacenamiento que permite regular el escurrimiento de un rio; es decir, para almacenar el volumen de agua que escurre en exceso en las temporadas de lluvia para posteriormente usarlo en las épocas de sequía cuando los escurrimientos son escasos.
son los obstáculos que se interponen en los ríos, represando las aguas y creando, así, los embalses. son estructuras similares a las presas, pero construidas fuera de los lechos de ríos. Su objetivo es cerrar los botaderos naturales de los vasos de almacenamiento. son las obras destinadas a permitir la extracción en forma regulada de las aguas del embalse, con el propósito de satisfacer las demandas o controlar los excesos. , están destinadas a dos propósitos generales, evacuar sedimentos y facilitar el vaciado total del embalse en caso de emergencia. estructuras hidráulicas destinadas a dar salida a los excesos de agua del embalse.
CT=CM+CO CT=CS+CMA+CN+CC
es aquella situada por debajo del nivel mínimo de operación, es decir, de la cota de toma mas baja del embalse.
es la capacidad destinada a recibir los sedimentos que se van depositando en el embalse.
su funcion es crear un nivel mínimo de operación mas alto que el que existiría si CM fuese igual a CS. Esto ocurre con frecuencia en embalses con fines hidroeléctricos, para crear una carga mayor, o para mantenerse dentro del rango de operación de las turbinas. Es común que la CMA sea cero para el resto de los usos.
, es el espacio dentro del cual se mueven las aguas.
aquella necesaria para balancear las disponibilidades brutas y las demandas de usos de aprovechamiento.
, capacidad destinada a usos de protección.
, volumen comprendido entre el nivel de alivio y el nivel de aguas máximo que alcanzan las aguas en el embalse.
No siempre la capacidad total del embalse contiene todos los componentes señalados, por ejemplo, si el uso es solo de aprovechamiento, el valor de CC, es cero, si el uso es de protección, la capacidad CN no es necesaria.
Para el conocimiento del balance de un embalse, es indispensable conocer la variación de la áreas inundadas y de los volúmenes disponibles con las alturas; La curva de alturaárea-capacidad, es una representación grafica de las elevaciones sobre el valle del rio contra las áreas y capacidades disponibles,.
Los diagramas de masa son gráficos donde se plotean en un sistema de ejes cartesianos, los volúmenes acumulados de un curso de agua y el tiempo transcurrido. Curva de producción acumulada B
s a d a l u m u c A s a g r a c s e D A
0
Curva de producción acumulada B
s a d a l u m u c A s a g r a c s e D
Y X A
0
Tiempo
Qm
Y X
Representa el volumen de agua requerido para satisfacer la demanda de un abastecimiento poblacional, riego o generación de electricidad. Cuando el gasto no fluctúa la curva de demanda es una recta.
400 300 200 100
0
Si se trazan tangentes a la curva de volúmenes acumulados por sus puntos máximos, paralelas a la curva de demanda acumulada constante (línea recta), la distancia mayor entre estas tangentes y la curva de masa es la capacidad necesaria de regulación.
3
M n e s a d a l u m u c A s a g r a c s e D
Cuando la curva de demandas acumuladas no tiene pendiente constante, y se compara con el diagrama de masas también acumulada, comprendida entre las curvas de demanda y de producción, es el máximo almacenaje requerido para ese período.
3
m n e s a d a l u m u c A s a g r a c s e D 0
La gestión de los recursos hídricos en las cuencas, afronta una variedad de problemas, entre los que destacan,
el manejo de la oferta hídrica para aumentar la disponibilidad de agua en el tiempo y en el espacio,
la operación optima de los sistemas hídricos para lograr la más alta eficiencia en la utilización de agua, las interacciones sectoriales con las actividades económicas y la preservación de la integridad de los ecosistemas que dependen del agua.
La operación de un embalse tiene como finalidad evaluar el funcionamiento del mismo, donde se verifica si mantiene un equilibrio mensual en cuanto a: V aporte
V precipitado
V evaporado
Volumen útil
demanda urbana
V salida Volumen muerto
demanda de riego caudal ecológico
Ecuación fundamental de la hidrología para la operación de embalse: Entradas Salidas Δ
Considerando los procesos en el embalse: P Qa - E - Qs
Δ
dónde: P: precipitación sobre el espejo de agua del embalse. Qa: caudal afluente al embalse o aporte de rio. E: evaporación desde el espejo de agua. Qs: caudal de salida del embalse.
Cuando se realiza la operación de embalse se produce un cambio en el almacenamiento, por lo que se debe determinar el volumen final de cada mes por medio de la siguiente ecuación: Vf Vi VQa
VP
- VE - VQs
Para calcular el Vf se realizan los siguientes pasos: 1. Se determina el Vf, sin considerar la precipitación ni la evaporación. 2. De la curva altura- área -capacidad, se obtiene el área al inicio y al final del mes, para obtener el área promedio del mes. 3. Se determina el Vf, considerando la precipitación y la evaporación. 4. Se comparan los Vf calculados, si son iguales ese es el volumen al final del mes, si no se vuelve al paso 2.
Debe considerarse que: Si el Vf > V nivel normal entonces alivia Vi=V nivel normal
Si Vf < V mínimo entonces Déficit Vi=V mínimo de operación
Mes Aporte mensual (
Mm3)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
20
8
2
20 40 30 15
10
5
5
3
12
Escorrentía (Mm3) Ene
Feb
Mar
Abr
May
Jun
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
2.1
2.5
1.4
0.9
11
11.7
13.5
11.6
7.9
19.5
12.1
6.2
Precipitación (mm) Ene
Feb
Mar
Abr
May
Jun
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
82.2
73.9
69.6
52.4
37.0
40.4
81.1
65.1
31.2
11.3
15.0
19.7
Jun
Jul
Sep
Oct
Evaporación (mm) Ene
Feb
Mar
Abr
May
Ago
Nov
Dic
153.4 161.9 140.2 150.3 169.6 168.3 157.0 132.4 137.9 158.8 165.4 188.7
Curva área- capacidad Área (Ha)
0.0
3.23
9.10
14.6
21.2
26.8
33.9
39.2
45.4
49.1
Vol (Mm3)
0.0
0.03
0.40
0.60
1.20
1.50
2.30
3.20
3.90
4.70
Área (Ha)
54.4
58.11
65.0
71.8
79.0
86.4
95.7
104.1
114.0 122.2
Vol (Mm3)
6.3
8.1
9.5
11.0
12.9
15.3
17.3
20.0
22.7
26.0
135.9 147.0 156.8 165.8 173.8 181.0 189.2 198.6 209.2
68.5
29.1
68.5
Área (Ha) Vol (Mm3)
32.8
36.1
41.1
44.7
Capacidad del embalse=33.97 Mm 3 Volumen Muerto=4.21 Mm3 El embalse está inicialmente lleno.
48.0
53.3
58.7
62.8
