ASOCIACIÓN NACIONAL DE ESTUDIANTES DE INGENIERIA CIVIL Tarija - Bolivia ESTIMACION DE SEDIMENTOS CON UN ENFOQUE PARA PRESAS
Henry Monzón De Los Ríos
CONCEPTOS BASICOS DE SEDIMENTOS Se da el nombre genérico de sedimentos a las partículas procedentes de las rocas y/o suelos y que son acarreadas por las aguas que escurren o drenan puntos mas bajos. Todos estos materiales, después de cierto acarreo finalmente son depositados a lo largo de los propios cauces, en lagos, en presas de almacenamiento, en planicies y hasta en el mar. Uno de los destino de los sedimentos son los fondos de los embalses. Grandes producciones de sedimentos acortan la un embalse.
vida útil de
El Transporte de Sedimentos modifica la configuración topográfica de los ríos e incluso de las cuencas.
Los sedimentos se mueven en función a: o o o
Características Físicas (tamaño, forma, peso específico, etc.). Composición granulométrica. Condiciones del flujo de la corriente (velocidad, tirante, pendiente, etc.)
La estimación del sedimento para aplicaciones ingenieriles permite prever los efectos que tienen sobre el funcionamiento de las estructuras hidráulicas. En un embalse para determinar la capacidad muerta o volumen de azolves se debe considerar la producción de sedimentos para los
“n”
años de vida útil planificada.
El peso específico del sedimento varia de acuerdo a la edad del deposito (t en años) y del tipo de sedimento.
Inicio del embalse de San Jacinto
Fuentes de producción de sedimentos Los principales fuentes son: 1. La cuenca tributaria, que genera la carga de lavado (material fino). 2. Las planicies aluviales, que genera la carga de lecho (material grueso). Los materiales provenientes de estas dos fuentes se mueven a lo largo del cauce natural.
Movimiento de los sedimentos
→
Dos formas principales:
1. Transporte en suspensión (partículas finas arcillas, limos arenas muy finas). 2. Transporte de fondo o acarreo (partículas solidas de mayor tamaño arenas, gravas, piedras, etc.)
Los materiales del transporte en suspensión son los que efectivamente se depositan en los embalses y estos serán el material que constituye el volumen muerto.
Los del transporte de fondo,materiales estos materiales tienden a no llegar al vaso, si no que se depositan al inicio o entrada del embalse.
La sedimentación no puede ser prevenida pero si controlada: •
Seleccionar un sitio donde el flujo de sedimentos sea bajo.
•
Métodos de conservación de suelo (terrazas, cultivos en contorno).
•
Manejo de cobertura vegetal.
•
Proteger márgenes de los ríos donde los suelos son vulnerables a la fragmentación.
•
Diques con la función de retener los sedimentos antes de llegar a las presas.
•
Por ultimo analizar la posibilidad de Dragado o Deflocular el sedimento compactado y que pueda ser drenado como líquido.
Formas de evaluación del transporte de sedimento. Existen dos formas de estimar el transporte de sedimentos que son: •
Por mediciones directas en campo (proceso que requiere mucho tiempo).
•
Por
medio
de
expresiones
y/o
modelos
matemáticos.
(Ecuaciones de tipo experimental o fórmulas empíricas). + Empirismo y experimentación
-
Du Boys Schoklitsch Frijlimk
+ Existencia de varios parámetros + Parámetros con complejidad de obtención + Basados en supuestos + Incertidumbre en los resultados
A partir de algunos cuestionamientos es necesario recurrir a otras metodologías que permitan cuantificar el volumen de sedimentos especialmente finos que se genera en la cuenca y que efectivamente llega hasta los embalses. Esta cuantificación puede lograrse tomando como punto de partida la erosión superficial que se genera en la cuenca. Por lo tanto evaluar las tasas de erosión hídrica en cuencas o volúmenes unitarios de erosión será un dato relevante. En función a la disponibilidad de información, pueden utilizarse los siguientes métodos: o
o
La Ecuación Universal de Pérdida de Suelos (U.S.L.E). Método de Djorovic extensas)
–
Gavrilovic (Cuencas de Montaña no muy
EROSION.- Proceso en virtud del cual los agentes externos actúan sobre el suelo, desintegrando sus elementos para transportarlos y depositarlos en otros lugares.
Es el desprendimiento y la remoción de partículas del suelo por acción del agua y del viento.
GUIA PARA LA ELABORACION DE PROYECTOS DE RIEGO MENOR Y MAYOR Viceministerio de Recursos Hídricos y Riego
Modelo (U.S.L.E) → Es un modelo paramétrico empírico de estimación de perdida de suelos (erosión total) con buena aceptación y esta basado en cinco parámetros representativos del proceso erosivo en la cuenca. MODELO → es la representación
Permite: o Estimar tasas anuales de erosión. o
o
o
simplificada de la realidad que puede ser manipulado para mejorar la visión de esta
Predecir la pérdida anual del suelo causado por la erosión. Sirve como guía en la selección de sistemas de cultivo y prácticas de conservación. Obtener estimaciones de erosión para el análisis de producción de sedimentos.
Requiere de información de: (precipitaciones, suelos, vegetación, prácticas de cultivo, mapas temáticos, etc.)
Erosión…?
Valores referenciales [LS] propuestos por
Escuela Técnica Superior de Ingenieros – España) de Montes (Madrid
Abaco – Factor [LS] Propuesto por la S.C.S .
Proyecto: Monitoreo de la Capacidad de Almacenamiento de los Embalses Presa La Hondura - Pajchani
Fotografías - Presa La Hondura - Pajchani
Ficha Técnica
La presa La Hondura fue construida por el PERTT (Programa Ejecutivo de Rehabilitación de Tierras Tarija) por la modalidad de administración directa, con la única finalidad para el uso de riego a las comunidades de Pajchani y parte de San Lorenzo. La presa es de material homogéneo con Núcleo Central Arcilloso, la construcción fue terminada a finales del año 2008. Curva Altura - Volumen
Altura o Cota del vertedero de excedencia
Discretización de la Precipitación – Hietograma por Bloques Alternos
P=1
Escenario: 25 lluvias erosivas
Para no olvidar…! CUESTIONAMIENTOS SOBRE LA TEORIA DEL TRANSPORTE DE SEDIMENTOS
o
Empirismo
o
Experimentación
o
E xis tenci a de varios parámetros s ens ibles
o
o
B as ados en s upues tos Incertidumb re relativa en los res ultados
Monitoreo de la Capacidad de Almacenamiento de Embalses