Volumen Útil del Embalse Shallap – Cuenca del Rio Santa
2013
INTRODUCCIÓN Básicamente existen cuatro volúmenes principales en toda presa que es necesario determinar para diseñar el vaso: NAMIN (Nivel de Aguas Mínimo), NAMINO (Nivel de Aguas Mínimo de Operación), NAMO (Nivel de Aguas Mínimo de Operación), NAME (Nivel de Aguas Máximas Extraordinarias). En este caso se está evaluando el volumen útil que debe de tener una presa para satisfacer las demandas, para lo cual se tiene los datos de volúmenes escurridos por el rio durante 25 años, lo cual nos proporciona una buena estimación. Para conocer la elevación del NAMO, se realiza un análisis del volumen de agua del cual se puede disponer para su aprovechamiento. Dependiendo Dependiendo el tipo de de presa que que se quiera proyectar, se realiza un tipo de análisis para conocer su volumen útil y su niel de aguas máximo de operación. Un método para obtener el volumen útil es a partir de la generación de una curva masa comparada con la demanda; otro es el algoritmo de pico secuente que calculando la diferencia de los valores máximos de volúmenes vol úmenes almacenados se conoce el volumen útil. En este caso se está haciendo una primera estimación del volumen útil usando el método conocido como algoritmo del pico secuente y variando las demandas.
OBJETIVOS Realizar el cálculo del volumen útil mínimo del embalse Shallap, a través través del método Pico Secuente. Variar la demanda mensual y observar los cambios en el volumen útil, derrame mensual, estado del vaso y concluir respecto a ello.
Volumen Útil del Embalse Shallap – Cuenca del Rio Santa
2013
RESULTADOS Demanda Mensual constante de 0.5 m3/s CALCULO DEL VOLUMEN UTIL MINIMO DEL EMBALSE SHALLAP - CUENC A DEL RIO SANTA QUE RESPONDE A UNA DEMANDA MENSUAL CONSTANTE DE 0.5 M3/SEG VOLUMEN UTIL
METODO DEL PICO SECUENTE
Se puede considerar inicio
P1 T1 Si DIAS
AÑOS
MES
Q (m3/s)
Demanda (m3/s)
Vol m3 x 10** 6
Demanda m3 x 10** 6
Entrada Neta al vaso m3 x 10** 6
Entrada Neta al vaso Acom m3 x 10** 6
Xi
Di
(Xi - Di)
Σ (Xi - Di) (9)
PICOS SECUENTES
con Embalse lleno o
VALORES BAJOS ENTRE PICOS SECUENTES
Embalse vacio
DIFERENCIA MAS ALTA ES EL VOLUMEN UTIL
Picos Secuentes Maximos
Volumen en Vaso m3 x 10** 6
Derrame mensual m3 x 10** 6
Derrame total m3 x 10** 6
Estado del Vaso
Si = Pi - Ti (1) 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
1970
E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D
0.73 0.58 0.54 0.39 0.30 0.22 0.17 0.15 0.16 0.25 0.36 0.38 0.74 0.79 0.94 0.56 0.24 0.20 0.13 0.11 0.15 0.23 0.25 0.46 0.52 0.71 0.62 0.35 0.25 0.20 0.17 0.17 0.17 0.19 0.29 0.28 0.50 0.50 0.48 0.54 0.27 0.18 0.13 0.13 0.14 0.31 0.49 0.48 0.62 0.70 0.66 0.43 0.22 0.15 0.13 0.12 0.12 0.20 0.32 0.30 0.50 0.47 0.71 0.46 0.32 0.17 0.14 0.14 0.15 0.19 0.31 0.29 0.43 0.47 0.51 0.42 0.27 0.18 0.16 0.14 0.16 0.31 0.34 0.40 0.52 0.45 0.49 0.39 0.23 0.13 0.15 0.19 0.18 0.27 0.37 0.40 0.37 0.43 0.40 0.35 0.26 0.19 0.17 0.14 0.22 0.26 0.32 0.44
0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
1.9 1.4 1.4 1.0 0.8 0.6 0.4 0.4 0.4 0.7 0.9 1.0 2.0 1.9 2.5 1.5 0.7 0.5 0.3 0.3 0.4 0.6 0.7 1.2 1.4 1.7 1.7 0.9 0.7 0 .5 0 .4 0.5 0.4 0.5 0.7 0.7 1.3 1.2 1.3 1.4 0.7 0.5 0.4 0.4 0.4 0.8 1.3 1.3 1.7 1.7 1.8 1.1 0.6 0.4 0.4 0.3 0.3 0.5 0.8 0.8 1.3 1.1 1.9 1.2 0.9 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.8 0.8 1.2 1.1 1.4 1.1 0.7 0.5 0.4 0.4 0.4 0.8 0.9 1.1 1.4 1.1 1.3 1.0 0.6 0.3 0.4 0.5 0.5 0.7 1.0 1.1 1.0 1.0 1.1 0.9 0.7 0.5 0.5 0.4 0.6 0.7 0.8 1.2
1.3 1.2 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.2 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.2 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.2 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.2 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.2 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.2 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.2 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.2 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3
0.6 0.2 0.1 -0.3 -0.5 -0.7 -0.9 -0.9 -0.9 -0.7 -0.4 -0.3 0.7 0.7 1.2 0.2 -0.7 -0.8 -1.0 -1.0 -0.9 -0.7 -0.6 -0.1 0.0 0.5 0.3 -0.4 -0.7 -0.8 -0.9 -0.9 -0.9 -0.8 -0.5 -0.6 0.0 0.0 -0.1 0.1 -0.6 -0.8 -1.0 -1.0 -0.9 -0.5 0.0 0.0 0.3 0.5 0.4 -0.2 -0.8 -0.9 -1.0 -1.0 -1.0 -0.8 -0.5 -0.5 0.0 -0.1 0.6 -0.1 -0.5 -0.9 -1.0 -1.0 -0.9 -0.8 -0.5 -0.6 -0.2 -0.1 0.0 -0.2 -0.6 -0.8 -0.9 -1.0 -0.9 -0.5 -0.4 -0.3 0.0 -0.1 0.0 -0.3 -0.7 -0.9 -0.9 -0.8 -0.8 -0.6 -0.3 -0.3 -0.4 -0.2 -0.3 -0.4 -0.7 -0.8 -0.9 -1.0 -0.7 -0.6 -0.5 -0.2
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
0.6 0.8 0.9 0.60 0.06 -0.7 -1.6 -2.5 -3.4 -4.0 -4.4 -4.72 -4.1 -3.4 -2.2 -2.0 -2.7 -3.5 -4.5 -5.5 -6.4 -7.16 -7.80 -7.90 -7.9 -7.4 -7.03 -7.42 -8.1 -8.9 -9.8 -10.7 -11.5 -12.3 -12.9 -13.5 -13.5 -13.5 -13.5 -13.4 -14.1 -14.9 -15.9 -16.9 -17.8 -18.3 -18.3 -18.4 -18.0 -17.5 -17.1 -17.3 -18.1 -19.0 -20.0 -21.0 -22.0 -22.8 -23.2 -23.7 -23.7 -23.8 -23.3 -23.4 -23.8 -24.7 -25.7 -26.6 -27.5 -28.4 -28.8 -29.4 -29.6 -29.7 -29.6 -29.8 -30.4 -31.2 -32.2 -33.1 -34.0 -34.5 -34.9 -35.2 -35.1 -35.3 -35.3 -35.6 -36.3 -37.2 -38.2 -39.0 -39.8 -40.4 -40.8 -41.1 -41.4 -41.6 -41.9 -42.3 -42.9 -43.7 -44.6 -45.5 -46.3 -46.9 -47.4 -47.6
(10) + (8) (10) 7.8
P1
T1
5.61
P2
T2
5.9
P3
T3
6.4
P4
T4
4.92
P5
T5 P6
T6 P7
T7 P8
T8 P9
T9
6.70
6.39
5.56
5.94
6.14
7.8 7.8 7.8 7.5 6.9 6.2 5.3 4.4 3.5 2.9 2.5 2.2 2.8 3.5 4.7 4.9 4.2 3.4 2.4 1.4 0.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.5 0.9 0.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.3 0.8 1.3 1.1 0.3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.6 0.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
(11) 0.6 0.2 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
Lleno Lleno Lleno 0.9
0.0
vacio vacio vacio vacio
0.0 vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio 0.0
vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio
0.0 vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio
0.0
0.0
0.0
0.0
vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio vacio
Volumen Útil del Embalse Shallap – Cuenca del Rio Santa 31
E
0.47
0.50
1.3
1.3
-0.1
-47.6
0.0
0.0
28
1979
F
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1.2
0.1
-47.5
0.1
0.0
31
M
0.76
0.50
2.0
1.3
0.7
-46.8
P10
0.8
2013
vacio
0.0
30
A
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0.50
1.0
1.3
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-47.1
0.5
0.0
31
M
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0.50
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1.3
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0.0
0.0
30
J
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vacio
31
J
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vacio
31
A
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0.0
0.0
vacio
vacio
30
S
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0.0
vacio
31
O
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0.0
vacio
30
N
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0.0
vacio
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0.0
vacio
0.0
0.0
vacio vacio
31
D
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1.3
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-52.7
T10
E
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1.0
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-53.0
P11
28
F
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0.0
31
M
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0.0
31
1980
5.93
vacio
30
A
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31
M
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0.0
0.0
vacio
vacio
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J
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vacio
31
J
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vacio
31
A
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vacio
30
S
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O
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vacio
30
N
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vacio
31
D
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T11
31
E
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1.1
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-58.7
28
1981
F
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31
M
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P12
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A
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31
M
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0.0 vacio
30
J
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0.0
vacio
31
J
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-60.8
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vacio
31
A
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1.3
-0.9
-61.7
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vacio
30
S
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vacio
31
O
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vacio
30
N
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-63.3
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vacio
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D
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1.3
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-63.2
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0.2
0.0
31
E
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1.5
1.3
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-63.0
28
1982
F
0.62
0.50
1.5
1.2
0.3
-62.8
31
M
0.35
0.50
0.9
1.3
-0.4
30
A
0.32
0.50
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-0.5
31
M
0.28
0.50
0.7
1.3
30
J
0.23
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31
J
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31
A
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5.42
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0.0
-63.2
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vacio
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vacio
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-125.2
0.4
0.0
31
M
0.62
0.50
1.7
1.3
0.3
-124.8
0.8
0.0
vacio
vacio 0.0
vacio
30
A
0.63
0.50
1.6
1.3
0.3
-124.5
1.1
0.0
31
M
0.24
0.50
0.7
1.3
-0.7
-125.2
0.4
0.0
30
J
0.10
0.50
0.3
1.3
-1.0
-126.2
0.0
0.0
vacio
31
J
0.07
0.50
0.2
1.3
-1.2
-127.4
0.0
0.0
vacio
31
A
0.06
0.50
0.2
1.3
-1.2
-128.6
0.0
0.0
vacio
30
S
0.10
0.50
0.2
1.3
-1.0
-129.6
0.0
0.0
vacio
31
O
0.17
0.50
0.5
1.3
-0.9
-130.5
0.0
0.0
vacio
30
N
0.42
0.50
1.1
1.3
-0.2
-130.7
0.0
0.0
vacio
31
D
0.67
0.50
1.8
1.3
0.5
-130.2
0.5
0.0
31
T24
6.20
E
0.54
0.50
1.4
1.3
0.1
-130.1
0.6
0.0
28
F
0.71
0.50
1.7
1.2
0.5
-129.6
1.1
0.0
31
M
0.57
0.50
1.5
1.3
0.2
-129.4
30
A
0.46
0.50
1.2
1.3
-0.1
31
M
0.21
0.50
0.6
1.3
30
J
0.13
0.50
0.3
31
J
0.08
0.50
0.2
31
A
0.11
0.50
30
S
0.16
31
O
30 31 31
1994
P24
vacio 0.0
1995
0.0
1.3
0.0
-129.6
1.2
0.0
-0.8
-130.3
0.4
0.0
1.3
-1.0
-131.3
0.0
0.0
vacio
1.3
-1.1
-132.4
0.0
0.0
vacio
0.3
1.3
-1.1
-133.4
0.0
0.0
vacio
0.50
0.4
1.3
-0.9
-134.3
0.0
0.0
vacio
0.21
0.50
0.6
1.3
-0.8
-135.1
0.0
0.0
vacio
N
0.33
0.50
0.8
1.3
-0.5
-135.6
0.0
0.0
vacio
D
0.34
0.50
0.9
1.3
-0.4
-136.0
0.0
0.0
vacio
E
0.41
0.50
1.1
1.3
-0.2
-136.2
0.0
0.0
vacio
P25
T25
28
F
0.45
0.50
1.1
1.2
-0.1
-136.4
31
M
0.76
0.50
2.0
1.3
0.7
-135.7
30
A
0.78
0.50
2.0
1.3
0.7
-134.9
31
M
0.27
0.50
0.7
1.3
-0.6
-135.5
0.8
0.0
30
J
0.18
0.50
0.5
1.3
-0.8
-136.4
0.0
0.0
vacio
31
J
0.14
0.50
0.4
1.3
-1.0
-137.3
0.0
0.0
vacio
31
A
0.15
0.50
0.4
1.3
-0.9
-138.3
0.0
0.0
vacio
30
S
0.18
0.50
0.5
1.3
-0.8
-139.1
0.0
0.0
vacio
31
O
0.27
0.50
0.7
1.3
-0.6
-139.7
0.0
0.0
vacio
30
N
0.38
0.50
1.0
1.3
-0.3
-140.0
0.0
0.0
vacio
31
D
0.45
0.50
1.2
1.3
-0.1
-140.1
0.0
0.0
vacio
P26
6.90
0.0
0.0
0.7
0.0
1.4
0.0
0.0
vacio
0.0
Volumen Útil del Embalse Shallap – Cuenca del Rio Santa
2013
Demanda Mensual constante de 0.3 m3/s
Volumen Útil del Embalse Shallap – Cuenca del Rio Santa Demanda Mensual constante de 0.3 m3/s
Volumen Útil
2013
Volumen Útil del Embalse Shallap – Cuenca del Rio Santa
2013
Demanda Mensual constante de 0.3 m3/s
Volumen Útil del Embalse Shallap – Cuenca del Rio Santa
2013
CONCLUSIONES Si se tuviese una demanda de 0.5 m3/s, esta estaría por encima del aporte de la cuenca, teniendo valores negativos en el volumen neto de entrada al vaso. Realizando los cálculos se obtiene un volumen útil mínima de 7.8 MMC. Sin embargo se observa a lo largo de los años que el embalse prácticamente funciona vacío puesto que la demanda es mucho mayor a la oferta de la cuenca, por lo que se podría decir que no es rentable realizar un embalse que no cumpla su función principal. Al realizar el cambio de la demanda a 0.3 m3/s, con el método de Picos Secuente Máximos, se obtiene un volumen útil de 2.81 m3/s, lo cual se observa que a medida que aumente la demanda el volumen útil también se incrementara y viceversa. Al aumentar la demanda se aprecia que el llenado del embalse es cada vez menor y hasta el punto de quedar vacío durante muchos meses, ocurrencia que no debería presentarse, ya que, no se estaría dando correctamente la funcionalidad y viabilidad del proyecto. Se observa que cuando la demanda disminuye a 0.2m3/s, la entrada neta al vaso
Volumen Útil del Embalse Shallap – Cuenca del Rio Santa
2013
CONCLUSIONES Si se tuviese una demanda de 0.5 m3/s, esta estaría por encima del aporte de la cuenca, teniendo valores negativos en el volumen neto de entrada al vaso. Realizando los cálculos se obtiene un volumen útil mínima de 7.8 MMC. Sin embargo se observa a lo largo de los años que el embalse prácticamente funciona vacío puesto que la demanda es mucho mayor a la oferta de la cuenca, por lo que se podría decir que no es rentable realizar un embalse que no cumpla su función principal. Al realizar el cambio de la demanda a 0.3 m3/s, con el método de Picos Secuente Máximos, se obtiene un volumen útil de 2.81 m3/s, lo cual se observa que a medida que aumente la demanda el volumen útil también se incrementara y viceversa. Al aumentar la demanda se aprecia que el llenado del embalse es cada vez menor y hasta el punto de quedar vacío durante muchos meses, ocurrencia que no debería presentarse, ya que, no se estaría dando correctamente la funcionalidad y viabilidad del proyecto. Se observa que cuando la demanda disminuye a 0.2m3/s, la entrada neta al vaso acumulado aumenta, esto a su vez permite un mayor periodo de tener un embalse lleno. Además. la capacidad mínima útil necesaria para que no se tenga déficit en el periodo, disminuye de S=0.79 a S=0.32 durante el primer año. De la misma manera para los años subsiguientes.
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