calculo de la altura de presa

M. En C. GERARDO RENDON RICARDI

En el contexto de gastos de demanda de la población y desarrollo.

Se deberá calcular todos los gastos de demanda solicitados de tal forma que podamos evaluar la ecuación anterior, por ejemplo:

Q Dotación + QGeneración + QEcologico + QRiego + …. + =QDemenada

Con la suma de estos gastos se evaluará la ecuación y(I) deberá de aproximarse a un valor cercano a 1.

Sin embargo y debido a que la mayoría de estos gastos se obtienen en diversos cursos de la carrera, nos ubicaremos exclusivamente en que la ecuación y(I) se aproxime al valor de 1 de la siguiente manera:

Q Dotación = 10%

QGeneración = 70%

QEcológico = 2%

QRiego = 15%

De tal forma que la suma de porcentajes que se concesionen obtenga una forma similar a la siguiente:

Q Dotación + QGeneración + QEcológico + QRiego = 97%

Esto implica que

Tomando en cuenta lo anterior el gasto de demanda se puede obtener:

Este dato obtenido se escribirá en la columna de Gasto de Demanda.

La tercer columna es la diferencia de cada celda en cada mes, entre el gasto del río y el gasto de demanda, de tal forma que para Enero del año 1, se tiene: 13.695 - 6.581 = 7.11

Febrero se tiene: 8.64 - 6.581 = 2.06

Marzo se tiene: 8.145 - 6.581 = 1.56

Abril se tiene: 5.61 - 6.581 = -0.97

Mayo se tiene: 5.175 - 6.581 = -1.41

Junio se tiene: 4.41 - 6.581 = -2.17

Julio se tiene: 3.915 - 6.581 = -2.67

La columna DIFERENCIAS ACUMULADAS

(m3/s) – mes

Se define como la simulación del trabajo de almacenamiento, siguiendo el siguiente modelo en el año 1 y tomando como premisa que esta simulación debe de suponer que el vaso de almacenamiento se encuentra totalmente lleno, para el mes de Enero se tiene:

Q Entrada de Río = 13.695 m3/s Q Demanda solicitada= 6.581 m3/s

Q Sobrante en el vaso de almacenamiento = 7.11 m3/s

Este gasto no se puede almacenar porque la premisa es que el vaso se encuentra totalmente lleno, por consiguiente éste sobrante de 7.11 m3/s debe de sacarse por la obra de excedencias y en la celda referida se anota un cero (0).

Para el mes de febrero el vaso de almacenamiento se encuentra totalmente lleno, por lo que la simulación es:

Q Entrada de Río = 8.64 m3/s

Q Demanda solicitada= 6.581 m3/s


Este gasto no se puede almacenar porque el vaso se encuentra totalmente lleno, por consiguiente éste sobrante de 2.06 m3/s debe desalojarse por la obra de excedencias y en la celda referida se anota un cero (0).

Para el mes de marzo el vaso de almacenamiento se encuentra totalmente lleno, por lo que la simulación es:




Este gasto no se puede almacenar porque el vaso se encuentra totalmente lleno, por consiguiente éste sobrante de 1.56 m3/s debe desalojarse por la obra de excedencias y en la celda referida se anota un cero (0).

Para el mes de abril el vaso de almacenamiento se encuentra totalmente lleno, por lo que la simulación es:


Q Faltante en la demanda = -0.97 m3/s

El gasto de entrada del río es menor al gasto de demanda, por lo que es necesario tomar esta diferencia del vaso de almacenamiento para poder otorgar el gasto total demandado, por consiguiente este volumen se toma del almacenamiento y es de:

-0.97 m3/s.

Para el mes de mayo el vaso de almacenamiento ya no esta totalmente lleno, por lo que la simulación es:


Q Faltante en la demanda = -1.41 m3/s El gasto de entrada del río es menor al gasto de demanda, por lo que es necesario tomar esta diferencia del vaso de almacenamiento para poder otorgar el gasto total demandado, por consiguiente este volumen se toma del almacenamiento y se suma al anterior quedando de la siguiente forma:

-0.97 + -1.41= -2.38 m3/s

Para el mes de junio el vaso de almacenamiento ya no esta totalmente lleno, por lo que la simulación es:



-2.38 + -2.17 = -4.55 m3/s

Para el mes de julio el vaso de almacenamiento ya no esta totalmente lleno, por lo que la simulación es:



-4.55 + -2.67 = -7.21 m3/s

Siguiendo la formulación anterior, se suman y se restan los gastos sobrantes o faltantes que el río otorga al vaso de almacenamiento, siempre generando la simulación de entradas y salidas de los mismos, de tal forma que para el mes de octubre, se alcanza el máximo negativo de toda la tabla con los siguientes datos:


Q Demanda solicitada= 6.581 m3/s Q Faltante en la demanda = -2.40 m3/s

El gasto de entrada del río es menor al gasto de demanda, por lo que es necesario tomar esta diferencia del vaso de almacenamiento para poder otorgar el gasto total demandado, por consiguiente este volumen se toma del almacenamiento y se suma al anterior quedando de la siguiente forma:

-11.58 + -2.40 = -13.98 m3/s

Para el mes de noviembre, el vaso de almacenamiento inicia una recuperación de volumen presentándose los siguientes valores:


Q Demanda solicitada= 6.581 m3/s Q Faltante en la demanda = 0.09m3/s

El gasto de entrada del río es mayor al gasto de demanda, por lo que esta diferencia de gasto entra al vaso de almacenamiento para poder recuperar su almacenamiento y se suma al anterior quedando de la siguiente forma:

-13.98 + 0.09 = -13.89 m3/s

Para el mes de diciembre, el vaso de almacenamiento continua su recuperación de volumen presentándose los siguientes valores:


Q Demanda solicitada= 6.581 m3/s Q Faltante en la demanda = 2.36 m3/s


-13.89 + 2.36 = -11.53 m3/s

La columna de:

VOLUMENES DISPONIBLES ACUMULADOS

(m3/s) – mes

Se llena con la suma acumulativa de los gastos entrantes del río, quedando la tabla de la siguiente manera:

La columna de:

VOLUMENES DEMANDAS ACUMULADAS

(m3/s) – mes

Se llena con la suma acumulativa de los gastos de demanda, quedando la tabla de la siguiente manera:

La columna de:

VOLUMENES ACTUALES DEL EMBALSE

(m3/s) – mes

Se debe instalar en la primer celda vacía el valor máximo negativo (Octubre año 1) que se encuentre en la columna:

DIFERENCIAS ACUMULADAS

(m3/s) – mes

Y éste valor se deberá colocar con un signo positivo, como se aprecia en la imagen

La columna

VOLUMENES ACTUALES DEL EMBALSE

(m3/s) – mes

Deberá llenarse realizando la misma simulación de entradas y salidas del embalse, siguiendo la misma forma de modelación, con la diferencia de que ahora el almacenamiento se encuentra lleno con un volumen inicial de 13.979 (m3/s) – mes y no podemos llenar mas el embalse de este valor, por lo que , para el mes de Enero se tiene:




Este gasto no se puede almacenar porque la premisa es que el vaso se encuentra totalmente lleno, por consiguiente éste sobrante de 7.11 m3/s debe de sacarse por la obra de excedencias y en la celda referida se anota un cero (13.979).

Para el mes de febrero el vaso de almacenamiento se encuentra totalmente lleno, por lo que la simulación es:




Este gasto no se puede almacenar porque el vaso se encuentra totalmente lleno, por consiguiente éste sobrante de 2.06 m3/s debe desalojarse por la obra de excedencias y en la celda referida se anota un cero (13.979).

Para el mes de marzo el vaso de almacenamiento se encuentra totalmente lleno, por lo que la simulación es:




Este gasto no se puede almacenar porque el vaso se encuentra totalmente lleno, por consiguiente éste sobrante de 1.56 m3/s debe desalojarse por la obra de excedencias y en la celda referida se anota un cero (13.979).

Para el mes de abril el vaso de almacenamiento se encuentra totalmente lleno, por lo que la simulación es:



El gasto de entrada del río es menor al gasto de demanda, por lo que es necesario tomar esta diferencia del vaso de almacenamiento para poder otorgar el gasto total demandado, por consiguiente este volumen se toma del almacenamiento y es de:

-0.97 m3/s. Y en la columna de VOLUMENES ACTUALES DEL EMBALSE (m3/s) – mes se anota el valor actual del volumen que tenemos, es decir

13.979 + -0.97 = 13.01 m3/s.

Para el mes de mayo el vaso de almacenamiento ya no esta totalmente lleno, por lo que la simulación es:



13.01+ -1.41= 11.60 m3/s

Para el mes de junio el vaso de almacenamiento ya no esta totalmente lleno, por lo que la simulación es:



11.60 + -2.17 = 9.43 m3/s

Para el mes de julio el vaso de almacenamiento ya no esta totalmente lleno, por lo que la simulación es:



9.43 + -2.67 = 6.77m3/s

Siguiendo la formulación anterior, se suman y se restan los gastos sobrantes o faltantes que el río otorga al vaso de almacenamiento, siempre generando la simulación de entradas y salidas de los mismos, de tal forma que para el mes de octubre, se debe obtener el siguiente resultado:



El gasto de entrada del río es menor al gasto de demanda, por lo que es necesario tomar esta diferencia del vaso de almacenamiento para poder otorgar el gasto total demandado, por consiguiente este volumen se toma del almacenamiento y se suma al anterior quedando de la siguiente forma:

2.40 + -2.40 = 0 m3/s

Para el mes de noviembre, el vaso de almacenamiento inicia una recuperación de volumen presentándose los siguientes valores:


Q Demanda solicitada= 6.581 m3/s Q Faltante en la demanda = 0.09m3/s


0 + 0.09 = 0.09 m3/s

Para el mes de diciembre, el vaso de almacenamiento continua su recuperación de volumen presentándose los siguientes valores:


Q Demanda solicitada= 6.581 m3/s Q Faltante en la demanda = 2.36 m3/s


0.09 + 2.36 = 2.45 m3/s

La columna de:

SITUACION DEL EMBALSE

Se debe llenar con los sucesos que se presentaron en general ese mes, utilizando “DESCIENDE, SECO, LLENADO y LLENO”, ´por lo que esa columna quedaría como:

Las ultimas dos columnas son del Qmedio constante y el Qmedio promedio mensual acumulativos, de tal forma que las columnas quedan:

Con la tabla completa se deberán de generar los siguientes gráficos:

1. Curva Gastos Acumulativos en el tiempo (Curva masa hidráulica)

2. Hidrógramas general de comportamiento .

El calculo de ésta tabla solo se basa en Gastos de demanda, lo que en realidad es el volumen de conservación de la presa, es decir; no contempla en volumen de capacidad muerta y el de control de avenidas, así como tampoco el bordo libre . Para conocer la capacidad muerta, se debe analizar los acarreos que tiene el río, este calculo lo pueden obtener de sus clases de Hidráulica Fluvial que pueden tomar más adelante, por lo que en este caso, solo dimensionaremos el volumen que se refiere a esta sección como un porcentaje del volumen de la capacidad de conservación.

La capacidad de conservación queda: Cap. Cons. = 13.979 x 30 x 24 x 60 x 60 = 36 234

842.40 m3

Cap Muerta = 36 234 842 x 10% = 3 623 484 m3

Volumen Generado = 39 858 326.64 m3

Finalmente estos volúmenes deberán de ubicarse dentro de la topografía seleccionada, con la finalidad de definir la altura de la capacidad muerta y la altura de presa que se tiene que construir, a esta altura le falta la carga hidráulica del vertedor, misma que será menor a15 m de altura en general.

Hidrógrama general de comportamiento .

Curva Gastos Acumulativos en el tiempo (Curva masa hidráulica)

calculo de la altura de presa

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