informe diseño presas-anexo vi(2)

IINNSSTTIITTUUTTOO NNAACCIIOONNAALL DDEE RREECCUURRSSOOSS NNAATTUURRAALLEESS

IINNRREENNAA

MMIINNEERRAA YYAANNAACCOOCCHHAA

IINNSSTTIITTUUTTOO CCUUEENNCCAASS

EESSTTUUDDIIOO DDEE PPRRIIOORRIIZZAACCIIÓÓNN YY SSEELLEECCCCIIÓÓNN DDEE AALLTTEERRNNAATTIIVVAASS DDEE EEMMBBAALLSSEE EENN LLAA CCUUEENNCCAA DDEELL RRÍÍOO AAZZUUFFRREE -- CCOOMMBBAAYYOO ––

CCAAJJAAMMAARRCCAA

AANNEEXXOO VVII:: DDIISSEEÑÑOO DDEE PPRREESSAASS PPAARRAA EEMMBBAALLSSEESS EENN LLAA

CCUUEENNCCAA DDEELL RRÍÍOO AAZZUUFFRREE

CONSULTOR: ING. GUSTAVO AGÜERO JUNGBLUTH

Abril 2007

ESTUDIO DE PRIORIZACIÓN Y SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS DE EMBALSE EN LA CUENCA DEL RÍO AZUFRE, COMBAYO, CAJAMARCA

____________________________________________________________________________________

DISEÑO DE PRESAS PARA EMBALSES


INDICE

1.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................................... 1 2.0 GENERALIDADES.......................................................................................................................... 3

2.1 INTRODUCCION.......................................................................................................................... 3 2.2 OBJETIVOS Y METAS ................................................................................................................ 4 2.3 UBICACIÓN.................................................................................................................................. 4

3.0 PLANEAMIENTO HIDRÁULICO .................................................................................................... 4 3.1 ESQUEMA HIDRÁULICO........................................................................................................... 4

4.0 ESTUDIOS BÁSICOS .................................................................................................................... 5 4.1. INTRODUCCIÓN.......................................................................................................................... 5 4.2 TOPOGRAFÍA................................................................................................................................... 5 4.3. HIDROLOGIA............................................................................................................................... 5 4.4 GEOLOGIA Y GEOTECNIA ............................................................................................................ 6

5.0 INGENIERIA DEL PROYECTO ..................................................................................................... 6 5.1 CONSIDERACIONES GENERALES DE DISEÑO ......................................................................... 6

5.1.1 Consideraciones Generales para Diseño Hidráulico............................................................. 6 5.1.2 Consideraciones Generales para Diseños Estructurales ...................................................... 9

5.2 DESCRIPCION GENERAL DE LAS OBRAS.................................................................................. 9 5.2.1 Embalse .................................................................................................................................... 9



1


INGENIERIA DEL PROYECTO

1.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

� La elección de la mejor alternativa de los esquemas hidráulicos planteados permitirá abastecer de agua en calidad, cantidad y oportunidad a la Comunidad de Combayo; debiendo ser, la alternativa elegida, la que implique menores costos de inversión en infraestructura, aprovechando las condiciones existentes en la zona.

� Las obras propuestas son la presa de enrocado con pantalla impermeable de concreto armado, obras conexas de operación y control de la presa, denominadas toma de fondo y aliviadero de demasías; estructuras que permitirán garantizar la entrega de agua en forma regulada.

� El análisis realizado ha comprendido generar datos de tres diferentes alturas

de presa para cada emplazamiento, en cuyo dimensionamiento se consideró:

• Ubicación de la presa.

• Ancho de Corona de 4.0 m para todos los casos.

• El cuerpo de presa con taludes 1.75 H: 1V para el paramento aguas

arriba y 1.5H:1V, para el paramento aguas abajo.

• Tratamiento de la cimentación y conformación de la cortina de

impermeabilización de acuerdo a las recomendaciones del Estudio

Geológico.

• Dimensionamiento de las Obras Conexas, de acuerdo a las

condiciones hidrológicas de cada emplazamiento.

En el Cuadro Nº 3, se presentan las Características Geométricas de las Presas.

� Los costos se han realizado tomando las cantidades y costos unitarios de cada partida.

� El presupuesto de cada presa está conformado por el Costo Directo (CD), Costo Indirecto (CI) igual al 25% del CD, donde el 15% corresponde a Gastos Generales y el 10% a la Utilidad del Contratista; así como la aplicación del Impuesto General a las Ventas (IGV) igual al 19% de la suma de los anteriores. En el Cuadro Nº 5 se resume los costos de cada una de ellas

� Luego de realizar los análisis y cálculos técnicos de cada caso, se generaron las curvas:



2

• Volumen de Embalse versus Costo de la Presa ( Gráfico N° 11)

• Altura de Presa versus Costo de Agua (Gráfico N° 12)

• Volumen almacenado versus Costo de Agua (Gráfico N° 13)

Con dichas curvas se pueden deducir las bondades de cada emplazamiento y la comparación entre ellos, apreciando lo siguiente:

a) De la primera curva se aprecia que para los mismos objetivos de almacenamiento, la Presa Quecher Bajo es la más económica y la Presa Quecher Cunve la más cara y las otras alternativas tienen una posición intermedia. Esta curva deberá relacionarse con las curvas áreas y volúmenes para determinar la altura óptima de presa de cada caso.

b) De la segunda curva se concluye que el menor costo del agua por m3 relacionado con la altura de la presa (y por referencia el volumen de almacenamiento) esta dentro del rango de los 7.0 m de altura de presa para Totorococha, 12 m para Quecher Bajo, 20 m para Chanche y Quecher Cunve y los 25 m para Arnacocha.

c) En la tercera curva se puede apreciar que para embalses arriba de los 500,000 m3 el costo del agua es más económico. En el Cuadro Nº 6 se muestra el resumen del costo del agua comparada con los volúmenes de almacenamiento y/o la altura de presa.

� El presente trabajo no contempla la definición de la altura óptima de la presa.

� Es recomendable continuar con la siguiente etapa del proyecto, debiendo profundizar principalmente los Estudios Básicos de Hidrología, Geología, Geotecnia, Geofísica y el diseño.

.



3

2.0 GENERALIDADES 2.1 INTRODUCCION

Dentro de los alcances del “Plan de Gestión del Agua en las Cuencas Mashcon y Chonta”, se vienen realizando estudios que permitan priorizar y seleccionar alternativas de embalse en la cuenca del río Azufre-Combayo de la zona de Cajamarca; dentro de las cuales se encuentra los “Diseños de Presas para Embalses en la Cuenca del Río Azufre-Combayo-Cajamarca”, materia del presente informe.

En este propósito se han involucrado Instituciones del Estado, vinculadas a la gestión del agua como es el Instituto de Recursos Naturales (INRENA), representantes de la población de Combayo y la Empresa Minera Yanacocha; así mismo, se ha contado con la participación de una Misión Técnica del BID.

A solicitud del INRENA, se ha realizado el presente trabajo consistente en la formulación y diseño ingenieril a nivel de Pre Factibilidad de Presas, para los embalses ubicados en cinco (5) posibles emplazamientos previamente determinados; de estos, tres (3) de ellos (Quecher-Cunve, Chanche y Arnacocha), han sido identificados por la población de Combayo; los otros dos (2) (Totorococha y Quecher Bajo), han sido identificados en forma conjunta por la Minera Yanacocha y el INRENA.

El presente informe a nivel de Pre Factibilidad, describe las características principales del dimensionamiento de las presas, detalles de las obras conexas de captación y alivio, y las especificaciones más importantes que deben ser tomadas en cuenta para lograr la continuación de la siguiente etapa del estudio.

En cada uno de los emplazamientos se han analizado diferentes alturas de presa, para determinar la capacidad de almacenamiento y costo de construcción con la finalidad de tener datos que permitan tener una amplia visión de las ventajas y beneficios de cada uno de ellos, habiendo obtenido el costo del agua, información que permitirá realizar los análisis para la toma de decisión al seleccionar la mejor alternativa a ser estudiada en la siguiente etapa.

Para tal efecto INRENA ha elaborado en esta Etapa del proyecto, el planeamiento del Estudio a nivel de pre-factibilidad, en el cual se analizaron alternativas para garantizar el abastecimiento de agua y obtener los volúmenes anuales requeridos mediante el almacenamiento de las aguas de lluvias de las sub-cuencas involucradas en el ámbito de estudio aledañas a la zona de la población de Combayo. También se procedió con los diseños correspondientes a la Ingeniería del Proyecto y los diseños de las estructuras que conforman los diferentes esquemas, tomando en consideración los estudios básicos de la parte correspondiente a la Topografía, Hidrología, Geología-Geotecnia; así como datos necesarios de procedimientos constructivos, costos, etc.; para llevar a cabo la formulación de cada alternativa.

En el orden de este trabajo, se ha elaborado la primera parte con una descripción general del proyecto donde se exponen los criterios adoptados para el predimensionamiento de las estructuras y la descripción de las mismas, asimismo se presentan las conclusiones y recomendaciones; en una segunda parte se dan las características técnicas particulares de cada emplazamiento, que se traducen en el cálculo de las dimensiones de cada presa, de las cantidades de obra y finalmente elaborar el presupuesto con la aplicación de los costos unitarios referenciales.



4

2.2 OBJETIVOS Y METAS

El presente documento tiene como objetivo principal, mostrar los esquemas ingenieriles a nivel de prefactibilidad de las presas y obras conexas de la diversidad de posibilidades que conforman los embalses requeridos para garantizar en cantidad y oportunidad el abastecimiento de agua para la producción agropecuaria de la población de Combayo y otros caseríos; en tal sentido en el presente expediente, se han desarrollado los diseños y presupuestos de las presas y sus obras conexas como son la toma de fondo y aliviadero.

Complementariamente se han elaborado los presupuestos tentativos del costo de cada una de las alternativas de los embalses, que contempla el predimensionamiento de las presas con los criterios técnicos adoptados para este tipo de obras, con la finalidad de tener el orden de magnitud del costo total de inversión, de cada alternativa. En el presente expediente, se han desarrollado los diseños y presupuestos de quince (15) presas de diferente altura y sus obras de toma de fondo y aliviadero, que se distribuyen en los cinco (5) emplazamientos previamente determinados.

2.3 UBICACIÓN

El proyecto “Diseños de Presas para Embalses en la Cuenca del Río Azufre-Combayo-Cajamarca”, se ubica en la Sub cuenca del río Azufre, en la jurisdicción del distrito de La Encañada, del departamento de Cajamarca a una altitud que varía de 3,700 a 4,800 m.s.n.m. La ubicación del emplazamiento de cada presa se puede ver en el Plano Nº UA-01.

3.0 PLANEAMIENTO HIDRÁULICO

3.1 ESQUEMA HIDRÁULICO

Para el esquema hidráulico planteado en los diferentes emplazamientos, se utilizaron los datos hidrológicos de la oferta de agua hacia el embalse, capacidad de almacenamiento de cada vaso, de acuerdo con las condiciones geomorfológicas y geológicas del mismo; así como de las condiciones ingenieriles de la ubicación y disposición de la presa.

Se ha planteado la construcción de presas de enrocado, con pantalla impermeable de concreto ubicada en la cara aguas arriba de la presa; entre ambas se colocará una capa de transición y apoyo para el concreto, logrando una buena transmisión de esfuerzos; el cerramiento del vaso así logrado, permitirá formar un vaso con capacidad de almacenamiento acorde con los aportes de cada cuenca.

Para la eliminación de los excedentes de aguas de avenidas, se ha propuesto el uso de un aliviadero tipo Morning Glory, y para la toma de fondo el diseño de una estructura que se complementa con la anterior, logrando una estructura mixta permitiendo de esta forma minimizar costos de construcción y operación.

El diseño de las obras de captación (toma de fondo) permitirá derivar caudales, dependiendo de cada caso, de 0.10 m3/s hasta 0.5 m3/s y los aliviaderos de demasías permitirán la evacuación de caudales de avenida de 0.5 m3/s hasta 20 m³/s.



5

4.0 ESTUDIOS BÁSICOS

4.1. INTRODUCCIÓN

La información básica se obtuvo de los estudios correspondientes realizados por los profesionales especialistas de cada una de las áreas como son: topografía, hidrología, geología y geotecnia, así mismo se ha obtenido información técnica adicional necesaria para proponer los procesos constructivos y generación de costos unitarios de las partidas que involucran la construcción de las diferentes estructuras.

4.2 TOPOGRAFÍA

La información topográfica se ha obtenido mediante trabajos de campo para obtener planos del área de embalse a escala 1:5,000, y del eje de la presa a escala 1: 1,000, complementariamente, se han tomado datos de la carta nacional a escala 1:25 000.

4.3. HIDROLOGIA

La información hidrológica del estudio, ha sido realizada por el Profesional Especialista a fin de obtener los datos de los aportes de agua en el embalse bajo condiciones normales y extremas, calculando el tránsito de la avenida de diseño a través del embalse, tomando en cuenta el hidrograma de la avenida máxima que se produciría con un tiempo de retorno de 1,000 años.

Utilizando la relación altura-volumen del embalse, se consideró los niveles de operación máxima del embalse (NMAX), donde también se ubica la cresta del vertedero; a partir de este nivel se considero un bordo libre de 1.50 m, obtenido en consideración al fletch máximo de cada caso, encontrando que para todos ellos el límite inferior da la medida indicada del bordo libre.

Los caudales de descarga son los asumidos para servir a las áreas de cultivo de cada emplazamiento cuyo detalle se muestra en el en el Cuadro Nº 1.

CUADRO Nº 1

PRESA

AREAS AGRÍCOLAS A

SER ATENDIDAS (HAS)

TOTOROCOCHA 50

QUECHER BAJO 150

QUECHER CUNVE 230

ARNACOCHA 458

CHANCHE 83

Se analizó el comportamiento del embalse con longitudes variables del aliviadero de excedencias comprendidas entre 5 m y 8 m. Los resultados obtenidos se resumen a continuación:



6

CUADRO Nº 2

PRESA

Longitud del

Vertedero (m)

Qmáx de Ingreso

(m3/s)

Qmáx de Salida

(m3/s)

Cota Máx del Espejo de

Agua (msnm)

TOTOROCOCHA

QUECHER BAJO

QUECHER CUNVE

ARNACOCHA

CHANCHE

8

8

8

8

8

2.74

6.81

15.34

34.67

4.30

0.51

2.20

8.50

25.95

3.75

4,029.0

3,945.0

3,866.5

3,749.5

3,898.5

4.4 GEOLOGIA Y GEOTECNIA

La información geológica y geotécnica, al igual que en los casos anteriores ha sido realizada por el Profesional Especialista; en dicho estudio se dan las recomendaciones y criterios a ser tomados en cuenta en la cimentación de la presa y de la impermeabilización del subsuelo que debe realizarse mediante la conformación de una pantalla de inyecciones.

El resumen de las consideraciones geotécnicas para la cimentación se han tomado del capitulo 8.9 del Estudio Geológico Geotécnico.

En dicho estudio, también recomienda el uso de las posibles áreas de préstamo a ser utilizadas para la conformación del cuerpo de presa y agregados para la preparación de concreto. En el primer caso las canteras de material para cuerpo de presa se ubican dentro o muy cercana a las zonas del emplazamiento de la presa, por lo que los costos de transporte de estos materiales es relativamente bajo; en el segundo caso las canteras de agregados (arena y piedra chancada) se encuentran a una distancia promedio de 30 km del emplazamiento de las presas, motivando un costo considerable en el transporte de dichos materiales.

En el Plano Nº UC-01 se ubican las canteras más recomendadas que pueden utilizarse en cada caso

5.0 INGENIERIA DEL PROYECTO

5.1 CONSIDERACIONES GENERALES DE DISEÑO

5.1.1 Consideraciones Generales para Diseño Hidráulico

• El dimensionamiento de la presa, obedece a la necesidad de contar con datos de volúmenes de almacenamiento versus altura de presa, concordado con el aporte de la cuenca y requerimientos de abastecimiento según las necesidades a ser atendidas en cada caso. Las características principales de cada presa se muestran en el Cuadro Nº 3.



7

• El aliviadero de excedencias, ha sido dimensionado para el caudal máximo obtenido para un período de retorno de 1,000 años; siendo la variación de estos caudales desde 0.5 m3/s hasta 26 m3/s, para una longitud del aliviadero de 8 m, en todos los casos. La entrega del agua a la quebrada se ha previsto sea a través de la estructura de disipación dimensionada para cada caso.

• La toma de fondo se ha diseñado para caudales variables que están en relación a las áreas agrícolas a ser atendidas; estos caudales varían desde 0.1 m3/s hasta 0.5 m3/s. El pre dimensionamiento hidráulico de la captación y la tubería de conducción se ha determinado usando las fórmulas recomendadas para el cálculo de aliviaderos y la de Hazen Williams en el caso de tuberías a presión.

• El régimen de flujo en las distintas estructuras se ha tratado en lo posible que sea dentro del régimen sub-crítico.

• Las características geométricas de estas estructuras se pueden ver en el Plano Nº PD-01 y Plano PD-02



8

Cuadro Nº 3

Aguas Arriba

Aguas Abajo

Corona Base Corona Desplante Total

1A TOTOROCOCHA Enrocado 4018.5 1.5 1 4017.0 4016.0 4019.0 4020.5 1.5 0.5 3.50 1.75 H : 1 V1.5 H : 1 V 4 16.95 198 1 200 305,807PRINCIPAL 4018.5 1.5 1 4017.0 4016.0 4024.0 4025.5 1.5 5.5 8.50 1.75 H : 1 V1.5 H : 1 V 4 35.45 266 1 268 999,877

4018.5 1.5 1 4017.0 4016.0 4029.0 4030.5 1.5 10.5 13.50 1.75 H : 1 V1.5 H : 1 V 4 53.95 316 1 318 1,950,000

1B TOTOROCOCHA Enrocado 4019.5 1.5 1 4018.0 4017.0 4019.0 4020.5 1.5 0.0 2.50 1.75 H : 1 V1.5 H : 1 V 4 13.25 194 1 196 305,807SECUNDARIO 4019.5 1.5 1 4018.0 4017.0 4024.0 4025.5 1.5 4.5 7.50 1.75 H : 1 V1.5 H : 1 V 4 31.75 279 1 281 999,877

4019.5 1.5 1 4018.0 4017.0 4029.0 4030.5 1.5 9.5 12.50 1.75 H : 1 V1.5 H : 1 V 4 50.25 314 1 316 1,950,000

2 QUECHER BAJO Enrocado 3931.0 3 1 3928.0 3927.0 3936.0 3937.5 1.5 5.0 9.50 1.75 H : 1 V1.5 H : 1 V 4 39.15 232 1 234 615,3323931.0 3 1 3928.0 3927.0 3941.0 3942.5 1.5 10.0 14.50 1.75 H : 1 V1.5 H : 1 V 4 57.65 263 1 265 1,394,7783931.0 3 1 3928.0 3927.0 3947.0 3948.5 1.5 16.0 20.50 1.75 H : 1 V1.5 H : 1 V 4 79.85 290 1 292 2,898,567

3 QUECHER CUNVE Enrocado 3837.5 3 1 3834.5 3833.5 3842.5 3844.0 1.5 5.0 9.50 1.75 H : 1 V1.5 H : 1 V 4 39.15 100 1 102 115,5103837.5 3 1 3834.5 3833.5 3856.5 3858.0 1.5 19.0 23.50 1.75 H : 1 V1.5 H : 1 V 4 90.95 165 1 167 819,6323837.5 3 1.5 3834.5 3833.0 3868.0 3869.5 1.5 30.5 35.00 1.75 H : 1 V1.5 H : 1 V 4 133.50 276 1.5 279 1,963,000

4 ARNACOCHA Enrocado 3705.0 1 1 3704.0 3703.0 3711.0 3712.5 1.5 6.0 8.50 1.75 H : 1 V1.5 H : 1 V 4 35.45 38 1 40 9,4803705.0 1 1 3704.0 3703.0 3726.0 3727.5 1.5 21.0 23.50 1.75 H : 1 V1.5 H : 1 V 4 90.95 104 1 106 316,6913705.0 1 1.5 3704.0 3702.5 3741.0 3742.5 1.5 36.0 38.50 1.75 H : 1 V1.5 H : 1 V 4 146.45 176 1.5 179 1,503,000

5 CHANCHE Enrocado 3875.0 3 1 3872.0 3871.0 3885.0 3886.5 1.5 10.0 14.50 1.75 H : 1 V1.5 H : 1 V 4 57.65 56 1 58 143,5063875.0 3 1 3872.0 3871.0 3894.0 3895.5 1.5 19.0 23.50 1.75 H : 1 V1.5 H : 1 V 4 90.95 66 1 68 369,3753875.0 3 1.5 3872.0 3870.5 3900.0 3901.5 1.5 25.0 29.50 1.75 H : 1 V1.5 H : 1 V 4 113.15 78 1.5 81 579,978

Nivel Pelo de Agua

(msnm)

N°

CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS PRINCIPALES DE LAS PRESAS(Sección de Máxima Altura de Presa)

LONGITUD DE PRESA

Altura de

Agua(Z)(m)

Dimensiones (m)

GEOMETRÍA

PRESATIPO Terreno

Natural(msnm)

Nivel de Cimentación

de Presa(msnm)

VOLÚMENESDE

ALMACENAMIENTO(M3)

Dimensiones (m)Bordo

libre(m)

Limpieza(H2)(m)

Desplante(H3)(m)

Altura Total Presa(H1) (m)

TaludesNivel de

Desplantemsnm)

COTAS (msnm)

Coronación(msnm)



9

5.1.2 Consideraciones Generales para Diseños Estructurales

• Las capacidades portantes del suelo se han adoptado de acuerdo a las recomendaciones del Estudio Geológico Geotécnico.

• Para el diseño de la cimentación, como para la conformación de las pantallas de impermeabilización, se han tomado las recomendaciones del capitulo 8.9 del Estudio Geológico de este proyecto

• El cuerpo de la presa será conformado por enrocado tipo E2 seleccionado de buena calidad, bien graduada y compactada a fin de proveer un buen soporte a la capa impermeable; la capa de roca tipo E1 que será roca de buena calidad, resistente a las solicitaciones, su colocación será debidamente compactada para dar estabilidad a la estructura.

• El cuerpo de la presa será conformado por:

o Enrocado tipo E2, que será roca seleccionada de buena calidad, bien graduada y compactada a fin de proveer un buen soporte a la capa impermeable.

o Enrocado tipo E1, que será roca compacta de buena calidad, resistente a las solicitaciones, seleccionada y su colocación será debidamente compactada para dar estabilidad a la estructura.

o La capa impermeable propuesta es una pantalla de concreto armado de espesor de 0.20 m. ó 0.30 m de calidad f´c= 280 kg/cm2 y refuerzo de Fy= 4,200 kg cm2.

• Las obras conexas se construirán con Concreto Armado f'c = 280 Kg./cm2 y Acero de Refuerzo Fy= 4,200 kg/cm2.

5.2 DESCRIPCION GENERAL DE LAS OBRAS

Las obras que conforman los diferentes sistemas de almacenamiento, se ubican en el ámbito del poblado de Combayo y dentro de la cuenca del río Azufre.

Los embalsamientos comprenden principalmente la Presa de Enrocado de altura y longitud de corona variable (dependiendo de cada caso), obras de toma de fondo y aliviadero de demasías; se han previsto también las obras complementarias como caminos de accesos, campamentos, etc.

5.2.1 Embalse

a) Embalse

La ubicación de los embalses se han determinado considerando las características geomorfológicas del vaso, la ubicación de la presa y condiciones geológicas e hidrológicas de cada emplazamiento para permitir almacenar el volumen de agua requerido.

La capacidad de almacenamiento de los embalses son variables,



10

para lo cual se han elaborado las curvas áreas volúmenes de cada una de ellos, curvas que relacionan las características geomorfológicas del embalse con las diferentes alturas de presa. Estas curvas relacionadas con la oferta y demanda de agua determinan la altura más adecuada de la presa.

En general los embalses presentan condiciones topográficas adecuadas para el almacenamiento; sin embargo las condiciones geológicas presentan regulares condiciones, por lo que es recomendable realizar mayores investigaciones

Las características de cada caso se pueden observar en el Cuadro Nº 4 y los Gráficos N° 1 al Nº 5

b) Presa

Parte del embalse lo conforma la presa de enrocado, que han sido propuestas en este estudio. En el análisis de las presas se han considerado arbitrariamente tres alturas que obedecen principalmente a las condiciones topográficas y geológicas de cada emplazamiento, determinando las dimensiones para obtener costos de cada caso y luego determinar la altura óptima en función del aporte de agua obtenido en el estudio hidrológico.

Las presas se han dimensionado tomando en cuenta los parámetros que se muestran en el Cuadro Nº 3.

Si bien el diseño de la estabilidad de la presa no esta contemplada en el presente trabajo el Consultor ha propuesto dimensiones que garantizan la estabilidad de la misma, en base a la experiencia de otros trabajos similares obteniendo las siguientes características preliminares:

a) Cuerpo de presa de material enrocado tipo E1, con talud 1:1.5 aguas abajo y 1:1.75 aguas arriba. La sección es variable y depende de la altura y condiciones topográficas y geológicas de la zona.

b) Capa intermedia de soporte para la capa impermeable, esta será de enrocado tipo E2 con un espesor mínimo de 1.0 m.. Tendrá un talud de 1:1.75

c) Pantalla impermeable de 0.20 m ó 0.30 m de espesor, con pendiente 1: 1.75. Esta capa se integrará con el soporte de las inyecciones de la impermeabilización de la cimentación.

d) Sistema de consolidación e impermeabilización del subsuelo mediante la inyección de grouting en una profundidad igual a 0.75 Z a 1 Z, siendo Z la altura del agua embalsada.

c) Obras Conexas

La propuesta ingenieril para estas obras es la de usar una sola estructura que cumpla la función de ambas; en tal sentido se ha adoptado una estructura de aliviadero tipo Morning Glory, y toma de fondo con captación de agua en la parte inferior de la anterior y sobre el mismo cuerpo de la estructura.



11

• Toma de Fondo

Los caudales de captación del agua embalsada se realizarán a través de la estructura de toma que se ubica en un nivel inferior al del aliviadero consta de bocales de captación de sección cuadrada de 1.0 m de lado, en el cual se ubicara una rejilla ; las entradas confluyen a una sección semicircular de diámetro variable para conducir el agua hacia la tubería de conducción ubicada justamente encima de la tubería del aliviadero; dependiendo de cada caso las tuberías varían desde 0.15 m a 0.30 m. de diámetro.

Luego del paso del agua por la tubería, éste es entregado a un conducto mayor y de ahí a la poza de disipación.

La operación del sistema se realiza desde la cámara de control (casa de Maquinas), en el que se ha previsto la instalación de dos compuertas. El ingreso a la cámara de control es desde la corona de la presa por una chimenea de acceso.

• Aliviadero de Demasías

El aliviadero de demasías es del tipo Morning Glory y esta diseñado para permitir el paso de caudales de 0.50 m3/s a 26 m3/s para una longitud de 8 m. La evacuación se realiza a través de un conducto circular con diámetros que van de 0.30 m a 1.50 m. El conducto consta de tres tramos, los dos primeros son del mismo diámetro siendo uno vertical y otro horizontal con una longitud que se desarrolla desde el tramo vertical hasta la línea de inicio de la corona de la presa y un tercer tramo horizontal de mayor diámetro que las anteriores que conduce tanto las aguas del aliviadero y/o las de la toma de fondo. Esta estructura termina en la poza disipadora común a ambas estructuras.

La poza disipadora es de sección rectangular con dimensiones acorde con los requerimientos de caudales y alturas de disipación de cada caso.

El comportamiento durante el transito de las avenidas de diseño de cada uno de los aliviaderos se pueden observar en el Gráfico Nº 6 al Gráfico Nº 10.



12



13



14



15



16



17



18



19

Presa TOTOROCOCHAVertedero tipo Creager Q=µo*L*h*(2*g*h)¨¨¨0.5Azud 8 mEspejo de Agua 0.27 km2

HORA Q entradam3/sVOL (m3)

VOL medio m3

∆h (m)

Qsalida (m3/s)

D (m3) ΣVR (m3) Aux

0.00 0.00 0.00

20.696 0.000 0.000 0.011 20.685 0.000.28 0.04 41.392

124.176 0.001 0.000 0.200 144.661 0.000.56 0.21 206.960

324.237 0.002 0.001 1.163 467.736 0.000.84 0.44 441.515

607.083 0.004 0.004 4.037 1,070.781 0.001.12 0.77 772.651

979.611 0.008 0.011 10.637 2,039.755 0.011.40 1.18 1,186.571

1,421.126 0.013 0.023 23.326 3,437.554 0.011.68 1.64 1,655.680

1,890.235 0.020 0.044 44.554 5,283.235 0.021.96 2.11 2,124.790

2,290.358 0.028 0.075 75.513 7,498.080 0.032.24 2.44 2,455.926

2,566.304 0.037 0.115 115.677 9,948.708 0.042.52 2.66 2,676.683

2,718.075 0.047 0.162 163.330 12,503.453 0.052.80 2.74 2,759.467

2,731.872 0.056 0.214 215.449 15,019.876 0.063.08 2.68 2,704.278

2,621.494 0.065 0.266 268.451 17,372.919 0.063.36 2.52 2,538.710

2,428.331 0.073 0.317 319.232 19,482.018 0.073.64 2.30 2,317.952

2,193.776 0.080 0.363 365.620 21,310.175 0.083.92 2.05 2,069.600

1,945.424 0.086 0.403 406.311 22,849.289 0.084.20 1.81 1,821.248

1,683.275 0.091 0.437 440.232 24,092.332 0.094.48 1.53 1,545.302

1,931.627 0.096 0.477 961.960 25,061.999 0.095.04 1.15 2,317.952

2,042.006 0.100 0.507 1022.462 26,081.543 0.105.60 0.88 1,766.059

1,214.166 0.101 0.513 516.664 26,779.044 0.105.88 0.66 662.272

579.488 0.101 0.514 518.449 26,840.084 0.106.16 0.49 496.704

427.717 0.101 0.512 515.872 26,751.929 0.106.44 0.36 358.731

314.579 0.100 0.506 510.170 26,556.338 0.106.72 0.27 270.428

238.694 0.099 0.499 502.514 26,292.517 0.107.00 0.21 206.960

153.150 0.098 0.489 492.718 25,952.950 0.107.28 0.10 99.341

74.506 0.096 0.477 481.077 25,546.378 0.097.56 0.05 49.670

37.253 0.095 0.465 468.824 25,114.807 0.097.84 0.02 24.835

17.937 0.093 0.453 456.485 24,676.258 0.098.12 0.01 11.038

8.278 0.091 0.441 444.329 24,240.208 0.098.40 0.01 5.519

5.519 0.090 0.429 865.067 23,380.660 0.098.96 0.00 5.519

2.759 0.087 0.406 819.330 22,564.089 0.089.52 0.00

TRANSITO DE AVENIDAS CON LONGITUD DEL AZUD 8 mts.

GRAFICO Nº 6

Longitud del Azud 8m.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00

Tiempo (Horas)

Cau

dal

es (m

3/se

g.)

Caudal de entrada Caudal de salida



20

Presa QUECHER BAJOVertedero tipo Creager Q=µo*L*h*(2*g*h)¨¨¨0.5Azud 8 mEspejo de Agua 0.28 km2


VOL medio m3

∆h (m)

Qsalida (m3/s)


0.00 0.00 0.0061.302 0.000 0.000 0.052 61.250 0.00

0.28 0.12 122.604367.811 0.002 0.001 0.964 428.096 0.00

0.56 0.61 613.018960.394 0.005 0.006 5.613 1,382.878 0.00

0.84 1.30 1,307.7711,798.185 0.011 0.019 19.464 3,161.599 0.01

1.12 2.27 2,288.5992,901.617 0.022 0.051 51.219 6,011.997 0.02

1.40 3.49 3,514.6354,209.388 0.037 0.111 112.109 10,109.276 0.04

1.68 4.87 4,904.1425,598.895 0.056 0.212 213.582 15,494.590 0.06

1.96 6.24 6,293.6486,784.063 0.080 0.358 360.752 21,917.900 0.08

2.24 7.22 7,274.4777,601.419 0.105 0.546 550.218 28,969.101 0.10

2.52 7.87 7,928.3628,050.966 0.132 0.767 772.736 36,247.331 0.13

2.80 8.11 8,173.5698,091.834 0.158 1.005 1012.877 43,326.287 0.15

3.08 7.95 8,010.0987,764.891 0.182 1.243 1252.836 49,838.342 0.18

3.36 7.46 7,519.6847,192.741 0.204 1.466 1477.552 55,553.530 0.20

3.64 6.81 6,865.7986,497.988 0.222 1.664 1676.888 60,374.630 0.22

3.92 6.08 6,130.1775,762.366 0.236 1.831 1845.195 64,291.801 0.23

4.20 5.35 5,394.5564,985.877 0.247 1.962 1978.179 67,299.500 0.24

4.48 4.54 4,577.1995,721.499 0.261 2.124 4281.315 68,739.684 0.25

5.04 3.41 6,865.7986,048.441 0.267 2.201 4437.664 70,350.461 0.25

5.60 2.59 5,231.0843,596.370 0.264 2.164 2181.498 71,765.333 0.26

5.88 1.95 1,961.6571,716.450 0.262 2.144 2160.951 71,320.831 0.25

6.16 1.46 1,471.2421,266.903 0.259 2.105 2121.633 70,466.101 0.25

6.44 1.05 1,062.564931.787 0.255 2.053 2069.682 69,328.207 0.25

6.72 0.79 801.010707.014 0.250 1.995 2010.714 68,024.507 0.24

7.00 0.61 613.018453.633 0.245 1.929 1944.032 66,534.108 0.24

7.28 0.29 294.248220.686 0.238 1.856 1871.109 64,883.685 0.23

7.56 0.15 147.124110.343 0.232 1.783 1797.569 63,196.458 0.23

7.84 0.07 73.56253.128 0.226 1.712 1725.687 61,523.900 0.22

8.12 0.03 32.69424.521 0.220 1.643 1656.536 59,891.884 0.21

8.40 0.02 16.34716.347 0.214 1.578 3181.524 56,726.707 0.20

8.96 0.01 16.3478.174 0.203 1.454 2932.113 53,802.768 0.19

9.52 0.00


GRAFICO Nº 7


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00

Tiempo (Horas)

Cau

dal

es (m

3/se

g.)




21

Presa QUECHER CUNVEVertedero tipo Creager Q=µo*L*h*(2*g*h)¨¨¨0.5Azud 8 mEspejo de Agua 0.16 km2


VOL medio m3

∆h (m)

Qsalida (m3/s)


0.00 0.00 0.00116.002 0.001 0.000 0.314 115.688 0.00

0.28 0.23 232.004696.011 0.005 0.006 5.808 805.891 0.01

0.56 1.15 1,160.0181,817.362 0.016 0.033 33.744 2,589.510 0.02

0.84 2.46 2,474.7063,402.721 0.037 0.116 116.497 5,875.733 0.04

1.12 4.30 4,330.7355,490.754 0.071 0.302 304.349 11,062.138 0.07

1.40 6.60 6,650.7727,965.460 0.119 0.654 659.187 18,368.411 0.11

1.68 9.21 9,280.14710,594.835 0.181 1.228 1237.951 27,725.294 0.17

1.96 11.82 11,909.52212,837.537 0.254 2.035 2051.752 38,511.079 0.24

2.24 13.66 13,765.55214,384.228 0.331 3.031 3055.331 49,839.976 0.31

2.52 14.88 15,002.90515,234.908 0.407 4.136 4169.199 60,905.685 0.38

2.80 15.34 15,466.91215,312.243 0.476 5.243 5284.675 70,933.253 0.44

3.08 15.04 15,157.57414,693.566 0.535 6.243 6292.848 79,333.971 0.50

3.36 14.12 14,229.55913,610.882 0.581 7.060 7116.568 85,828.285 0.54

3.64 12.89 12,992.20612,296.195 0.613 7.658 7719.668 90,404.813 0.57

3.92 11.51 11,600.18410,904.173 0.633 8.034 8098.499 93,210.487 0.58

4.20 10.13 10,208.1629,434.816 0.642 8.194 8259.261 94,386.042 0.59

4.48 8.59 8,661.47110,826.838 0.658 8.503 17142.175 88,070.706 0.55

5.04 6.44 12,992.20611,445.515 0.622 7.822 15768.971 83,747.249 0.52

5.60 4.91 9,898.8246,805.441 0.566 6.789 6843.600 83,709.091 0.52

5.88 3.68 3,712.0593,248.051 0.543 6.389 6440.068 80,517.074 0.50

6.16 2.76 2,784.0442,397.371 0.518 5.949 5996.224 76,918.221 0.48

6.44 1.99 2,010.6991,763.228 0.492 5.499 5542.952 73,138.498 0.46

6.72 1.50 1,515.7571,337.888 0.465 5.064 5104.585 69,371.800 0.43

7.00 1.15 1,160.018858.414 0.439 4.637 4674.321 65,555.893 0.41

7.28 0.55 556.809417.607 0.412 4.222 4255.855 61,717.644 0.39

7.56 0.28 278.404208.803 0.387 3.840 3870.319 58,056.128 0.36

7.84 0.14 139.202100.535 0.363 3.494 3522.344 54,634.319 0.34

8.12 0.06 61.86846.401 0.342 3.186 3211.322 51,469.397 0.32

8.40 0.03 30.93430.934 0.322 2.912 5870.534 45,629.798 0.29

8.96 0.02 30.93415.467 0.285 2.430 4898.421 40,746.843 0.25

9.52 0.00

TRANSITO DE AVENIDAS CON LONGITUD DEL AZUD 8mts.

GRAFICO Nº 8


0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00

Tiempo (Horas)

Cau

dal

es (m

3/se

g.)




22

Presa ARNACOCHAVertedero tipo Creager Q=µo*L*h*(2*g*h)¨¨¨0.5Azud 8 mEspejo de Agua 0.12 km2


VOL medio m3

∆h (m)

Qsalida (m3/s)


0.00 0.00 0.00262.084 0.002 0.002 1.641 260.443 0.00

0.28 0.52 524.1681,572.504 0.015 0.030 30.343 1,802.603 0.02

0.56 2.60 2,620.8394,105.981 0.049 0.174 175.617 5,732.968 0.05

0.84 5.55 5,591.1247,687.795 0.112 0.596 601.183 12,819.580 0.11

1.12 9.71 9,784.46612,405.306 0.210 1.537 1549.118 23,675.768 0.20

1.40 14.91 15,026.14517,996.429 0.347 3.263 3289.351 38,382.846 0.32

1.68 20.80 20,966.71423,936.998 0.519 5.968 6015.617 56,304.227 0.47

1.96 26.69 26,907.28329,003.954 0.711 9.558 9634.445 75,673.736 0.63

2.24 30.85 31,100.62532,498.406 0.901 13.648 13756.686 94,415.457 0.79

2.52 33.63 33,896.18734,420.355 1.074 17.739 17881.155 110,954.657 0.92

2.80 34.67 34,944.52334,595.078 1.213 21.301 21471.273 124,078.462 1.03

3.08 33.97 34,245.63233,197.297 1.311 23.926 24117.559 133,158.200 1.11

3.36 31.89 32,148.96130,751.180 1.366 25.456 25659.393 138,249.987 1.15

3.64 29.12 29,353.39927,780.896 1.384 25.952 26159.171 139,871.712 1.17

3.92 26.00 26,208.39224,635.889 1.371 25.595 25799.995 138,707.606 1.16

4.20 22.88 23,063.38521,316.159 1.334 24.556 24752.404 135,271.360 1.13

4.48 19.41 19,568.93324,461.166 1.331 24.489 49369.724 110,362.802 0.92

5.04 14.56 29,353.39925,858.947 1.135 19.286 38881.261 97,340.488 0.81

5.60 11.09 22,364.49515,375.590 0.939 14.516 14632.532 98,083.547 0.82

5.88 8.32 8,386.6867,338.350 0.879 13.130 13235.395 92,186.502 0.77

6.16 6.24 6,290.0145,416.401 0.813 11.697 11790.569 85,812.334 0.72

6.44 4.51 4,542.7883,983.676 0.748 10.322 10404.620 79,391.389 0.66

6.72 3.40 3,424.5633,022.701 0.687 9.076 9148.352 73,265.739 0.61

7.00 2.60 2,620.8391,939.421 0.627 7.911 7974.659 67,230.501 0.56

7.28 1.25 1,258.003943.502 0.568 6.828 6882.859 61,291.144 0.51

7.56 0.62 629.001471.751 0.515 5.888 5935.156 55,827.739 0.47

7.84 0.31 314.501227.139 0.467 5.091 5131.694 50,923.184 0.42

8.12 0.14 139.778104.834 0.425 4.422 4457.114 46,570.904 0.39

8.40 0.07 69.88969.889 0.389 3.864 7789.679 38,851.114 0.32

8.96 0.03 69.88934.945 0.324 2.942 5930.094 32,955.965 0.27

9.52 0.00


GRAFICO Nº 9


0

5

10

15

20

25

30

35

40

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00

Tiempo (Horas)

Cau

dal

es (m

3/se

g.)




23

Presa CHANCHEVertedero tipo Creager Q=µo*L*h*(2*g*h)¨¨¨0.5Azud 8 mEspejo de Agua 0.04 km2


VOL medio m3

∆h (m)

Qsalida (m3/s)


0.00 0.00 0.00

32.525 0.001 0.000 0.373 32.152 0.000.28 0.06 65.050

195.149 0.006 0.007 6.885 220.416 0.010.56 0.32 325.249

509.556 0.018 0.039 39.626 690.346 0.020.84 0.69 693.864

954.062 0.041 0.133 133.979 1,510.429 0.041.12 1.20 1,214.261

1,539.510 0.076 0.336 338.422 2,711.516 0.071.40 1.85 1,864.758

2,233.373 0.124 0.693 698.646 4,246.243 0.111.68 2.58 2,601.988

2,970.603 0.180 1.222 1231.810 5,985.036 0.151.96 3.31 3,339.218

3,599.417 0.240 1.870 1885.270 7,699.183 0.192.24 3.83 3,859.616

4,033.082 0.293 2.533 2553.262 9,179.003 0.232.52 4.17 4,206.548

4,271.597 0.336 3.109 3134.260 10,316.340 0.262.80 4.30 4,336.647

4,293.280 0.365 3.520 3547.978 11,061.642 0.283.08 4.22 4,249.914

4,119.815 0.380 3.728 3758.311 11,423.146 0.293.36 3.96 3,989.715

3,816.249 0.381 3.750 3779.846 11,459.549 0.293.64 3.61 3,642.783

3,447.634 0.373 3.628 3656.924 11,250.259 0.283.92 3.23 3,252.485

3,057.336 0.358 3.411 3438.528 10,869.068 0.274.20 2.84 2,862.187

2,645.355 0.338 3.132 3156.594 10,357.828 0.264.48 2.41 2,428.522

3,035.653 0.335 3.090 6228.633 7,164.848 0.185.04 1.81 3,642.783

3,209.119 0.259 2.106 4245.901 6,128.066 0.155.60 1.38 2,775.454

1,908.125 0.201 1.436 1447.431 6,588.760 0.165.88 1.03 1,040.795

910.696 0.187 1.295 1304.870 6,194.586 0.156.16 0.77 780.596

672.180 0.172 1.134 1143.276 5,723.490 0.146.44 0.56 563.764

494.378 0.155 0.977 985.110 5,232.758 0.136.72 0.42 424.991

375.120 0.140 0.837 843.763 4,764.115 0.127.00 0.32 325.249

240.684 0.125 0.706 711.381 4,293.418 0.117.28 0.15 156.119

117.089 0.110 0.584 588.512 3,821.995 0.107.56 0.08 78.060

58.545 0.097 0.482 485.692 3,394.848 0.087.84 0.04 39.030

28.188 0.086 0.399 402.383 3,020.653 0.088.12 0.02 17.347

13.010 0.076 0.333 335.717 2,697.946 0.078.40 0.01 8.673

8.673 0.068 0.281 565.840 2,140.780 0.058.96 0.00 8.673

4.337 0.054 0.198 399.235 1,745.881 0.049.52 0.00


GRAFICO Nº 10


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00

Tiempo (Horas)

Cau

dal

es (m

3/se

g.)




24

ESPEJOS DE AGUA PARA ALTURAS MÁXIMAS DE LAS PRESAS

PRESA H. MÁX (m)

ESPEJO DE AGUA (m2)

ESPEJO DE AGUA (Km2)

VOLUMEN ALMACENADO (m3)

TOTORACOCHA 12.00 270,00.00 0.27 1,950,000

QUECHER BAJO 16.50 275,922.33 0.28 2,898,567

QUECHER CUNVE 32.00 156,000.00 0.16 1,963,000

ARNACOCHA 36.00 120,643.80 0.12 1,503,000

CHANCHE 25.00 37,791.44 0.04 579,978

informe diseño presas-anexo vi(2)

Documents