Una de las necesidades humanas fundamentales es el agua, la cual es factor determinante para usos pblicos y privados, para el riego, la generacin hidroelctrica y eventualmente para servicios de transporte y comunicaciones. De hecho, el agua es un recurso natural renovable; sin embargo, su renovabilidad no responde, como otros recursos, a su multiplicacin a partir de magnitudes iniciales, sino que se trata de un recurso natural circulante, dependiente de un ciclo de cambios de estado y de sitio, condicionado por circunstancias climticas, geolgicas y paisajistas.

En la actualidad, uno de los problemas fundamentales en la planificacin y operacin de los recursos hdricos es el manejo de los embalses. En consecuencia se debe lograr, con un alto grado de seguridad, un balance ptimo en el uso del agua para los periodos hmedos y secos, con el objetivo de satisfacer las demandas existentes y futuras de energa elctrica, del uso para riego, abastecimiento de agua potable e industrial, y control de inundaciones.

La operacin ptima de los embalses se realiza en funcin del balance hdrico, de la energa que se puede producir con un alto grado de seguridad, y las demandas de energa, criterios bsicos para la realizacin de esta actividad. Por lo tanto, es imprescindible buscar metodologas y tcnicas de modelacin que conduzcan a la integracin de estos componentes para un manejo sostenible del recurso agua.

La modelacin hidrolgica de embalses en una cuenca, constituye un instrumento muy valioso para el manejo integrado y sostenible de los recursos naturales, en especial el recurso agua.Normalmente la escorrenta del agua de los ros o las otras fuentes hdricas son deficitarias para satisfacer la demanda de agua de riego de las reas de cultivo y las mayores posibilidades de solucionar este dficit, es mediante la construccin de represas que regulan estacionalmente las aguas, es decir almacenar las aguas de verano (poca de lluvias) para satisfacer la demanda de Invierno-Primavera (poca de estiaje). La posibilidad del embalse, esta dependiente o en funcin de la presencia de un vaso adecuado que pueda cumplir en condiciones de factibilidad tcnica y econmica el almacenar estas aguas. El volumen de embalse est en funcin del volumen de escurrimiento de la cuenca, de las posibilidades tcnico-econmicas de regular, total o parcialmente este volumen y del manejo en relacin al riego.

El objetivo de este trabajo es dar a conocer los requerimientos para el diseo de una presa de concreto, as como tambin realizar el analizar de estabilidad de la presa. Conocer definiciones generales para el diseo de un embalse en una cuenca. Conocer los parmetros que se deben tener en cuenta para el diseo de un embalse en una cuenca. Conocer los diferentes factores que intervienen en el estudio para el diseo de un embalse. Determinar la altura de la presa. Determinar la altura del borde libre de la presa. Calcular los niveles de embalse. Calcular la altura de la cortina. Calcular el volumen de sedimentos de arrastre y suspensin. Conocer los clculos para el balance hdrico en el estudio de una cuenca.

DESCRIPCIN DEL VASO1. UBICACIN:Ubicacin Poltica:DEPARTAMENTOCajamarca

PROVINCIAJan

DISTRITOPomahuaca

2. DETALLES DE LAS ESTACIONES:2.1. CHONTALI UBICACIN: El distrito de Chontali es uno de los doce distritos de Jan, est ubicado en la parte norte de la provincia de Jan Departamento de Cajamarca entre los paralelos de 5 29 y 5 44 de Latitud Sur y los meridianos 79 15 y 79 58 de longitud Oeste.

RELIEVE: Relieve es accidentado destacando la cordillera del Pramo Situado al lado Oeste del Distrito: y una cadena montaosa de bosques naturales por la parte oeste que une los pasajes del corazn Chorro Blanco, Pea Blanca, Paramillo, el Queso y el corcovado, zonas altas y limtrofes del Distrito, de ah que el terreno es en general descendente hacia el valle del ro Huayllabamba o Chunchuca Topografa muy accidentada.

CLIMA: Su clima presenta temperaturas mximas de 22C en la parte baja del distrito y temperatura mnima de 12 en la parte alta, con una altitud de 1500 m.s.n.m. La temporada de lluvias se extiende entre los meses de enero a junio y octubre.

HIDROGRAFA: Chontal forma parte de dos cuencas, la parte alta del ro Jequetepeque y la zona media y alta del ro Chicama, las que a su vez configuran dos subsistemas rural-urbanos.

RECURSOS TURSTICOS: La cultura chontalina es muy rica, entretenida y diversa, las "fiestas patronales" se pueden contar como una alegra del pueblo donde se celebran una vez al ao, en honor a su patrn San Jernimo que se celebra entre el 10 y el 14 de octubre, siendo el da central el 12 de octubre. En la parte sur, donde se ubica el C.P Tabacal punto ms bajo de la capital del Distrito, se ubican hermosos paisajes y vistosas lomas tales como, el Conjuro y el Coliseo donde se observa gran parte del valle el paramillo hermoso paisaje natural en el lmite con el Distrito de San Jos del Alto

ASPECTOS DEMOGRFICOS:

Segn la proyeccin estadstica para el 2003 Chontali cuenta con 13,121, distribuidos en la capital de Distrito, 2 centros poblados y 44 caseros siendo la poblacin mayoritariamente rural 83.4 % sobre un 7.9 % urbana con una densidad poblacional de 30.8 habitantes / Km.

Otro punto a resaltar de ste distrito son sus habitantes, en su mayora son de tez blanca a diferencia de la simbitica mezcla de los habitantes del norte peruano, esto debido a que son directamente descendientes de colonizadores espaoles o mestizos.

ECONOMA Y PRODUCCIN

Las principales actividades econmicas que se desarrollan en el distrito son la agricultura y la ganadera, que llegan a ocupar el 90% de PEA distrital. El Caf es el principal producto agrcola (58% del rea cultivada en 1998), y por lo tanto, principal fuente generadora de ingresos de los agricultores.

La actividad comercial ms preponderante, se circunscribe a los productos del agro: caf, maz, frutales y pan llevar, y en menor escala a la venta de ganado. Su relacin comercial es directa y casi siempre con intermediarios mayormente en Jan, al cual est unido por una trocha carrozable (angosta, y con escaso mantenimiento) de 57 km aproximadamente, une Chontal con el Puente Chunchuca en el Km 169 de la carretera Olmos - Maran, haciendo una distancia de 98 Km a Jan.

2.2. PUENTE CHUNCHUCA

UBICACIN: Situado en la parte noroccidental del pas .Por divisin administrativaChunchuca Puentepertenece a la reginCajamarca.

RECURSOS TURSTICOS: Entre las atractividades tursticas en los alrededores de la ciudadChunchuca Puentepertenece, por ejemplo,Yumbilla Cataratas (Per)a aproximadamente 105 km,Catarata del Gocta (Per), a 107 km,Parque Nacional Podocarpus (Ecuador)a ms o menos 185 km,Parque Nacional Ro Abiseo (Per)a aproximadamente 265 km,Parque Nacional Cerros de Amotape (Per), a cca 277 km,Chan Chan (Per)a ms o menos 242 km,Parque Nacional Cajas (Ecuador)a aproximadamente 350 km,Parque Nacional Huascarn (Per), a cca 398 km, . El aeropuerto internacional ms cercano(LIM) Lima Jorge Chavez Intl Airportse encuentra a unos 703 km de la ciudadChunchuca Puente. RELIEVE: El relieve de la Provincia de Jan es bastante variado y accidentado, por el acentuado contraste entre sus cordilleras, y sus valles y pampas.

CLIMA: El climadel puente chuchuca (Jan) es clido, moderadamente lluvioso y con amplitud trmica moderada. La media anual de temperatura mxima y mnima (periodo 1964-1980) es 30.2C y 19.8C, respectivamente.

ASPECTOS DEMOGRFICOS DEL PUENTE:

LATITUD-5.9377778

LONGITUD-78.8525

UFI329064

UNI408816

UTMQP34

JOGSB17-08

2.3. CAMAPAMENTO EL LIMN

UBICACIN: Ubicado en el suroeste del distrito de POMAHUACA en el departamento de Cajamarca Per.

RECURSOS TURSTICOS: Muy rico en bosques secos, fue creado por ley 9868 del 28 de diciembre de 1943, gracias al esfuerzo del profesor Jos Cajo Huamn y de los alcaldes de la ltima dcada, Pomahuaca se ha convertido en un pueblo con opciones tursticas de gran importancia para el futuro.

CLIMA: Presenta un clima clido que se localiza en la parte baja de los valles de Quizmache, Manta y Huancabamba y en clima templado que predomina en la parte alta. Registra una estacin lluviosa que se inicia en el mes de octubre con declinaciones en el mes de diciembre y continua con mayores registros en los meses de marzo y abril, presentndose una estacin de verano en los meses de mayo y junio, siendo los meses julio y agosto los de estacin seca. La precipitacin es de: 620 a 1,350mm por aos. La temperatura vara de 28 a 15 C.

PARMETROS GEOMORFOLGICOSLa cuenca de recepcin es el ambiente hidrolgico, en donde las aguas superficiales provenientes de las precipitaciones y/o deshielos, son drenados por un sistema convergente de red hidrogrfica, que se inicia en el divisor topogrfico y finaliza en la desembocadura o punto de aforo. Los procesos hidrolgicos son complejos y estn en funcin de las caractersticas climticas y fisiogrficas que inciden directamente en la conducta.

Los procesos hidrolgicos son complejos y estn en funcin de las caractersticas climticas y fisiogrficas que inciden directamente en la conducta de la cuenca. Por lo tanto, es importante cuantificar los parmetros geomorfolgicos de la cuenca, para establecer su efecto en el comportamiento hidrolgico de la misma.

Las caractersticas geomorfolgicas que se consideran en este estudio son referidas a la microcuenca de aporte al vaso de Pomahuaca, cuya disponibilidad hdrica se determinar. Dichas caractersticas se muestran en el cuadro siguiente:PARAMETROUNIDADCANTIDAD

AREAKm2149.22

PERIMETROKm52.78

COEFICIENTE DE COMPACIDADAdimensional1.21

LONGITUD Km16.08

FACTOR DE FORMAAdimensional0.58

PRESADefinicin Se denomina presa o represa a una barrera fabricada con piedra, hormign o materiales sueltos, que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre un ro o arroyo con la finalidad de embalsar el agua en el cauce fluvial para su posterior aprovechamiento en abastecimiento o regado, para elevar su nivel con el objetivo de derivarla a canalizaciones de riego, o para la produccin de energa mecnica al transformar la energa potencial del almacenamiento en energa cintica, y sta nuevamente en mecnica al accionar la fuerza del agua un elemento mvil. La energa mecnica puede aprovecharse directamente, como en los antiguos molinos, o de forma indirecta para producir energa elctrica, como se hace en las centrales hidroelctricas.

Partes de una Presa

Corona:Partesuperiordelaestructura,generalmenterevestidaparaprevenirelsecadodel corazn impermeable y proporcionar una va para el trnsito.

Altura: Diferencia entre las elevaciones de la corona y el punto ms bajo de La Cimentacin

Bordo libre: Distancia vertical entre el nivel de la corona y el de las aguas mximoextraordinarias (NAME); este ltimo se alcanza cuando el vertedor trabaja a su capacidadlmite de descarga. El bordo libre debe de proteger a una presa, con cierto margen deseguridad, de los efectos del oleaje generado por el viento o sismos y tomar en cuenta elasentamiento mximo de la corona.

Namo:Nivel de aguas mximas ordinarias. Coincide con la elevacin de la cresta del Vertedor en el caso de una estructura que derrama libremente, si se tienen compuertas es el nivel superior de estas.

Taludesexteriores:Estnrelacionadosalaclasificacindesuelosquesevaausarenlaconstruccin, especialmente suelos impermeables. El talud elegido es estrictamenteconservador, y depende del tipo de de cortina y de la naturaleza de los materiales.

Ncleo impermeable: Pantalla impermeable de la cortina construida consuelocompactado este ncleo puede estar al centro y ser vertical o inclinado, o bien, localizadoPrximo al parmetro de aguas arriba. Dichas alternativas van a depender de los materiales de lugar.

Respaldos: Partes de la cortina construidas con materiales permeables (enroca miento, gravas o arenas), o bien, suelos limosos o arcillosos colocados aguas abajo pero confinadospor filtros. Filtros:Elementosdelaseccinformadosconarenalimpia,biengraduada,destinados a colectar las filtraciones a travs del ncleo y protegerlo de una posible erosin interna; puede requerirse un filtro vertical al centro, unido a otro en la base, agua abajo: cuando el respaldo de aguas arriba debe de construirse con un material de permeabilidad relativamente baja, suelen intercalarse capas filtrantes horizontales.

Protecciones: Para evitar la erosin causada por oleaje por el talud de aguas arriba o por lluvias en el de aguas abajo, los parmetros respectivos se forman con materiales capaces de resistir dicha accin. Aguas arriba es conveniente usar una capa de enrocamiento, pero la carencia de las rocas en el lugar puede obligar el uso de losas de suelo cemento, concreto o de recubrimientos asflticos. Aguas abajo es frecuente cubrir con una capa de suelo y csped.

Tipos de presas:

Los diferentestipos de presasresponden a las diversas posibilidades de cumplir la doble exigencia de resistir el empuje del agua y evacuarla cuando sea preciso. En cada caso, las caractersticas del terreno y los usos que se le quiera dar al agua, condicionan la eleccin del tipo de presa ms adecuado.

Existen numerosos tipos, comenzando con que puede hablarse de presas fijas o mviles, pero primero debemos clasificarlas en dos grandes grupos segn su estructura y segn los materiales empleados en su construccin. Aunque existen cuatro tipos fundamentales de presas: De gravedad (de hormign rodillado o convencional) De contrafuertes De arco-bveda De escollera (de tierra o de roca).

PRESA DE GRAVEDAD, que retienen el agua gracias al tipo de materiales empleados, como mampostera u hormigones.

PRESA DE CONTRAFUERTE, formadas por una pared impermeable situada aguas arriba, y contrafuertes resistentes para su estabilidad, situados aguas abajo.

PRESA DE ARCO-BVEDA, que aprovechan el efecto transmisor del arco para transferir los empujes del agua al terreno.

PRESA DE TIERRA O ESCOLLERA, con un ncleo de material arcilloso, que a veces es tratado qumicamente o con inyecciones de cemento.

Adems las presas pueden ser: Bajas con alturas menores de 15m. Altas mayores de 15m.PRESA DE DERIVACION, El objetivo principal de estas es elevar la cota del agua para hacer factible su derivacin, controlando la sedimentacin del cauce de forma que no se obstruyan las bocatomas de derivacin. Este tipo de presas son, en general, de poca altura ya que el almacenamiento del agua es de un objetivo secundario.Diseo de presas de Tierra

Ubicacin de la boquilla y del vaso. Utilizando una carta geogrfica se ubica el eje de la boquilla y el rea del espejo del vaso.Geologa de la boquilla y del vaso.Informe elaborado por un gelogo acerca de las formaciones geolgicas, fallas, napa fretica y estabilidad de los taludes tanto del vaso como de la boquilla.Topografa de la boquilla y del vaso.Plano topogrfico a curvas de nivel, cada 1.00 m, del vaso y de la boquilla (hasta 300 m aguas abajo del eje).

Hidrologa del proyecto

Informacin climatolgica: Velocidad mxima del viento, evaporacin diaria o mensual, temperatura mxima y mnima.

Caudales de aporte de la cuenca al 75% y 85% de persistencia. Caudales de demanda del proyecto (consumo poblacional, irrigacin, pecuario, hidroenerga, industrial, etc.) Volmenes del embalse: Volumen muerto, volumen muerto por cota de derivacin, volumen inactivo, volumen til, volumen de sper almacenamiento.

Mecnica de suelos y rocas del material de prstamo El estudio se hace en las canteras en un radio no mayor de 5 km desde la boquilla. - Clasificacin SUCS.

- Pruebas triaxiales (UU, CU, CD) - Porosidad - Peso especfico - Pruebas de permeabilidad - Mdulo de deformacin

Mecnica de suelos y rocas de la boquilla. - Clasificacin SUCS - Pruebas triaxiales (UU, CU, CD) - Porosidad - Peso especfico - Pruebas de permeabilidad - Mdulo de deformacin

Tipos de presas de Tierra

Sedimentacin en suspensin y arrastre

El clculo de la prdida de suelo a partir de la medida del movimiento de los sedimentos en las corrientes y los ros tropieza con varios problemas. La realizacin de las mediciones lleva tiempo y resulta cara; su precisin puede ser baja; incluso si se dispone de datos correctos sobre el movimiento de una corriente no se sabe de dnde procede el suelo y cundo se produjo el movimiento.

El movimiento de los sedimentos en las corrientes y ros presenta dos formas. Los sedimentos en suspensin estn constituidos por las partculas ms finas mantenidas en suspensin por los remolinos de la corriente y slo se asientan cuando la velocidad de la corriente disminuye, o cuando el lecho se hace ms liso o la corriente descarga en un pozo o lago. Las partculas slidas de mayor tamao son arrastradas a lo largo del lecho de la corriente y se designan con el nombre de arrastre de fondo. Existe un tipo intermedio de movimiento en el que las partculas se mueven aguas abajo dando rebotes o saltos, a veces tocando el fondo y a veces avanzando en suspensin hasta que vuelven a caer al fondo. A este movimiento se le denomina saltacin y es una parte muy importante del proceso de transporte por el viento; en la corriente lquida la altura de los saltos es tan reducida que no se distinguen realmente del arrastre de fondo.

Las cantidades relativas que avanzan en suspensin y el arrastre de fondo varan considerablemente. En un extremo, cuando el sedimento procede de un suelo de grano fino como el limo depositado por el viento, o una arcilla aluvial, el sedimento puede estar casi totalmente en suspensin. En el otro extremo, una corriente de montaa limpia y rpida puede tener cantidades insignificantes de materia en suspensin y casi la totalidad del movimiento de la grava, los guijarros y las piedras se produce en el lecho de la corriente. Concentraciones elevadas de sedimento como las que se dan en algunos ros, como el ro Amarillo de China y el Mississippi de los Estados Unidos, pueden causar cambios significativos en las propiedades de resistencia del agua. La viscosidad ser mayor y la velocidad de asentamiento de las partculas inferior, por lo que el umbral entre el sedimento en suspensin y el arrastre del fondo resulta confuso.

El clculo de la carga en suspensin por muestreo es relativamente sencillo, pero tomar una muestra representativa del arrastre de fondo resulta difcil.

Sedimentacin y Embalses

Para el aprovechamiento de los cursos de agua se requiere muchas veces construir presas de embalse, el objeto de estas es regular el caudal del rio mediante la creacin de un lago artificial que proporcionen volumen de almacenamiento para obtener as el agua en la cantidad y oportunidad requeridas para su aprovechamiento en un proyecto.En general, los embalses creados al construirse una presa, son de dos tipos: los ubicados sobre el lecho del rio y los laterales. El funcionamiento sedimentalgico se los embalses laterales depende de la eficiencia del desarenador que los protege.Cuando se construye una presa en el lecho de un rio, esta acta como una trampa de sedimentos, y una parte de los slidos transportados por la corriente queda retenido en el embalse, disminuyendo as en volumen de almacenamiento. Ese riesgo debe ser evaluado.Muchas veces consideramos en el diseo un volumen de embalse adicional al requerido para satisfacer las necesidades del proyecto y que sirve para el depsito de los slidos sedimentados en el embalse. Este volumen se llenara con el transcurso del tiempo, llamndolo generalmente a este volumen adicional VOLUMEN MUERTO, pero este trmino es equvoco. Podra decirse, para mayor precisin que es el volumen muerto por sedimentacin, y no por cota de derivacin.

La sedimentacin que ocurre aguas arriba de una presa es un fenmeno de hidrulica fluvial que resulta ser inevitable. Su origen es muy sencillo: al elevarse artificialmente los tirantes (calados) del rio y aumentar considerablemente la seccin transversal la velocidad de la corriente disminuye, y aun en avenidas puede tener valores muy pequeos, lo que favorece la sedimentacin.

Para describir los fenmenos sedimentalgico vinculados a los embalses, se usa varios trminos: colmatacin, azolvamiento, atarquinamiento. Este ltimo viene del rabe tarquin que significa barro o lodo.

Mientras el azolvamiento ocurre en un lugar previsto, la sedimentacin es solo un fenmeno normal de hidrulica fluvial. Pero cuando la sedimentacin es muy intensa y excede a lo previsto estamos frente a un fenmeno de colmatacin acelerada.

Cada metro cubico de sedimentos depositados dentro del volumen til representa un metro cubico menos de volumen de regulacin y, a veces, varios metros cubico de volumen regulado.

En la figura siguiente observaremos un esquema de definicin de algunos de los elementos caractersticos de un embalse cuando est libre de sedimentos.

EMBALSE: Lago o estanque artificial en el que se puede almacenar una gran cantidad de agua.

RESERVORIO DE REGULACION: Es un embalse que se opera con niveles variables a fin de almacenar o soltar agua segn el caso.

VOLUMEN UTIL: Es el volumen del reservorio que est disponible para su uso en generacin de energa, irrigacin, control de avenidas u otro propsito. No incluye el volumen de agua durante el trnsito de una avenida y que est por encima de la cresta del aliviadero. El volumen til es el volumen total menos el volumen inactivo y el volumen muerto.

VOLUMEN INACTIVO: Es el volumen del reservorio medido desde el punto ms bajo del conducto de descarga hasta el nivel mnimo de operacin.

VOLUMEN MUERTO: Es el volumen ubicado por debajo del punto ms bajo de descarga que exista en el embalse.

VOLUMEN DE CONTROL DE AVENIDAS: Es la parte del volumen til usada especficamente para este fin.

VOLUMEN DE SOBREELEVACION EN CRECIDAS: Volumen comprendido entre el nivel de operacin y el nivel mximo de crecidas. Este volumen solo es ocupado durante las avenidas y debe luego descargar libremente por el aliviadero.En la figura siguiente se muestra la tendencia general de un proceso de sedimentacin de aguas arriba de una presa. La figura corresponde a un instante cualquiera, pues el perfil del fondo es variable con el tiempo.El volumen previsto para el depsito de los sedimentos (volumen muerto) no corresponde a un valor que tenga significado fsico en la curva altura volmenes de embalse. Puede ocurrir que haya una notable disminucin en el volumen til y que el volumen muerto, por cota de derivacin, permanezca en gran parte libre de sedimentos.As como al construirse una presa en lecho del rio, la tendencia general es que aguas arriba se produzca sedimentacin (agradacion), tambin hay otra tendencia general a que hacia aguas abajo se produzca erosin (degradacin).

Factores para la determinacin del Volumen Muerto

Son varios los que intervienen para determinacin del volumen muerto que debe considerarse en un proyecto de embalse. Todos ellos giran en torno a una idea principal: saber cul es la cantidad de sedimentos que traer el rio en los aos futuros y, luego calcular que porcentaje quedara en el embalse. Generalmente las cantidades de solido se expresan en peso (a partir de medicin de concentraciones o de formulas de transporte) habr que transformar de peso a volumen, para lo deber conocerse el peso especifico del material depositado. La diferencia entre el aporte y la evacuacin de slidos a lo largo de la vida asignada al proyecto es lo que nos da el Volumen Muerto a considerarse en los clculos, y que servir finalmente como uno de los elementos para obtener la altura de la presa.En un pas como el Per los proyectos hidrulicos deben concebirse, ms que como una alternativa de inversin, como una opcin de desarrollo, como una realizacin que hace posible la supervivencia humana en un territorio difcil en el que la gran irregularidad de las descargas de los ros, la creciente erosin de sus cuencas y la espordica aparicin del Fenmeno de El Nio constituyen retos para la ingeniera.

Consideraciones sobre El Aporte De Slidos

Medir el aporte de los slidos de una cuenca en el presente es bastante difcil. Anticipar lo que puede ocurrir a lo largo de 50 100 aos lo es ms todava.La cantidad de sedimentos producida por una cuenca, como hemos visto, depende de varios factores, que en ltima instancia son una expresin del grado de erosionabilidad de la cuenca y de la intensidad de ataque de los agentes externos. Todos estos factores son variables en el tiempo.Muchas veces el problema sedimentolgico se trata "hidrulicamente", restringiendo el problema a consideraciones tericas de mecnica del transporte de sedimentos y analizando una o ms secciones del ro, olvidndose de lo que ocurre en la cuenca.

CORTINA

DEFINICIN

Estructura que se coloca atravesada a un curso de agua, con el objeto formar un almacenamiento o derivacin. Tal estructura debe satisfacer las condiciones normales de estabilidad y ser relativamente impermeables.

CLASIFICACIN

a) Por su alturaBajas 15m.

b) Por su Material que lo constituyenConcreto o Mampostera: Gravedad, Arco y contrafuertesTierra o enrocamiento: Homognea (tierra y enrocamiento) y heterogneas.

ALTURA DE LA CORTINA

La altura hidrulica de una cortina est formada por la suma de alturas correspondientes:H= h1+h2+h3+h4+h5h1: altura de sedimentos durante su vida fsica de la estructurah2: altura correspondiente a la operacin.h3: altura correspondiente a la capacidad para aprovechamiento (demanda).h4: altura correspondiente a las mximas avenidas.h5: altura correspondiente al borde libre.

Factores que afectan la determinacin del Tipo de Cortina

CONDICIONES DE SITIO

Condiciones De Cimentacin Topografa Materiales De Construccin Factores Hidrulicos ( Obras De Excedencia, Desvi, Obras De Toma) Efectos Del Clima Transito

DISEO GEOMTRICO (CRITERIOS DE DISEO)

a) Altura de la presa

Inicialmente, la altura de la presa se mide a partir del lecho del cauce en el eje de la boquilla, tomando en cuenta los niveles caractersticos del embalse (cota de derivacin, nivel mnimo de operacin, nivel de aguas mximas ordinarias, nivel de aguas mximas extraordinarias). Para mayor facilidad se utiliza la grfica de curvas altura-volumen y altura-rea del vaso.

Una vez conocida la cota del NAMO, sobre sta se incrementa el borde libre. Al fijar la magnitud total del borde libre de una presa de tierra y enrocamiento han de tenerse en cuenta el incremento del nivel del embalse por mximas avenidas, el oleaje por viento, los asentamientos progresivos de la cortina, la prdida de altura por deslizamientos o por rodamiento de partculas del enrocamiento y el oleaje producido por los sismos.

b) Ancho de la corona

Se fija este ancho para dar mayor volumen a la presa y aumentar as su estabilidad, para tener ms resistencia la coronacin contra los deterioros por el oleaje y para establecer los servicios que sean necesarios sobre la presa. Es recomendable un ancho mnimo de 3.0 m para presas de altura inferior a 15.0 m. Para determinar el ancho de corona, el Bureau of Reclamation sugiere la siguiente frmula:

Donde:B = ancho de la corona, mH = altura de la presa, m

c) Taludes

El perfil transversal de una presa de tierra o enrocamiento se determina por los resultados que proporciona la experiencia, basada en presas existentes y teniendo en cuenta las otras que fallaron.

El proceso puede ser: dimensionado con arreglo a la experiencia, comprobacin de la estabilidad de sus taludes por las modernas teoras geotcnicas, previo conocimiento de los materiales que la van a constituir, y control cuidadoso en la puesta en obra para que se cumplan las condiciones mnimas exigidas en la comprobacin.

Presas de seccin homognea.- Hay materiales que pueden reunir en grado suficiente las dos condiciones bsicas de estabilidad e impermeabilidad. El caso ms frecuente lo constituyen las mezclas bien proporcionadas de gravas y arenas con elementos finos ms o menos arcillosos (7% - 20% de arcilla). Los suelos de origen morrnico son un ejemplo tpico.

ESTUDIO BSICO PREVIO AL DISEOTopografa del vaso del embalse de la cerrada o boquilla de las zonas afectadas y prximas.

La obtencin de topografa en varias fases suele implicar un sobrecosto y dilatacin del plazo que en muchos casos puede evitarse mediante una adecuada previsin abarcando con amplitud las reas afectadas.

Los planos topogrficos de cerrada o boquilla y vaso se realizan a escala variable en funcin de las dimensiones y de la precisin requerida. Como orden de magnitud se puede decir que la escala de la cerrada suele oscilar entre 1 : 250 y I: 1000 siendo 1 : 500 la escala ms frecuente. Para el vaso del embalse la escala suele estar en el rango de 1:1000 al 1: 5.000 siendo 1:2000 una escala habitual. La equidistancia debe ir en consonancia con la escala del plano.

HIDROLOGIA

Estudio de la Cuenca Colectora. Demanda del proyecto. Curva Altura, rea y Volumen del Reservorio. Estudio de la serie anual y plurianual. Rendimiento Efectivo del Reservorio. Curvas de duracin. Hidrogramas de Avenidas. Curva masa. Estudio de la variabilidad de flujo en la Curva Masa. Seleccin de la Capacidad del Reservorio. Grado de Incertidumbre. Trnsito de avenidas. Transporte de Sedimentos en un Reservorio. Limpieza de sedimentos en un Reservorio. Olas por el viento. Filtraciones en el Reservorio.

INGENIERIA GEOLOGICA DE VASO Y EJE DE LA PRESA

Consideraciones Geolgicas de los sitios investigados para la ubicacin de la Presa. Sitio de Presa seleccionada. Condiciones de cimentacin en el sitio de Presa. Materiales de Construccin. Geologa en la zona del vaso. Requisitos para investigaciones Geolgicas y muestreo. Reconocimiento Geolgico. Programa de Investigacin. Investigacin Preliminar en la ubicacin del eje de Presa. Investigacin detallada en la ubicacin. Eventos Ssmicos.

INVESTIGACIONES GEOTECNICAS PARA PRESAS DE TIERRA

Nivel de Estudios Secuencia y profundidad de las Investigaciones. Modalidad y rutina de las Investigaciones Geotcnicas. Metodologa de las Investigaciones: Caso del terreno de Cimentacin de la Presa y Caso de las exploraciones de las reas de Prstamo para Rellenos. Procedimientos para la Toma de Muestras. Ensayos de Laboratorio de Mecnica de Suelos: Caso cimentacin y Caso Relleno.

REDES DE FLUJO

Lneas de Corriente

Es aquella que se puede trazar a travs de un escurrimiento, siendo tangente a los vectores de velocidad en todo su desarrollo.

En rgimen establecido las lneas de corriente son constantes mientras dura el escurrimiento; en cambio en el rgimen no establecido de las lneas de corriente son variables. En el primer caso las lneas de corriente se confunden con la trayectoria de la partcula.

Lneas Equipotenciales

Son las que unen todos los puntos que tienen igual potencial. De las leyes de newton se desprende que para materiales homogneos e isotrpicos, las lneas equipotenciales son perpendiculares a las lneas de corriente; de ah que, cualquier lnea cuya trayectoria sea perpendicular a los vectores de velocidad, es una equipotencial.

Red de Flujo

La red de flujo es una representacin diafragmtica de las lneas de corriente y equipotenciales del escurrimiento del agua en un medio poroso. Por lo expuesto, la red de flujo es un espectro de lneas ortogonales.

Trazo de las Redes de Flujo

a. Red de flujo cuando el material de cimentacin es homogneo, isotrpico y muy permeable, comparado con el de la cortina.En este caso, es suficiente con trazar la red de flujo nicamente para la cimentacin.En las pginas siguientes se muestran las ilustraciones referentes a este caso.

b. Red de flujo cuando la cortina es de seccin transversal homognea, constituida por material isotrpico y cimentada sobre material muy impermeableEn este caso la red de flujo se traza nicamente para la cortina, siendo necesario determinar primeramente la lnea de saturacin, por ser esta la frontera superior de la red.

Lnea de Saturacin

Es la lnea de arriba de la cual no hay presin hidrosttica, existiendo esta debajo de ella.

Trazo de la lnea de saturacin

Para una presa de tierra construida de material homogneo y localizado sobre una cimentacin de material impermeable, la lnea de saturacin corta al talud aguas abajo, arriba de la base de la presa, a menos que se adopten medidas especiales de drenaje.La localizacin de la lnea de saturacin en este caso y la del punto donde sta corta al paramento aguas abajo, depende nicamente de la forma de seccin transversal de la presa. La lnea de saturacin bajo las condiciones supuestas, es fundamentalmente una parbola con ciertas desviaciones debidas a las condiciones locales de entrada y salida (fig. 8), o sean las transiciones entre la lnea de saturacin y la llamada parbola base.Casagrande demostr que l lnea de saturacin calculada, para todos valores del ngulo , se adapta aproximadamente a la parbola base establecida por Kozeny, para el caso en que =180.Si la ecuacin de Darcy, el rea de la seccin transversal A, en cualquier punto a lo largo de la base de la presa, es representada por y y el gradiente hidrulico i en ese punto es representado por la pendiente de la lnea de saturacin dy/dx, entonces el gasto de filtracin a travs de la presa se representa por la ecuacin:

q=Kydy/dx (4)

Kozeny prob que, para el caso en que = 180, la lnea de saturacin se representa por la ecuacin:

X= Y2 - Yo2 (5) 2Yo

Que es una parbola con foco en A; esta parbola intercepta a la perpendicular a la base levantada en el foco, a una distancia Yo de origen.

La parbola contina tericamente hasta intersecar la superficie del agua en el punto B2, cuyas coordenadas son Y=h, X=d, siendo d igual al ancho de la base de la presa menos 0.7 m. si estos valores se sustituyen en (2), el valor de Yo resulta:

Yo= (h2 +d2)0.5 - d = R-d (6)

El valor de Yo puede ser determinado con facilidad tericamente, dado que es la diferencia entre la distancia real AB2 y su proyeccin horizontal, o sea : Yo=R-d, lo cual, por otra parte, se infiere de (3).El punto Co donde la parbola base intercepta a la cara aguas abajo, se encuentra fcilmente de la ecuacin polar de una parbola, que es:

r =

donde:

r = distancia radial del foco a cualquier punto de la parbola.P = ordenada al origen de la parbola = angulo del radio polar correspondiente al punto considerando con el eje de la parbola.Para un caso particular del punto , se tiene:r = a + a = A.P = YO Y =

Sustituyendo tenemos:

a + a = , cuando el parmetro aguas arriba tiene una pendiente bastante fuerte, esta transicin puede ser una curva inversa.

De la ecuacin anterior tenemos de la parbola base:y = derivando tenemos: Si se sustituyen los valores de y y en la formula de darcy:q = K. .q = K. , reemplazamos el valor de tenemos:

q = K. ( - d) se usa para un

GRAFICAS DE PRESAS CON INFILTRACION

INFILTRACIN

Es el proceso por el cual el agua penetra en los estratos de la superficie del suelo y se mueve hacia el manto fretico. El agua primero satisface la deficiencia de humedad del suelo y despus cualquier proceso pasa a ser parte del agua subterrnea. La cantidad mxima de agua que puede absorber un suelo en determinadas condiciones se llama capacidad de infiltracin. Durante una tormenta slo se satisface la capacidad de infiltracin mientras ocurre la lluvia en exceso.Factores que afectan la capacidad de infiltracin

1. Entrada en la superficie.2. Transmisin a travs del suelo.3. Agotamiento de la capacidad de almacenaje del suelo.4. Caractersticas del medio permeable.5. Caractersticas del flujo.

Medicin de la infiltracin:

Se usan los infiltrmetros, que sirven para determinar la capacidad de infiltracin en pequeas reas cerradas, aplicando artificialmente agua al suelo. Los infiltrmetros se usan por lo general en pequeas cuencas o en reas pequeas o experimentales dentro de cuencas grandes.Siendo la infiltracin un proceso complejo, a partir de los infiltrmetros es posible inferir la capacidad de infiltracin de cualquier cuenca en forma cualitativa y no cuantitativa.Los infiltrmetros se pueden dividir en dos grupos:

De carga constante. Simuladores de lluvia.Mtodos para calcular la infiltracin:

Todos estos mtodos estn basados en los criterios expuestos cuando se analiz el Infiltrmetro simulador de lluvia, o sea, en la relacin entre lo que llueve y lo que se escurre.Evaporacin y transpiracin:

Se analizan la evaporacin, la transpiracin y la evapotranspiracin que es la conjuncin de las dos, la cual es de importancia fundamental en el aprovechamiento del agua. Se indica que los factores que intervienen es estos procesos, as como su forma de determinarlos y medirlos.

INFILTRACIN EN PRESAS

FACTORES QUE AFECTAN LA CAPACIDAD DE INFILTRACIN

1. - Entrada en la superficie.2. - Transmisin a travs del suelo.3. - Agotamiento de la capacidad de almacenaje del suelo.4. - Caractersticas del medio permeable.5. - Caractersticas del flujo.

MEDICIN DE LA INFILTRACIN:

Se usan los infiltrmetros, que sirven para determinar la capacidad de infiltracin en pequeas reas cerradas, aplicando artificialmente agua al suelo. Los infiltrmetros se usan por lo general en pequeas cuencas o en reas pequeas o experimentales dentro de cuencas grandes. Siendo la infiltracin un proceso complejo, a partir de los infiltrmetros es posible inferir la capacidad de infiltracin de cualquier cuenca en forma cualitativa y no cuantitativa.Los infiltrmetros se pueden dividir en dos grupos:

De carga constante Simuladores de lluvia.

CLCULO DE INFILTRACIN

El gasto total Q que fluye a travs de un ancho unitario de una masa de suelo (por ejemplo 1 m) es igual a los gastos parciales en todos los tubos de corriente de la red de flujo respectiva. Lo anterior implica que es un requerimiento bsico de una red de flujo , que todos los tubos de corriente deben transmitir el mismo gasto. En consecuencia, el gasto en cada tubo de corriente, que designaremos por Q, debe ser igual al gasto dividido entre el nmero de tubos de corriente. De la misma manera, la carga total h es la suma de prdidas de carga en todos los espacios equipotenciales de la red de flujo; y la prdida de carga en cada espacio, que designaremos por h, debe ser igual a la carga total dividida entre el nmero de cadas de potencial.

Fig. 01 Utilizacin de la red de flujo para determinar el gasto total filtrado a travs de una Masa de sueloAplicando la ley de Darcy, Q=kiA a este cuadrado arbitrariamente elegido y recordando que el rea de la seccin transversal a travs de la cual tiene lugar el flujo, es igual a la altura S del cuadrado por una unidad normal a la pgina, podemos describir: Q = k *h *S /C

Puesto que las figuras son cuadrados, S/C es igual 1, y:

Q = k * h

Si la red de flujo completa tiene N1 cadas potenciales (o espacios entre equipotenciales), entonces N1* h = h, o bien:

h= h/N1Asi, el gasto a travs de cualquier cuadrado, y por ende, a travs de cualquier tubo de corriente, es: Q = k * h/N1

Por otra parte, si hay N2 tubos de corriente en la red:

Q = Q/N2

Entonces, el gasto a travs de todos los tubos de corriente es:

Universidad Nacional de Cajamarca Estructuras Hidrulicas

Q= k x h x

Ingeniera civil pg. 38

Mensuales ESTACIN: CHONTALI / 000250 / DRE-02 LAT.: 5 38' "S"DPTO. :CAJAMARCAPARMETRO: PRECIPITACIN TOTAL MENSUAL (mm)LONG.: 79 5' "W"PROV. :JANALT. : 1627 m.s.n.mDIST. :CHONTALIAOENE.FEB.MAR.ABR.MAY.JUN.JUL.AGO.SET.OCT.NOV.DIC.

200032.4136.3283.4191.7186.669.438.931.376.818.520.6119.6

2001201.776.1133.3117.171.214.262.824.162.868.1185.8117.5

200256.8105.798.8181.2119.528.792.47.439.1125.4146.8105.6

2003119.6108.5146.6175.5140.5121.137.111.330.6148.7103.6112

20049335.1135.6157.8105.163.857.321.769.2158.1111.3140.8

2005121.1206.4278.4141.8104.275.18.411.740.3128.4116.4202.1

2006153.3172250.6130.555.8110.325.114.113.3118.5172.7112.5

2007149.547.2190.4162.5120.590.752.35622.3155.8303.390.4

2008121.5303.3163167.463.964.974.34449.7164.5234.947.6

2009293.5135.4209.9171.810970.274.829.144.269100.7131.1

PROMEDIO134.2132.6189159.7107.670.851.525.144.8115.5149.6117.9

PROMEDIO SIN 2008135.66113.63191.89158.88112.4971.549.922.9744.29110.06140.13125.73

ESTACIN: EL LIMON / 000241 / DRE-02LAT. :5 55' "S"DPTO. :CAJAMARCAPARAMETRO: PRECIPITACIN TOTAL MENSUAL (mm)LONG. :79 19' "W"PROV. :JAENALT. :1080 msnmDIST. :POMAHUACAAOENE.FEB.MAR.ABR.MAY.JUN.JUL.AGO.SET.OCT.NOV.DIC.

200016.979.982.4112.7114.529.83.74.429.30.68.930.4

200172.236.2103.541.316.15.06.53.430.716.378.112.7

20025.033.0160.847.516.13.112.80.00.449.641.730.8

20035.258.430.820.014.626.19.40.03.113.028.714.4

200416.38.57.831.529.36.52.00.07.247.126.646.2

20054.238.0154.421.83.81.70.00.43.864.86.936.3

200613.859.1123.262.524.650.641.70.00.33.229.55.4

200724.86.442.492.820.24.53.70.70.387.8122.812.2

200820.3219.973.1100.925.310.24.27.42.366.077.99.9

200973.277.292.015.110.71.20.70.54.921.041.315.3

PROMEDIO25.261.787.054.627.513.98.51.78.236.946.221.4

PROMEDIO SIN 200825.7344.0888.5949.4727.7714.288.941.048.8933.7142.7222.63

ESTACIN: PUENTE CHUNCHUCA / 152213 / DRE-02LAT. :5 56' "S"DPTO. :CAJAMARCA

PARAMETRO: PRECIPITACIN TOTAL MENSUAL (mm)LONG. :78 51' "W"PROV. :JAEN

ALT. :580 msnmDIST. :JAEN

AOENEROFEB.MAR.ABR.MAY.JUN.JUL.AGO.SET.OCT.NOV.DIC.

200038.2121.8145.489.858.480.096.823.258.222.613.865.4

2001101.133.436.643.461.76.612.811.959.435.784.473.9

200235.0103.040.6105.5118.08.775.12.325.6134.780.237.2

200331.137.692.344.050.677.16.50.04.073.9123.7119.3

200440.517.076.5127.794.29.24.62.79.8115.171.683.3

20052.7125.2123.952.743.939.711.411.53.2153.220.471.1

2006128.488.299.132.048.90.07.90.00.062.5107.156.0

200750.937.6136.493.1147.437.226.625.80.0165.7172.541.3

200836.6230.579.731.05.662.00.013.416.061.4

2009207.549.7137.7163.873.842.748.223.733.585.286.910.5

PROMEDIO67.284.496.8278.370.2536.3228.9911.521.09184.5162

PROMEDIO SIN 200870.668.1798.7283.5677.4333.4732.2110.1121.5294.2984.5162

Clculos de Datos Faltantes Realizamos el clculo del dato faltante de la Estacin Puente Chunchuca, en el mes de noviembre del 2008:MesPromedio Noviembre

Estacinde Diciembre

Chontali140.13234.9

El Limn 42.7277.9

Puente Chunchuca84.51X

Para esto aplicamos la siguiente frmula:

Primeramente calculamos:

El limn

Chontali Luego tenemos que:

Realizamos el clculo del dato faltante de la Estacin Puente Chunchuca, en el mes de diciembre del 2008:

MesPromedio Diciembre

Estacinde Diciembre

Chontali125.7347.6

El Limn 22.639.9

Puente Chunchuca62X

Para esto aplicamos la siguiente formula:

Primeramente calculamos:

El limn

Chontali Luego tenemos que:

ESTACIONES CON DATOS COMPLETOSESTACIN: CHONTALI / 000250 / DRE-02 LAT.: 5 38' "S"DPTO. :CAJAMARCAPARMETRO: PRECIPITACIN TOTAL MENSUAL (mm)LONG.: 79 5' "W"PROV. :JANALT. : 1627 m.s.n.mDIST. :CHONTALIAOENE.FEB.MAR.ABR.MAY.JUN.JUL.AGO.SET.OCT.NOV.DIC.PROM. ANUALMAX. ANUALTOTAL

200032.4136.3283.4191.7186.669.438.931.376.818.520.6119.6100.46283.41205.50

2001201.776.1133.3117.171.214.262.824.162.868.1185.8117.594.56201.71134.70

200256.8105.798.8181.2119.528.792.47.439.1125.4146.8105.692.28181.21107.40

2003119.6108.5146.6175.5140.5121.137.111.330.6148.7103.6112.0104.59175.51255.10

200493.035.1135.6157.8105.163.857.321.769.2158.1111.3140.895.73158.11148.80

2005121.1206.4278.4141.8104.275.18.411.740.3128.4116.4202.1119.53278.41434.30

2006153.3172.0250.6130.555.8110.325.114.113.3118.5172.7112.5110.73250.61328.70

2007149.547.2190.4162.5120.590.752.356.022.3155.8303.390.4120.08303.31440.90

2008121.5303.3163.0167.463.964.974.344.049.7164.5234.947.6124.92303.31499.00

2009293.5135.4209.9171.8109.070.274.829.144.269.0100.7131.1119.89293.51438.70

MAX293.5303.3283.4191.7186.6121.192.45676.8164.5303.3202.1

MIN32.435.198.8117.155.814.28.47.413.318.520.647.6

PROMEDIO134.2132.6189.0159.7107.670.851.525.144.8115.5149.6117.9

ESTACIN: EL LIMON / 000241 / DRE-02LAT. :5 55' "S"DPTO. :CAJAMARCAPARAMETRO: PRECIPITACIN TOTAL MENSUAL (mm)LONG. :79 19' "W"PROV. :JAENALT. :1080 msnmDIST. :POMAHUACAAOENE.FEB.MAR.ABR.MAY.JUN.JUL.AGO.SET.OCT.NOV.DIC.PROM. ANUALMAX. ANUALTOTAL

200016.979.982.4112.7114.529.83.74.429.30.68.930.442.79114.50513.50

200172.236.2103.541.316.15.06.53.430.716.378.112.735.17103.50422.00

20025.033.0160.847.516.13.112.80.00.449.641.730.833.40160.80400.80

20035.258.430.820.014.626.19.40.03.113.028.714.418.6458.40223.70

200416.38.57.831.529.36.52.00.07.247.126.646.219.0847.10229.00

20054.238.0154.421.83.81.70.00.43.864.86.936.328.01154.40336.10

200613.859.1123.262.524.650.641.70.00.33.229.55.434.49123.20413.90

200724.86.442.492.820.24.53.70.70.387.8122.812.234.88122.80418.60

200820.3219.973.1100.925.310.24.27.42.366.077.99.951.45219.90617.40

200973.277.292.015.110.71.20.70.54.921.041.315.329.4392.00353.10

MAX73.2219.9160.8112.7114.550.641.77.430.787.8122.846.2

MIN4.26.47.815.13.81.2000.30.66.95.4

PROMEDIO25.261.787.054.627.513.98.51.78.236.946.221.4

ESTACIN: PUENTE CHUNCHUCA / 152213 / DRE-02LAT. :5 56' "S"DPTO. :CAJAMARCA

PARMETRO: PRECIPITACIN TOTAL MENSUAL (mm)LONG. :78 51' "W"PROV. :JAEN

ALT. :580 msnmDIST. :JAEN

AOENEROFEB.MAR.ABR.MAY.JUN.JUL.AGO.SET.OCT.NOV.DIC.PROM. ANUALMAX. ANUALTOTAL

200038.2121.8145.489.858.480.096.823.258.222.613.865.467.80145.40813.60

2001101.133.436.643.461.76.612.811.959.435.784.473.946.74101.10560.90

200235.0103.040.6105.5118.08.775.12.325.6134.780.237.263.83134.70765.90

200331.137.692.344.050.677.16.50.04.073.9123.7119.355.01123.70660.10

200440.517.076.5127.794.29.24.62.79.8115.171.683.354.35127.70652.20

20052.7125.2123.952.743.939.711.411.53.2153.220.471.154.91153.20658.90

2006128.488.299.132.048.90.07.90.00.062.5107.156.052.51128.40630.10

200750.937.6136.493.1147.437.226.625.80.0165.7172.541.377.88172.50934.50

200836.6230.579.731.05.662.00.013.416.061.4147.925.359.12230.50709.40

2009207.549.7137.7163.873.842.748.223.733.585.286.910.580.27207.50963.20

MAX207.5230.5145.4163.8147.480.096.825.859.4165.7172.5119.3

MIN2.717.036.631.05.60.00.00.00.022.613.810.5

PROMEDIO67.284.496.8278.370.2536.3228.9911.521.09190.8558.33

Anlisis de ConsistenciaMtodo Curvas Doble Acumuladas1. Datos: Estaciones anuales2. PPA: promedio de las estaciones3. Valores acumulados: estaciones y PPA4. Graficar: Estaciones VS PPA5. Si r2 > 0.99 okey pero si r2 < 0.99 saco la estacin6. Realizo la correccin de la estacin inconsistente7. Vuelvo a plotear Estaciones Vs PPAAnualAcumulado

AoCHONTALILIMONCHUNCHUCAPPCHONTALILIMONCHUNCHUCAPPA

20001205.5513.5813.6844.2012993.13928.17348.88090.00

20011134.7422560.9705.8711787.63414.66535.27245.80

20021107.4400.8765.9758.0310652.92992.65974.36539.93

20031255.1223.7660.1712.979545.52591.85208.45781.90

20041148.8229652.2676.678290.42368.14548.35068.93

20051434.3336.1658.9809.777141.62139.13896.14392.27

20061328.7413.9630.1790.905707.318033237.23582.50

20071440.9418.6934.5931.334378.61389.12607.12791.60

20081499.0617.4709.4941.932937.7970.51672.61860.27

20091438.7353.1963.2918.331438.7353.1963.2918.33

Como r2 > 0.99 entonces esta okey

Mxima de 24 horasESTACIN: CHONTALI / 000250 / DRE-02LAT. :5 38' "S"DPTO. :CAJAMARCAPARAMETRO: PRECIPITACIN MXIMA EN 24 HORAS (mm)LONG. :79 5' "W"PROV. :JAENALT. :1627 msnmDIST. :CHONTALIAOENE.FEB.MAR.ABR.MAY.JUN.JUL.AGO.SET.OCT.NOV.DIC.PROM. ANUALMX. ANUALTOTAL

200011.634.392.530.631.224.612.86.027.08.56.724.225.8392.5310.00

200170.513.321.731.913.34.711.06.630.013.443.320.523.3570.5280.20

200227.218.217.424.721.56.020.31.715.328.829.019.3919.1229.0229.49

200330.924.622.632.023.930.510.83.19.248.028.722.223.8848.0286.50

200446.67.833.152.217.812.37.85.615.550.320.324.824.5152.2294.10

200534.447.841.966.325.815.04.35.829.123.832.633.330.0166.3360.1

200625.824.644.242.015.734.15.33.23.528.045.621.924.4945.6293.9

200717.210.734.828.720.722.713.310.84.637.951.620.822.8251.6273.8

200820.866.225.131.411.412.211.96.915.036.969.511.526.5769.5318.8

200949.520.248.242.027.417.315.210.212.422.320.225.825.8949.5310.7

MXIMO70.566.292.566.331.234.120.310.83050.369.533.3

MNIMO11.67.817.424.711.44.74.31.73.58.56.711.5

PROMEDIO33.526.838.238.220.917.911.36.016.229.834.822.4

ESTACIN: EL LIMON / 000241 / DRE-02LAT. :5 55' "S"DPTO. :CAJAMARCAPARAMETRO: PRECIPITACIN MXIMA EN 24 HORAS (mm)LONG. :79 19' "W"PROV. :JAENALT. :1080 msnmDIST. :POMAHUACAAOENE.FEB.MAR.ABR.MAY.JUN.JUL.AGO.SET.OCT.NOV.DIC.PROM. ANUALMX. ANUALTOTAL

20007.330.327.144.452.68.33.73.010.30.64.36.816.5652.60198.70

200131.415.131.819.97.61.43.33.117.38.430.68.0167.6131.80177.90

20024.012.555.416.415.51.65.10.00.420.511.118.013.3855.40160.50

20032.724.112.19.83.717.08.70.02.56.912.97.48.9824.10107.80

200412.05.92.79.618.45.52.00.06.29.95.615.27.7518.4093.00

20051.813.143.013.63.30.60.00.42.029.62.813.010.2743.00123.20

20063.513.821.318.821.436.341.70.00.31.512.32.014.4141.70172.90

200710.72.829.228.04.62.71.40.40.333.222.54.011.6533.2139.80

200814.163.815.116.08.95.33.94.91.115.224.34.414.7563.8177.00

200918.825.720.83.66.90.60.50.33.216.828.210.911.3628.2136.30

MXIMO31.463.855.444.452.636.341.74.917.333.230.618.0

MNIMO1.82.82.73.63.30.60.00.00.30.62.82.0

PROMEDIO10.620.725.918.014.37.97.01.24.414.315.59.0

ESTACIN: PUENTE CHUNCHUCA / 152213 / DRE-02LAT. :5 56' "S"DPTO. :CAJAMARCAPARMETRO: PRECIPITACIN MXIMA EN 24 HORAS (mm)LONG. :78 51' "W"PROV. :JANALT. :580 msnmDIST. :JANAOENEROFEB.MAR.ABR.MAY.JUN.JUL.AGO.SET.OCT.NOV.DIC.PROM. ANUALMX. ANUALTOTAL

200021.730.567.017.518.520.04.80.05.52.223.317.919.0867.0228.90

200124.035.624.221.010.018.66.011.24.424.843.127.620.943.1250.50

200219.626.029.441.415.84.23.80.04.622.019.729.818.0341.4216.30

200314.118.332.020.016.826.03.50.04.023.570.051.523.3170.0279.70

200416.58.59.040.516.73.72.40.73.728.520.029.514.9840.5179.70

20051.030.040.225.412.521.06.35.03.243.510.019.518.1343.5217.6

200645.846.930.013.214.20.07.90.00.023.224.950.021.3450.0256.1

200710.020.035.340.058.020.58.511.00.054.648.512.226.5558.0318.6

20087.256.522.820.61.222.00.013.48.017.0147.98.227.07147.9324.8

200931.79.525.055.918.618.512.87.211.020.221.233.022.0555.9264.6

MXIMO45.856.567.055.958.026.012.813.411.054.6147.951.5

MNIMO1.08.59.013.21.20.00.00.00.02.210.08.2

PROMEDIO19.228.231.529.618.215.55.64.94.426.042.927.9

Anlisis de Consistencia para precipitaciones mximas en 24 horasAnualAcumulado

AoCHONTALILIMONCHUNCHUCAPPCHONTALILIMONCHUNCHUCAPPA

2000310198.7228.9245.872957.61487.12536.82327.16

2001280.2177.9250.5236.202647.61288.42307.92081.30

2002229.49160.5216.3202.102367.41110.52057.41845.10

2003286.5107.8279.7224.672137.99501841.11643.00

2004294.193179.7188.931851.4842.21561.41418.33

2005360.1123.2217.6233.631557.3749.21381.71229.40

2006293.9172.9256.1240.971197.26261164.1995.77

2007273.8139.8318.6244.07903.3453.1908754.80

2008318.8177324.8273.53629.5313.3589.4510.73

2009310.7136.3264.6237.20310.7136.3264.6237.20

Como r2 > 0.99 entonces esta okey

Calculo de la Precipitacin MediaMtodo del Polgono de Thiessen.- 1. Primeramente se une las estaciones formando tringulos.2. Se traza mediatrices de los lados de los tringulos formado polgonos, cada polgono es el rea de influencia de una estacin.3. Hallamos las areas, que son tres.4. Luego procedemos a calcular la precipitacin media con la siguiente expresin:

5. Los clculos se realizan en cuadro de clculo:

Precipitacin Media MensualAOSN DATOSCHONTALIEL LIMNPUENTE CHUNCHUCACHONTALI (Km2)EL LIMN (Km2)PUENTE REA CUENCAP med. (mm)

CHUNCHUCA (Km2)

20001283.4114.5145.476.3939.2433.59149.22207.92

20012201.7103.5101.176.3939.2433.59149.22153.23

20023181.2160.8134.776.3939.2433.59149.22165.37

20034175.558.4123.776.3939.2433.59149.22133.05

20045158.147.1127.776.3939.2433.59149.22122.07

20056287.4154.4153.276.3939.2433.59149.22222.22

20067250.6123.2128.476.3939.2433.59149.22189.59

20078303.3122.8172.576.3939.2433.59149.22226.39

20089303.3219.9230.576.3939.2433.59149.22264.98

200910293.592207.576.3939.2433.59149.22221.15

Precipitacin Media 24 HorasAOSN DATOSCHONTALIEL LIMNPUENTE CHONTALIEL LIMNPUENTE REA CUENCAPmed. (mm)

CHUNCHUCA (Km2) (Km2)CHUNCHUCA (Km2)

2000192.552.66776.3939.2433.59149.2276.27

2001270.531.843.176.3939.2433.59149.2254.16

200232955.441.476.3939.2433.59149.2238.73

200344824.17076.3939.2433.59149.2246.67

2004552.218.440.576.3939.2433.59149.2240.68

2005666.34343.576.3939.2433.59149.2255.04

2006745.641.75076.3939.2433.59149.2245.56

2007851.633.25876.3939.2433.59149.2248.20

2008969.663.828.7276.3939.2433.59149.2258.87

20091049.528.221.2576.3939.2433.59149.2237.54

Clculos de los Parmetros Geomorfolgicos de Formarea de la cuenca hidrogrfica (A):Se ha calculado con el mtodo de Thiessen formando polgonos en km.A = 149.22 km2Permetro de la cuenca hidrogrfica (P):Se ha calculado mediante el Autocad recorriendo toda la frontera de la cuenca.PERMETRO (A1 - EL LIMN) = 30594 mPERMETRO (A2 - PUENTE CHUNCHUCA) = 26042 mPERMETRO (A3 - CHONTALI) = 38071 m

PERMETRO TOTAL = 52.78 km

Longitud de la cuencaL = 16.08 kmCoeficiente de Gravelius o ndice de compacidad

Factor de Forma (F)

Universidad Nacional de Cajamarca Estructuras Hidrulicas

_________________________________________________________________________Ingeniera civil pg. 84COTA- AREA-VOLUMEN

Altura (m)Area (m2)Volumen (m3)Volumen (MMC)VA (MMC)Area (ha)

209827280.000.000.00.27

20992148710623.710.010623710.0112.15

21006509441326.620.041326620.0526.51

210112204392089.210.092089210.14412.20

2102176916148633.000.1486330.29317.69

2103225527200730.390.200730390.49322.55

2104270301247576.380.247576380.74127.03

2105321452295507.350.295507351.03632.15

2106383759352145.850.352145851.38938.38

2107467584424982.030.424982031.81446.76

2108551409508920.890.508920892.32355.14

2109635234592827.430.592827432.91563.52

2110719061676714.700.67671473.59271.91

2111832317774999.070.774999074.36783.23

2112946317888707.480.888707485.25694.63

211310601061002673.301.00267336.258106.01

211411740991116617.511.116617517.375117.41

211512890491231126.721.231126728.606128.90

211614506751369066.731.369066739.975145.07

211716208111534957.051.5349570511.510162.08

211817837081701609.611.7016096113.212178.37

211919495541866016.741.8660167415.078194.96

212021139472031196.052.0311960517.109211.39

212124893792299107.162.2991071619.408248.94

212228619432673496.852.6734968522.082286.19

212332513973054600.363.0546003625.136325.14

212436413753444545.853.4445458528.581364.14

212540863563861728.473.8617284732.443408.64

rea Total (m2) = 34513628

Vol. Total (MMC) = 32.44

INTERPOLACIONES

ENEROVOL. ACUM (MMC)REA (ha)

3.59271.91

4.05X

4.36783.23

X= 78.60

FEBREROVOL. ACUM (MMC)REA (ha)

4.36783.23

4.62X

5.25694.63

X= 86.47

MARZOVOL. ACUM (MMC)REA (ha)

6.258106.01

6.33X

7.375117.41

X= 106.74

ABRILVOL. ACUM (MMC)REA (ha)

4.36783.23

5.09X

5.26794.63

X= 92.38

MAYOVOL. ACUM (MMC)REA (ha)

2.91563.52

3.50X

3.59271.91

X= 70.77

JUNIOVOL. ACUM (MMC)REA (ha)

1.81446.76

2.15X

2.32355.14

X= 52.29

JULIOVOL. ACUM (MMC)REA (ha)

1.38938.38

1.57X

1.81446.76

X= 41.95

AGOSTOVOL. ACUM (MMC)REA (ha)

0.49322.55

0.71X

0.74127.03

X= 26.47

SEPTIEMBREVOL. ACUM (MMC)REA (ha)

4.36783.23

4.60X

5.25694.63

X= 86.22

OCTUBREVOL. ACUM (MMC)REA (ha)

1.03632.15

1.33X

1.38938.38

X= 37.34

NOVIEMBREVOL. ACUM (MMC)REA (ha)

5.25694.63

5.79X

6.258106.01

X= 100.69

DICIEMBREVOL. ACUM (MMC)REA (ha)

3.59271.91

3.83X

4.36783.23

X= 75.39

PRECIPITACIONES PROMEDIOS MENSUALES

CHONTALI

134.2132.6189.0159.7107.670.851.525.144.8115.5149.6117.9

C. EL LIMN

25.261.787.054.627.513.98.51.78.236.946.221.4

CHUNCHUCA PUENTE

67.284.496.8278.370.2536.3228.9911.521.09190.8558.33

APLICANDO METODO DE THIESSEN

PRECIPITACIONES MEDIAS MENSUALES

MESESN DATOSCHONTALIC. EL LIMNCHUNCHUCA PUENTECHONTALI (Km2)C. EL LIMN(Km2) CHUNCHUCA PUENTE (Km2)AREA CUENCAPmed. (mm)

ENERO1134.2025.2067.2076.3939.2433.59149.2290.45

FEBRERO2132.6061.7084.4076.3939.2433.59149.22103.11

MARZO3189.0087.0096.8276.3939.2433.59149.22141.43

ABRIL4159.7054.6078.3076.3939.2433.59149.22113.74

MAYO5107.6027.5070.2576.3939.2433.59149.2278.13

JUNIO670.8013.9036.3276.3939.2433.59149.2248.08

JULIO751.508.5028.9976.3939.2433.59149.2235.13

AGOSTO825.101.7011.5076.3939.2433.59149.2215.89

SETIEMBRE944.808.2021.0076.3939.2433.59149.2229.82

OCTUBRE10115.5087.8091.0076.3939.2433.59149.22102.70

NOVIEMBRE11149.60122.8090.8576.3939.2433.59149.22129.33

DICIEMBRE12117.9046.2058.376.3939.2433.59149.2285.64

Volumen de agua potencialmente aprovechable

PARAMETROS UTILIZADOSVm=C*P*A

C0.3

A149.22 Km2Vm = Volumen mensual (MMC)

C = Coeficiente de escurrimiento

p = Precipitacin pluvial del mes (mm)

A = rea de cuenca m2

MESESPmed. (mm)Volumen (MMC)

ENERO90.454.05

FEBRERO103.114.62

MARZO141.436.33

ABRIL113.745.09

MAYO78.133.50

JUNIO48.082.15

JULIO35.131.57

AGOSTO15.890.71

SEPTIEMBRE29.821.33

OCTUBRE102.74.60

NOVIEMBRE129.335.79

DICIEMBRE85.643.83

MesVolumen (MMC)rea (Ha)rea (Mensual)

ENERO4.0578.600.00

FEBRERO4.6286.4782.54

MARZO6.33106.7496.61

ABRIL5.0992.3899.56

MAYO3.5070.7781.58

JUNIO2.1552.2961.53

JULIO1.5741.9547.12

AGOSTO0.7126.4734.21

SEPTIEMBRE1.3386.2256.35

OCTUBRE4.6037.3461.78

NOVIEMBRE5.79100.6969.02

DICIEMBRE3.8375.3988.04

CEDULA DE CULTIVO

MESES Y DIAS

cultivos de la zonaHas/DiasENEFEBMARABRMAYJUNJULAGOSEPOCTNOVDIC

312830313031303130313031

1kc ARROZ2901.120.951.20.9510.851.10.80.90.40.70.95

2kc caf2001.11.11.11.11.10.950.950.80.80.60.40.4

3kc cacao270111111111111

4Kc Lechuga50.30.30.60.80.70.60.70.80.60.50.60.7

6kc maiz amarillo851.051.051.151.10.450.7

7kc papaya2101.11.11.11.11.11.11.11.11.11.11.11.1

8kc yuca3001.061.061.061.061.061.061.061.061.061.061.061.06

9Kc Zanahoria70.80.80.50000000.40.60.7

10kc frijol5011111111110.80.7

11rea del terreno de cultivo141714171417141713321332133213321332133214171417

12Kc Medio Ponderado1.071.031.091.031.040.981.040.950.970.830.840.90

13Etp (mm/mes)125.35130.23145.37114.2278.2772.6198.6497.81113.21110.38114.02114.15

14Etc= Kc*Etp (mm/mes)133.59134.26158.11117.8481.2371.33102.3192.89109.9092.0095.55102.90

15PP Efectiva (mm)83.2394.13108.1879.3460.7959.7552.6416.6324.3361.2584.64101.17

16Requerimiento Neto (Etc-Ppefectiva) (mm)50.3640.1349.9338.5020.4411.5849.6776.2685.5730.7610.901.73

17Requer. Bruto (mm) con 90% de eficiencia0.560.450.550.430.230.130.550.850.950.340.120.02

18

Requerimiento Neto(m3/ha)5595.144459.065547.534277.882271.001286.615519.118472.949507.743417.301211.44192.63

19Dotacin Total Mensual (m3)2960.093352611.8099353032.7328052263.2027791167.041475639.84672912836.2087054213.6921174885.9238051699.463546662.2739838101.9095534

20Dot. Total Mensual(MMC)0.0030.0030.0030.0020.0010.0010.0030.0040.0050.0020.0010.0001

Porcentaje de Eficiencia90

DETERMINACIN DE LAS CURVAS I D F

La confeccin de estas curvas deben ser realizadas en base a la informacin extrada desde fajas pluviogrficas. Sin embargo esta situacin rara vez es posible habida cuenta del escaso equipamiento hidrometeorolgico con la que cuentan las cuencas en general en nuestro pas. Por este motivo lo ms frecuente es contar solo con datos totales de lluvias medidos cada 24 hrs. los cuales deben ser sometidos a un tratamiento que permita conocer su distribucin temporal, es decir un algoritmo de desagregacin de los datos globales en incrementales.

Elprocedimiento para elaborar la familia de curvas I-D-F es el siguiente:

Obtener en los registros histricos de la precipitacin mxima registrada en veinticuatro (24) horas en la estacin meteorolgica representativa de la zona del proyecto. Sila estacin no cuenta con dichos registros, se obtendrn los registros histricos de la precipitacin diaria medidos en la estacin meteorolgica representativa de la zona del proyecto procedindose con los siguientes pasos.

Identificar, para cada ao de la serie histrica, el valor mximo de precipitacin registrado en veinticuatro (24) horas. Esdecir,establecer el valor de la precipitacin del da ms lluvioso de dicho ao(Pmx 24h) mm.

Calcular la intensidad de la lluvia para diferentes duraciones de aguacero y para cada ao de la serie histrica. Generalmente se utilizan duraciones de aguacero de 5, 10, 15, 20, 25 y 30 minutos. Seaplica la frmula propuesta por Grunsky.

CURVAS IDF:

id=i24 (24/d)^0.5Frmula de GRUNSKY

Donde:

id: Intensidad de lluvia sin considerar el tiempo de retorno

i24 : Intensidad de lluvia sin considerar el tiempo de retorno

d : duracin del aguacero en horas.

Intensidad Histrica (mm/hr)

AoPmx. 24horasI24 Duracin de Lluvia, en minutos

(mm)(mm/h)103060120180240480960

200076.2673.1838.1322.0215.5711.018.997.785.503.89

200154.1552.2627.0815.6311.057.826.385.533.912.76

200238.7341.6119.3711.187.915.594.563.952.801.98

200346.6671.9423.3313.479.536.745.504.763.372.38

200440.6781.6920.3411.748.305.874.794.152.942.08

200555.0402.2927.5215.8911.247.946.495.623.972.81

200645.5651.9022.7813.159.306.585.374.653.292.33

200748.2022.0124.1013.919.846.965.684.923.482.46

200858.8222.4529.4116.9812.018.496.936.004.253.00

200937.5391.5618.7710.847.665.424.423.832.711.92

Promedio25.0814.4810.247.245.915.123.622.56

Desv. Stand.5.813.352.371.681.371.190.840.59

C.ASIMETRIA 1.251 1.251 1.251 1.251 1.251 1.251 1.251 1.251

HIETOGRAMA DE DISEO

MTODO DEL BLOQUE ALTERNO

DuracinIntensidad (mm/h)Profundidad Acumulada (mm)Profundidad Incremental (mm)Tiempo (min)Precipitacin (mm)

1043.607.277.270 - 10 1.10

2031.7010.573.3010 - 201.13

3025.1712.592.0220 - 301.55

4021.2014.131.5530 - 402.02

5019.5016.252.1240 - 502.12

6017.8017.801.5550 - 60 7.27

7016.2018.901.1060 - 703.30

8015.7521.002.10 70 - 80 2.10

9014.7522.131.1380 - 901.55

10013.9523.251.1390 - 1001.50

11013.5024.751.50100 - 1101.13

12012.5825.160.41110 - 1200.41

TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

Los problemas que se presentan en los diseos de estructuras hidrulicas cuando se necesita evaluar de manera confiable los volmenes de sedimentos que los ros transportan hasta las obras y que a menudo ocasionan fallas en la operacin de bocatomas y presas de embalse, en el control de las inundaciones y en las protecciones de las mrgenes, se deben a los siguientes factores:

Deficiencia en la informacin cartogrfica e hidrometeorolgica de las cuencas vertientes, y de caudales lquidos y slidos en la mayora de los ros. Desarrollo an incipiente de los mtodos de medicin de sedimentos y de aplicacin de frmulas empricas a casos reales. Cambios en las prcticas tradicionales de manejo de la cuenca despus de construidas las obras.

En los primeros dos casos las cargas totales de transporte de sedimentos que se aplican en el diseo de las obras pueden resultar excesivas o deficientes; en el tercero, el pronstico hecho con base en la informacin histrica resulta irreal. Por las razones expuestas, para lograr un buen diseo de las obras que van a estar sometidas al efecto de los sedimentos es necesario evaluar, adems de la informacin histrica existente, la relacin que existe entre la cuenca como productora de sedimentos y el ro como conductor de los mismos.

CLASIFICACIN DE LOS SEDIMENTOS

La carga total de sedimentos que transporta una corriente natural es la suma de tres componentes que son: Carga de fondo. Sedimentos en suspensin. Sedimentos en saltacin.

CAPACIDAD DE LAS CORRIENTES NATURALES PARA TRANSPORTAR SEDIMENTOS

Existen dos procedimientos para determinar cul es la capacidad que tienen las corrientes naturales para transportar los sedimentos de fondo y en suspensin. Uno es el mtodo analtico por medio de frmulas empricas y otro el de mediciones con aparatos normalizados. Las frmulas empricas permiten calcular las capacidades mximas de transporte si las corrientes tuvieran suficientes sedimentos disponibles. Tienen muchas limitaciones porque por lo general las frmulas son desarrolladas en condiciones de laboratorio. Desde el punto de vista analtico las frmulas empricas para clculo de carga de fondo han tenido un desarrollo ms completo que las de sedimentos en suspensin. Sin embargo, los resultados prcticos siguen siendo inciertos. Los medidores normalizados de sedimentos en suspensin para realizar aforos slidos son ampliamente utilizados en el mundo y su confiabilidad es adecuada para obtener informacin aceptable en estudios hidromtricos. No se ha tenido la misma fortuna con los medidores de carga de fondo y por esta razn es de uso corriente medir solamente los sedimentos en suspensin y asignar a la carga de fondo un porcentaje de lo que se obtuvo en suspensin.

ANLISIS DE LA CARGA EN SUSPENSIN

Aceptando que la carga en suspensin es alimentada por la erosin pluvial en la cuenca, surge la dificultad de estimar qu volumen de sedimentos transporta realmente el rio en suspensin, y qu ocurre con los sedimentos que el ro no acarrea.

La capacidad de un ro para transportar sedimentos en suspensin depende de las fuerzas de sustentacin que se generan como componentes verticales de la velocidad del flujo. La magnitud de estas fuerzas de sustentacin depende de la magnitud de la velocidad de flujo y, por tanto, del caudal. Mientras la componente vertical que sostiene una partcula de sedimento sea mayor que el peso de esta, la partcula se mantiene en suspensin; de esta forma, el caudal clasifica las partculas que el rio puede transportar, tanto en tamao como en nmero.

Cuando se presenta una creciente la capacidad de transporte del ro aumenta, pero el transporte real depende de la duracin de la escorrenta superficial directa, del rea donde se haya producido el aguacero causante de la creciente y de las caractersticas del sedimento que alcance a llegar hasta el rio. Esto implica que la carga en suspensin no es funcin nica del caudal sino que depende adems de la erosin pluvial en la cuenca. A medida que el caudal disminuye en el rio tambin disminuye su capacidad de transporte; esto hace que las partculas que no se pueden sostener en suspensin se sedimenten. Posteriormente, cuando las velocidades se incrementen por aumento del caudal, parte de estos sedimentos sern puestos en estado de saltacin temporal y algunos de ellos volvern a formar parte de la carga en suspensin. Como se aprecia por los anteriores comentarios, la tarea de estimar analticamente la carga de sedimentos en suspensin con una aproximacin razonable no es fcil. Actualmente, la mejor manera que existe para determinar la carga real en suspensin consiste en la medicin de esa carga, utilizando medidores normalizados. Los procedimientos de toma de datos y procesamiento de los mismos tropiezan, sin embargo, con una serie de inconvenientes derivados de las simplificaciones que deben hacerse para que el mtodo resulte prctico. Dentro de esas simplificaciones est, por ejemplo, la de suponer que existe una relacin nica entre los caudales lquido y slido, lo cual es cierto solamente en contadas ocasiones. Los pares de puntos que se obtienen a partir de series de aforos lquidos y slidos simultneos presentan siempre una gran dispersin alrededor de las curvas tericas de ajuste que se calculan por mtodos numricos. Para poder explicar la causa de esa dispersin es necesario tener en cuenta otras variables que se derivan de los procesos erosivos en la cuenca y del rgimen de transporte del rio, lo cual implica necesariamente la investigacin, punto por punto, de la procedencia de los caudales slidos medidos. A pesar de sus deficiencias, el mtodo de medicin directa es el ms aceptado para estimar la carga en suspensin y para elaborar las curvas de duracin del caudal slido. Desafortunadamente, son pocos los ros en los cuales se efectan estas mediciones en forma sistemtica.

CLASIFICACIN DEL TRANSPORTE DE SEDIMENTOS SEGN EL MECANISMO Y SEGN EL ORIGEN

De acuerdo con el mecanismo de transporte pueden ser distinguidas dos formas:

a. Carga de lecho:

Movimiento de partculas en contacto con el lecho, las cuales ruedan, se deslizan o saltan.

b. Carga en suspensin:

Movimiento de partculas en el agua. La tendencia de asentamiento de la partcula es continuamente compensada por la accin difusiva del campo turbulento.

De acuerdo con el origen del material de transporte se hace la siguiente distincin:

a. Transporte de material de fondo:

Este transporte tiene su origen en el lecho. Esto significa que el transporte es determinado por las condiciones del lecho y del caudal (puede consistir en carga de fondo y en carga de suspensin).

b. Carga de lavado:

Transporte de partculas nulo o en muy pequeas cantidades en el lecho del ro. El material es suministrado por fuentes externas (erosin) y no depende directamente de las condiciones locales existentes (puede solamente ser transportado como carga en suspensin; generalmente material fino menor de 50 m).

TRANSPORTE POR ARRASTRE DE FONDO

El arrastre de fondo es la forma ms agresiva de transporte de materiales en los ros, est relacionada con la existencia de esfuerzos tangenciales muy superiores al crtico o de resistencia de los materiales del fondo.

El arrastre de fondo es el material que forma el fondo del cauce y que es arrastrado por la corriente dentro de una capa adyacente al fondo y cuyo espesor es igual a dos veces el dimetro de la partcula considerada.

Estimacin de Arrastre de Fondo

Para evaluar el arrastre de fondo existen multitud de procedimientos y formulaciones (Duboys, Schoklitsch, Einstein, etc.). La mayora de ellas desarrolladas en laboratorio o en tramos de ros piloto por lo que su aplicabilidad al ro que se pretende estudiar deber considerar caractersticas similares al de origen de la formulacin. Formula de Duboys es la formulacin ms antigua (1879), se fundamenta en la capacidad de arrastre de la corriente por exceso de la tensin de corte o esfuerzos cortantes provocados por la corriente.

TRANSPORTE EN SUSPENSIN

Si el material del fondo es fino o la corriente tiene una velocidad alta que genera una fuerte turbulencia, la corriente tiene suficiente poder para levantar las partculas del fondo y mantenerlas en suspensin.

Tambin pueden mantenerse partculas en suspensin que proceden de aguas arriba y ellas reciben el nombre de gasto de lavado.

Para cuantificar la cantidad de material es necesario tomar muestras a diferentes profundidades (y), y con ello determinar la concentracin de material solido.

La formula general para conocer la concentracin en un punto (y), conocida la concentracin en un punto (a), es:

Como puede notarse esta ecuacin no es vlida para y = d para y = 0, ya que Cy= 0 para el primer caso y Cy es igual a infinito para el segundo.

El valor de (z), se obtiene como:

Beta (), toma el valor de la unidad cuando el sedimento es muy fino y para partculas gruesas es ligeramente menor que 1.

En cada punto situado a una distancia (y) del fondo se tiene una concentracin Cy y una velocidad uy, por tanto el gasto que pasa por el rea de ancho unitario y altura y, es:

Con estas consideraciones se han establecido criterios o mtodos para calcular el transporte en suspensin, tales como, el de Lane-Kalinske, Brooks, Toffaletti, y Einstein.

A continuacin se presenta el mtodo de Einstein, el cual requiere conocer transporte por arrastre de fondo.

La funcin I1e I2se obtienen con de forma analtica o bien de graficas.Ecuaciones para calcular I1 e I2.

La funcin I1E I2 se calculan para cada fraccin de material de tamao di.

CLCULO DEL TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

TRANSPORTE DE SEDIMENTOS DE FONDO gB

Frmula de Duboys y Stranb (1879, 1935)

Frmula de Schoklitsch (1914, 1950)

Frmula de Shields (1936)

Frmula de Meyer Peter y Mller (1948)

Frmula de Levi (1948)

Frmula de Einstein Brown (1950)

Frmula de Sato, Kikkawa y Ashida (1958)

Frmula de Rottner (1959)

Frmula de Frijlink (1962)

Frmula de Yalin (1963)

Frmula de Pernecker y Vollmer (1965)

Frmula de Inglis y Lacey (1968)

Frmula de Bogardi (1979)

Frmula de Van Rijn (1984)

TRANSPORTE DE SEDIMENTOS TOTAL gBT

Frmula de Colby

Frmula de Engelund y Hansen

Frmula de Graf y Acaroglu

Frmula de Shen y Hung

Frmula de Yang

Frmula de Ackers y White

Frmula de Brownlie

Frmula de Karim y Kennedy

Significado de las variables

El significado de las variables de las frmulas anteriores son:gB = Transporte unitario de sedimentos de fondo, en Kg f/s.m.gBT = Transporte unitario total de sedimentos del fondo, en Kg f/s.m.b = Ancho del ro.

= Peso especfico de la partcula, en Kg f/m3.

= Nmero adimensional de Shields, .

= Peso especfico del agua, en Kg f/m3.D = Dimetro de la partcula en m.Dmx = Dimetro mximo de las partculas del fondo, en m.

D* = Nmero adimensional de la partcula .g = Aceleracin debida a la gravedad en m/seg2.

= Densidad relativa de las partculas sumergidas .d = Profundidad del flujo, en m.dm= Profundidad media del flujo, en m.

n = Coeficiente de rugosidad de Manning .

n = Coeficiente de rugosidad segn Manning asociado a partculas .q = Gasto unitario lquido, en m3/s.m, q = Ud.S = Pendiente de la prdida de carga.U = Velocidad media de la corriente, en m/seg.

U* =Velocidad cortante en m/seg .v = Viscosidad cinemtica del agua en m2/seg.

= Desviacin estndar geomtrica de los tamaos de las partculas .Dm = Dimetro medio del conjunto de partculas en m.

F1 = Coeficiente de Rubey que se utiliza en frmula para evaluar la velocidad de cada.

w = Velocidad de cada de las partculas en m/seg.wm = Velocidad de cada de las partculas correspondiente al Dm, en m/seg .

Vc = Velocidad crtica en m/seg.

= Esfuerzo cortante que el flujo ejerce en el fondo en Kg f/m2.

= Esfuerzo cortante crtico en el fondo, necesario para iniciar el movimiento de las partculas.

= Nmero adimensional de Shields para condicin crtica. Se obtiene de la relacin propuesta por Maza.

TRANSPORTE DE SEDIMENTOS DE SUSPENSIN gBS

Mtodo que calcula la concentracin de sedimentos en suspensin en funcin del dimetro medio de las partculas.Esta frmula es el resultado de la concentracin de sedimentos en suspensin en ppm.

El trmino Ucr/w puede ser calculado como:

CONTROL DE LA EROSIN Y SEDIMENTACIN EN OBRAS CIVILES

Perdida de suelos USLE

Introduccin y Definiciones

EROSION Y SEDIMENTACION.

La sedimentacin viene a ser un fenmeno fsico que se origina debido a la erosin en otro lugar.

La sedimentacin se genera en medida proporcional a la erosin.

Control de Sedimentos

CONTROL DE SEDIMENTOSPRACTICAS Manejo de Aguas de Lluvia Controlar el ingreso y la escorrenta de aguas de lluvia en los trabajos de construccin. Perturbacin Limitada Segn se ampla el rea impactada por la construccin.Restauracin Simultnea Medida de Control efectiva, dejar el menor tiempo posible reas expuestas sin cobertura. Temporada de Construccin Tener en cuenta Estacin de Lluvias y Estacin Seca e implementar los controles que se requieran en cada caso.EROSINLa erosin es el factor ms importante de contaminacin del agua en cuanto a volmenes de contaminantes se refiere.

EROSION Genera la prdida de Suelo Erosin Hdrica Trabajos de Movimiento de tierras. Estimacin de la prdida de Suelo. Para reas menores a 1H, usaremos la siguiente tabla para calcular los aportes de suelo perdido.

APLICACIN DEL MODELO USLE

USLE

La Ecuacin Universal de Prdida de Suelos, USLE, fue desarrollada por Wischmeier (1978), como una metodologa para la estimacin de la erosin laminar en parcelas pequeas. Luego de varias modificaciones la ecuacin se presenta como una metodologa de gran utilidad en la planificacin de obras de conservacin de suelos.

Se ha considerado que la USLE (Wischmeier, 1978), hasta el momento representa la metodologa ms idnea para el clculo de las prdidas de suelo en tierras agrcolas; por ello, se ha utilizado esta metodologa como una gua para la evaluacin de acciones en manejo de cuencas, en especial aquellas que conllevan a un cambio del uso de la tierra y manejo de suelos. De acuerdo a la USLE, la tasa de prdidas de suelo por erosin hdrica, A, es una funcin de: el poder erosivo de la lluvia, R, la erodabilidad de los suelos, K, la cobertura vegetal, C, la prctica conservacionista, P y el factor combinado de la pendiente y la longitud de la misma, LS; todos estos factores conforman la Ecuacin Universal de Prdida de Suelo, USLE, la cual se expresa como:

A= RKCPLS

De esos factores, R no puede ser modificado, K depende fuertemente de la textura de los suelos, la cual no puede ser fcilmente mejorada. De esa manera, slo C, P, y LS pueden ser cambiados. Las prcticas agronmicas comunes, pueden utilizarse para modificar la cobertura vegetal, y consecuentemente C, mediante manejo de desechos y mejoramiento de los sistemas de siembra. El factor P puede ser cambiado por prcticas agronmicas, como las barreras vegetativas, o con obras de conservacin de suelos como terrazas, zanjas o acequias de ladera. La modificacin del factor P est ntimamente ligado a la reduccin de la longitud de pendiente, L. Por ltimo, la pendiente, S, slo puede ser modificada mediante obras de conformacin del terreno, tales como terrazas.

Para el diseo de cualquier prctica, es necesario determinar o establecer un lmite de prdidas de suelo permisibles; esto ltimo depende principalmente de la profundidad de los suelos. En suelos normales, el lmite mximo es del orden de las 6 Toneladas por hectrea, para suelos muy superficiales, las prdidas tolerables pueden reducirse hasta valores de 2 T/Ha.

FACTOR DE EROSIVIDAD DE LAS LLUVIAS

Este valor determina el grado de agresin de la lluvia erosiva.

Segn Morgan (1974) (para lugares de alta precipitacin).

FACTOR DE ERODABILIDAD DEL SUELO (K)

Es la resistencia del suelo al proceso de erosin y transporte, depende de la estructura y caracterstica del suelo. Se calcula usando monogramas, frmulas, iteraciones, etc.

FACTOR TOPOGRFICO (LS)

Se trata de dos factores que integran el efecto de relieve, longitud y pendiente

L: Longitud Representativa.- Es la distancia desde el origen de la escorrenta superficial hasta una ubicacin a lo largo del talud donde la pendiente disminuye hasta tal punto que la capacidad de transporte se reduce, permitiendo la sedimentacin50 < L < 300S: Pendiente Representativa.- Es la pendiente representativa de talud, sobre la base de la topografa de la subcuenca. En condiciones dinmicamente cambiantes de perturbacin de suelos, se debe estimar una condicin promedio.3% < S < 20% FACTOR DE COBERTURA (C)

El factor C representa la influencia del material de cobertura que se encuentra sobre o justo debajo de la superficie del suelo. Un factor de C de 1 representa la condicin de lnea de base de terreno mantenido en estado bien labrado y de barbecho continuo. El factor C toma en cuenta el follaje, la cobertura de superficie (como residuos, hierbas, malezas, pacas) y la aspereza de la superficie.

FACTOR DE MANEJO (P)

El factor P toma en cuenta prcticas especficas de soporte tales como el contorneado, terraplenado y la deposicin en el segmento base de un talud cncavo. Asimismo, toma en consideracin las barreras de control de sedimentos como las franjas de hierba de amortiguacin, las pacas de paja, las barreras de grava o filtro y los cercos de hierba dura (Wendt, 1998). Un valor P de 1.0 es el valor por defecto cuando no se utilizan prcticas de control.

APLICACIN DEL MODELO MUSLE

A partir de la dcada de los setenta, la extensin del modelo U.S.L.E. a pequeas cuencas hidrogrficas dio lugar al modelo M.U.S.L.E. (Modified Universal Soil Loss Equation), a fin de predecir los sedimentos aportados por las mismas para un aguacero concreto.

Despus de una serie de tanteos, tratando de centrar el nuevo modelo, Renard (1974), C.A. Onstad y G.R. Foster (1975) entre otros, queda prcticamente establecido de forma definitiva, gracias a la labor de J.R. Williams (1975) que concreta en la expresin:

CLCULO DE SEDIMENTOS

ARRASTRE DE SEDIMENTOS

Clculo de sedimentos de arrastre

Caudalm3/sQ177.6

Area Hidraulicam2A247.02

Permetro mojadomP62.81

Radio HidrulicomR3.93

AlturamY4.53

Ancho mediomAm=A/Y54.53

Velocidad mediam/sVm=Q/A0.72

gasto liquido unitariom3/s/mQ/Am3.26

PendienteS0.000075

Peso especficoKg-f/m3Pe1000

DensidadKg/m3d1000

Viscosidad cinematicavc0.000001

(Pe sol-Pe)/(Pe)1.6

Peso Especfico slido Kgf/m3Pe sol.2600

DensidadKg/m3D2600

Dmmm0.42

D90mm4

MEYER PETER MULLER

n0.030

n0.015

t*0.439

GbKg/s/m0.027

GBKg/s1.472

GBm3/s0.000566

para su vida util (50 aos)

GBm3892743.8

GBMMC0.892744

SEDIMENTOS EN SUSPENSION

Clculo de sedimentos en suspensin

D = dimetro medio 0.42mm.

Q = Caudal 177.6m3/s

A = rea 247.02m2

P = Permetro 62.81m.

S = pendiente 0.000075

R = radio hidrulico = A/P 3.93

w = velocidad cada= segn cuadro0.06m/s

v= Viscosidad cinemtica 0.000001kg/m3

U*= velocidad de corte = (gRS)0.50.05

Ucr = 2.05 * w 0.11

V 0.72

LogCt 1.21

Ct 16.213ppm

Ct 0.016gr/l

Ct 2.879Kg/s

Ct 0.0011075m3/s

para su vida util (50 aos)

Ct 1746261.296m3

Ct 1.746MMC

TOTAL2.639MMC

BALANCE HIDRICO EN EL EMBALSE

MESDASOFERTADEMANDAABA-BA-B acumulado

Vol. entradaPrecipitacin (mm)Qec.Q Inun.Evapor.Vol. CultivoV OFERTAV DEMANDA

(MMC)(m3/s)(m3/s)(mm)(MMC)MMCMMC

ENERO314.0590.450.10.9087.200.0034.422.681.741.37

FEBRERO294.62103.110.10.90108.500.0035.042.602.443.81

MARZO316.33141.430.10.90109.600.0036.912.794.127.93

ABRIL305.09113.740.11.00151.200.0025.553.002.5510.48

MAYO313.5078.130.11.00134.900.0013.823.060.7611.25

JUNIO302.1548.080.10.00132.800.0012.350.342.0013.25

JULIO311.5735.130.10.00145.400.0031.710.341.3714.63

AGOSTO310.7115.890.10.00138.000.0040.770.320.4615.08

SEPTIEMBRE301.3329.820.10.00164.300.0051.450.361.1016.18

OCTUBRE314.60102.70.10.00165.000.0025.020.374.6520.82

NOVIEMBRE305.79129.330.10.80144.800.0016.322.433.8824.71

DICIEMBRE313.8385.640.10.80159.400.00014.182.551.6326.34

Max26.34

Minx1.37

Volumen util27.71

Volumen muerto2.64

Volumen Total30.35

ALTURA DE CORTINA

VOL. ACUM.COTA

28.5812124.00

30.35X

32.4432125.00

X =2124.90

COTA 2 2098.00

COTA 1 2124.46

Altura de cortina (H) = COTA 1 - COTA 2

H = 2124.46 - 2098.00

H =26.46 m

H =26.50 m

V. OFERTA (MMC)CURVA DE MASA 1V. DEMANDA (MMC)CURVA DE MASA 2

14.424.422.682.6811.74

25.049.462.605.2824.18

36.9116.372.798.0738.30

45.5521.923.0011.07410.85

53.8225.743.0614.13511.61

62.3528.090.3414.47613.62

71.7129.800.3414.81714.99

80.7730.570.3215.13815.44

91.4532.020.3615.49916.53

105.0237.040.3715.861021.18

116.3243.362.4318.291125.07

124.1847.542.5520.841226.70

Las presas se pueden clasificar en distintas categoras, dependiendo del objeto que persiga la clasificacin. Las presas se pueden clasificar de acuerdo con la funcin a que estn destinadas en: presas de embalse, derivacin o retencin y se complementa esta clasificacin considerando las distintas funciones especficas que van a cumplir.Se contara con una presa de embalse para esta cuenca.Las presas de embalse se construyen para almacenar agua en periodos de abundancia y utilizarla cuando el suministro sea deficiente. Estos periodos pueden ser estacionales, anuales o hiperanuales. Algunas presas pequeas almacenan la escorrenta de la primavera para servirse de ella en la estacin seca de verano. Las presas de embalse pueden a su vez clasificarse segn el uso que vaya a hacerse del agua embalsada, en presas de abastecimiento, recreo, pesca y fauna, produccin de energa hidroelctrica, regado, etc. El fin especfico o los fines que han de cumplirse con una presa de embalse, pueden afectar a su proyecto e imponer ciertas condiciones referentes a puntos tales como, la variacin del agua en el embalse y el caudal admisible de filtracin.

Diseo de la presaSe cuenta con los siguientes datos:Q (mx)177.6m3 /s

Peso volumtrico del agua1000Kg/m3 =1.00Tn/m3

Peso volumtrico del concreto2400Kg/m3 =2.40Tn/m3

Velocidad del viento120Km/h

Fetch1.45Km

Peso volumtrico 1600Kg/m3 =1.60Tn/m3

ALTURA DE LA OLA

Ho =(0.005v-0.068) (f)^0.50.6406m

CALCULO DEL BORDE LIBRE

BL =2.33*H =1.4926m

CALCULO DE LA ALTURA DEL VERTEDERO (hv):

DONDE:

Cd:Coeficiente de descarga (1.3 - 2.4)

b:Ancho del vertedero

asumimos:

Cd=2.1

b=4.5

Reemplazando tenemos:

hv =1.42 m

ASUMIENDO:

hv =1.50 m

SUBPRESIN EN LA PRESAEl clculo de la supresin se realizara por el Mtodo a la Rotura Hidrulica CompensadaCriterio de LANE:LT = C (LV+LH/3) = 105.5 m

LONGITUD DE RECORRIDO ( C H ) = 92.75

COMPARANDO LAS LONGITUDES105.50>92.75OK

CALCULO DE LA SUBPRESION (Mtodo de Lane)

LONGITUD TOTAL 105.500m

CARGA POR PERDER 28.000m

PERDIDA POR METRO DE RECORRIDO(h/L)0.265m

ANCHO DE LA PRESA1.000m

EL VALOR DE LA SUBPRESION EN UN PUNTO CUALQUIERA SE OBTIENE DE LA ECUACION

Sp = w b c