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PARTE 2: Definición de la captación y el bombeo en el río Odiel

Autor: Antonio Valle Martínez

MEMORIA

ANTONIO VALLE MARTÍNEZ 2

Estudio de alternativas de la solución hidráulica para abastecimiento a la zona regable por el canal de Trigueros. Definición de la captación y bombeo en el río Odiel

MEMORIA

1 INTRODUCCIÓN

En esta segunda parte del estudio se pretende realizar un diseño más en detalle de la soluación hidráulica elegida justificada en la primera parte del estudio.

2 DISEÑO DE UN SISTEMA DE CAPTACIÓN

Las partes que componen el sistema de capación son el azud, el cuenco amortiguador, los cajeros y el colchón de escollera aguas abajo.

En primer lugar cabe decir que la categoría de dicho azud es C, por lo que la avenida de proyecto debe calcularse para un periodo de retorno de 100 años, y con ellas se dimensionará los órganos de desagües y los elementos de disipación de energía.

La altua del azud viene condicionada por la altura requerida en la estación de bombeo para evitar la cavitación de las bombas, por lo su diseño queda supeditado al cálculo de la sumergencia mínima de las bombas que se calculan en el diseño de la estación de bombeo.

El máximo nivel de explotación del azud queda pues definido por la altura necesaria por las bombas mas el volumen de regulación para el cual se construye dicho azud, obtenido de la simulación realizada en la parte 1 de este estudio.

Sin embargo la cuantía del caudal punta para la avenida de proyeto de 100 años hace que la altura total del azud se vea incrementada en la parte del azud que no es aliviadero. La longitud del aliviadero debe acomodarse al ancho aguas abajo del cauce natural del río, en caso contrario se estaría desprovechando capacidad de desagüe si se hace menor o requeriría elevadas excavaciones si se diseña de un ancho mucho mayor quel propio cauce.

Atendiendo a dichos criterios se dimensiona un aliviadero que genera una altura de lámina de agua sobre la cresta del aliviadero que requiere una prologanción conseiderable de los mágenes del azud que no corresponden al aliviadero.

Las dimensiones finales del azud han sido calculadas de modo que cumpla estabilidad al deslizamiento y al hundimiento, además de comprobar que no existen tracciones en la base del azud.

3 DISEÑO DE LA ESTACIÓN DE BOMBEO

En función del caudal de bombeo necesario según las simulaciones realizadas para el ahorrro en costes energético se plantea un caudal total de 14 m3/s. Para ello se diseñan dos sistemas de impuslión con bombas verticales sumergidas, con motor en la caseta de bombeo,independientes de 3 bombas cada una con un cadal de 11000 m3/s. Cada bomba dispondrá de un pozo de aspiración individual, calculándose como se ha dicho antes la altura mínima de sumergencia requirida para estas bombas. A continuación se dimensionan las tuberías necesarias calculándose con ellas las pérdidas, de modo que las bombas sean capaces de cubrir la altura manométrica total. Además calcula la potencia de las bombas y del motor.

ANEJO 2.1. ESTUDIO HIDROLÓGICO



ANEJO 2.1. ESTUDIO HIDROLÓGICO

ÍNDICE

1 INTRODUCCIÓN 3

2 DESCRIPCIÓN DE LA CUENCA 3

3 lluvia de diseño 4 3.1. LLUVIA BRUTA 5 3.2. LLUVIA EFECTIVA 13

4 HIDROGRAMA DE LAS CUENCAS 21 4.1. HIDROGRAMA UNITARIO 21 4.2. HIDROGRAMA DE LA CUENCA 25

5 LAMINACIÓN DE LA AVENIDA EN LOS EMBALSES 28

6 HIDROGRAMA DE LA CUENCA AGUAS ABAJO DE LAS PRESAS FRENTE A LOS CAUDALES DE SALIDA DE LA PRESA DE ALCOLEA Y DEL SANCHO PARA LA AVENIDA DE PROYECTO 32



1 INTRODUCCIÓN

El presente anejo hidrológico incluye los cálculos realizados para obtener la avenida de proyecto con periodo de retorno de 100 años, que es la avenida máxima a tener en cuenta para dimensionar el aliviadero los desagües y estructuras de disipación de energía, de forma que funcionen adecuadamente.

Para su obtención los pasos seguidos son los siguientes:

Definir las subcuencas de estudio con sus características morfológicas propias para poder calcular el caudal punta.

Determinar el tiempo de concentración de cada una de las subcuencas

Calcular la tormenta de proyecto de periodo de retorno de 100 años empleando el método de los bloques alternos.

Obtención de los hidrogramas de cada cuenca.

Laminación de la avenida en los embalses Sotiel-Olivargas, Alcolea y El Sancho. Partiendo de la hipóstesis en la que los embalses se encuentran en su nivel máximo normal de explotación, se estudiará como laminan los embalses la avenida obteniéndose los caudales desagüados por el aliviadero de cada presa en función del nivel alancazado en el embalse.

Obtención del caudal punta de la avenida de proyecto.

Se va a realizar el estudio de laminación de los embalses aguas arriba ya que de acuerdo con la Guía técnica de seguridad de presas. Avenida de proyecto, en caso de ‘existencia de presas aguas aariba y aguas abajo, el estudio hidrológico se realizará con una visión del conjunto de la cuenca, y la determinación de la avenida en el proyecto estará en consonancia con el esquema general de la operación de los embalses existentes y de las aportaciones en su caso de las cuencas intermedias’.

2 DESCRIPCIÓN DE LA CUENCA

El curso fluvial del río Odiel discurre en su totalidad por la provincia de Huelva con una dirección global N-S, desde su nacimiento en la Sierra de Aracena, a unos 600 m de altitud, hasta su desembocadura a través de la Ría de Huelva en el Océano Atlántico. Tiene una longitud total de 128 km y una pendiente media del 0,60%.

La cuenca hidrográfica del río Odiel drena una superficie total de 2.310 km2. Los afluentes más importantes los recibe el Odiel por su margen derecha y son el Río Olivargas, Río Oraque y Rivera de la Meca. La red hidrográfica del Odiel es una red muy encajada en el sustrato rocoso y sin apenas depósitos aluviales. El lecho del río es generalmente pedregoso y muy poco profundo.

Las cuencas bajo estudio son todas las cuales quedan aguas arriba de la ubicación del azud, de las cuales se detallan sus características morfológicas a continuación, obteniéndose además con ellas el tiempo de concentración propio de cada cuenca.



Ilustración 1 Cuencas hidrográficas en estudio

3 LLUVIA DE DISEÑO

Superficie cuencas (m2) Longitud (km) J tc (h)

Olivargas 166,000,906.0 29.49 0.0130 9

Odiel 904,775,630.0 85.75 0.0060 23

Oraque 608,400,590.0 59.19 0.0059 18

Meca 315,479,407.0 43.05 0.0046 15

Odiel Presa‐azud 53,230,961.0 8.98 0.0021 5



3.1. LLUVIA BRUTA

En este apartado se pretende calcular la tormenta de proyecto mediante el método de los bloqes alternados, en el que la intensidad de lluvia no es constante durante la duración de la tormena. El método de los bloques alternos se emplea para simular una tormena y obtener con ellos los hidrogramas.

En primer lugar se procede a obtener la precipitación diaria máxima para el periodo de retorno empleado en el estudio T=100 años. Para ello se ha empleado el documento “Máximas lluvias diarias en la España Peninsular” del ministerio de fomento (Dirección General de Carreteras), siguiéndose los siguientes pasos:

Localización en los planos el punto geográfico que represente cada cuenca.

Estimar mediante las isolíneas presentadas el coeficiente de variación Cv (líneas rojas) y el valor medio de la máxima precipitación dirias anual (líneas moradas).

Para el periodo de retorno deseado T y el valor de Cv, se obtiene el factor de amplificación KT mediante el uso de la tabla de KT.

Se realiza el producto del factor de amplificación KT por el valor medio de la precipitación diaria anual obtniendo la precipitación diaria áxima para el periodo de retorno de 100 años.

Dada la extensión de la cuenca principal del Odiel y del Oraque se ha obtenido la precipitación máxima diaria anual para sus dos subcuencas (Cuenca R.Odiel 1, Cuenca R.Odiel 2, Cuenca R.Oraque 1 y Cuenca R.Oraque 2), subcuencas que se pueden observar en la ilustación 1. A continuación, con objeto de obtener un único valor representativo para la cuenca del Odiel y la del Oraque, se ha ponderado la precipitación de cada subcuenca en función de la superficie. Para las cuencas del R.Olivargas, R.Meca y tramo del Odiel entre la presa de Alcolea y el azud se ha obtenido un único valor representativo de la cuenca.

Ilustración 2 Coeficiente de variación Cv y Precipitación máxima diaria anual



Superficie cuencas (m2) Pd 100(mm/dia) Cv Y100 P (mm/dia) Pd 100(mm/dia)

Olivargas 166,000,906.04 168.48 0.34 2.174 72 156.528

Odiel 1 364,382,831.00 156.53 0.34 2.174 72 156.528

Odiel 2 540,392,799.00 124.32 0.35 2.22 56 124.32

Oraque 1 263,697,173.00 126.54 0.35 2.22 57 126.54

Oraque 2 344,703,417.00 126.06 0.36 2.251 56 126.056

Meca 315,479,407.00 127.74 0.37 2.281 56 127.736

Odiel Presa‐azud 53,230,961.00 118.64 0.345 2.197 54 118.638

Superficie cuencas (m2) Longitud (km) J tc (h) Pd 100(mm/dia)

Olivargas 166,000,906.04 29.49 0.0130 9 156.528

Odiel 904,775,630.00 85.75 0.0060 23 137.52

Oraque 608,400,590.00 59.19 0.0059 18 126.27

Meca 315,479,407.00 43.05 0.0046 15 127.74

Odiel Presa‐azud 53,230,961.00 8.98 0.0021 5 118.64



Una vez obtenida la precipitación máxima diaria para el periodo de retorno de 100 años se procede a calcular la tormenta de diseño mediante la construcción del correspodiente bloque alterno de lluvia bruta.

Para la duración de la lluvia de diseño se ha tomado, para todas las cuencas, un valor de 24 horas, duración recomendada por el documento ‘RECOMENDACIONES PARA EL CÁLCULO HIDROMETEOROLÓGICO DE AVENIDAS’ del Cedex.

La duración de la lluvia debe obtenerse de un análisis estadístico de las tormentas de la zona y reflejar un valor característico de un aguacero completo que viene condicionado por el clima de la zona y no por el tamaño de la cuenca objeto del estudio. Por ello no parece admisible la práctica, bastante frecuente, de admitir una duración igual al tiempo de concentración (Tc) de la cuenca. Con tal proceder puede infravalorar no sólo el volúmen del hidrograma, que juega un papel decisivo en los procesos de laminación, sino también el máximo caudal que se ve afectado por las lluvias anteriores al intérvalo del cálculo en tanto en cuanto favorecen unos mayores porcentajes de escorrentía al incrementar la humedad de! suelo. En ausencia de datos específicos de duración de chubascos, es recomendable el empleo de tormentas con duración del orden de 24 horas dado el carácter diario de la mayor parte de los registros pluviométricos.

Para obtener la intensidad de lluvia en cada porción de tiempo de una hora se toma la siguiente fórmula:

El producto de la intensidad de lluvia en cada hora por la duración de la lluvia se obtiene el volumen acumulado, del que a continuación se estrae el volumen parcial que ha caido en esa hora. Finalmente se reordenan formando el diagrama de bloques alternos, diagrama que representa la tomenta de diseño.



ODIEL

Área (km2) 904.8 Pd' (mm/dia) 137.52

J 0.0060 Id 5.73

L (km) 85.75 I1/Id 9

tc (h) 23 Lluvia diseño(h) 24

Características cuenca Odiel

Duración (h)Intensidad

(mm/h)

Volumen

acumulado

(mm)

∆V (mm) Ordenados Alternos

1 51.57 51.57 51.57 51.57 1.64

2 34.61 69.22 17.65 17.65 1.81

3 27.05 81.16 11.93 11.93 2.01

4 22.57 90.29 9.14 9.14 2.26

5 19.55 97.73 7.43 7.43 2.57

6 17.33 104.00 6.28 6.28 2.98

7 15.63 109.43 5.43 5.43 3.51

8 14.28 114.22 4.79 4.79 4.27

9 13.17 118.49 4.27 4.27 5.43

10 12.24 122.35 3.86 3.86 7.43

11 11.44 125.87 3.51 3.51 11.93

12 10.76 129.09 3.22 3.22 51.57

13 10.16 132.07 2.98 2.98 17.65

14 9.63 134.83 2.76 2.76 9.14

15 9.16 137.40 2.57 2.57 6.28

16 8.74 139.81 2.41 2.41 4.79

17 8.36 142.07 2.26 2.26 3.86

18 8.01 144.20 2.13 2.13 3.22

19 7.70 146.21 2.01 2.01 2.76

20 7.41 148.12 1.90 1.90 2.41

21 7.14 149.92 1.81 1.81 2.13

22 6.89 151.64 1.72 1.72 1.90

23 6.66 153.28 1.64 1.64 1.72

24 6.45 154.84 1.56 1.56 1.56



ORAQUE

Área (km2) 608.4 Pd' (mm/dia) 126.27

J 0.0059 Id 5.26

L (km) 59.19 I1/Id 9

tc (h) 18 Lluvia diseño 24.000

Características cuenca Oraque


(mm/h)

Volumen

acumulado

(mm)

∆V (mm) Alternos

1 47.35 47.35 47.35 1.50

2 31.78 63.56 16.21 1.66

3 24.84 74.51 10.96 1.85

4 20.73 82.90 8.39 2.08

5 17.95 89.73 6.83 2.36

6 15.91 95.49 5.76 2.73

7 14.35 100.48 4.99 3.23

8 13.11 104.87 4.39 3.92

9 12.09 108.79 3.92 4.99

10 11.23 112.34 3.54 6.83

11 10.51 115.56 3.23 10.96

12 9.88 118.53 2.96 47.35

13 9.33 121.26 2.73 16.21

14 8.84 123.79 2.54 8.39

15 8.41 126.16 2.36 5.76

16 8.02 128.37 2.21 4.39

17 7.67 130.44 2.08 3.54

18 7.36 132.40 1.96 2.96

19 7.07 134.25 1.85 2.54

20 6.80 135.99 1.75 2.21

21 6.55 137.65 1.66 1.96

22 6.33 139.23 1.58 1.75

23 6.12 140.73 1.50 1.58

24 5.92 142.17 1.43 1.43



MECA

Área (km2) 315.5 Pd' (mm/dia) 127.74

J 0.0046 Id 5.32

L (km) 43.05 I1/Id 9

tc (h) 15 Lluvia diseño 24



(mm/h)

Volumen

acumulado

(mm)

∆V (mm) Alternos

1 47.90 47.90 47.90 1.52

2 32.15 64.30 16.39 1.68

3 25.13 75.38 11.08 1.87

4 20.97 83.87 8.49 2.10

5 18.15 90.77 6.91 2.39

6 16.10 96.60 5.83 2.76

7 14.52 101.65 5.04 3.26

8 13.26 106.09 4.44 3.97

9 12.23 110.06 3.97 5.04

10 11.36 113.65 3.58 6.91

11 10.63 116.91 3.26 11.08

12 9.99 119.91 3.00 47.90

13 9.44 122.67 2.76 16.39

14 8.95 125.24 2.57 8.49

15 8.51 127.63 2.39 5.83

16 8.12 129.86 2.24 4.44

17 7.76 131.96 2.10 3.58

18 7.44 133.94 1.98 3.00

19 7.15 135.81 1.87 2.57

20 6.88 137.58 1.77 2.24

21 6.63 139.26 1.68 1.98

22 6.40 140.85 1.60 1.77

23 6.19 142.37 1.52 1.60

24 5.99 143.82 1.45 1.45



OLIVARGAS

Área (km2) 166.0 Pd' (mm/dia) 156.53

J 0.0130 Id 6.52

L (km) 29.49 I1/Id 9




(mm/h)

Volumen

acumulado

(mm)

∆V (mm) Alternos

1 58.70 58.70 58.70 1.86

2 39.39 78.79 20.09 2.06

3 30.79 92.37 13.58 2.29

4 25.69 102.77 10.40 2.57

5 22.25 111.23 8.46 2.93

6 19.73 118.38 7.14 3.39

7 17.79 124.56 6.18 4.00

8 16.25 130.00 5.45 4.86

9 14.99 134.87 4.86 6.18

10 13.93 139.26 4.39 8.46

11 13.02 143.26 4.00 13.58

12 12.24 146.93 3.67 58.70

13 11.56 150.32 3.39 20.09

14 10.96 153.46 3.14 10.40

15 10.43 156.39 2.93 7.14

16 9.95 159.13 2.74 5.45

17 9.51 161.71 2.57 4.39

18 9.12 164.13 2.42 3.67

19 8.76 166.42 2.29 3.14

20 8.43 168.59 2.17 2.74

21 8.13 170.64 2.06 2.42

22 7.85 172.60 1.96 2.17

23 7.59 174.46 1.86 1.96

24 7.34 176.24 1.78 1.78



ODIEL PRESA-AZUD

Área (km2) 53.2 Pd' (mm/dia) 118.64

J 0.0021 Id 4.94

L (km) 8.98 I1/Id 9




(mm/h)

Volumen

acumulado

(mm)

∆V (mm) Alternos

1 44.49 44.49 44.49 1.41

2 29.86 59.72 15.23 1.56

3 23.34 70.01 10.29 1.73

4 19.47 77.89 7.88 1.95

5 16.86 84.31 6.41 2.22

6 14.95 89.72 5.41 2.57

7 13.49 94.41 4.69 3.03

8 12.32 98.53 4.13 3.69

9 11.36 102.22 3.69 4.69

10 10.56 105.55 3.33 6.41

11 9.87 108.58 3.03 10.29

12 9.28 111.37 2.78 44.49

13 8.76 113.93 2.57 15.23

14 8.31 116.32 2.38 7.88

15 7.90 118.54 2.22 5.41

16 7.54 120.61 2.08 4.13

17 7.21 122.56 1.95 3.33

18 6.91 124.40 1.84 2.78

19 6.64 126.14 1.73 2.38

20 6.39 127.78 1.64 2.08

21 6.16 129.34 1.56 1.84

22 5.95 130.82 1.48 1.64

23 5.75 132.23 1.41 1.48

24 5.57 133.58 1.35 1.35



3.2. LLUVIA EFECTIVA

A continuación para obtener la lluvia efectiva del diagrama de bloques alternos de lluvia bruta se establece un modelo de pérdida de precipitaciones llamado Método del US SCS (1972).

P: precipitación total

Pe: precipitación efectiva

Fa: Retención acumulada

S: Retención potencial máxima

Ia: abstracción incial o umbral de escorrentía

La hipótesis fundamental del método es la siguiente:

FS

PP I

y junto con la ecuación de continuidad: se obtiene:

PP IP I S

Del estudio de numerosas cuencas experimentales se dedujo que : I 0.20

El SCS define el Número de Curva CN para estandarizar los tipos de cuencas, de cuyo valor se puede obtener la retención potencial máxima:

S mm25400CN

254

Realizando un estudio de los usos de suelo para determinar el valor de CN se obtiene quel los principales usos del suelo son eucaliptos (28.7% de la superficie de la cuenca), matorral (26.9%) y pastizal (15%).

Mapa de uso del suelo de la cuenca del río Odiel.



En el siguiente mapa se puede observar como predomina en la cuenca del Odiel los suelos del grupo hidrológico tipo C.

Mapa de suelos de la cuenca del río Odiel.:



El estudio realizado nos lleva a concluir un valor de CN = 74. Por lo tanto obtenido el CN ya se pueden ir despejando los valores de las fórmulas desarrolladas anteriormente de modo que nos permite obtener el diagrama de bloques alternos de lluvia neta y de las abstracciones, como se muestran a continuación para cuenca. Los valores de los bloques en naranja representan las abstracciones y el azul las lluvias netas.



ODIEL

Duración (h)

Hietograma

lluvia bruta

(mm)

Lluvia

acumulada P

(mm)

Ia Fa

Lluvia neta

acumulada

(mm)

Hietograma

lluvia neta

(mm)

Abstracciones

CN 75 1 1.64 1.636 1.636 0.000 0.000 0.000 1.636

S 84.667 2 1.81 3.443 3.443 0.000 0.000 0.000 1.807

Ia 16.933 3 2.01 5.454 5.454 0.000 0.000 0.000 2.011

4 2.26 7.715 7.715 0.000 0.000 0.000 2.261

5 2.57 10.289 10.289 0.000 0.000 0.000 2.574

6 2.98 13.265 13.265 0.000 0.000 0.000 2.976

7 3.51 16.780 16.780 0.000 0.000 0.000 3.515

8 4.27 21.055 16.933 3.930 0.191 0.191 4.083

9 5.43 26.485 16.933 8.584 0.968 0.777 4.654

10 7.43 33.920 16.933 14.148 2.839 1.870 5.564

11 11.93 45.854 16.933 21.557 7.363 4.525 7.409

12 51.57 97.424 16.933 41.263 39.228 31.865 19.706

13 17.65 115.075 16.933 45.454 52.688 13.460 4.191

14 9.14 124.213 16.933 47.320 59.959 7.270 1.867

15 6.28 130.488 16.933 48.503 65.052 5.093 1.182

16 4.79 135.273 16.933 49.355 68.985 3.933 0.852

17 3.86 139.133 16.933 50.014 72.185 3.200 0.659

18 3.22 142.357 16.933 50.546 74.878 2.693 0.532

19 2.76 145.119 16.933 50.989 77.197 2.319 0.443

20 2.41 147.527 16.933 51.365 79.228 2.031 0.377

21 2.13 149.657 16.933 51.692 81.032 1.803 0.326

22 1.90 151.561 16.933 51.978 82.649 1.618 0.286

23 1.72 153.278 16.933 52.232 84.113 1.464 0.254

24 1.56 154.840 16.933 52.460 85.447 1.334 0.228

Parámetros de la cuenca



ORAQUE

Duración (h)

Hietograma

lluvia bruta

(mm)

Lluvia

acumulada

P (mm)

Ia Fa

Lluvia neta

acumulada

(mm)

Hietograma

lluvia neta

(mm)

Abstracciones

CN 75 1 1.50 1.502 1.502 0.000 0.000 0.000 1.502

S 84.667 2 1.66 3.161 3.161 0.000 0.000 0.000 1.659

Ia 16.933 3 1.85 5.008 5.008 0.000 0.000 0.000 1.846

4 2.08 7.084 7.084 0.000 0.000 0.000 2.076

5 2.36 9.447 9.447 0.000 0.000 0.000 2.363

6 2.73 12.180 12.180 0.000 0.000 0.000 2.733

7 3.23 15.407 15.407 0.000 0.000 0.000 3.227

8 3.92 19.331 16.933 2.332 0.066 0.066 3.858

9 4.99 24.317 16.933 6.792 0.592 0.526 4.460

10 6.83 31.143 16.933 12.168 2.042 1.450 5.376

11 10.96 42.100 16.933 19.400 5.767 3.724 7.232

12 47.35 89.450 16.933 39.061 33.456 27.689 19.661

13 16.21 105.656 16.933 43.324 45.399 11.944 4.263

14 8.39 114.045 16.933 45.232 51.880 6.481 1.908

15 5.76 119.807 16.933 46.443 56.431 4.550 1.212

16 4.39 124.201 16.933 47.318 59.949 3.518 0.875

17 3.54 127.744 16.933 47.995 62.816 2.866 0.677

18 2.96 130.705 16.933 48.542 65.229 2.414 0.547

19 2.54 133.240 16.933 48.998 67.309 2.080 0.456

20 2.21 135.451 16.933 49.386 69.132 1.823 0.388

21 1.96 137.407 16.933 49.723 70.751 1.619 0.336

22 1.75 139.155 16.933 50.018 72.204 1.453 0.295

23 1.58 140.732 16.933 50.280 73.519 1.315 0.262

24 1.43 142.166 16.933 50.515 74.717 1.199 0.235




OLIVARGAS

Duración (h)

Hietograma

lluvia bruta

(mm)

Lluvia

acumulada

P (mm)

Ia Fa

Lluvia neta

acumulada

(mm)

Hietograma

lluvia neta

(mm)

Abstracciones

CN 75 1 1.86 1.862 1.862 0.000 0.000 0.000 1.862

S 84.667 2 2.06 3.919 3.919 0.000 0.000 0.000 2.056

Ia 16.933 3 2.29 6.208 6.208 0.000 0.000 0.000 2.289

4 2.57 8.781 8.781 0.000 0.000 0.000 2.574

5 2.93 11.711 11.711 0.000 0.000 0.000 2.930

6 3.39 15.099 15.099 0.000 0.000 0.000 3.388

7 4.00 19.099 16.933 2.112 0.054 0.054 3.947

8 4.86 23.964 16.933 6.492 0.539 0.485 4.380

9 6.18 30.146 16.933 11.429 1.783 1.244 4.937

10 8.46 38.608 16.933 17.257 4.418 2.634 5.828

11 13.58 52.190 16.933 24.892 10.365 5.948 7.635

12 58.70 110.888 16.933 44.535 49.420 39.055 19.643

13 20.09 130.979 16.933 48.592 65.453 16.033 4.057

14 10.40 141.379 16.933 50.386 74.059 8.606 1.794

15 7.14 148.522 16.933 51.519 80.070 6.011 1.132

16 5.45 153.968 16.933 52.333 84.702 4.632 0.814

17 4.39 158.361 16.933 52.961 88.466 3.764 0.628

18 3.67 162.031 16.933 53.468 91.630 3.164 0.506

19 3.14 165.174 16.933 53.889 94.352 2.722 0.421

20 2.74 167.915 16.933 54.247 96.735 2.383 0.358

21 2.42 170.339 16.933 54.556 98.849 2.114 0.310

22 2.17 172.506 16.933 54.828 100.745 1.895 0.272

23 1.96 174.461 16.933 55.069 102.459 1.714 0.241

24 1.78 176.238 16.933 55.284 104.021 1.562 0.216




ODIEL PRESA-AZUD

Duración (h)

Hietograma

lluvia bruta

(mm)

Lluvia

acumulada

P (mm)

Ia Fa

Lluvia neta

acumulada

(mm)

Hietograma

lluvia neta

(mm)

Abstracciones

CN 75 1 1.41 1.412 1.412 0.000 0.000 0.000 1.412

S 84.667 2 1.56 2.970 2.970 0.000 0.000 0.000 1.559

Ia 16.933 3 1.73 4.705 4.705 0.000 0.000 0.000 1.735

4 1.95 6.656 6.656 0.000 0.000 0.000 1.951

5 2.22 8.876 8.876 0.000 0.000 0.000 2.220

6 2.57 11.444 11.444 0.000 0.000 0.000 2.568

7 3.03 14.476 14.476 0.000 0.000 0.000 3.032

8 3.69 18.163 16.933 1.212 0.018 0.018 3.670

9 4.69 22.848 16.933 5.529 0.386 0.369 4.316

10 6.41 29.262 16.933 10.762 1.567 1.181 5.233

11 10.29 39.557 16.933 17.853 4.770 3.203 7.091

12 44.49 84.046 16.933 37.437 29.676 24.905 19.584

13 15.23 99.273 16.933 41.744 40.596 10.921 4.306

14 7.88 107.156 16.933 43.678 46.544 5.948 1.935

15 5.41 112.570 16.933 44.909 50.727 4.183 1.231

16 4.13 116.698 16.933 45.799 53.966 3.238 0.890

17 3.33 120.027 16.933 46.488 56.606 2.640 0.689

18 2.78 122.809 16.933 47.045 58.830 2.225 0.557

19 2.38 125.191 16.933 47.510 60.748 1.918 0.465

20 2.08 127.269 16.933 47.906 62.430 1.682 0.396

21 1.84 129.106 16.933 48.249 63.924 1.494 0.343

22 1.64 130.748 16.933 48.550 65.265 1.341 0.301

23 1.48 132.230 16.933 48.818 66.479 1.214 0.268

24 1.35 133.577 16.933 49.058 67.586 1.107 0.240




4 HIDROGRAMA DE LAS CUENCAS

4.1. HIDROGRAMA UNITARIO

Se ha empleado el método del hidrograma unitario de Témez para la obtención del hidrograma unitario de cada cuenca.

D 0.2 T

TD2

0.36 T

QSuperficiecuenca1.8 T D

ODIEL

t Q

0 0.00

1 1.63

2 3.27

3 4.90

4 6.54

5 8.17

6 9.80

7 11.44

8 13.07

9 14.71

10 16.34

11 17.97

12 16.92

13 15.86

14 14.80

15 13.75

16 12.69

17 11.63

18 10.57

19 9.52

20 8.46

21 7.40

22 6.34

23 5.29

24 4.23

25 3.17

26 2.12

27 1.06

28 0.00

tc(h) 23

D(h) 5

tp(h) 11

A(km2) 904.78

Q 17.97

Hidrograma unitario ‐ Temez



ORAQUE

tc(h) 18D(h) 3.5

tp(h) 8

A(km2) 608.40

Q 15.94


t Q

0 0.00

1 1.993

2 3.986

3 5.979

4 7.972

5 9.965

6 11.958

7 13.951

8 15.94

9 14.736

10 13.528

11 12.32

12 11.112

13 9.904

14 8.696

15 7.488

16 6.28

17 5.072

18 3.864

19 2.656

20 1.448

21 0



MECA

tc(h) 15

D(h) 3

tp(h) 6.7

A(km2) 315.48

Q 10.03


t Q

0 0.00

1 1.50

2 3.00

3 4.49

4 5.99

5 7.49

6 8.99

6.7 10.03

7 9.75

8 8.82

9 7.88

10 6.95

11 6.02

12 5.09

13 4.16

14 3.23

15 2.30

16 1.37

17 0.43

17.5 0.00



OIDEL PRESA-AZUD

OLIVARGAS

tc(h) 5

D(h) 1

tp(h) 2

A(km2) 53.23

Q 4.80


t Q

0 0.00

1 2.4

2 4.8

3 3.6

4 2.4

5 1.2

6 0

tc(h) 9

D(h) 2

tp(h) 4

A(km2) 166.00

Q 8.54


t Q

0 0.00

1 2.13

2 4.27

3 6.40

4 8.54

5 7.32

6 6.10

7 4.88

8 3.66

9 2.44

10 1.22

11 0.00



4.2. HIDROGRAMA DE LA CUENCA

A continuación a partir de los hidrogramas unitarios y los bloques alternos de lluvia neta se procede a calcular los hidrogramas de cada cuenca, obteniéndose como superposición de hidrogramas unitarios para cada bloque de lluvia neta de diagrama de blqoues alternos. Dada la extensión de las información referida al cáclculo de los hidrogramas de cada cuenca se ha añadido a continuación el gráfico resolutivo del cálculo, mientras que la tabla cálculo se adjuntará al final del presene anejo.

ODIEL

ORAQUE



MECA

ODIEL PRESA-AZUD



OLIVARGAS



5 LAMINACIÓN DE LA AVENIDA EN LOS EMBALSES

Hasta ahora se ha calculado los caudales de salida de cada cuenca, sin embargo dichas cuencas cuentan con embalses que recogen dichos caudales laminando la avenida. Para obtener los caudales que son vertidos por el aliviadero de las presas y así obtener el verdadero hidrograma de caudales que llegarían a la ubicación aguas abajo del azud, considera que cada embalse se encuentra en su máximo nivel de explotación y a través de la ecuación de vertedero de pared gruesa junto con las características geométricas de cada presa se obtendrá los caudales de salida.

Para obtener la altura que alcanzará el nivel del embalse con la llegada de la avenida se ha realizado un estudio de la superficie del embalse desde el máximo nivel normal hasta la coronación de cada presa, obteniendo dicho fragmento de la curva característica de cada embalse.

En primer lugar se realiza el estudio de laminación de la presa de Sotiel Olivargas cuyos caudales de salida se consideran como aporación directa al embalse de aguas abajo de Alcolea. Por lo tanto en segundo lugar se realiza la laminación que realiza el emalse de Alcolea de las aportaciones vertientes del propio rio Odiel, el río Oraque y los caudales de salida ya nombrados del embalse de Olivargas.

Por último se estudiará la laminación que realiza el embalse de El Sancho cuyos caudales de salida se podrán sumar de forma directa a los de la presa de Alcolea dada la proximidad de las presas.

Una vez obtenido el hidrograma completo de los caudales que vierten a la cuenca intermedia entre el azud y la presa de Alcolea se comparan ambos y se concluye cual será el caudal punta que definirá la avenida de proyecto del azud.

El método empleado para reproducir la laminación de la avenida por los embalses es el reflejado en el libro Diseño de pequeñas presas ‘Bureau of Reclamation’. Se parte de los caudales de llegada a la presa obtenidos de los hidrogramas de cada cuenca. A continuación se realiza una media del caudal que entra en cada hora, traduciéndose en un volumen de entrada. Dicho volumen genera una elevación del nivel del embalse, el cual se puede estimar gracias a la obtención de las curvas características entre el nivel máximo de explotación y la coronación de cada embalse. En función de la altura en la cresta del aliviadero y la longitud de este se obtiene el caudal de salida, a través de la siguiente fórmula:



Q C L H

Para ser más exactos se ha empleado un coeficiente C que varía en función de la altura sobre la cresta del aliviadero:

Para H=0.3 – C=1.77

Para H=0.61 – C=1.88

Para H=0.91 – C=2.04

Para H=1.51 – C=2.08

En la siguiente hora el volumen del embalse se obtendrá como el desalojado por el aliviadero más el que entra reflejado en el hidrograma de la cuenca.

EMBALSE DE OLIVARGAS



EMBALSE DE ALCOLEA

Cota Superficie(m2) Volumen(Hm3)

160 2033422.337 28.000

161 2573977.119 30.304

162 2819345.299 33.000

163 3030796.193 35.925

164 3271539.408 39.077

Curva característica Embalse Sotiel Olivargas



EMBALSE EL SANCHO

Cota Volumen(Hm3)

56 245.102

57 261.752

58 279.262

59 297.642

60 313.778

Curva característica Embalse Alcolea

Cota Superficie m2 Volumen acumulado m3 Volumen acumulado Hm3

49 3860403 58800000 58.800

49.5 4062815.401 60780804.6 60.781

50 4021701.543 62801933.84 62.802

50.5 4107067.009 64834125.97 64.834

51 4189976.816 66908386.93 66.908

51.5 4396367.805 69054973.09 69.055

52 4740431.624 71339172.94 71.339

Curva característica Embalse El Sancho



6 HIDROGRAMA DE LA CUENCA AGUAS ABAJO DE LAS PRESAS FRENTE

A LOS CAUDALES DE SALIDA DE LA PRESA DE ALCOLEA Y DEL

SANCHO PARA LA AVENIDA DE PROYECTO

Finalmente el resultado que se puede observar es que las presas producen un retraso del caudal punta de modo que el hidrograma de la cuenca intermedia entre la presa de Alcolea y el azud transcurre sin ser representativo frente al caudal punta que se produce a salida de las presas de Alcolea y el Sancho.

t (h) Qaliviadero

P.Alcolea (m3/s) Qaliviadero

P.Sancho (m3/s) Q total salida P. Alcolea

y Sancho (m3/s) Hidograma Cuenca presa‐azud (m3/s)

0 0.00 0.00 0.00 0.00

1 0.00 0.00 0.00 0.00

2 0.00 0.00 0.00 0.00

3 0.00 0.00 0.00 0.00

4 0.00 0.00 0.00 0.00

5 0.00 0.00 0.00 0.00

6 0.00 0.00 0.00 0.00

7 0.00 0.00 0.00 0.00

8 0.00 0.00 0.00 0.00

9 0.00 0.00 0.00 0.04

10 0.00 0.00 0.00 0.97

11 0.02 0.01 0.03 4.67

12 0.16 0.05 0.21 14.73

13 1.31 0.45 1.76 80.31

14 6.52 2.25 8.78 160.56

15 20.68 8.36 29.03 165.46

16 49.88 20.91 70.79 141.52

17 100.69 40.59 141.28 105.36

18 178.90 75.52 254.42 64.32

19 330.87 118.38 449.26 46.85

20 481.05 163.78 644.83 37.58

21 670.12 207.13 877.25 31.47

22 862.12 245.61 1,107.73 27.07

23 1,048.39 278.34 1,326.73 23.72

24 1,224.49 301.20 1,525.69 21.07

25 1,377.47 316.38 1,693.86 16.26

26 1,500.89 323.66 1,824.55 9.38

27 1,592.24 323.20 1,915.44 4.52

28 1,657.87 315.49 1,973.36 1.46

29 1,688.96 301.33 1,990.29 0.00

30 1,686.95 282.47 1,969.42 0.00

31 1,655.88 261.51 1,917.39

32 1,600.50 237.49 1,837.99

33 1,532.88 216.23 1,749.11

34 1,451.71 196.22 1,647.93

35 1,363.34 177.66 1,540.99



36 1,271.03 160.08 1,431.11

37 1,176.98 144.13 1,321.10

38 1,082.67 129.79 1,212.46

39 989.27 116.98 1,106.24

40 897.84 105.42 1,003.26

41 808.07 95.21 903.28

42 725.18 86.27 811.45

43 650.75 78.42 729.17

44 584.44 71.51 655.95

45 525.61 65.40 591.01

46 473.53 57.36 530.89

47 427.40 55.30 482.70

48 386.47 48.73 435.20

49 350.16 45.14 395.30

50 318.01 41.90 359.91

51 276.10 38.97 315.06

52 252.07 36.30 288.37

53 230.81 33.88 264.69

54 211.93 29.91 241.84

55 195.06 28.11 223.17

56 179.94 26.45 206.39

57 157.18 24.91 182.10

58 146.32 23.50 169.82

59 136.46 22.19 158.65

60 127.48 20.97 148.46

61 119.29 18.68 137.98

62 111.80 17.74 129.54

63 104.93 16.85 121.79

64 98.62 16.03 114.65

65 92.82 15.26 108.08

66 87.47 14.53 102.01

67 82.54 13.86 96.39

68 77.97 13.22 91.19

69 73.74 12.62 86.36

70 69.81 12.06 81.88

71 66.17 11.53 77.70

72 62.77 11.04 73.81

73 56.12 10.57 66.69

74 53.52 10.12 63.65

75 51.08 9.70 60.79

76 48.79 9.31 58.10

77 46.63 8.93 55.56

78 44.60 8.58 53.18

79 42.69 8.24 50.93

80 40.89 7.92 48.81

81 39.18 7.62 46.81

82 37.58 7.34 44.91



83 36.05 7.06 43.12

84 34.62 6.80 41.42

85 33.25 6.56 39.81

86 31.96 6.32 38.29

87 30.74 6.10 36.84

88 29.58 5.88 35.46

89 28.47 5.68 34.16

90 27.43 5.49 32.91

91 26.43 5.30 31.73

92 25.48 5.12 30.60

93 24.57 4.96 29.53

94 23.71 4.79 28.51

95 22.89 4.64 27.53

96 22.11 4.49 26.60

97 21.36 4.35 25.71

98 20.65 4.21 24.86

99 19.97 4.08 24.05

100 19.31 3.96 23.27

Se concluye de este estudio que el cadual punta de la avenida de proyecto para la contrucción del azud es 1990.3 m3/s.



ANEXO 1. HIDROGRAMAS DE LAS CUENCAS



ANEXO 1.1. LAMINACIÓN EMBALSES



Laminación embalse Sotiel‐Olivargas

t (h) Δt (h) Qembalse (m3/s)

Qm entrada

Vol entrada (Hm3)

Vol Embalse (Hm3)

Cota nivel

embalse (m)

Qaliviadero (m3/s)

Vol aliviado (Hm3)

Vol Embalse (Hm3)

0 0.00

1 0.00 0.00 28.00 160.00 0.00 0.00 28.00

1 0.00

1 0.00 0.00 28.00 160.00 0.00 0.00 28.00

2 0.00

1 0.00 0.00 28.00 160.00 0.00 0.00 28.00

3 0.00

1 0.00 0.00 28.00 160.00 0.00 0.00 28.00

4 0.00

1 0.00 0.00 28.00 160.00 0.00 0.00 28.00

5 0.00

1 0.00 0.00 28.00 160.00 0.00 0.00 28.00

6 0.00

1 0.00 0.00 28.00 160.00 0.00 0.00 28.00

7 0.00

1 0.00 0.00 28.00 160.00 0.00 0.00 28.00

8 0.00

1 0.20 0.00 28.00 160.00 0.00 0.00 28.00

9 0.41

1 1.44 0.01 28.01 160.00 0.00 0.00 28.01

10 2.48

1 5.51 0.02 28.03 160.01 0.04 0.00 28.03

11 8.54

1 16.40 0.06 28.08 160.04 0.21 0.00 28.08

12 24.25

1 65.81 0.24 28.32 160.14 1.84 0.01 28.31

13 107.36

1 161.97 0.58 28.90 160.39 8.60 0.03 28.87

14 216.59

1 275.83 0.99 29.86 160.81 28.85 0.10 29.76

15 335.07

1 392.15 1.41 31.17 161.32 61.88 0.22 30.94

16 449.24

1 457.08 1.65 32.59 161.85 104.47 0.38 32.21

17 464.91

1 453.59 1.63 33.85 162.29 144.11 0.52 33.33

18 442.26

1 421.62 1.52 34.85 162.63 177.53 0.64 34.21

19 400.97

1 374.37 1.35 35.55 162.87 202.61 0.73 34.82

20 347.78

1 317.22 1.14 35.97 163.01 217.60 0.78 35.18



21 286.67

1 253.82 0.91 36.10 163.05 222.10 0.80 35.30

22 220.96

1 188.08 0.68 35.97 163.02 217.87 0.78 35.19

23 155.19

1 139.41 0.50 35.69 162.92 207.62 0.75 34.94

24 123.63

1 112.66 0.41 35.35 162.80 195.28 0.70 34.65

25 101.68

1 92.12 0.33 34.98 162.68 182.17 0.66 34.32

26 82.56

1 73.38 0.26 34.59 162.54 168.67 0.61 33.98

27 64.21

1 54.99 0.20 34.18 162.40 154.94 0.56 33.62

28 45.76

1 38.48 0.14 33.76 162.26 141.29 0.51 33.25

29 31.21

1 25.57 0.09 33.34 162.12 128.14 0.46 32.88

30 19.94

1 15.72 0.06 32.94 161.98 115.60 0.42 32.52

31 11.50

1 8.52 0.03 32.55 161.83 103.29 0.37 32.18

32 5.54

1 3.67 0.01 32.19 161.70 92.26 0.33 31.86

33 1.79

1 0.89 0.00 31.86 161.58 82.51 0.30 31.57

34 0.00

1 0.00 0.00 31.57 161.47 74.03 0.27 31.30

35

31.30 161.37 66.69 0.24 31.06

36

31.06 161.28 60.29 0.22 30.84

37

30.84 161.20 54.70 0.20 30.65

38

30.65 161.13 49.78 0.18 30.47

39

30.47 161.06 45.45 0.16 30.30

40

30.30 161.00 41.61 0.15 30.15

41

30.15 160.94 35.99 0.13 30.02

42

30.02 160.88 32.79 0.12 29.91

43

29.91 160.83 29.97 0.11 29.80



44

29.80 160.78 27.46 0.10 29.70

45

29.70 160.74 25.23 0.09 29.61

46

29.61 160.70 23.23 0.08 29.53

47

29.53 160.66 20.26 0.07 29.45

48

29.45 160.63 18.82 0.07 29.38

49

29.38 160.60 17.52 0.06 29.32

50

29.32 160.57 16.34 0.06 29.26

51

29.26 160.55 15.26 0.05 29.21

52

29.21 160.52 14.28 0.05 29.16

53

29.16 160.50 13.38 0.05 29.11

54

29.11 160.48 11.81 0.04 29.07

55

29.07 160.46 11.14 0.04 29.03

56

29.03 160.45 10.52 0.04 28.99

57

28.99 160.43 9.94 0.04 28.95

58

28.95 160.41 9.41 0.03 28.92

59

28.92 160.40 8.91 0.03 28.89

60

28.89 160.38 8.45 0.03 28.86

61

28.86 160.37 8.02 0.03 28.83

62

28.83 160.36 7.61 0.03 28.80

63

28.80 160.35 7.24 0.03 28.77

64

28.77 160.34 6.89 0.02 28.75

65

28.75 160.33 6.56 0.02 28.73

66

28.73 160.31 6.25 0.02 28.70

67



28.70 160.30 5.96 0.02 28.68

68

28.68 160.30 5.69 0.02 28.66

69

28.66 160.29 5.44 0.02 28.64

70

28.64 160.28 5.20 0.02 28.62

71

28.62 160.27 4.97 0.02 28.60

72

28.60 160.26 4.76 0.02 28.59

73

28.59 160.25 4.56 0.02 28.57

74

28.57 160.25 4.37 0.02 28.56

75

28.56 160.24 4.19 0.02 28.54

76

28.54 160.23 4.02 0.01 28.53

77

28.53 160.23 3.86 0.01 28.51

78

28.51 160.22 3.71 0.01 28.50

79

28.50 160.22 3.56 0.01 28.49

80

28.49 160.21 3.43 0.01 28.47

81

28.47 160.21 3.30 0.01 28.46

82

28.46 160.20 3.17 0.01 28.45

83

28.45 160.20 3.06 0.01 28.44

84

28.44 160.19 2.94 0.01 28.43

85

28.43 160.19 2.84 0.01 28.42

86

28.42 160.18 2.74 0.01 28.41

87

28.41 160.18 2.64 0.01 28.40

88

28.40 160.17 2.55 0.01 28.39

89

28.39 160.17 2.46 0.01 28.38

90



28.38 160.17 2.38 0.01 28.37

91

28.37 160.16 2.30 0.01 28.36

92

28.36 160.16 2.22 0.01 28.36

93

28.36 160.15 2.15 0.01 28.35

94

28.35 160.15 2.08 0.01 28.34

95

28.34 160.15 2.01 0.01 28.33

96

28.33 160.14 1.95 0.01 28.33

97

28.33 160.14 1.89 0.01 28.32

98

28.32 160.14 1.83 0.01 28.31

99

28.31 160.14 1.77 0.01 28.31

100

28.31 160.13 1.72 0.01 28.30

Laminación embalse de Alcolea

t Δt Qembalse (m3/s)

Qm entrada

Entrada Hm3

Volumen Hm3

Cota embalse

m

Qaliviadero (m3/s)

Vol aliv Hm3

Vol embalse

0 0.000

1 0.000 0.000 245.102 56.00 0.000 0.000 245.102

1 0.000

1 0.000 0.000 245.102 56.00 0.000 0.000 245.102

2 0.000

1 0.000 0.000 245.102 56.00 0.000 0.000 245.102

3 0.000

1 0.000 0.000 245.102 56.00 0.000 0.000 245.102

4 0.000

1 0.000 0.000 245.102 56.00 0.000 0.000 245.102

5 0.000

1 0.000 0.000 245.102 56.00 0.000 0.000 245.102

6 0.000

1 0.000 0.000 245.102 56.00 0.000 0.000 245.102

7 0.000

1 0.000 0.000 245.102 56.00 0.000 0.000 245.102

8 0.000

1 0.222 0.001 245.103 56.00 0.000 0.000 245.103

9 0.444



1 1.828 0.007 245.109 56.00 0.002 0.000 245.109

10 3.211

1 7.581 0.027 245.137 56.00 0.025 0.000 245.137

11 11.950

1 23.800 0.086 245.222 56.01 0.161 0.001 245.222

12 35.650

1 101.850 0.367 245.588 56.03 1.312 0.005 245.584

13 168.049

1 259.715 0.935 246.519 56.09 6.523 0.023 246.495

14 351.381

1 462.188 1.664 248.159 56.18 20.678 0.074 248.085

15 572.994

1 698.885 2.516 250.601 56.33 49.882 0.180 250.421

16 824.776

1 962.062 3.463 253.884 56.53 100.692 0.362 253.522

17 1,099.348

1 1,239.788 4.463 257.985 56.77 178.900 0.644 257.341

18 1,380.228

1 1,519.843 5.471 262.813 57.06 330.874 1.191 261.621

19 1,659.458

1 1,792.652 6.454 268.075 57.36 481.053 1.732 266.343

20 1,925.846

1 2,012.107 7.244 273.587 57.68 670.124 2.412 271.174

21 2,098.368

1 2,160.839 7.779 278.953 57.98 862.117 3.104 275.850

22 2,223.309

1 2,267.730 8.164 284.013 58.26 1,048.392 3.774 280.239

23 2,312.151

1 2,305.916 8.301 288.541 58.50 1,224.487 4.408 284.132

24 2,299.680

1 2,268.650 8.167 292.300 58.71 1,377.474 4.959 287.341

25 2,237.620

1 2,191.830 7.891 295.231 58.87 1,500.889 5.403 289.828

26 2,146.039

1 2,089.341 7.522 297.350 58.98 1,592.240 5.732 291.618

27 2,032.642

1 1,967.206 7.082 298.700 59.07 1,657.868 5.968 292.731

28 1,901.770

1 1,829.139 6.585 299.316 59.10 1,688.962 6.080 293.236

29 1,756.508

1 1,677.902 6.040 299.276 59.10 1,686.948 6.073 293.203

30 1,599.296

1 1,515.751 5.457 298.660 59.06 1,655.880 5.961 292.699

31 1,432.206

1 1,344.544 4.840 297.539 58.99 1,600.500 5.762 291.777

32 1,256.882



1 1,166.807 4.201 295.978 58.91 1,532.881 5.518 290.460

33 1,076.732

1 1,003.737 3.613 294.073 58.81 1,451.708 5.226 288.847

34 930.741

1 864.276 3.111 291.958 58.69 1,363.335 4.908 287.050

35 797.811

1 736.061 2.650 289.700 58.57 1,271.034 4.576 285.124

36 674.310

1 616.008 2.218 287.342 58.44 1,176.979 4.237 283.105

37 557.707

1 502.419 1.809 284.914 58.31 1,082.672 3.898 281.016

38 447.131

1 394.954 1.422 282.438 58.17 989.268 3.561 278.876

39 342.778

1 294.760 1.061 279.937 58.04 897.836 3.232 276.705

40 246.743

1 217.117 0.782 277.487 57.90 808.069 2.909 274.578

41 187.491

1 165.222 0.595 275.173 57.77 725.178 2.611 272.562

42 142.954

1 126.738 0.456 273.018 57.64 650.747 2.343 270.676

43 110.521

1 98.078 0.353 271.029 57.53 584.438 2.104 268.925

44 85.635

1 76.383 0.275 269.200 57.43 525.614 1.892 267.307

45 67.130

1 59.707 0.215 267.522 57.33 473.529 1.705 265.818

46 52.284

1 46.404 0.167 265.985 57.24 427.398 1.539 264.446

47 40.524

1 35.380 0.127 264.573 57.16 386.469 1.391 263.182

48 30.236

1 26.935 0.097 263.279 57.09 350.158 1.261 262.019

49 23.634

1 21.353 0.077 262.095 57.02 318.013 1.145 260.951

50 19.073

1 17.706 0.064 261.014 56.96 276.096 0.994 260.020

51 16.340

1 15.800 0.057 260.077 56.90 252.070 0.907 259.170

52 15.261

1 14.769 0.053 259.223 56.85 230.811 0.831 258.392

53 14.276

1 13.826 0.050 258.442 56.80 211.927 0.763 257.679

54 13.375

1 12.595 0.045 257.724 56.76 195.058 0.702 257.022

55 11.814

1 11.478 0.041 257.063 56.72 179.941 0.648 256.416



56 11.141

1 10.830 0.039 256.455 56.68 157.183 0.566 255.889

57 10.518

1 10.230 0.037 255.926 56.65 146.325 0.527 255.399

58 9.941

1 9.674 0.035 255.434 56.62 136.463 0.491 254.942

59 9.406

1 9.158 0.033 254.975 56.59 127.484 0.459 254.516

60 8.909

1 8.678 0.031 254.548 56.57 119.291 0.429 254.118

61 8.446

1 8.231 0.030 254.148 56.54 111.798 0.402 253.745

62 8.015

1 7.814 0.028 253.773 56.52 104.930 0.378 253.396

63 7.614

1 7.426 0.027 253.422 56.50 98.624 0.355 253.067

64 7.238

1 7.063 0.025 253.093 56.48 92.822 0.334 252.759

65 6.887

1 6.723 0.024 252.783 56.46 87.474 0.315 252.468

66 6.559

1 6.405 0.023 252.491 56.44 82.536 0.297 252.194

67 6.251

1 6.107 0.022 252.216 56.43 77.969 0.281 251.935

68 5.962

1 5.827 0.021 251.956 56.41 73.738 0.265 251.691

69 5.691

1 5.564 0.020 251.711 56.40 69.814 0.251 251.459

70 5.436

1 5.317 0.019 251.479 56.38 66.167 0.238 251.240

71 5.197

1 5.084 0.018 251.259 56.37 62.774 0.226 251.033

72 4.971

1 4.865 0.018 251.050 56.36 56.125 0.202 250.848

73 4.758

1 4.658 0.017 250.865 56.35 53.523 0.193 250.672

74 4.557

1 4.463 0.016 250.688 56.34 51.081 0.184 250.504

75 4.368

1 4.278 0.015 250.520 56.33 48.788 0.176 250.344

76 4.189

1 4.104 0.015 250.359 56.32 46.631 0.168 250.191

77 4.019

1 3.939 0.014 250.205 56.31 44.601 0.161 250.045

78 3.859

1 3.783 0.014 250.058 56.30 42.689 0.154 249.905



79 3.707

1 3.635 0.013 249.918 56.29 40.885 0.147 249.770

80 3.563

1 3.495 0.013 249.783 56.28 39.183 0.141 249.642

81 3.426

1 3.361 0.012 249.654 56.27 37.575 0.135 249.519

82 3.297

1 3.235 0.012 249.530 56.27 36.055 0.130 249.401

83 3.173

1 3.115 0.011 249.412 56.26 34.616 0.125 249.287

84 3.056

1 3.001 0.011 249.298 56.25 33.254 0.120 249.178

85 2.945

1 2.892 0.010 249.189 56.25 31.963 0.115 249.074

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1 2.788 0.010 249.084 56.24 30.739 0.111 248.973

87 2.738

1 2.690 0.010 248.983 56.23 29.577 0.106 248.876

88 2.642

1 2.596 0.009 248.886 56.23 28.474 0.103 248.783

89 2.550

1 2.506 0.009 248.792 56.22 27.425 0.099 248.693

90 2.462

1 2.421 0.009 248.702 56.22 26.428 0.095 248.607

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1 2.339 0.008 248.615 56.21 25.479 0.092 248.524

92 2.299

1 2.261 0.008 248.532 56.21 24.575 0.088 248.443

93 2.223

1 2.186 0.008 248.451 56.20 23.714 0.085 248.366

94 2.150

1 2.115 0.008 248.373 56.20 22.893 0.082 248.291

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1 2.047 0.007 248.298 56.19 22.110 0.080 248.219

96 2.013

1 1.982 0.007 248.226 56.19 21.362 0.077 248.149

97 1.950

1 1.919 0.007 248.156 56.18 20.648 0.074 248.082

98 1.888

1 1.859 0.007 248.088 56.18 19.966 0.072 248.016

99 1.830

1 1.802 0.006 248.023 56.18 19.314 0.070 247.953

100 1.773

1 1.746 0.006 247.960 56.17 18.690 0.067 247.892

101 1.719

1 1.694 0.006 247.899 56.17 18.093 0.065 247.833

102 1.668



1 1.643 0.006 247.839 56.16 17.521 0.063 247.776

103 1.618

1 1.594 0.006 247.782 56.16 16.974 0.061 247.721

104 1.570

1 1.547 0.006 247.726 56.16 16.449 0.059 247.667

105 1.524

1 1.502 0.005 247.673 56.15 15.945 0.057 247.615

106 1.480

1 1.459 0.005 247.620 56.15 15.463 0.056 247.565

107 1.438

1 1.417 0.005 247.570 56.15 14.999 0.054 247.516

108 1.397

1 1.377 0.005 247.521 56.15 14.555 0.052 247.468

109 1.358

1 1.339 0.005 247.473 56.14 14.127 0.051 247.422

110 1.320

1 1.302 0.005 247.427 56.14 13.717 0.049 247.378

111 1.283

1 1.266 0.005 247.382 56.14 13.322 0.048 247.334

112 1.248

1 1.231 0.004 247.339 56.13 12.942 0.047 247.292

113 1.215

1 1.198 0.004 247.297 56.13 12.577 0.045 247.251

114 1.182

1 1.166 0.004 247.255 56.13 12.226 0.044 247.211

115 1.151

1 1.135 0.004 247.215 56.13 11.887 0.043 247.173

116 1.120

1 1.106 0.004 247.177 56.12 11.561 0.042 247.135

117 1.091

1 1.077 0.004 247.139 56.12 11.247 0.040 247.098

118 1.063

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119 1.035

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120 1.009

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127 0.848

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129 0.808

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130 0.789

1 0.780 0.003 246.730 56.10 8.036 0.029 246.701

131 0.770

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1 0.727 0.003 246.653 56.09 7.475 0.027 246.626

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1 0.504 0.002 246.307 56.07 5.115 0.018 246.288

151 0.499

1 0.494 0.002 246.290 56.07 5.009 0.018 246.272

152 0.489

1 0.484 0.002 246.274 56.07 4.906 0.018 246.256

153 0.479

1 0.474 0.002 246.258 56.07 4.807 0.017 246.240

154 0.470

1 0.465 0.002 246.242 56.07 4.709 0.017 246.225

155 0.460

1 0.456 0.002 246.227 56.07 4.615 0.017 246.210

156 0.451

1 0.447 0.002 246.212 56.07 4.523 0.016 246.195

157 0.443

1 0.438 0.002 246.197 56.07 4.433 0.016 246.181

158 0.434

1 0.430 0.002 246.183 56.06 4.346 0.016 246.167

159 0.426

1 0.422 0.002 246.168 56.06 4.261 0.015 246.153

160 0.418

1 0.414 0.001 246.155 56.06 4.178 0.015 246.140

161 0.410

1 0.406 0.001 246.141 56.06 4.098 0.015 246.126

162 0.402

1 0.399 0.001 246.128 56.06 4.019 0.014 246.113

163 0.395

1 0.391 0.001 246.115 56.06 3.943 0.014 246.100

164 0.387

1 0.384 0.001 246.102 56.06 3.868 0.014 246.088

165 0.380

1 0.377 0.001 246.089 56.06 3.795 0.014 246.076

166 0.373

1 0.370 0.001 246.077 56.06 3.724 0.013 246.064

167 0.367

1 0.363 0.001 246.065 56.06 3.655 0.013 246.052

168 0.360

1 0.357 0.001 246.053 56.06 3.588 0.013 246.040

169 0.354

1 0.350 0.001 246.041 56.06 3.522 0.013 246.029

170 0.347

1 0.344 0.001 246.030 56.06 3.458 0.012 246.017

171 0.341

1 0.338 0.001 246.019 56.06 3.395 0.012 246.006



172 0.335

1 0.332 0.001 246.008 56.05 3.334 0.012 245.996

173 0.329

1 0.326 0.001 245.997 56.05 3.275 0.012 245.985

174 0.324

1 0.321 0.001 245.986 56.05 3.217 0.012 245.975

175 0.318

1 0.315 0.001 245.976 56.05 3.160 0.011 245.964

176 0.312

1 0.310 0.001 245.965 56.05 3.104 0.011 245.954

177 0.307

1 0.305 0.001 245.955 56.05 3.050 0.011 245.944

178 0.302

1 0.299 0.001 245.945 56.05 2.997 0.011 245.935

179 0.297

1 0.294 0.001 245.936 56.05 2.945 0.011 245.925

180 0.292

1 0.289 0.001 245.926 56.05 2.895 0.010 245.916

181 0.287

1 0.285 0.001 245.917 56.05 2.846 0.010 245.907

182 0.282

1 0.280 0.001 245.908 56.05 2.797 0.010 245.897

183 0.278

1 0.275 0.001 245.898 56.05 2.750 0.010 245.889

184 0.273

1 0.271 0.001 245.890 56.05 2.704 0.010 245.880

185 0.268

1 0.266 0.001 245.881 56.05 2.659 0.010 245.871

186 0.264

1 0.262 0.001 245.872 56.05 2.615 0.009 245.863

187 0.260

1 0.258 0.001 245.864 56.05 2.572 0.009 245.854

188 0.256

1 0.254 0.001 245.855 56.05 2.530 0.009 245.846

189 0.252

1 0.250 0.001 245.847 56.04 2.488 0.009 245.838

190 0.248

1 0.246 0.001 245.839 56.04 2.448 0.009 245.830

191 0.244

1 0.242 0.001 245.831 56.04 2.409 0.009 245.822

192 0.240

1 0.238 0.001 245.823 56.04 2.370 0.009 245.815

193 0.236

1 0.234 0.001 245.816 56.04 2.332 0.008 245.807

194 0.232

1 0.231 0.001 245.808 56.04 2.295 0.008 245.800

195 0.229



1 0.227 0.001 245.801 56.04 2.259 0.008 245.792

196 0.225

1 0.224 0.001 245.793 56.04 2.224 0.008 245.785

197 0.222

1 0.220 0.001 245.786 56.04 2.189 0.008 245.778

198 0.218

1 0.217 0.001 245.779 56.04 2.155 0.008 245.771

199 0.215

1 0.213 0.001 245.772 56.04 2.122 0.008 245.764

200 0.212

1 0.210 0.001 245.765 56.04 2.089 0.008 245.758

201 0.209

1 0.207 0.001 245.758 56.04 2.057 0.007 245.751

202 0.206

1 0.204 0.001 245.752 56.04 2.026 0.007 245.744

203 0.203

1 0.201 0.001 245.745 56.04 1.995 0.007 245.738

204 0.200

1 0.198 0.001 245.739 56.04 1.965 0.007 245.732

205 0.197

1 0.195 0.001 245.732 56.04 1.936 0.007 245.725

206 0.194

1 0.192 0.001 245.726 56.04 1.907 0.007 245.719

207 0.191

1 0.189 0.001 245.720 56.04 1.879 0.007 245.713

208 0.188

1 0.187 0.001 245.714 56.04 1.851 0.007 245.707

209 0.185

1 0.184 0.001 245.708 56.04 1.824 0.007 245.701

210 0.183

1 0.181 0.001 245.702 56.04 1.797 0.006 245.695

211 0.180

1 0.179 0.001 245.696 56.04 1.771 0.006 245.690

212 0.178

1 0.176 0.001 245.690 56.04 1.745 0.006 245.684

213 0.175

1 0.174 0.001 245.685 56.03 1.720 0.006 245.678

214 0.173

1 0.171 0.001 245.679 56.03 1.696 0.006 245.673

215 0.170

1 0.169 0.001 245.673 56.03 1.671 0.006 245.667

216 0.168

1 0.167 0.001 245.668 56.03 1.648 0.006 245.662

217 0.165

1 0.164 0.001 245.663 56.03 1.624 0.006 245.657

218 0.163



1 0.162 0.001 245.657 56.03 1.602 0.006 245.652

219 0.161

1 0.160 0.001 245.652 56.03 1.579 0.006 245.647

220 0.159

1 0.158 0.001 245.647 56.03 1.557 0.006 245.642

221 0.157

1 0.155 0.001 245.642 56.03 1.536 0.006 245.637

222 0.154

1 0.153 0.001 245.637 56.03 1.514 0.005 245.632

223 0.152

1 0.151 0.001 245.632 56.03 1.494 0.005 245.627

224 0.150

1 0.149 0.001 245.627 56.03 1.473 0.005 245.622

225 0.148

1 0.147 0.001 245.623 56.03 1.453 0.005 245.617

226 0.146

1 0.145 0.001 245.618 56.03 1.434 0.005 245.613

227 0.144

1 0.143 0.001 245.613 56.03 1.414 0.005 245.608

228 0.142

1 0.141 0.001 245.609 56.03 1.395 0.005 245.604

229 0.141

1 0.140 0.001 245.604 56.03 1.377 0.005 245.599

230 0.139

1 0.138 0.000 245.600 56.03 1.358 0.005 245.595

ANEJO 2.2. ESTUDIO GEOLÓGICO Y GEOTÉCNICO



ANEJO 2.2. ESTUDIO GEOLÓGICO Y GEOTÉCNICO

El río Odiel atraviesa tres tramos geológicamente bien diferenciados que determinan tanto sus características físicas como hidroquímicas. Su nacimiento pertenece a la Zona Sur-Portuguesa del Macizo Hercínico Ibérico, donde cruza rocas metamórficas de alto grado y edad Cámbrica. Tras éste y durante su curso alto y medio pasa por la FPI. En su curso bajo el Odiel cruza materiales Terciarios y ha desarrollado depósitos cuaternarios aluviales en transición a marisma. De todos los materiales atravesados por el Odiel, es su paso por la FPI y su interacción con las áreas mineras el hecho que mayor y más negativa influencia tiene para la calidad del agua y el ecosistema del río. El registro estratigráfico de la FPI consiste en materiales paleozoicos e incluye un Complejo Vulcano-Sedimentario con rocas volcánicas ácidas y básicas, comprendido entre dos potentes unidades detríticas: el grupo PQ compuesto de pizarras y cuarcitas, y el grupo Culm formado por una serie flyschoide de pizarras y grauvacas. Las características geológicas del basamento influyen en gran medida en la hidrogeología de la zona, mientras en la zona septentrional la naturaleza eminentemente impermeable de las rocas que conforman el sustrato impiden la existencia de acuíferos bajo el lecho fluvial, los sedimentos miocenos de la Fosa Bética permiten cierta infiltración y circulación de agua subterránea.

La mayoría de los suelos existentes en la cuenca son de tipo autóctono, formados sobre la roca madre por alteración climática de la misma. Así, la geología imprime sus características principales, destacando pedregosidad y poca profundidad, fruto de la resistencia a la erosión del material de partida y las irregulares y fuertes precipitaciones que arrastran buena parte de la capa fértil. Pertenecen al tipo de litosoles y se hallan en la parte alta y media de la provincia. Su escaso desarrollo limita en gran medida la capacidad para retener el agua de lluvia alcanzándose su saturación muy pronto, desatándose una intensa escorrentía superficial que se refleja en un súbito incremento del caudal de los cauces.

En la zona en la que se emplaza nuestro proyecto se encuentran las siguientes unidades geotécnicas, las cuales serán descritas:

Unidad Geotécnica I (Pizarras y grauwacas carboníferas):

Corresponden a formaciones rocosas de edad Carbonífero sup- del sustrato paleozoico, constituidas por una sucesi.on alternante de pizarras y grauwacas que dan lugar a relieves muy abruptos. Las pizarras son limolíticas, a veces carbonosas , de color gris oscuro. Las grauwacas forman estratos de potencia variable entre algunos centímetros y varios metros. Estas formaciones están muy tectonizadas y las ìzarras presentan una intensa esquistosidad. Disponen de una franja superior de meteorización de escaso espesor (0,25 a 2 m), donde la roca se ha degradado, perdiendo su estructura y aparecen sedimentos limo-arcilloso o arenoso, en función del sustrato( pizarras o grauwacas), o roca disgregada a favor de la intensa esquisotidad.Excepto esta franja superficial de alteración excabable mediante métodos mecánicos, el resto de la formación rocosa se comporta como un macizo compacto de difícil ripablilidad o excavable mediante la utilización de voladuras. Los productos de excavación de estas formaciones no son utilizables como relleno, excepto la franja superficial de alteración, constituida por arcillas, limos, arenas y fragmentos de rocas, que una vez eliminados los fragmentos mayores podrían ser utilizados como relleno ordinario. El resto, una vez excavado puede utilizarse como terraplén o escollera. La capacidad de carga es elevada, excepto la franja superficial que debe ser retirada en cimentaciones, y no son previsibles asentamientos. Son materiales muy impermeables y con drenaje superficial favorable. La presencia de aguas subterráneas se asocia a fracturas o diques de valle. Los taludes de excavación serían 1H:5V aunque es necesario contemplar la posibilidad de deslizamientos a favor de la esquistosidad que presentan las pizarras.



Unidad Geotécnica 2 (Calcarenitas miocenas): material constituido por arenas y conglomerados que presentan un grado de cementación diversa y originan morfologías muy suaves (relieve ondulado). Su composición es predominantemente carbonatada y cuando aparecen cementadas dan lugar a calizas arenosas o calcarenitas. Las facies conglomeráticas responden a conglomerados de cemento carbonatado, con cantos de cuarcitas, grauwacas, pizarras y rocas volcánicas su bredondeados. También aparecen facies limosas. Son materiles que pueden ser excavados mediante métidos mecánicos, presentan una capacidad de carga media y sin riesgo potencial de asientos. Los taludes de excavación serían 1H/3V. Sería aprovechable como relleno ordinario hasta un 80% del material (eliminando los tamaños más groseros >20 cm y el material seleccionado (facies más arenosas).Es un material que puede utilizarse para la la construcción de terraplén. Son materiales que presentan una elevada permeablilidad (acuífero Mioceno de Base Niebla- Posadas) y un correcto drenaje superficial. El nivel piezométrico se sitúa profundo(>5m) y cuando aparecen bajo la formación Margas Azules dan lugar a un acuífero confinado con zonas de atesianismo.

Unidad Geotécnica 3 (Margas Azules): formación geológica constituida por margas arcillosas de color azulado que originan un relieve suave y alomado. Se excavan fácilmente mediante métodos mecánicos y son de complicada manejablildad si se humedecen (material plástico). Presentan riesgos de expansividad y su capacidad portante es media, pudiendo dar problemas de asentamientos. Presentan un drenaje deficiente por su elevada impermeablilidad.

ANEJO 2.3. CÁLCULOS HIDRÁULICOS



ANEJO 2.3. CÁLCULOS HIDRÁULICOS

ÍNDICE

1 CURVA CARACTERÍSTICA EMBALSE 3

2 HIDRÁULICA DE VERTEDERO 3 SITUACIÓN AVENIDA DE PROYECTO 3

3 CÁLCULO DEL NIVEL DEL AGUA AGUAS ABAJO DEL CUENCO AMORTIGUADOR 5



1 CURVA CARACTERÍSTICA EMBALSE

Dicha curva característica se ha obtenido empleando el programa ArcGis 10.2. en el cual se han introducido diversos mapas con información topográfica correspondientes a la zona donde se va a construir el azud. Con ello se procedió a la estimación de la superficie que ocupaba el agua embalsada desde el lecho del río hasta la altura necesaria con la que poder embalsar el volumen de agua para dar nivel suficiente en la estación de bombeo y evitar así la cavitación y además el volumen de regulación requerido por la simulación de funcionamiento de la alternativa elegida, estableciendo así para dicho volumen total el nivel máximo de explotación del azud y la cota del labio del vertedero del azud.

2 HIDRÁULICA DE VERTEDERO

SITUACIÓN AVENIDA DE PROYECTO

Para realizar los cálculos hidráulicos del vertedero para la situación de avenida de proyecto, es decir empleando el caudal de = 100 años, se empieza calculando la lámina de agua que pasará sobre la cresta del aliviadero, lo cual se calcula a partir de la siguiente fórmula:

Q H →

Para el diseño del vertedero se ha empleado el perfil Creager, siendo el coeficiente de desagüe 2.21, cuyo diseño se encuentra en el anejo 1.5. Diseño de un sistema de captación.

Con los datos de partida anteriores se realiza el cálculo de la altura de agua resultante:



A continuación se calcula la velocidad que tendría el agua justo al inicio del cuenco amortiguador (v1), el calado (y1) y el calado al final del cuenco (y2) y con ello calcular la longitud del resalto hidráulico generado aguas abajo del azud.

Para dichos cálculos se emplean las siguientes fórmulas:

22

Siendo Z la distancia vertical entre el nivel del embalse y el lecho del canal de salida, y H la altura de agua sobre la cresta del azud.

En el cálculo de Z influye el espesor del cuenco escogido, por lo que se toma de espesor 1.5 m obtenido en el Anejo 1.5. Diseño de un sistema de captación. Cuenco amortiguador. Como resultado del equilibrio entre las subpresiones, peso del nivel del agua por encima del cuenco y el propio peso del cuenco.

yQ

v Lvertido

F

y2

1 8 1

A través del calado conjugado y2 y el número de Froude, se puede obtener la longitud del resalto empleando el siguiente gráfico:

1990.3 m3/s

2.21

100 m

4 m

Hidráulica de vertedero

Caudal de avenida de proyecto

Coeficiente de desagüe

Longitud de vertido

Altura sobre la cresta



Longitud de resalto =

A continuación se muestran los resultados obtenidos al aplicar las fórmulas anteriores:

El número de Froude para valores entre 1.5<F<2.5 hace referencia a un cuenco bastante tranquilo, en el que el amortiguamiento es pequeño. El resalto asociado a este número de Froude no requiere de precauciones especiales, sólo tener la longitud suficiente.

Dado el resultado obtenido de una longitud de cuenco amortiguador que parece algo excesiva se plantea la posibilidad de variación de la profundidad a la que se encuentra el cuenco para así obtener una Z diferente, ya que ésta depende del nivel del lecho del cuenco de salida.

Si se eleva la la posición del cuenco y con ella la Z el número de Froude disminuye pero de una forma leve lo que genera un resultado de longitud de cuenco algo menor, aunque como se ha aumentado el nivel del cuenco el volumen de hormigón pueder resultar incluso mayor.

Disminuyendo la posición del cuenco amortiguador a la altura del lecho del río (2.1 msnm) o incluso por debajo de dicho nivel, se obtienen unos valores de Froude que se encuentran en el rango 2.5<Fr<4.5. Los resaltos caracterizados por dicho rango de valores del número de Froude resultan ser resaltos de transición, inestables y tienden a transmitirse hacia aguas abajo. Por estos motivos debe evitarse. Este caso se da frecuentemente en canales y en presas bajas. No suelen valer los dientes en el cuenco amortiguador para estabilizarlo. Cuando las características de la presa y el cauce lo permiten, puede lograrse el cambio de Fr para pasar del rango de valores de 1.5<Fr<2.5 a valores superiores a 4.5 variando las dimensiones del vertedero (su ancho, altura de lámina, etc.), incluso forzando algo las obras; por ejemplo, al modificar el ancho pueden aumentar las excavaciones en el cuenco. En cambio, se ha comprobado que para las características de este proyecto el variar el ancho de la longitud de vertido ofrece valores muy cercanos a los 4 m por lo que realizar una mayor excavación del cuenco amortiguador en cauce resultado una altura sobre la cresta del aliviadero del mismo orden no resulta de interés.

Por tanto se concluye que se mantendrán la longitud de 24 m de cuenco amortiguador.

3 CÁLCULO DEL NIVEL DEL AGUA AGUAS ABAJO DEL CUENCO

AMORTIGUADOR

Para obtener el nivel del cauce natural para la avenida de proyecto se toma un perfil transversal aguas abajo del cuenco amortiguador e interpretando el cauce mediante formas geométricas conocidas se llega a obtener el calado.

1990.3 m3/s

4 m

7.20 m

10.10 m/s

2.0 m

2.30

5.49 m

24 m

y1

F1

y2

L

Hidráulica de vertedero

Qvertedero

H

Z

v1



Dicho valor de calado del cauce natural debe relacionarse con el nivel alcanzado a la salida del cuenco amortiguador ya que el resalto podría no producirse o lograrse imperfectamente.

P1 3.6∙y

P2 14.85

P3 70.2

P4 24.31

P5 3.47∙y

A1 112.3A2 1.73∙y^2A3 109.04∙y

A4 1.66∙y^2

Q 1990.3

y 4.65

Objetivo 1990.3

n 0.039

i 0.0021

yn 6.55

v 3.38

Perímetros

mojados

Superficies

mojadas

ManningCota lamina

de agua

Q100

8.65



Si para un caudal el calado natural del río yn fiera menor que el y2 necesario para formar el resalto, éste no tendrá lugar a menos que se ejecute alguna obra para conseguirlo. Por lo tanto se compara los resultados obtenidos de y2 e yn, y se observa que sí se formará resalto.

y2 5.49 1 cimientossobreelterreno 6.49 6.55

ANEJO 2.4. DISEÑO DEL SISTEMA DE CAPTACIÓN



ANEJO 2.4. DISEÑO DEL SISTEMA DE CAPTACIÓN

ÍNDICE

1 ELECCIÓN DEL MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN 3

2 CLASIFICACIÓN DEL AZUD 3

3 DISEÑO DEL SISTEMA DE CAPTACIÓN 5 3.1. CUERPO DEL AZUD 5 3.2. CUENCO AMORTIGUADOR 8 3.3. CAJEROS 9 3.4. COLCHÓN DE ESCOLLERA 10 3.5. REVESTIMIENTO DEL CAUCE AGUAS ARRIBA DEL AZUD 10 3.6. DISPOSITIVO DE VACIADO 10 3.7. EQUIPO HIDROMECÁNICO 11 3.7.1. Tipo de equipo hidromecánico 11 3.7.2. Hipótesis de carga 11

4 CÁLCULO DE ESTABILIDAD DEL AZUD 12 4.1. INTRODUCCIÓN 12 4.2. SITUACIÓN AVENIDA DE PROYECTO 12 4.3. SITUACIÓN MÁXIMO NIVEL NORMAL DE EXPLOTACIÓN 17



1 ELECCIÓN DEL MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN

Se ha proyectado un azud de hormigón en masa convencional, ya que, tras analizar el hormigón compacto con rodillo (HCR), el cual poseía mayores ventajas que el convencional, no se ha podido escoger dicho hormigón ya que no se disponía del ancho de coronación estipulado como mínimo, es decir, 6 metros, según la Guía Técnica nº2. Criterios para proyectos de presa y sus obras anejas del Comité Nacional Español de Grandes Presas.

Las presas de hormigón vibrado convencionales, para evitar los problemas de retracción de grandes masas, se dividen en bloques de hormigonado verticales de, generalmente, 15 a 20 metros de anchura. Para la ejecución de estos bloques y con objeto de optimizar la puesta en obra, se subdivide la altura total en tongadas horizontales de 2 metros de altura. (Comité Nacional de Grandes Presas)

El vibrado de hormigón permite emplear hormigones de menor contenido en agua, lo cual se traduce en (Instituto Argentino del Cemento Portland):

Mayor resistencia mecánica

Mayor impermeabilidad

Mayor durabilidad y resistencia a los agentes agresivos

Menor tendencia a la segregación o exudación del agua.

El vibrado asegura una mayor homogeneidad del hormigón, evitando o reduciendo al mínimo la formación de huecos, siendo un material económico.

2 CLASIFICACIÓN DEL AZUD

De acuerdo a la Guía técnica nº 2. Criterios para proyectos de presa y sus obras anejas del Comité Nacional Español de Grandes Presas, el azud diseñado corresponde a la categoría C: “Presas cuya rotura o funcionamiento incorrecto puede producir daños materiales de moderada importancia y sólo incidentalmente pérdida de vidas humanas”.

El criterio básico para la evaluación, selección y determinación de las avenidas a considerar en el proyecto será el riesgo asumible, es decir, el de los riesgos potenciales aguas abajo. Se ha considerado que el azud pertenece a la categoría C por los siguientes motivos:

En primer lugar se encuentra en zona agrícola lejos del municipio de Gibraleón.

Con la construcción de la Presa de Alcolea, ya se dispondría de un gran embalse que laminaría las avenidas extremas protegiendo la zona aguas abajo. Además existen otros dos grandes embalses como son el del Sancho y el Olivargas que contribuyen a la laminación de las avenidas.

El principal foco de riesgo es el municipio de Gibraleón, que se sitúa a unos 3 km del azud, sin embargo, este municipio dispone de un revestimiento del margen del cauce para la protección frente avenidas cuya altura es mayor que el nivel del agua que alcanza el embalse generado por el azud.

En las siguientes imágenes se puede ver la ubicación del azud respecto al municipio y el revestimiento del margen del río a su paso por el mismo.



Ilustración 1 Posición azud respecto a Gibraleón

Ilustración 2 Margen R.Odiel a su paso por Gibraleón

Al tratarse de una presa de categoría C la avenida de proyecto se calcula para un periodo de retorno de 100 años, siendo la máxima avenida a tener en cuenta para dimensionar el aliviadero, los sistemas de desagüe y estructuras de disipación de energía, de forma que funcionen correctamente.



3 DISEÑO DEL SISTEMA DE CAPTACIÓN

3.1. CUERPO DEL AZUD

Para el diseño del aliviadero del azud se ha empleado el perfil Creager, definido según un perfil unitario teórico, siendo posteriormente escalado en función de la altura sobre la cresta del aliviadero, alcanzada para el caudal punta de la avenida de proyecto con periodo de retorno de 100 años. Dicho caudal se ha calculado en el Anejo 1.1. Estudio hidrológico.

Q 1990.3m /s

C 2.21

L 100m

Q C

Altura sobre cresta del aliviadero: H 4m

Las coordenadas del perfil Creager para la altura sobre el aliviadero de 4 m son:

X teóricos Y teóricos X Y

0.000 0.126 0.000 0.504

0.100 0.036 0.400 0.144

0.200 0.007 0.800 0.028

0.300 0.000 1.200 0.000

0.400 0.007 1.600 0.028

0.600 0.006 2.400 0.024

0.800 0.142 3.200 0.568

1.000 0.257 4.000 1.028

1.200 0.397 4.800 1.588

1.400 0.565 5.600 2.260

1.700 0.870 6.800 3.480

2.000 1.220 8.000 4.880

2.500 1.960 10.000 7.840

3.000 2.820 12.000 11.280

3.500 3.820 14.000 15.280

4.000 4.930 16.000 19.720

4.500 6.220 18.000 24.880

Perfil Creager Unitario Perfil Creager Azud H100



La altura del azud viene impuesta por la altura necesaria en la estación de bombeo para el correcto funcionamiento de las bombas instaladas, de modo que no se produzca cavitación en ellas. Dicho estudio se encuentra en el Anejo 1.6.Cálculos mecánicos, y concluye que es necesario disponer de una altura total de 2.3 m de agua sobre la solera de la estación de bombeo, generando un embalse muerto de 0.17 Hm3, que junto con los 0.85 Hm3 de volumen necesario de regulación para el que se destina el azud, hacen un total de 1.02 Hm3 los cuales se alcanzan a la cota 6.3 msnm del embalse generado por el azud. El volumen de regulación procede de las simulaciones realizadas en función del periodo de tiempo de turbinado y bombeo para la alternative 2.1 que fue la óptima y para la cual se diseña el Proyecto.

Por lo tanto el máximo nivel normal del azud se establece en la cota 6.3 msnm en la sección del azud correspondiente al labio de vertido.

Tras conocer la altura necesaria del azud, se deben elegir los taludes de los paramentos tanto aguas arriba como el de aguas abajo. Los taludes vienen impuestos principalmente por la estabilidad al deslizamiento, es decir, por el peso necesario para contrarrestar la presión hidrostática y la subpresión.

Cabe destacar que para el cálculo de la características geométricas del azud se han tenido en cuenta dos condicionantes:

Que cumplan los factores de seguridad de estabilidad de presas, es decir, el de deslizamiento y el de hundimiento, tanto para la avenida de proyecto como para la situación de nivel máximo normal.

Que no existan tracciones en el plano de contacto presa-cimiento.

Estos son los taludes del azud escogidos atendiendo a los dos condicionantes anteriores:

Paramento aguas arriba: 0.2H/1V

Paramento aguas abajo: 1.75H/1V

Las características geométricas del azud resultante son las siguientes:



El plano de cimentación se diseña con una contrapendiente del 5% (Vallarino, 2001) pues permite aumentar la estabilidad con un sobrecoste reducido.

Las comprobaciones de estabilidad del azud se entran más adelante en el punto 4. Cálculo de estabilidad del azud.

La longitud del labio vertiente está condicionada por los siguientes factores:

En primer lugar debe ser capaz de evacuar el caudal de la avenida de proyecto sin generar un sobrenivel desmesurado en la cresta del vertedero que desestabilice el azud, por lo tanto debe se debe intentar aprovechar todo el ancho posible como longitud de vertido.

Por la geometría del cauce del río, pues el ancho del cuenco amortiguador a la salida debe ajustarse en la medida de los posible al ancho del río, en caso contrario habría que realizar una excavación hacia aguas abajo para mantener el ancho de salida del cuenco amortiguador, generando un gran impacto sobre el medio.

Dado que la longitud de coronación total del cauce es mayor que la longitud del labio vertiente se diseñan dos secciones tipo del azud. Una para la zona de vertedero en la que la altura del azud alcanza la cota 6.3 msnm establecido como el máximo nivel de explotación y otra sección tipo para los márgenes del azud no vertedero en los que se prolonga la coronación hasta la altura alcanzada en la cresta del aliviadero más un resguardo de 0.3m, tomando la cota 10.6 msnm.

1990.3 m3/s

100 m

4 m

155 m

2.1 msnm

6.3 msnm

10.6 msnm

2 m

4.2 m

10.5 m

6.2 m

12.5 m

2.5 m

10.7 m

Longitud de labio vertiente

Cota terreno

Cota coronación azud sección

sin aliviadero

Altura total azud sección sin

aliviadero sobre terreno

Altura total azud sección


Altura total azud sección sin


Ancho coronación

Azud

Q100

Ancho base

H100

Longitud coronación, cota 10.5

Altura cimientos

Cota coronación azud sección

aliviadero

Altura azud sección aliviadero

sobre terreno



A continuación se diseña el cuenco amortiguador en función a estos parámetros.

3.2. CUENCO AMORTIGUADOR

El cuenco amoritguador tendrá la misma longitude que el resalto hidráulico que se genera aguas abajo del cuerpo del azud, el cual se calcula en el Anejo 1.4 Cálculos hidráulicos.

El espesor del cuenco amortiguador se ha calculado para que resista las subpresiones generadas por el nivel del aguas abajo del cuenco amortiguador alcanzado durante la avenida de proyecto. La situación durante la avenida de proyecto es la que se muestra en la imagen cuyos calados se han obtenido en el Anejo 1.4. Cálculos hidráulicos.



P 24 C 2.35

Ew 5.5 24 1

U 168Tonm

U 20.4Tonm

E P U

C 1m

Se obtiene un espesor mínimo del cuenco amortiguador de 1m tomándose 1.5 m como espesor final del cuenco amortiguador.

Las características del cuenco amortiguador serían:

Tras el dimensionamiento del cuenco amortiguador, se procede a calcular el radio del acuerdo existente entre el cuerpo del azud con el cuenco amortiguador, que se calcula a partir de la siguiente formula:

R 10.

. 7.25pies 4m

Siendo v(pies) la velocidad a la salida de la rápida, es decir, v1 y H(pies) la altura de agua sobre la creta del aliviadero.

3.3. CAJEROS

Para el diseño de los cajeros del azud se ha decidido escoger las alturas de agua que se darían para la avenida de periodo de retorno T=100 años. En primer lugar se ha calculado el caudal máximo para dicha avenida en el Anejo 1.1. Cálculos hidrológicos y posteriormente se ha calculado la hidráulica de vertedero en el Anejo 1.4. Cálculos hidráulicos dando los siguiente valores:

Longitud del cuenco amortiguador (m) 24

Espesor del cuenco bajo el terreno (m) 0.5

Espesor del cuenco sobre el terreno (m) 1

Espesor del cuenco total (m) 1.5

Características del Cuenco amortiguador



La altura de cajeros del canal de descarga será igual a la altura de agua sobre la cresta del aliviaero, la altura al incio del cuenco amortiguador y la altura aguas abajo el cuenco mas un resguardo que se ha estimado igual a 0.3 m.

3.4. COLCHÓN DE ESCOLLERA

Debido a que la acción erosiva del agua sobre obras hidráulica es muy importante, se decide colocar un colchón de escollera aguas abajo del cuenco amortiguador y así evitar la erosion localizada en el pie del mismo. Estudiando tanto la longitud y el calado máximo de socavación que produciría el efecto del agua sobre el pie de aguas abajo del cuenco amortiguador, se dimensiona el tamaño de escollera, la cual, se pretende que tenga una masa de unos 500 kg de peso por piedra. Este revestimiento se prolongará 5 m aguas abajo de la salida del cuenco amortiguador.

3.5. REVESTIMIENTO DEL CAUCE AGUAS ARRIBA DEL AZUD

Con objeto de encauzar el río y dar estabilidad al embalse generado por el azud, en el tramo aguas arriba de dicho azud se proyecta un revestimiento de los márgenes con escollera hormigonada de bloques de 1 tonelada, en una longitud de 100 m. En el márgen en el que se encuentra la estación de bombeo se revestirá el cauce aguas arriba de la estación.

3.6. DISPOSITIVO DE VACIADO

Como ya se ha comentado anteriormente, la principal función del azud es proporcionar la cota suficiente que viene impuesta por la estación de bombeo que se realizará aguas arriba de la captación. Aunque sea ésta su función, el azud debe ir provisto de un dispositivo de vaciado que permita desembalsar total o parcialmente el agua para posibles actuaciones de mantenimiento o para poder garantizar el caudal ecológico del río.

El dispositivo de vaciado dispondrá de un equipo hidromecánico que se instalará aguas arriba, e irá provisto de una reja de entrada la cual se instala para evitar la entrada de depósitos de gran tamaño que afecten al funcionamiento de éste y otra reja de salida, para evitar actos vandálicos.

A continuación se describen las siguientes especificaciones (United States Department of the Interior, 1987):

Los desagües en presas pequeñas de retención se construyen generalmente cerca del nivel del lecho del río.

El desagüe principal se dispone en cabecera pero siempre complementado con un conducto para el desembalse.

Se suele dejar cierto volumen de agua que no se vacía a efectos de sedimentación, cría de especies piscícolas y recreo. Cuanto mayor sea dicho volumen de agua, menor será la presión hidrostática a la que estarán sometidos los equipos hidromecánicos.

1990.3 m3/s

4 m

7.20 m

10.10 m/s

2.0 m

2.30

5.49 m

24 m

y1

F1

y2

L

Cuenco amortiguador

Qvertedero

H

Z

v1



En presas de gran o mediana altura se deben disponer de dos desagües de fondo, pero para azudes de este tipo solo sería necesario un único desagüe de fondo.

3.7. EQUIPO HIDROMECÁNICO

El proyecto de construcción, fabricación y montaje de los equipos hidromecánicos se realiza por la casa suministradora, pero en este apartado se ha querido justificar, mediante especificaciones técnicas extraídas tanto de la Guía Técnica nº5. Aliviaderos y Desagües del Comité Nacional Español de Grandes Presas como de catálogos de diversas empresas suministradoras.

3.7.1. Tipo de equipo hidromecánico

La elección de los equipos hidromecánicos se realiza teniendo en cuenta en primer lugar el uso al que va a destinarse el dispositivo de vaciado. En este caso, el desagüe de fondo se plantea que esté siempre cerrado, solo abriéndolo en ocasiones para evitar posibles aterramientoso dejar pasar el caudal ecológico, por lo que deberá trabajar tanto totalmente abierto como parcialmente abierto y el equipo que mejor se acopla a dicho uso es el equipo hidromecánico Bureau, que se compone tanto del cuerpo de válvula como del tablero de cierre. Una vez montada la estructura de dicho equipo quedaría totalmente hormigonada en el cuerpo de azud. Además, dicho equipo puede trabajar tanto para la explotación del desagüe como de seguridad y apenas tienen mantenimiento, reduciéndolo al mínimo con un cierre de compuerta mediante un sistema metal/metal.

3.7.2. Hipótesis de carga

La hipótesis de carga escogida en un principio es la asociada al caudal T=100 años, lo que produce una lámina de agua sobre la cresta del aliviadero de 4 metros según los cálculos realizados en el Anejo 1.4. Cálculos hidráulicos, lo cual la presión a la que se vería sometida el equipo hidromecánico seria de 8.2 mca a lo que se le debería restar la altura de agua que correspondiera al volumen muerto. Por seguridad el equipo hidromecánico se diseña para soportar una carga máxima de 9 mca.

3.7.2.1. Sección Aproximada del desagüe de fondo

A continuación se muestra como debería ser, aproximadamente, la sección transversal del desagüe de fondo, dejando una altura de embalse muerto de 0,90 metros.



4 CÁLCULO DE ESTABILIDAD DEL AZUD

4.1. INTRODUCCIÓN

El cálculo de estabilidad se va a realizar para la situación de avenida de proyecto y para el máximo nivel normal de explotación. La situación accidental para este proyecto se ha considerado coincidente con el periodo de retorno de 100 años igual que la avenida de proyecto. Esto es debido a que se ha considerado que dicho azud como presa tipo C y dada la existencia de grandes embalses aguas arriba del azud, como son Alcolea y El Sancho, los cuales serían los encargados de prevenir los posibles daños ocasionados por grandes avenidas

4.2. SITUACIÓN AVENIDA DE PROYECTO

Para el cálculo de estabilidad frente a deslizamiento y hundimiento en situación accidental se tienen en cuentra tres tipos de fuerzas:

El empuje del agua: tanto el empuje horizontal como el empuje vertical, que a su vez se divide en dos:

- El empuje producido por el agua en el paramento de aguas arriba del azud.

- La sobreelevación de la lámina de agua sobre el azud se calculará como una ley uniforme rectangular que se añade a la rectangular.

La ley de subpresiones: calculada a partir del nivel del agua en la cresta del aliviadero y el nivel del agua aguas abajo del cuenco amortiguador.

Peso del azud: el cálculo del empuje vertical hacia el terreno que producirá el cuerpo de azud se calcula con las características geométricas anteriormente calculadas.

Los niveles del agua en la estructura y aguas abajo del cuenco amortiguador calculados en el anejo 1.4. Cálculos hidráulicos para la avenida de T= 100 años se muestran en la siguiente imagen:

A partir de dichos niveles se consideran los empujes efectuados sobre el azud tal y como se muestra en el siguiente esquema simplificativo:



Los empujes efectuados sobre el cuenco amortigador se emplearon para obtener el espesor del cuenco anteriormente ya mostrado.

A contiuación se realiza el estudio de estabilidad sobre el cuerpo del azud.

Estabilidad al deslizamiento en situación Avenida de T=100años – Azud sección aliviadero:

Para el cáculo de la estabilidad al deslizamiento se emplea la siguiente fórmula:

Valor

Empuje

Ew1 19.22

Ew2 24.80

Empujes verticales Ew3 2.60

U1 74.90

U2 16.32

P1 4.15

P2 24.68

P3 36.27

P4 37.72

P5 6.29

Empujes en Situación Avenida de

proyecto (Tn/m)

Empuje

Aguas Arriba

Empujes horizontales

Azud sección aliviadero

Peso

Hormigón

Cuerpo azud

Cimentación

Subpresión

20.48

44.02

Empujes en Situación NAP (Tn/m)

Empujes verticales




CSDF max∑E

∑E tanθ C B∑E

Los parámetros geotécnicos se han obtenido del anejo 1.2. Estudio geológico y geotécnico.

Como se puede observar el coeficiente de seguridad al deslizamiento cumple con lo requerido ya que el mínimo de CSD para dicha situación es de 1.1.

Estabilidad al deslizamiento en situación Avenida de T=100años – Azud sección sin aliviadero:

Estabilidad al hundimiento en situación Avenida de T=100años – Azud sección aliviadero:

Para la comprobación frente al hundimiento se comprueba que la máxima tensión generada en la base del azud no sobrepasa la carga admisible del terreno. Para ello en primer lugar se obtiene los momentos creados por los empujes con respecto al punto aguas abajo del cuerpo del azud. A continuación se comprueba el paso de la

Tipo de suelo

qadm 50 Ton/m2

Rv 20.48 Ton/m

φ 35 º

C 3.5 Tn/m2

B 10.7 m

CSD 1.2 > 1.1

Coeficiente de seguridad al deslizamiento

Pizarras con Grauwacas

Valor

Empuje

Empujes horizontales Ew1 52.02


U1 74.90

U2 16.32

P1 4.15

P2 49.94

P3 36.27

P4 37.72

P5 6.29

Azud sección sin aliviadero


proyecto (Tn/m)

Empuje

Aguas Arriba

Peso

Hormigón

Cuerpo azud

Cimentación

Subpresión

44.30

52.02

Empujes verticales



Tipo de suelo

qadm 50 Ton/m2

Rv 44.30 Ton/m

φ 35 º

C 3.50 Tn/m2

B 10.7 m

CSD 1.3 > 1.1

Pizarras con Grauvacas




resultante por el núcleo central para asegurar la no existencia de tracciones en la base.

d

siendo Me el sumatorio de momentos estabilizadores y Mv el sumatorio de momento volcadores.

Tensiones en distribución trapezoidal:

2 2 3

2 3

Se ha comprobado pues que la resultante pasa por el núcleo central viendo si d cumple:

B3

23

, ya que si d no se encuentra dentro del intervalo se producen tensiones negativas de tracción.



Estabilidad al hundimiento en situación Avenida de T=100años – Azud sección sin aliviadero:

Valor

Empuje

Excentricidad

(m)

Momento

(Tn∙m)

Ew1 19.22 1.57 30.18

Ew2 24.80 2.6 64.48

Empujes verticales Ew3 2.60 10.41 27.11

U1 74.90 5.35 400.72

U2 16.32 7.13 116.36

P1 4.15 8.05 33.37

P2 24.68 8.6 212.21

P3 36.27 4.9 177.73

P4 37.72 5.35 201.79

P5 6.29 7.13 44.82

Peso

Hormigón

Cuerpo azud

Cimentación

Subpresión



proyecto (Tn/m)

Empuje

Aguas Arriba


20.48

44.02


Empujes verticales


Tipo de suelo

φ 35 º

C 3.5 Ton/m2

qadm 50 Ton/m2

B 10.7 m

b 2.50 m

Rv 20.48 Ton/m

d 4.16 m

σmax 3.19 Ton/m2

σmin 0.64 Ton/m2

Coeficiente de seguridad al hundimiento


Valor

Empuje

Excentricidad

(m)

Momento

(Tn∙m)

Empujes horizontales Ew1 52.02 1.57 81.6714


U1 74.90 5.35 400.715

U2 16.32 7.13 116.3616

P1 4.15 8.05 33.37047

P2 49.94 8.6 429.4625

P3 36.27 4.9 177.73403

P4 37.72 5.35 201.78863

P5 6.29 7.13 44.820963

Empuje

Aguas Arriba

Peso

Hormigón

Cuerpo azud

Cimentación


proyecto (Tn/m)

Subpresión




4.3. SITUACIÓN MÁXIMO NIVEL NORMAL DE EXPLOTACIÓN

Estabilidad al deslizamiento en situación Máximo nivel normal – Azud sección aliviadero:

44.30

52.02


Empujes verticales


Tipo de suelo

φ 35 º

Cohesión 3.5 Ton/m2

qadm 50 Ton/m2

B 10.7 m

b 2.50 m

Rv 44.30 Ton/m

d 6.78 m

σmin 0.81 Ton/m2

σmax 7.47 Ton/m2



Valor

Empuje



U1 33.17

P1 4.15

P2 24.68

P3 36.27

P4 37.72

P5 6.29

Empuje

Aguas Arriba

Subpresión

Peso

Hormigón

Cuerpo azud

Cimentación


Empujes en Situación Máximo Nivel

Normal (Tn/m)

78.53

19.22Empujes horizontales

Empujes en Situación MNN (Tn/m)

Empujes verticales

Tipo de suelo

qadm 50 Ton/m2

Rv 78.53 Ton/m

φ 35 º

C 3.5 Tn/m2

B 10.7 m

CSD 4.8 > 1.1





Estabilidad al deslizamiento en situación Máximo nivel normal – Azud sección sin aliviadero:

Estabilidad al hundimiento en situación Máximo nivel normal – Azud sección aliviadero:

Valor

Empuje



U1 33.17

P1 4.15

P2 49.94

P3 36.27

P4 37.72

P5 6.29

Subpresión

Peso

Hormigón

Cuerpo azud

Cimentación



Normal (Tn/m)

Empuje

Aguas Arriba

103.79

19.22


Empujes verticales


Tipo de suelo

qadm 50 Ton/m2

Rv 103.79 Ton/m

φ 35 º

C 3.5 Tn/m2

B 10.7 m

CSD 5.7 > 1.1



Valor

Empuje

Excentricidad

(m)

Momento

(Tn∙m)



U1 33.17 5.35 177.46

P1 4.15 8.05 33.37

P2 24.68 8.6 212.21

P3 36.27 4.9 177.73

P4 37.72 5.35 201.79

P5 6.29 7.13 44.82

Subpresión



Normal (Tn/m)

Empuje

Aguas Arriba

Peso

Hormigón

Cuerpo azud

Cimentación

78.53

19.22


Empujes verticales




Estabilidad al hundimiento en situación Máximo nivel normal – Azud sección sin aliviadero:

Tipo de suelo

φ 35 º

C 3.5 Ton/m2

qadm 50 Ton/m2

B 10.7 m

b 2.50 m

Rv 78.53 Ton/m

d 6.23 m

σmin 3.71 Ton/m2

σmax 10.97 Ton/m2



Valor

Empuje

Excentricidad

(m)

Momento

(Tn∙m)



U1 33.17 5.35 177.46

P1 4.15 8.05 33.37

P2 49.94 8.6 429.46

P3 36.27 4.9 177.73

P4 37.72 5.35 201.79

P5 6.29 7.13 44.82



Normal (Tn/m)

Empuje

Aguas Arriba

Peso

Hormigón

Cuerpo azud

Subpresión

Cimentación

103.79

19.22Empujes horizontales


Empujes verticales

Tipo de suelo

φ 35 º

Cohesión 3.5 Ton/m2

qadm 50 Ton/m2

B 10.7 m

b 2.50 m

Rv 103.79 Ton/m

d 6.81 m

σmin 1.77 Ton/m2

σmax 17.63 Ton/m2





Se han comprobado varios taludes de los paramentos aguas arriba y aguas abajo del azud de modo que se cumplan las condiciones expuestas. Se ha optimizado en la medida de lo posible siendo obsevable en la comprobación a deslizamiento ya que resulta la más restrictiva y se obtienen valores de CSD próximos al mínimo exigido. Además se ha comprobado que para las situaciones de avenida de proyecto y máximo nivel normal no se sobrepasan la tensión admisible del terreno y en ninguna se producen tracciones en la base, por lo que se concluye que se ha diseñado unos taludes óptimos para este cuerpo de presa.

ANEJO 2.5. CÁLCULOS MECÁNICOS. ESTACIÓN DE BOMBEO


Proyecto de azud de derivación en el cauce del río Odiel aguas abajo de la presa de Alcolea y proyecto de obra de toma, estación de bombeo y tubería de impulsión para

entrega de agua a balsa de regulación.

ANEJO 2.5. CÁLCULOS MECÁNICOS

ÍNDICE

1 DATOS DISPONIBLES 3

2 DIÁMETROS Y PÉRDIDAS DE CARGA 3

3 CÁLCULO DE LA SUMERGENCIA EN IMPULSOR BOMBA 4

4 ALTURAS MANOMÉTRICAS (Hm) 5

5 CÁLCULO DE LA POTENCIA ABSORBIDA 7


Diseño de un sistema de captación y transporte de agua para su posterior aprovechamiento

1 DATOS DISPONIBLES

Se trata del diseño de una estación de bombeo con aspiración vertical, distribuida cada toma en su correspondiente pozo independiente.

El caudal máximo de agua a elevar se ha fijado según la simulación de la alternativa elegida en 14 m3/s utilizando dos impulsiones que conectarán la estación de bombeo con la balsa de regulación.

Se utilizarán 3 grupos electrobombas por cada impulsión, por tanto el caudal medio sería de 3.06 m3/s (11000 m3/h) por cada bomba.

Las condiciones de cálculo para el agua serán las siguientes:

Temperatura media: 20 ºC

Viscosidad cinmática a 20 ºC = 1.007·10-6 m2/s

Densidad: 998.23 Kg/m3

2 DIÁMETROS Y PÉRDIDAS DE CARGA

Se han realizado tanteos sucesivos para definir los diámetros de las tuberías, a fin de disminuir gastos económicos en el propio material de tubería, valvulería y reducción en esfuerzos estructurales, tratando de no sobrepasar los límites de velocidad en el fluido.

Los diámetros previstos dentro de la estación son los siguientes en cada ramal:

Columna de bomba (s/fabricante): 1000 mm

Ampliación salida bombas: 1200 mm

Segundo tramo telescópico: 1800 mm

Tercer tramo telescópico: 2200 mm

Este tercer tramo conecta con la impulsión general a la salida de la estación, en cada línea, con tuberías de diámetro 2350 mm.

Q D L v J L∙J Pérdida total

m3/s mm m m/s mca/m mca mca

Columna x 3 3.06 1000 11.5 3.90 0.01 0.11 0.33

1 Tramo 3.06 1200 10 2.71 0.004 0.04 0.11

2 Tramo 6.12 1800 5.5 2.41 0.002 0.01 0.01

3 Tramo 9.18 2000 9.35 2.92 0.002 0.02 0.02

Impulsión 9.18 2000 1123 2.92 0.005 5.44 5.44

Pérdidas Elementos tramo 1

Codo 90º 3.90 0.70

Ventosa 2.71 0.28

Válvula antiretorno 2.71 0.34

Vávula de cierre 2.71 0.34

Codo 90º 2.92 0.39

Pérdidas localizadas impulsión (15%) 0.82

8.76

17.53

Tramo

Total

Pérdidas de carga ‐ 1 impulsión

2xTotal




3 CÁLCULO DE LA SUMERGENCIA EN IMPULSOR BOMBA

Tensión de vapor para agua en función de la temperatura.

Presión atmosférica absoluta

considerada en la aspiración(nivel mar): 10.33 m

Altura solera a eje impulsor: ‐1.5 m

Pérdidas de carga en bomba: ‐0.39 m

Tensión vapor a 20ºC: ‐0.24 m

NPSHr Bomba (QN) ‐8.5 m

Margen de seguridad: ‐0.5 m

Sumergencia mímina requerida: ‐0.8 m

Sumergencia disponible a eje rodete:

(6.3‐2.1)‐1=3.2 >0.6

Altura de agua sobre solera de fondo 2.3 m

Cota altura de agua en embalse 4.4 m

Cálculo de la sumergencia en impulsor bomba

Altura neta de succión disponible



Presión atmosférica en función de la altura sobre el nivel de mar.

4 ALTURAS MANOMÉTRICAS (HM)

A continuación se muestran las curvas características de las bombas tomadas de un catálogo del fabricante SULZER. A su vez se representan en la curva de la bomba los puntos má significativos a caudal nominal.

A caudal nominal 11,000.0 m3/h

Altura geométrica 68.1 m

Pérdidas de carga rozamiento 17.53 m

Altura manométrica 85.63 m

Altura manométrica Hm



5 CÁLCULO DE LA POTENCIA ABSORBIDA

Potencia neta 11.8 MW

Rendimiento 0.875

Potencia bruta 13.44 MW

Pbruta/bomba 2.69 MW

Potencia motor 2957 KW

Factor de servicio 1.1

Potencia motor 3000 KW

Potencia absorbida

ANEJO 2.6. PRESUPUESTO



ANEJO 2.6. PRESUPUESTO

CAPITULO RESUMEN Importe euros

10,980,000.00

1.1 Turbina 3,600,000.00

1.2 Obra civil 2,340,000.00

1.4 Generador 3,240,000.00

1.5 Instalaciones 540,000.00

1.6 Margen industrial 1,260,000.00

1,104,799.16

2.1 372,445.47

2.2 22,514.12

2.3 313,245.00

2.4 84,984.55

2.5 212,461.38

2.6 70,820.46

2.7 7,082.05

2.8 7,082.05

2.9 14,164.09

8,918,300.00

3.1 620,000.00

3.2 2,670,000.00

3.3 400,500.00

3.4 5,227,800.00

10,270,464.00

5.1 1,179,150.00

5.4 9,091,314.00

20,293,563.16

2,638,163.21

1,217,613.79

24,149,340.16

5,071,361.43

29,220,701.60

PRESUPUESTO DE EJECUCIÓN MATERIAL

GASTOS GENERALES

BENEFICIO INDUSTRIAL

PRESUPUESTO DE LICITACIÓN

IVA

PRESUPUESTO BASE LICITACIÓN CON IVA

Varios (obras especiales y valvuleria)

(5+1) Bomba Amarex KRT

Hormigón en el cuerpo de presa

Encofrado liso

Excavación

Otras unidades del cuerpo de presa

Compuertas y válvulas

Reposición de servicios afectados

Instalación eléctrica

Auscultación

Medidas correctoras de Imp Ambiental

2. Azud

3. Estacion de bombeoObra civil

Valvuleria y accesorios

Electricidad (Potencia instalada 15 MW)

1. Estacion de turbinado

Implusion(2xD=2000, L=1123m)

5. Conducciones

ANEJO 2.7. PLAZO Y PLAN DE OBRA




ANEJO 2.7. PLAZO Y PLAN DE OBRA

El tiempo estimado de ejecución del proyecto se estima en 14 meses. El plan de obra se adjunta a continuación.



12

34

56

78

910

11

12

13

14

Desvío del río

Excavación cimiento

Horm

igonado

Cuenco

amortiguado

Remates

Excavación

Extructura

EQUIPOS

Fabricación

Instalación

Remates

Excavar zanja

Tuberias

Relleno

Pruebas

Remate final

Trabajos/Meses

Tabajos previos

Servicios afectados

AZUD ESTACIÓN BOMBEO IMPULSIÓN

parte 2: definición de la captación y el bombeo en el río...

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