Huancayo - 2015

Obras Hidráulicas

Clasificación de las estructuras hidráulicas

SEGÚN SU FUNCIONEstructuras de contención.Mantienen un desnivel entre aguas arriba y aguas abajo. Son en general presas que interceptan la corriente de los ríos en los cañones o valles fluviales elevando el nivel de aguas arriba y generando un embalse en el vaso topográfico natural.

Tipo de Presa Topografía del Sitio de Presa Características de la Fundación Materiales Disponibles Otras CaracterísticasTierra

Zonificada No limitante, salvo en casos de presas estrechas donde pudiese dificultarse el movimiento de maquinaria pesada.

Se adaptan a cualquier tipo de fundación, si no son aconsejables tampoco lo es ningún otro tipo. Se adaptan bien a los sismos.

Cantidades adecuadas de materiales permeables, impermeables o semipermeables, bien diferenciados o enrocado, materiales apropiados para filtros y drenes.

No tiene limitaciones razonables de altura, requiere de aliviadero y tomas por lo general separados y, por lo tanto, exige espacios adicionales.

Homogénea Usualmente en sitios llanos, no es limitante salvo por las dificultades con maquinaria pesada.

Similar a las zonificadas; menor adaptabilidad a los sismos.

Materiales que tengan proporciones adecuadas de finos y gruesos, materiales apropiados para filtros, drenes, y protección de taludes.

Usualmente son bajas por limitaciones del volumen y comportamiento de los materiales. En lo demás similares a las zonificadas.

EnrocadoEnrocado No limitante, similares a las de

tierra.Requiere de fundaciones con mayor capacidad de soporte que las de tierra, pero pueden ser permeables. Excelente adaptabilidad a los sismos.

Canteras explotables y suficiente enrocado disponible al igual que materiales para filtros.

Similares a las de tierra zonificadas.

ConcretoGravedad Este aspecto no es limitante,

usualmente se escoge para sitios no demasiado estrechos.

Roca sana o relativamente sana y poco fracturada. Para presas bajas (menores a 15 m de altura) se puede utilizar en fundaciones permeables.

Prácticamente no son limitantes salvo en sitios donde no se encuentren cercanos agregados para el concreto.

No tiene limitación de altura razonable, no requiere de espacio adicional para ubicar aliviaderos y tomas.

Arco Son ideales en valles relativamente estrechos (En forma de “U” o “V”).

Roca sana o que pueda sanearse a bajo costo, tanto en el cauce como en los estribos; se adaptan a los sismos.

Similares a las de gravedad, pero requieren de menores volúmenes de material.

Usualmente son presas altas, son algo más limitantes que las de gravedad para ubicar aliviaderos y tomas.

Estructuras de contención.Deben controlar la acción erosiva de las corrientes en el fondo y orilla de los cauces.. Las estructuras reguladoras no crean como regla general embalses sino que actúan sobre la dirección y la magnitud de las velocidades de flujo. Pueden pertenecer a este grupo los diques, las baterías de espolones, los azudes, etc. Además de su función protectora pueden garantizar las profundidades y condiciones necesarias para navegación y flotación de maderas, crear condiciones para captación de aguas en los ríos, ganar tierras al mar, etc.

Estructuras de conducción del agua. Transportan el agua de un punto a otro, o unen dos fuentes de caudales. - Canales: cauces artificiales hechos en el terreno superficial y funcionando

por gravedad. - Tuberías: conducciones que funcionan a flujo libre o a presión. Su

construcción implica la desmantelación de las capas superiores del terreno y son preferibles a un canal en topografías difíciles o con vegetación tupida.

- Túneles: conducciones que funcionan a flujo libre o a presión. No producen el desmantelamiento de las capas superiores del terreno y se usan en topografías de alta montaña.

Estructuras de evacuación de aguas de exceso Son los vertederos, rebosaderos o aliviaderos que sirven para evacuar el agua sobrante en forma controlada durante épocas de creciente. En algunos casos estas estructuras se construyen en el cuerpo de la presa y en otras separadamente.

Obras de toma de agua.

Captan el agua para conducirla al sitio de consumo.

Obras de disipación de la energía del agua.

Tienen por fin amortiguar el poder erosivo del agua evitando su acción destructora. Pueden ser las canaletas amortiguadoras, salto de trampolín sumergido, bafles, etc.

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Estructuras hidráulicas especialesSirven a uno o varios sectores de la economía hidráulica pero no a todos. Están aquí incluidos los edificios de centrales hidroeléctricas, pozos de carga, almenaras, esclusas navegables, elevadores de barcos, muelles, sedimentadores, redes de distribución para riego o drenaje, colectores, estaciones de bombeo, plantas de tratamiento, pasos para peces, etc.

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MECANISMOS DE EROSION DE RIBERAS

1.- EROSION DE RIBERAS POR FLUJOS EN CURVAS

• Se debe al flujo helicoidal que produce altas velocidades en las curvas exteriores y bajas velocidades en las curvas interiores.

• Mientras que en la curva exterior se espera erosión (zona "pool"), en la curva interior se espera sedimentación (zona "point bar).

• Como consecuencia de este proceso la sección de curva de un río presenta una pendiente transversal típica

EROSION DE RIBERAS POR SOCAVACION GENERAL DEL CAUCE

Es el descenso temporal del fondo de un río producido por una creciente o avenida. Se debe al aumento de la capacidad de arrastre del material sólido de la corriente originado por su mayor velocidad.

EROSION DE RIBERAS POR PERTURBACIONES LOCALES DEL FLUJO

Los procesos de erosión local, se originan en movimientos vorticosos que ocurren al pie de obstáculos puntuales al flujo en un curso fluvial. Se circunscribe a un lugar determinado, y a veces también está limitada a una cierta duración. Rocha (1999)

EROSION POR CONSTRICCION DEL CAUCE

Gaviones

Revestimiento de Enrocado

Estructuras de Control de Flujo

CALCULOS BASICOS EN HIDRAULICA FLUVIAL APLICADADEFENSAS RIBEREÑAS

- CARACTERISTICAS DEL RIO

FLUJO EN UN CANAL• Permanente• Uniforme• Turbulento/Laminar• Bi-dimensional

FLUJO EN UN RIO• Impermanente• No Uniforme• Turbulento• Tri-dimensional

EN FLUJO UNIFORME

• VELOCIDAD: Velocidad Media

• CALCULO DE LA SOCAVACION METODO DE LICHTVAN LEBEDIEV:

• CALCULO DE LA SOCAVACION LOCAL EN ESPIGONES

Método de Artomonov:

• CALCULO DE LA SOCAVACION EN CURVAS Método de Altunin:

• CALCULO DEL ANCHO ESTABLEEl cauce estable es aquel cauce que se encuentra en equilibrio dinámico, no presentando tendencias a la erosión ni a sedimentación en el mediano y largo plazo

EN LECHOS GRANULARES:METODO DE ALTUNIN

EN LECHOS ARENOSOS:METODO DE BLENCH

El método de Altunin se recomienda para material granular. No es apto para cauces con material cohesivo, se obtienen valores congruentes para ríos con arena.Está basado en datos y observaciones en la Unión Soviética, aplicable a ríos de gravas y material aún más grueso

El método de Blench se recomienda para cauces con material cohesivo o formados en arena fina. (D50 < 1mm).Para D50 > 1mm, se empiezan a obtener resultados absurdos.

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