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CURSO DISEO DE PRESAS

UNIDAD 01. Planeamiento y Propsito del

Almacenamiento. Resumen elaborado por Ing. Teresa Velsquez Bejarano.

Docente Principal del DRAT-FIA-UNALM.

FUENTE . DESIGN OF SMALL DAMS. BUREAU OF RECLAMATION.

. DISEO DE PRESAS. MARSHALL.

. DISEO DE ESTRUCTURAS HIDRAULICAS. CORP OF ENGINEERS

1.0 INTRODUCCION

Una Obra de Regulacin es utilizada en un sistema Hidraulico en casos de carecer

del Recurso Hidrico en pocas de Estiaje.

Ing Teresa Velasquez Bejarano 2

AREAS INCORPORADAS

Recursos Hdricos en una Cuenca

Hidrogrfica.

AREAS MEJORADAS

CENTRAL

HIDROELECTRICA

EMBALSE

CANAL

CUENCA SECA

CUENCA HUMEDA

EMBALSE

TUNEL

AREAS INTERVALLE

CANTIDAD DEL RECURSO HIDRICO CALIDAD DEL RECURSO HIDRICO OFERTA DE LOS RECURSOS HIDRICOS DEMANDA DE LOS RECURSOS HIDRICOS

.

Vista Fuente INADE Ing Teresa Velasquez Bejarano 3

DIAGRAMA TOPOLOGICO DE LA CUENCA DEL RO SANTA

Embalse

Parn

400

C.H. Can del Pato

405

Toma Can del Pato

Ro Paria

C.H. Pariac

Toma Pariac

Ro Parn

Ro

San

ta

401

Embalse

Collicocha

Ro Los Cedros

402

Ro Quitaracsa

C.H. Quitaracsa

403

404 Reservorio

QuitaracsaEmbalse Existente

Embalse en Proyecto

Reservorio Diario/Semanal

Existente

Reservorio Diario/Semanal

en Proyecto

Bocatoma Existente

Bocatoma en Proyecto

Central Hidroelctrica

Existente

Central Hidroelctrica

en Proyecto

Canal/Tnel Existente

Canal/Tnel en Proyecto

Diagrama Pluviales de Proyectos y Afianzamiento Hidrulico.

Ing Teresa Velasquez Bejarano 4

2.0 Que es una presa?

Ing Teresa Velasquez Bejarano 5

Diversos estudios muestran que en el

Per existen alrededor de 120 presas

de mediana y gran envergadura

construidas entre Presas de Tierra,

Enrocado con diversas variantes de

espaldn, Concreto en sus diversas

variantes, Presas derivadoras y

presas de relave, todas ellas ubicadas

en diversas Regiones del Pas entre la

Costa, Sierra y Selva.

Estadsticas de

Presa en el Per

Presa Condoroma- Presa de Enrocado

24/08/2015 TVB- Drat- FIA 6

La mayora de las Presas peruanas, 45 % estn construidas en Presa de

Tierra, 33% de Presas han sido construidas en material de concreto en sus

diversas variantes, 13% con presas de Albailera y 9% son de Enrocado.

Estadsticas de

Presas en el Per

Presa Yuracmayo- Presa de Tierra

24/08/2015 TVB- Drat- FIA 7

Presa construida CUENCA CHANCAY LAMBAYEQUE

PRESA TINAJONES Con una capacidad de almacenamiento de 331.55 millones de metros cbicos, es la cuarta ms grande

del pas, despus de Poechos, Lagunillas y Gallito Ciego. Est situada en la provincia de Chiclayo,

departamento de Lambayeque.

La Presa Tinajones es de Tierra ZONIFICADA con un ncleo central (vertical) de material arcilloso,

cuerpos de contencin de la presa aguas arriba y aguas abajo del ncleo de materiales gravosos

(arenosos y limosos), longitud de coronacin de la Presa principal 2,382 m.

24/08/2015 TVB- Drat- FIA 8

La Presa GALLITO CIEGO es de Material suelto, tierra zonificada, de 105.0 metros de altura. La Altura

de Presa es 105.00 m, longitud de la corona 797.00 m, ancho Mximo de base 473.00 m. Tiene una

capacidad de almacenamiento de 427 MMC.

Dimetro de salida del Tnel 2.00 m con dos Vlvulas de capacidad de 70 m3/s c/u.

El Aliviadero diseado para descargar un caudal de 1,630.00 m3/s, cuenta con una longitud de 85.0 m, la

cada natural altura 42.00 m.

CUENCA JEQUETEPEQUE ZAA PRESA GALLITO CIEGO

24/08/2015 TVB- Drat- FIA 9

Presa construida

CUENCA DEL RIO SANTA

PRESA RESERVORIO SAN DIEGO

El reservorio San Diego se encuentra ubicada en la margen derecha del ro Santa, a una distancia

aproximada de 15 Km. aguas abajo de la ciudad de Caraz. Los reservorios se encuentran emplazados en

la margen derecha del Ro Santa, sobre dos terrazas ubicadas aguas abajo de la Bocatoma e

interconectadas mediante un tnel de conexin que une hidrulicamente los embalses, y trabajan como

vasos comunicantes. Los taludes de los reservorios son de 2H: 1V.

Los Volmenes de Almacenamiento para la Segunda Alternativa: 565 450 m3.

24/08/2015 TVB- Drat- FIA 10

Presa construida CUENCA DEL RIO SANTA

PRESA RAJUCOLTA

La Laguna Rajucolta conocida tambin como Laguna Tambillo es el punto de inicio de la quebrada Pariac,

afluente del ro Santa por su margen derecha. El rea de la cuenca asciende a 17.78 Km2, comprendiendo

11.26 Km2 de rea de nevados. Presa de tierra, constituida por 02 materiales; el primero, ubicado en la

cara aguas arriba, material limo arenoso de hasta 3 como mximo de dimetro, que cumple la funcin de material impermeable

Tiene un volumen til de unos 10.79MMC, una capacidad de descarga de hasta 2.50 m3/s, cuyo caudal es

entregado al ro Pariac y luego llega al ro Santa.

24/08/2015 TVB- Drat- FIA 11

3.0 CLASIFICACIN DE UNA OBRA

DE REGULACION

Ing Teresa Velasquez Bejarano 12

Segn el uso

- Almacenamiento Estacional:

Anual.- El reservorio es llenado anualmente y utilizado el recurso almacenado en el estiaje de ese mismo ao.

Multianual.- El reservorio puede ser llenado en ms de un ao utilizado el recurso almacenado cada dos ms aos.

Almacenamiento Diario:

El reservorio es llenado en algunas horas del da y descargado durante las siguientes horas del mismo da

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Segn la envergadura del

Almacenamiento ( Bureau of Reclamation)

Presas Pequeas Almacenamientos represados con

Obras de Regulacin Presas con

alturas no mayores de 15 metros.

Presas Medianas

Almacenamientos represados con

Obras de Regulacin Presas con

alturas entre 15 y 50 metros.

Presas Grandes

Almacenamientos represados con

Obras de Regulacin Presas con

alturas mayores de 50 metros.

Ing Teresa Velasquez Bejarano 14

Segn los objetivos del almacenamiento.

. Irrigacin.

. Generacin de energa elctrica.

. Control de avenidas.

. Abastecimiento de agua potable.

. Acuicultura.

. Recreacin.

. Retencin de sedimentos.

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Cundo es requerida una Obra de Regulacin

en un Sistema Hidrulico?

- Cuando los caudales requeridos

por las Demandas del Sistema son

menores que las Ofertas de la

Cuenca Colectora.

- Cuando se ha detectado un Dficit

de los Recursos en el Proyecto en

poca de Estiaje

- Otros que impliquen su

planteamiento en el Sistema

Hidrulico

D IA G R A MA T O P O L O G IC O D E L A C U EN C A D EL R O SA N T A

E mbalse

P ar n

4 0 0

C .H . C an de l Pa to

405

T oma C an del Pa to

R o Par ia

C .H . Par iac

T oma Par iac

R o P ar n

Ro

Sa

nta

401

E mbalse

C o llicocha

R o Los C edros

402

R o Qu ita racsa

C .H . Qu ita racsa

403

404 R eserv or io

Qu ita racsaE m balse E x is tente

Em balse en P royec to

Reservorio D iario/Sem anal

Ex is tente

Reservorio D iario/Sem anal

en P royec to

Bocatom a E x is ten te

Bocatom a en Proyec to

Central H idroelc tric a

Ex is tente

Central H idroelc tric a

en P royec to

Canal/Tne l E x is tente

Canal/Tne l en P roy ec to

Ing Teresa Velasquez Bejarano 16

16

14

12

10

8

6

4

2

En Fb Mr Abr My Jn Jl Ag St Oct Nov Dic

Tiempo (meses)

Dficit en Estiaje 1Dficit en Estiaje 2

C audal M ed io

D emanda 2 C audal M ed io

D emanda 1

Distribucin de Caudales Medios Mensuales (m3/s)

Caudal

(m3

)

Curva de Duracin

22

20

18

Caudal

m3

/s 16 Distribucin de la Oferta

14

12

10

8

6

4 Deficit

Caudal Medio Demanda

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

% Tiempo

Distribucin del Hidrograma de Caudales en una

Cuenca para un ao Normal

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Cmo podemos afianzar los Recursos Hdricos de una

Cuenca con Obras de Regulacin en un Sistema Hidrulico ?

- Con Presas de Regulacin ubicadas aguas arriba del Proyecto y en la misma Cuenca Colectora

- Con Presas de Regulacin ubicadas en Cuencas aledaas o vecinas, transportando los Recursos de otras Cuencas a travs de Transvases, mediante canales, Estaciones de Bombeo, Sifones, Tneles.

Ing Teresa Velasquez Bejarano 18

Sitios para ubicacin de Obras de Regulacin

Cauce de un ro, Quebradas, Lagunas, mrgenes del ro, Ojos de Agua u otra fuente.

Cartas Nacionales 1:100,000, Catastrales 1:25,000, Fotos Areas. PASO PRELIMINAR para establecer los lugares posibles.

Se recomienda: REALIZAR EL RECONOCIMIENTO DE CAMPO.

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RESERVORIOS SIN BOQUILLA

Reservorio San Diego- Central Hidroelctrica Can del Pato.

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RESERVORIOS CON BOQUILLA

Cuenca Pativilca

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CON LOS ESTUDIOS BASICOS SE DETERMINA LA CAPACIDAD,

TAMAO DEL RESERVORIO y ALTURA DE LA OBRA DE REGULACION

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CAPACIDAD Y TAMAO DEL RESERVORIO

ALTURA

DE LA

PRESA

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TOPOGRAFIA DEL SITIO DE PRESA

Ing Teresa Velasquez Bejarano 24

Plano de delimitacin de la cuenca de la Quebrada Santa Cruz y

alternativas

Eje de Presa Vaso del

Reservorio

Descarga

Aguas Abajo

Estudios en la zona

de canteras o

materiales

Estudios en el eje de

Boquilla. Vaso y

descarga

Impactos de

la zona

inundada

BENEFICIADOS

O

AFECTADOS

GEOLOGIA

Proporcionan datos Bsicos para los investigadores de:

ESTUDIO DE CIMENTACIONES SELECCIN DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION

COSTOS UNITARIOS DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION

EVALUACION DE FLUJOS SUBTERRANEOS

EVALUACION DEL RECURSO SUELO

INVESTIGACIONES ECOLOGICAS

Que importancia tienen los estudios

Geolgicos?

BOQUILLA DE LA LAGUNA ARHUAYCOCHA

Material de la Morrena frontal de Laguna

ARHUAYCOCHA

GEOLOGIA LOCAL DE ARHUAYCOCHA

Estudios Geotcnicos

Laboratorio de Mecnica de Suelos:

Granulometra por Tamizado

Granulometra por Sedimentacin

Limite Liquido

Limite Plstico

Permeabilidad

Gravedad Especfica en Slidos

Corte Triaxial Cu

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Estudio de Peligro Ssmico

Fuentes

Superficiales

Fuentes

Intermedias

Fuente

Profunda

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Estudio Hidrolgico

Precipitacin y Evaporacin

Anlisis de Mximas Avenidas

Funciones de Distribucin de Probabilidades

usadas en Hidrologa

Caudales Medios Mensuales

Balance Hdrico

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6

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En Fb Mr Abr My Jn Jl Ag St Oct Nov Dic

Tiempo (meses)

Dficit en Estiaje 1Dficit en Estiaje 2

C audal M ed io

D emanda 2 C audal M ed io

D emanda 1

Distribucin de Caudales Medios Mensuales (m3/s)

Caudal

(m3

)

Curva de Duracin

22

20

18

Caudal

m3

/s 16 Distribucin de la Oferta

14

12

10

8

6

4 Deficit

Caudal Medio Demanda

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

% Tiempo

DISTRIBUCIN DEL HIDROGRAMA DE CAUDALES EN UNA CUENCA PARA UN AO NORMAL

33

Cuenca del Ro Higueras

A=700 Km2 Qmuestreo=7 m3/seg

Cuenca Quebrada Huancachupa A=186 Km2

Qmuestreo= 0.5m3/seg

Cuenca del Ro Huertas A=1943 Km2

Qmuestreo= 13 m3/seg

Huanuco

Santa Maria del Valle

Ambo

Cuenca del Ro Garbanzo A=421 Km2

Qmuestreo=5 m3/seg

Tomayquicha

Conchamarca

Cayran

Histograma de Precipitaciones Mensuales

Estacin Pluviomtrica El Aeropueto - Hunuco : Perodo 1970-2006

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E MS E MS E MS E MS E MS E MS E MS E MS E MS E MS E MS E MS E M S E M S

Aos

Pre

cip

itaci

n M

ensual (m

m)

1970 199019851975 1980 20051995 2000

Caudal Promedio Mensual (m3/s)

Estacin Hidromtrica Puente Taruca : Perodo 1966-1993

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

1966

1968

1970

1972

1974

1976

1978

1980

1982

1984

1986

1988

1990

1992

Ca

ud

al p

rom

ed

o (m

3/s

)

Cuenca del Ro Higueras

A=700 Km2 Qmuestreo=7 m3/seg

Cuenca Quebrada Huancachupa A=186 Km2

Qmuestreo= 0.5m3/seg

Cuenca del Ro Huertas A=1943 Km2

Qmuestreo= 13 m3/seg

Cuenca del Ro Garbanzo A=421 Km2

Qmuestreo=5 m3/seg

ESTIMACION DEL VOLUMEN UTIL Y NAMO

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ESTIMACION DEL NAME

El trnsito de avenidas en vasos es un procedimiento que sirve para determinar el hidrograma de salida de una presa dado un hidrograma de entrada.

El trnsito de avenidas en vasos se usa, como en la simulacin de funcionamiento de vasos, la ecuacin de continuidad: I O = dV / dt.

Ing Teresa Velasquez Bejarano 37

GRACIAS POR SU ATENCION tvelasquez@lamolina.edu.pe

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