CURSO ESPECIALISTA EN REDES DE RIEGO, AUTOMATIZACIN Y TELECONTROL

TEMA: CRITERIOS GENERALES DE DISEO DE UNA BALSADE UNA BALSAPONENTE: J. Batiste Torregrosa Soler

NDICE.-

Introduccin.-Tipos de balsas.-Estudios previosEstudios previos.-Anlisis de la estabilidad.-Drenajes.-Drenajes.Obras de entrada.-Obras de Salida.-Problemtica de las tomas y conducciones que

atraviesan el dique.AliviaderosAliviaderos.-Obras auxiliares.-Auscultacin.-Auscultacin.

INTRODUCCIN.-

ORIGEN HISTRICO.-

DIFERENCIA ENTRE PRESAS Y BALSAS.-

FUNCIONES.-

ORIGEN HISTRICO.-A MEDIADOS DE LOS AOS 60 EN EL LEVANTE ESPAOLA MEDIADOS DE LOS AOS 60 EN EL LEVANTE ESPAOL.

RAZONES DE AUGE:FALTA DE GARANTA DEL RECURSO EN LOS NUEVOS FALTA DE GARANTA DEL RECURSO EN LOS NUEVOS REGADOS (Aguas superficiales (TTS) y subterrneas) .ENCARECIMIENTO DE LA MANO DE OBRA Y ELIMINACIN DE LOS RIEGOS NOCTURNOSELIMINACIN DE LOS RIEGOS NOCTURNOS.IMPLANTACIN DEL RIEGO LOCALIZADO.INCORPORACIN DE LAS AGUAS RESIDUALES AL RIEGO.RIEGO.

DIFERENCIA ENTRE PRESAS Y BALSAS - DIFERENCIA ENTRE PRESAS Y BALSAS.

PRESAS BALSAS SE EMPLAZAN EN ROS FUERA DE LOS ROS

CAUDALES PROCEDENTES DE ESCORRENTAS NO CONTROLADOS

CAUDALES PERFECTAMENTE CONOCIDOS, CONTROLADOS A VOLUNTAD

MATERIALES SELECCIONADOS MATERIALES PROCEDENTES DE LA EXCAVACIN DEL VASO

SOLO SE IMPERMEABILIZA LAPRESA Y EL CIMIENTO (requiere vasos impermeables)

SE IMPERMEABILIZA TODO EL VASO (no se requieren impermeabilidad en el vaso)

SE ADMITEN FILTRACIONES (coste nulo del agua)

NO SON ADMISIBLES LAS FILTRACIONES (coste importante del agua)

F EN E L E E F LFRENTE A CUALQUIER EVENTUALIDAD ES DIFICIL ACTUAR

ES FCIL ACTUAR

FUNCIONES FUNCIONES.-

Regulacin estacional (Almacenamiento).

Regulacin de la red de riego:Caudales.Presiones (EXIGENCIA DE COTA).

Otras funciones:Disminucin de costes energticos.Reserva de seguridad.

TIPOS DE BALSAS - TIPOS DE BALSAS.IMPERMEABILIZACIN.NIVEL FRETICO.EMPLAZADAS EN CURSOS DE AGUAEMPLAZADAS EN CURSOS DE AGUA.

TIPOS DE IMPERMEABILIZACIN.-

ArcillasArcillas.

Lminas plsticas impermeables (geomembranas) (las ms numerosas)numerosas).

Asflticas.

Hormign.

IMPERMEABILIZACIN CON ARCILLA

IMPERMEABILIZACIN CON ARCILLA

IMPERMEABILIZACIN CON GEOMEMBRANAS IMPERMEABILIZACIN CON GEOMEMBRANAS.

PROBLEMTICA GENERAL:VASO PERMEABLE.V E ME LE.DIQUE PERMEABLE.INESTABILIDAD FRENTE A LA EROSIN INTERNA.DEFORMACIONES IMPORTANTES DIFERENCIALES.

SOLUCIN GENERAL:9PANTALLA FLEXIBLE E IMPERMEABLE GEOMEMBRANA

Retiene las

9EROSIN INTERNA FILTRO DREN CHIMENEA

Retiene laspartculas.

Deja pasar elDeja pasar el agua sin fuerzade arrastre

IMPERMEABILIZACIN CON GEOMEMBRANAS IMPERMEABILIZACIN CON GEOMEMBRANAS

Lmina

Geotextil

Fino cohesivo

IMPERMEABILIZACIN CON GEOMEMBRANAS - IMPERMEABILIZACIN CON GEOMEMBRANAS.

PUNTOS CRTICOS:

9Radiacin solar (envejecimiento).

9Punzonamiento.

9Anclaje.

9Succin elica.

9Dilatacin trmica.

9Enlace con puntos duros.

IMPERMEABILIZACIN ASFLTICA.

Problemtica: Problemtica:

Vaso indeformable (asientos pequeos y no bruscos).

Construccin del dique con materiales seleccionados (Tecnologa de presa).

Participacin de empresas especializadas en la confeccin y manejo de Asfalto para obras hidrulicas.

REQUISITOS BSICOS DE LA IMPERMEABILIZACIN ASFLTICA.-

FlexibleFlexible.

Impermeable.

No deslice.

Resistente a la intemperieResistente a la intemperie.

Resistente al envejecimiento

IMPERMEABILIZACIN ASFLTICATIPOLOGA DE LA IMPERMEABILIZACIN ASFLTICATIPOLOGA DE LA IMPERMEABILIZACIN ASFLTICA.-

Capa drenante: Capa de alta porosidad ; 18-25%, se usa como drenajeo como control de prdida de agua.

Capa de binder: Capa semi-porosa; porosidad 10-15%.Su funcin principal es la de estabilizar e igualar el subsueloas como ser ir de entilacinas como servir de ventilacin.

Capa impermeable: Elemento principal de la retencin de agua, porosidad < 3%

Capa de mastic: Capa de proteccin contra la accin de los rayos ultravioleta y sellado de poros superficiales; no es impermeable.

NIVEL FRETICO - NIVEL FRETICO.

EMPLAZADAS EN CURSOS DE AGUA - EMPLAZADAS EN CURSOS DE AGUA.

ESTUDIOS PREVIOS.-Estudios hidrolgicos.-

Ti i d i ( i d )Tienen un inters secundario (evacuacin de escorrentas).Mtodo ms aconsejable: Tmez (instruccin de carreteras).

E t di l iEstudios geolgicos.-Terrenos geolgicos presentes.Permeabilidad.TectnicaTectnica.Sismicidad.

Estudios geotcnicos -Estudios geotcnicos.-Objetivos:

Determinar el comportamiento esperable del cimiento.Conocer las caractersticas mecnicas del material del diqueConocer las caractersticas mecnicas del material del dique.(cohesin efectiva y ngulo de rozamiento efectivo secos y saturados)

Ensayos bsicos:yGranulometra completa y Lmites de atterberg.Triaxial si lo permite el tamao de las partculas. (no corte directo).Edmetro en su caso.Dispersin.

Tablas.

Estudios geotcnicos.-TABLA DE PROPIEDADES MECNICAS BUREAU OF RECLAMATION

Realizar los ensayos para la clasificacinRealizar los ensayos para la clasificacind l s su l s p l sist m d l s su l s p l sist m ASTMASTMde los suelos por el sistema de los suelos por el sistema ASTMASTM..

Utilizar las tablas del Bureau ofUtilizar las tablas del Bureau ofR l iR l i l l d l l l l d l lReclamationReclamation para los valores del ngulopara los valores del ngulode rozamiento y la cohesin efectivas.de rozamiento y la cohesin efectivas.

Obtener la densidad correspondiente Obtener la densidad correspondiente al 100% del al 100% del PNPN segn ensayo.segn ensayo.

En caso de que la granulometra En caso de que la granulometra lo permita y se necesite lo permita y se necesite precisarprecisarobtener el ngulo de rozamientoobtener el ngulo de rozamientoobtener el ngulo de rozamientoobtener el ngulo de rozamientoy la cohesin del suelo, utilizar ely la cohesin del suelo, utilizar elensayo ensayo triaxialtriaxial..

Estudios geotcnicos.- Escolleras.

ngulorozamiento&presinconfinamiento

y = -2,919ln(x) + 52,352R = 0,9999

45,00

50,00

55,00

60,00

r

o

z

a

m

i

e

n

t

r

o

(

)

30,00

35,00

40,00

0,10 1,00 10,00 100,00 1000,00

n

g

u

l

o

r

alturaescollera(metros)

ngulorozamiento&presinconfinamiento

ANLISIS DE LA ESTABILIDAD.- MTODOS CLSICOS.-

F ll i b d i d di t (S fi i d d li i t i l )Fellenius o rebanadas independientes (Superficies de deslizamiento circulares).-Bishop (Superficies de deslizamiento circulares).-Janbu (Superficies de deslizamiento de forma cualquiera).-Talud infinito ( para deslizamientos superficiales)Talud infinito ( para deslizamientos superficiales)

HIPTESIS DE CLCULO:Balsas impermeabilidades con arcilla.

Talud de aguas arriba:Talud de aguas arriba:oAl final de la construccinoDesembalse rpido

Talud de aguas abajo:g joAl final de la construccinoEmbalse lleno

Balsas con pantalla en el talud interior (geomembranas y asfltica)Balsas con pantalla en el talud interior (geomembranas y asfltica)Talud seco

COEFICIENTE DE SEGURIDAD.-Categora de presa

Tipo de situacin A B C

Normal 1,5 1,4

Accidental 1,3 1,2

Extrema 1,1 >1,0

ANLISIS DE LA ESTABILIDAD.-

DRENES.- DRENES ESTRUCTURALES

DRENES - drenes estructurales DRENES. drenes estructurales

DRENES.- drenes estructurales

DRENES.- DRENES DE VASO.-

OBRAS DE ENTRADA.-9Por coronacin (en cualquier caso mediante estructuras de proteccin).-Geomembranas:

Vertido directo mediante tubera (caudales muy pequeos)Vertido directo sobre lmina cualquier caudal (calado inferior a 15 cm.)Mediante canal de fbrica (cualquier caudal) equipadas con estructuras de amortiguacin en el fondo.

OBRAS DE ENTRADA.-9Por el fondo (en cualquier caso mediante estructuras de proteccin-primer llenado)p )

Geomembranas:Mediante arqueta de laminacin y caudal inferior a 15 cm. cualquier caudal primer llenado.Mediante tubera (calado inferior a 15 cm. primer llenado)

OBRAS DE SALIDA (por el fondo).- Funciones:

Caudal de servicio.Desage de fondo.Desage de emergencia.

Alojamiento a travs del dique:En galera visitable.Alojada en conduccin de proteccin (balsas muy pequeas).N l j l d i l Nunca alojar las conducciones en contacto con el terreno.

OBRAS DE SALIDA - Tomas elevadas - OBRAS DE SALIDA. Tomas elevadas.

PROBLEMTICA DE LAS TOMAS Y CONDUCCIONES QUE ATRAVIESAN EL DIQUE 9Erosin interna asociada

a las tomas de fondo y conductos que atraviesan el diquedique

ALIVIADEROS.-9Funcin secundaria (No existen Avenidas).9Siempre se deben colocar.p9Problemtica de la confianza en el control automtico

Vista de la zona devastada por el vertido por coronacin (4 hm3 en veinte minutos) debido a un fallo de software en la parada del grupo de bombeo en la balsa hidrolectrica deTaum-Sauk (Missouri EEUU)

ALIVIADEROS.-9Tipos:p

Tubo.Rectangulares.Baden.Lateral.Laberinto.Morning glory

OBRAS AUXILIARES - OBRAS AUXILIARES.

BERMA.- Problemas de inestabilidad.

P

T

R

c

c/2 c/2

T

senTP = 2

2

2

max 161

2 hLLpT +

=

)sen(Tf maxcv = )cos(Tf maxch = )sen(Tf maxfv += )cos(Tf maxfh +=

KL

h16L1

LL

PP

2

2

2t

2

2tp =

+=

tp LLqP= y tp LLKqP =

h16L

1LP

2

2ppt

+

2

2ppp

maxp, h16L

12LP

T +=

tpt LLK

qP += y tpp LLKqP +=

h162

2

2ttt

maxt, h16L1

2LPT +=

PROFUNDIDAD(m)

PENDIENTE V1/H

ZANJA COR0NACION ZANJA FONDO LASTRE FONDO

hormign

LASTREFONDO

agua ANCHO

(cm)PROFUNDIDAD

(cm)ANCHO

(cm)ALTO(cm)

ANCHO(cm)

ALTO(cm)

PROFUNDIDAD(cm)(cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm)

6 2 30 60 30 60 30 30 75 6 2,5 30 60 30 60 30 30 65 6 3 30 60 30 60 30 30 60 6 3,5 30 60 30 60 30 30 60 8 2 30 60 50 60 30 30 85 8 2,5 30 60 50 60 30 30 75 8 3 30 60 50 60 30 30 70 8 3,5 30 60 60 70 30 30 65

10 2 30 60 50 60 30 30 9010 2 30 60 50 60 30 30 9010 2,5 30 60 50 70 30 30 85 10 3 40 60 50 70 30 30 75 10 3,5 50 60 70 80 30 30 70 15 2 30 60 70 80 30 30 105 15 2,5 50 60 70 80 40 40 9515 3 60 60 80 90 40 40 90 15 3,5 70 70 80 90 40 40 85 20 2 50 60 70 80 40 40 120 20 2 5 60 70 80 90 40 40 11020 2,5 60 70 80 90 40 40 11020 3 60 80 90 100 40 40 100 20 3,5 60 80 100 110 40 40 95

Dimensiones de zanja, entrega de la geomembrana, y profundidad mnima para anclaje de fondo para geomembrna de PEAD de 2mm

OBRAS AUXILIARES.- Anclaje succin elica y coronacin.

OBRAS AUXILIARES.- Vallado perimetral y estructuras de salida de personas y animales.

AUSCULTACIN.-La bsica es la hidrulica.Ni l i li i i t l dNivelacin y colimacin en coronacin y taludes.

Piezmetros.Inclininmetros.

CURSO ESPECIALISTA EN REDES DE RIEGO, AUTOMATIZACIN Y TELECONTROL

TEMA: CRITERIOS GENERALES DE DISEO DE UNA BALSADE UNA BALSAPONENTE: J. Batiste Torregrosa Soler