DISEÑO DE PRESAS DE TIERRA Y ENROCADO EN EL PERÚ · 2020. 11. 12. · Figura N° 5.3.1.1-2 Vista...

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DISEÑO DE PRESAS DE TIERRA Y ENROCADO EN EL PERÚ - HISTORIA, PERSPECTIVAS Y TENDENCIAS

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA

Teresa Velásquez Bejarano

DISEÑO DE PRESAS DE TIERRAY ENROCADO EN EL PERÚ

Historia, Perspectivas y Tendencias

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TERESA VELÁSQUEZ BEJARANO

Teresa Velásquez BejaranoDiseño De Presas De Tierra y enrocaDo en el PerúHistoria, Perspectivas y Tendenciaslima: Fondo editorial - UnalM. 2014; 198 p.

© Teresa Velásquez Bejarano© Universidad nacional agraria la Molina av la Universidad s/n la Molina

Derechos reservadosisBn : n° 978-612-4147-20-3Hecho el Depósito legal en la Biblioteca nacional del Perúregistro : n° 2014-08715

Primera edición: mayo de 2014 - Tiraje: 500 ejemplaresimpreso en Perú – Printed in Peru

coordinación editorial:José carlos Vilcapoma

Diseño y diagramación de carátula:roxana Perales Flores

Diseño, diagramación e impresión : Q y P impresores s.r.lav. ignacio Merino 1546 lincee-mail: [email protected]

Queda terminantemente prohibida por la ley del Perú la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico, químico, óptico, incluyendo sistema de fotocopiado, sin autorización escrita de la Universidad nacional agraria la Molina y de los autores. Todos los conceptos expresados en la presente obra son responsabilidad de los autores.

UniVersiDaD nacional aGraria la Molina

Dr. Jesús Abel MeJíA MArcAcuzcoRector

Dr. Jorge luis AliAgA gutiérrezVicerrector Académico

Mg.sc. efrAín DonAlD MAlpArtiDA inouyeVicerrector Administrativo

Dr. José cArlos VilcApoMAJefe del Fondo Editorial

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A mis padres,a mi hija María Luisa,

A mi esposo Douglasy a mi hermano Leo.

Gracias por sus enseñanzas,su amor y su apoyo incondicional.

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Contenido

PresentaCión 13

prólogo 15

capítulo iintroduCCión 17 1.1 Antecedentes de represamientos en el Perú 18 1.2 Alcances del trabajo 19

capítulo iiobjetivos 21 2.1 Objetivo principal. 21 2.2 Objetivosespecíficos 21

capítulo iiiConCeptos básiCos de presas de tierra y enroCado 23 3.1 Presas y reservorios de agua 23 3.2 Clasificacióndelaspresasdetierrayenrocado 24 3.3 Términosydefinicionesdeunapresa 25 3.4 Clasificacióndepresas 30 3.4.1Segúneluso 30 3.4.2 Según a topografía 31 3.4.3 Según los materiales 33 3.5 Tipos de presas de tierra y enrocado 35 3.6Tiposdecimentaciónenpresasdetierrayenrocado 40 3.7Materialesdisponiblesparalaconstruccióndeunapresa 50 3.8Seleccióndeltipodepresa 50 3.9Estabilidadenpresasdetierrayenrocado. 50

capítulo iVMateriales y Metodología 55 4.1 Materiales 55 4.1.1 Informacióncartográfica 55 4.1.2 Informacióngeológica,geomorfológica,investigacionesgeotécnicas55 4.1.3 Estudios y proyectos existentes 56 4.2 Metodología de trabajo 58

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capítulo Vresultados 61 5.1 Presas de tierra y enrocado construidas a nivel nacional 61 5.1.1 Inventario. 62 5.1.2 Diagnósticodelascaracterísticasmásimportantes 69 5.1.2.1 Uso 69 5.1.2.2Tipoyalturadepresas 70 5.1.2.3Volumenalmacenadoyubicación 71 5.1.3 Evaluación 72 5.2 InventariodepresasdetierrayenrocadoenlaregiónhidrográficaPacífico 73 5.3 Descripcióndelaspresasdetierrayenrocadoconstruidasyen estudio en las cuencas seleccionadas 94 5.3.1 CuencaChira 95 5.3.1.1PresaPoechos 95 5.3.2 Cuenca Piura 97 5.3.2.1 Presa Los Ejidos 97 5.3.3 Cuenca Olmos 98 5.3.3.1 Presa Olmos 98 5.3.3.2PresaLimón(trasvase) 99 5.3.4 CuencaChancay-Lambayeque 101 5.3.4.1PresaTinajones 101 5.3.5 CuencaJequetepeque-Zaña 103 5.3.5.1PresaGallitoCiego 103 5.3.6 CuencaSanta 105 5.3.6.1PresaSanDiego 105 5.3.6.2PresaLagunaParón 107 5.3.6.3PresaCullicocha 108 5.3.6.4PresaAguascocha 111 5.3.6.5PresaShallap 113 5.3.6.6 Presa Rajucolta 117 5.3.6.7PresadeSeguridaddelalagunaPacliashcocha 120 5.3.6.8PresadeSeguridaddelalagunaPaciash 122 5.3.6.9PresadeSeguridaddelalagunaArhuaycocha 126 5.3.7 Cuenca Pativilca 129 5.3.7.1PresaViconga-Ampliaciondelreservorio 131 5.3.7.2 Presa Jatuncuyoc 132 5.3.7.3 Presa Guanacpatay 133 5.3.7.4 Presa Jurau 134 5.3.7.5 Presa Desagüe 135 5.3.7.6 Presa Tancan 136 5.3.7.7PresaJuitococha 137 5.3.7.8PresaJahuacocha 137 5.3.8 Cuenca Huaura 139 5.3.8.1PresaCochaquillo 139

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5.3.9 CuencaChancay-Huaral 140 5.3.9.1PresaQuisha 140 5.3.9.2PresaAguashuman 142 5.3.9.3 Presa Purapa 143 5.3.10CuencaChillón 144 5.3.10.1PresaPatahuay 145 5.3.10.2PresaLagunasdeMellizasdeTuctococha 145 5.3.11 Cuenca Rímac 146 5.3.11.1 Presa Yuracmayo 146 5.3.12 Cuenca Lurín 147 5.3.12.1PresaTuctococha 147 5.3.13CuencaMala 150 5.3.13.1PresaHuascacochaAyaviri 150 5.3.13.2PresaHuascacochaTanta 151 5.3.14CuencaCañete 152 5.3.14.1PresaTicllacocha 153 5.3.14.2PresaPiscococha 154 5.3.14.3 Presa Unca 155 5.3.14.4PresaChuspicocha 156 5.3.14.5PresaPaucarcocha 157 5.3.15 Cuenca Pisco 158 5.3.15.1PresaSistemaHuichinga 158 5.3.15.2PresaPultoc 160 5.3.15.3 Presa Santa Ana 163 5.3.16 Cuenca Ica 164 5.3.16.1PresaCcaracocha 164 5.3.17 Cuenca Camaná 165 5.3.17.1 Presa Condoroma 165 5.3.18CuencaQuilca-Vítor-Chili 166 5.3.18.1 Presa Aguada Blanca 166 5.3.18.2PresaBamputañe 167 5.3.18.3 Presa Pillones 168 5.3.18.4PresaElPañe 169 5.3.18.5PresaDiquedeLosEspañoles 171 5.3.19CuencaIlo-Moquegua 171 5.3.19.1 Presa Pasto Grande 171 5.3.20CuencaLocumba 173 5.3.20.1PresaLagunaAricota 173 5.3.21 Cuenca Caplina 175 5.3.21.1 Presa Paucarani 175 5.3.21.2PresaCularjahuira 177 5.3.21.3 Presa TurunTurun 179 5.3.21.4PresaCaliente 180 5.4 Tipo y secciones de presas en las cuencas seleccionadas. 183

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5.5 Tendencias de los parámetros más importantes de las presas de tierra y/o enrocado en las cuencas seleccionadas 184 5.5.1 Uso 185 5.5.2 Tipo y altura 186 5.5.3 Altura y volumen de almacenamiento 187 5.5.4Ubicaciónregionalyporcuencas 189 5.6 Perspectivas de las presas de tierra y enrocado en la regiónhidrográficaPacífico 189

capítulo ViConClusiones y reCoMendaCiones 193

referenCias bibliográfiCas 197

liSta DE FiGuRaS Y cuaDRoS

capítulo iii

FiguraN°3.1-1Ofertaydemandaderecursoshídricos-caso EstaciónPuenteTaruca 23FiguraN°3.2-1ImagendelapresaPoechos 24FiguraN°3.2-2Imagendereservasdeaguaparapequeñaagricultura 25FiguraN°3.3-1PresaAbelardoRodríguez.InformaciónGeneraldelProyecto 26FiguraN°3.3-2SeccióndelapresaTicllacocha.CuencaCañete 27FiguraN°3.3-3PresaCularjahuira,Tacna.ProyectodeReservaparaAgricultura 27FiguraN°3.4.2.1-1PresaSanDiego,ríoSanta 31FiguraN°3.4.2.2-1PresaTancan.CuencaPativilca 32FiguraN°3.4.2.3-1PresaChuspicocha,CuencaShullcas 32FiguraN°3.4.2.4-1PresaGallitoCiego.CuencaJequetepeque-Zaña 33FiguraN°3.5.1-1VariantesdeseccionesdePresashomogéneasozonificadas 36FiguraN°3.5.1.2-1Variacióndelostamañosdelosnúcleos impermeables para terraplenes 38FiguraNº3.5.2-1VariantesdeseccionesdePresasdeEnrocado 40FiguraN°3.6-1Variantesdecimentacionessegúnelsuelo 49FiguraN°3.9-1Distribucióndedovelasenunapresa 51CuadroN°3.5.1.1-1Taludesrecomendadosenpresashomogéneas sobre cimentaciones estables 37CuadroN°3.5.1.2-1Taludesrecomendadosenpresaszonificadas sobre cimentaciones estables 38CuadroN°3.5.1.3-1Amplitudmáximadelaola 39CuadroN°3.9-1Factoresdeseguridadmínimosparaelanálisisde estabilidad de presas de tierra 52

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capítulo V

FiguraN°5.1-1Imágenesdepresasconusoenagricultura,energía, abastecimiento de agua poblacional 68FiguraN°5.1.2.1-1PrincipalusodelaspresasconstruidasenelPerú 69FiguraN°5.1.2.1-2PresasenestudioenelPerúyelusoproyectado 69FiguraN°5.1.2.2-1TipodepresasconstruidasenelPerú 70FiguraN°5.1.2.2-2DistribuciónNacionaldelTipodePresasconstruidasporaltura 70FiguraN°5.1.2.2-3UbicacióndelasPresasconstruidasenlasregiones hidrográficasPacífico,AmazonasyTiticaca 71FiguraN°5.1.2.3-1Ubicacióndelaspresasconstruidasenlacosta,sierrayselva 72FiguraN°5.2-1MapaUnidadeshidrográficasdelPerú(RMN°033-2009-AG) 74FiguraN°5.3.1.1-1VistaPrincipaldelapresaPoechos 96FiguraN°5.3.1.1-2VistaaéreadelapresayreservorioPoechos 96FiguraN°5.3.1.1-3SecciónprincipaldelapresaPoechos 97FiguraN°5.3.2.1-1VistaprincipaldelapresaLosEjidos 98FiguraN°5.3.3.1-1VistaprincipaldelProyectoOlmos 99FiguraN°5.3.3.2-1VistaprincipaldelapresaLimón 100FiguraN°5.3.3.2-2SeccióndelapresaLimón 100FiguraN°5.3.4.1-1VistaprincipaldelapresaTinajones 101FiguraN°5.3.4.1-2VistadelapresaTinajones 102FiguraN°5.3.4.1-3SecciónprincipaldelapresaTinajones 103FiguraN°5.3.5.1-1VistadelapresaGallitoCiegoyobrashidráulicas 104FiguraN°5.3.5.1-2VistadelaPresaGallitoCiego 104FiguraN°5.3.5.1-3SecciónPrincipaldelapresaGallitoCiego 105FiguraN°5.3.6.1-1VistadeaguasabajohaciaaguasarribadelapresaSanDiego 106FiguraN°5.3.6.1-2VistadeaguasarribahaciaaguasabajodelapresaSanDiego 107FiguraN°5.3.6.2-1VistadelalagunaParón 108FiguraN°5.3.6.3-1VistadelalagunaCullicocha 109FiguraN°5.3.6.3-2VistadelareparacióndelapresaCullicocha 110FiguraN°5.3.6.3-3VistadelasestructurasdelapresaCullicocha 110FiguraN°5.3.6.4-1VistadelalagunaAguascochaantesdelrepresamiento 112FiguraN°5.3.6.4-2VistadelapresaAguascochaalfinaldesuconstrucción 112FiguraN°5.3.6.5-1VistadelapresaShallap 113FiguraN°5.3.6.5-2VistadelosaportesdelnevadoCarhuascanchaala lagunaShallap 114FiguraN°5.3.6.5-3VistadelosaportesdelnevadoCarhuascanchaalalaguna 114FiguraN°5.3.6.5-4VistadelaplantadelapresaShallap 116FiguraN°5.3.6.5-5SeccióntípicadelcuerpodelapresaShallap. 116FiguraN°5.3.6.6-1VistadelaplantadelapresaRajucolta 118FiguraN°5.3.6.6-2PlantadelapresaRajucolta 119FiguraN°5.3.6.6-3SeccióndelapresaRajucolta 119FiguraN°5.3.6.7-1VistadelalenguaglaciarenlalagunaPacliashcocha 121FiguraN°5.3.6.7-2PlantadelapresadeseguridadPacliashcocha 122FiguraN°5.3.6.7-3SeccióndelapresadeseguridadPacliashcocha 122

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FiguraN°5.3.6.8-1VistadelaBoquilladelalagunaPacliashconseñales delasavalanchasocurridas 123FiguraN°5.3.6.8-2PlantadeldesagüedelalagunaPacliash 125FiguraN°5.3.6.8-3SeccióndeldesagüedelalagunaPacliash 125FiguraN°5.3.6.9-1VistadelalenguaglaciarenlalagunaArhuaycocha 126FiguraN°5.3.6.9-2PlantadeldesagüedelalagunaArhuaycocha 128FiguraN°5.3.6.9-3SeccióndeldesagüedelalagunaArhuaycocha 128FiguraN°5.3.7-1Seccionestípicasdepresasdetierraconrellenoshomogéneos 130FiguraN°5.3.7-2Seccionestípicasdepresasdeconcreto 130FiguraN°5.3.7.1-1VistadelalagunaViconga 131FiguraN°5.3.7.2-1VistadelcierredelapresaJatuncuyoc 132FiguraN°5.3.7.3-1VistadelcierredelapresaGuanactapay 133FiguraN°5.3.7.4-1VistadelalenguaglaciarenlalagunaJurau 134FiguraN°5.3.7.5-1VistadelcierredelapresaDesagüe 135FiguraN°5.3.7.6-1VistadelcierredelalagunaTancan 136FiguraN°5.3.7.7-1VistadelcierredelalagunaJuitococha 137FiguraN°5.3.7.8-1VistadelcierredelalagunaJahuacocha 138FiguraN°5.3.8.1-1VistadelcierredelalagunaCochaquillo 140FiguraN°5.3.9.1-1VistadelcierredelalagunaQuisha 142FiguraN°5.3.10.2-1VistadelcierredelalagunaMellizasdeTuctococha 146FiguraN°5.3.11.1-1VistadelapresaYuracmayo 147FiguraN°5.3.12.1-1VistadelalagunaTuctococha 149FiguraN°5.3.12.1-2VistadelapresaTuctococha 149FiguraN°5.3.13.1-1VistadelcierredelalagunaHuascacochaAyavirí 151FiguraN°5.3.14.1-1VistadelaseccióndelapresaTicllacocha 154FiguraN°5.3.14.2-1VistadelaseccióndelapresaPiscococha 155FiguraN°5.3.14.3-1VistadelaseccióndelapresaUnca 156FiguraN°5.3.14.4-1VistadelaseccióndelapresaChuspicocha 158FiguraN°5.3.14.5-1VistadelalagunaPaucarcocha 158FiguraN°5.3.15.1-1VistadelSistemaHuichinga 161FiguraN°5.3.15.2-1VistadelalagunaPultoc 162FiguraN°5.3.17.1-1VistadelapresaCondoroma 165FiguraN°5.3.18.1-1VistadelapresaAguadaBlanca 167FiguraN°5.3.18.1-2VistadelaseccióndelapresaAguadaBlanca 167FiguraN°5.3.18.2-1VistadelapresaBamputañe 168FiguraN°5.3.18.3-1VistadelapresaPillones 169FiguraN°5.3.18.4-1VistadelapresaElPañe 170FiguraN°5.3.18.5-1VistadelapresaDiqueLosEspañoles 170FiguraN°5.3.18.5-2VistadelaseccióndelapresaDiqueLosEspañoles 171FiguraN°5.3.19-1VistadelapresaPastoGrande 172FiguraN°5.3.19-2VistadelaliviaderodelapresaPastoGrande 173FiguraN°5.3.19-3VistadelaseccióndelapresaPastoGrande 173FiguraN°5.3.20-1VistadelalagunaAricota 174FiguraN°5.3.21.1-1VistadelaplantadelapresaPaucarani 176FiguraN°5.3.21.1-2VistadelapresaPaucarani 176FiguraN°5.3.21.2-1VistadelaseccióndelanuevapresaCularjahuira 177

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FiguraN°5.3.21.2-2VistadelejepropuestoparalanuevapresaCularjahuira 178FiguraN°5.3.21.2-3VistadelapresaCularjahuiraactual 178FiguraN°5.3.21.3-1VistadelejedelaPresaTurunTurunenlaquebradaYungane 179FiguraN°5.3.21.3-2VistadelaseccióndelapresaTurunTurun 180FiguraN°5.3.21.4-1VistadelaseccióndelapresaCalientes 182FiguraN°5.3.21.4-2VistadelejeseccióndelapresaCalientes 182FiguraN°5.5.1-1UsodelaspresasconstruidasenlaregiónhidrográficaPacífico 186FiguraN°5.5.2-1PresasconstruidasenlaregiónhidrográficaPacífico 186FiguraN°5.5.2-2PresasconstruidasenlaregiónhidrográficaPacífico 187FiguraN°5.5.3-1PresasconstruidasenlaregiónhidrográficaPacífico 188FiguraN°5.5.3-2PresasconstruidasenlaregiónhidrográficaPacífico 188FiguraN°5.5.4-1PresasconstruidasenlaregiónhidrográficaPacífico 189FiguraN°5.6-1PresasenestudiosegúnsuusoenlaregiónhidrográficaPacífico 190FiguraN°5.6-2Volumentotaldepresasenestudiosegúnsuusoenla regiónhidrográficaPacífico 190FiguraN°5.6-3Usodelosvolúmenesalmacenadosdepresasenestudio, regiónPacífico 191FiguraN°5.6-4Distribucióndelosvolúmenesalmacenadosdepresasenestudio, regiónPacífico 192CuadroN°5.1.1-1PresasmásimportantesconstruidasenelPerúparausoen agricultura, energía y abastecimiento de agua poblacional 65CuadroN°5.2-1Inventariodelasprincipalespresasyembalsesconstruidosenla regiónhidrográficaPacífico.Cuencasdelosríos56Chira, 55 Piura y 53 Olmos 75CuadroN°5.2-2Inventariodelasprincipalespresasyembalsesconestudiosen laregiónhidrográficaPacífico.Cuencasdelosríos56Chira, 55 Piura y 53 Olmos 75CuadroN°5.2-3Inventariodelasprincipalespresasyembalsesconstruidas enlaregiónhidrográficaPacífico.Cuencasdelosríos52Motupe, 51Chancay-Lambayeque,50Zaña,48Jequetepequey46Moche 76CuadroN°5.2-4Inventariodelasprincipalespresasyembalsesconestudios enlaregiónhidrográficaPacífico.Cuencasdelosríos52Motupe, 51Chancay-Lambayeque,50Zaña,48Jequetepequey46Moche 77CuadroN°5.2-5Inventariodelasprincipalespresasyembalsesconstruidas enlaregiónhidrográficaPacífico.CuencadelríoSanta 78CuadroN°5.2-6Inventariodelasprincipalespresasyembalsesconestudios enlaregiónhidrográficaPacífico.CuencadelríoSanta 79CuadroN°5.2-7Inventariodelasprincipalespresasyembalsesconstruidasenla regiónhidrográficaPacífico.Cuencasdelosríos43Santay41Nepeña 80CuadroN°5.2-8Inventariodelasprincipalespresasyembalsesconestudiosenla regiónhidrográficaPacífico.Cuencasdelosríos43Santay41Nepeña 81CuadroN°5.2-9Inventariodelasprincipalespresasyembalsesconstruidosenla regiónhidrográficaPacífico.Cuencasdelosríos37Fortaleza36 y Pativilca, 34 Huaura 81

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CuadroN°5.2-10Inventariodelasprincipalespresasyembalsesconestudios enlaregiónhidrográficaPacífico.Cuencasdelosríos37 Fortaleza, 36 Pativilca y 34 Huaura 82CuadroN°5.2-11Inventariodelasprincipalespresasyembalsesconstruidos enlaregiónhidrográficaPacífico.Cuencadelrío33Chancay-Huaral 83CuadroN°5.2-12Inventariodelasprincipalespresasyembalsesconstruidos enlaregiónhidrográficaPacífico.Cuencadelrío33Chancay-Huaral 84CuadroN°5.2-13Inventariodelasprincipalespresasyembalsesconstruidos enlaregiónhidrográficaPacífico.Cuencasdelosríos32Chillón,31Rímacy30Lurín 85CuadroN°5.2-14Inventariodelasprincipalespresasyembalsesconstruidos enlaregiónhidrográficaPacífico.Cuencasdelosríos32Chillón,31Rímacy30Lurín 86CuadroN°5.2-15InventariodelasprincipalespresasyembalsesconstruidosenlaregiónhidrográficaPacífico.Cuencasdelosríos28Malay26Cañete 87CuadroN°5.2-16Inventariodelasprincipalespresasyembalsesconestudios enlaregiónhidrográficaPacífico.Cuencasdelosríos28Malay26Cañete 88CuadroN°5.2-17Inventariodelasprincipalespresasyembalsesconstruidos enlaregiónhidrográficaPacífico.Cuencasdelosríos27Omas,24SanJuan,23Pisco,22Icay20Acarí 89CuadroN°5.2-18Inventariodelasprincipalespresasyembalsesconstruidos enlaregiónhidrográficaPacífico.Cuencasdelosríos27Omas,24SanJuan,23Pisco,22Icay20Acarí 90CuadroN°5.2-19Inventariodelasprincipalespresasyembalsesconstruidos enlaregiónhidrográficaPacífico.Cuencasdelosríos12Ocoña,11Camaná,10Quillca-Vítor-Chili,9Tamboy7Ilo-Moquegua 91CuadroN°5.2-20Inventariodelasprincipalespresasyembalsesconstruidos enlaregiónhidrográficaPacífico.Cuencasdelosríos12Ocoña,11Camaná,10Quillca-Vítor-Chili,9Tamboy7Ilo-Moquegua 92CuadroN°5.2-21InventariodelasprincipalespresasyembalsesconstruidosenlaregiónhidrográficaPacífico.Cuencasdelosríos6 Locumba y 4 Caplina 93CuadroN°5.2-22InventariodelasprincipalespresasyembalsesconstruidosenlaregiónhidrográficaPacífico.Cuencasdelosríos6 Locumba y 4 Caplina 94

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presentaCión

La Universidad Nacional Agraria La Molina se complace en presentar el libro titulado Diseño de Presas de Tierra y Enrocado en el Perú. Historia, Perspectivas y Tendencia, elcualconstituyeunvaliosoaportealdesarrollodelaingenieríahidráulicaenelpaís.EstapublicaciónserealizadentrodelprogramadepublicacionesdelFondoEditorialdeesta casa de estudios, el cual viene publicando libros de las diferentes especialidades que abarca la universidad y cuyos autores son profesores de este centro superior de estudios.

La Ing. Teresa Velásquez Bejarano, profesora principal del Departamento de Recursos Hídricos de la Facultad de Ingeniería Agrícola, es una profesional de gran prestigio, con una amplia experiencia en el campo de la ingeniería de Recursos Hídricos, autor de diversas publicaciones sobre temas de su especialidad.

Laobraconsideraquelaseriedeproyectoshidráulicosqueseconstruyenenlavertienteoccidental andina involucra obras de presas de tierra y de enrocado, tecnología cuyas característicasdediseñorespondenalretodelageologíaygeodinámicaparticularesdelaszonasfavorablesalaconstruccióndeunapresa,desusaspectossocioeconómicosylos consecuentes impactos ambientales.

Existen serias restricciones de agua en la actualidad, acrecentadas en estos últimos tiemposdebidoalcambioclimáticoeimpactosdelasactividadesdelhombre.Deallílatrascendencia de estos proyectos dirigidos a garantizar el cubrimiento de la demanda de aguarequeridaenproyectosdeirrigaciones,centraleshidroeléctricas,abastecimientodeagua potable, uso industrial y uso minero a través del almacenamiento de los recursos hídricos.

Laubicacióndelasrepresas,conunrégimenhidrológicomuyvariadoalquecaracterizaunaofertaydemandadelosrecursoshídricosquemuestraexcedentesdurantelaépocade avenidas, correspondiente a los meses de diciembre a abril, en tanto que durante el estiajemayoanoviembreel recursohídricopresentadéficits; así, existenecesidaddeconstruirlas.Enlosúltimos100añossehaerigidoenelPerúmásde128presasparareservar el agua y los 62 ríos de la región hidrográfica del Pacifico están regulados.Regular, principalmente en la cuenca alta, este recurso naturalmente mal distribuido

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entiempoyenelespaciopermitereservaraguaparaafianzarlosgrandesproyectosdeirrigaciónenlacostaperuanaylosdehidroelectricidad,abastecerdeaguapotablealascada vez más densas poblaciones y cubrir demandas para uso industrial y mineros.

LaUniversidadNacionalAgrariaLaMolina,agradecealaautoraporsuaporte,alhacerrealidadlapublicacióndeesteexcelentelibro.

Dr. Jesús Abel Mejía MarcacuzcoRector

Universidad Nacional Agraria La Molina

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Alolargodemicarreraprofesionalhetenidolaoportunidaddeparticiparenunaseriedeproyectoshidráulicosquehaninvolucradoobrasdepresasdetierraypresasdeenrocado,dirigidosagarantizar,atravésdealmacenamientodelosrecursoshídricos,elcubrimientodelademandadeaguarequeridaenproyectosdeirrigaciones,centraleshidroeléctricas,abastecimiento de agua potable, uso industrial y uso minero.

Podemosseñalarqueenlascuencasdondeseubicanestosproyectosdepresassepresentaun régimen hidrológicomuy variado contándose con una oferta de agua quemuestraexcedentes durante la época de avenidas, que corresponde a los meses de diciembre a abril,entantoqueduranteelestiaje,losmesesdemayoanoviembre,existendéficitsdeesterecursohídrico.Enestesentido,existenseriasrestriccionesdeaguaenlaactualidad,laquesehaacrecentadoenestosúltimostiemposdebidoalcambioclimáticoeimpactosdelasactividadesdelhombre.

Como alternativas de solución a esta problemática, en los últimos 100 años se haconstruido en el Perú más de 128 presas para reservar el agua y regular este recurso naturalmente mal distribuido en el tiempo y en el espacio. Las primeras presas fueron construidasconfinesdereservaraguaparaafianzarlosgrandesproyectosdeirrigaciónenlacostaperuanayproyectosdehidroelectricidad,abastecimientodeaguapotable.Mástarde, las presas fueron proyectadas para cubrir demandas para uso industrial y mineros principalmente en la cuenca alta.

Dentrodeestecontexto,yconlafinalidaddeaportarenestetemadereservasdeaguaconobrasdepresasennuestropaís,esquemepropuselaideaderealizarunainvestigaciónde las características, perspectivas y tendencias en el diseño de las presas de tierray/o enrocado a nivel nacional, así como el análisis del incremento de la capacidad de almacenamiento disponible con las presas construidas según los requerimientos en los diversos sectores productivos del país, principalmente en zonas con menor rendimiento hídrico,comoeselcasodelaregiónhidrográficaPacífico.

Por ello, estos temas son planteados en este trabajo con la finalidad de resaltar lascaracterísticas particulares del diseño de presas en nuestro país, las que dependen

prólogo

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EnelPerúexisten159 ríoscon159cuencashidrográficasquedesembocan susaguasen las regiones hidrográficas Pacífico,Amazonas y Titicaca, que constituyen las tresvertientes del Perú.

LaregiónhidrográficaPacíficoestáconstituidapor62ríosconcuencas(cuyaenumeraciónseiniciaenlacuencaLluta,enelsurdelacostaperuana,yterminaenlacuencaZarumilla,enelnorte)ylaregiónhidrográficaAmazonasestáconstituidapor83ríos,concuencasnumeradas del 63 al 146. La cuencaOrthón es la correspondiente al número 63 y laintercuencaAltoApurímac lacorrespondientea lacuenca146.La regiónhidrográficaTiticaca, constituida por 12 ríos, tiene sus cuencas numeradas del 147 al 159, iniciándose en la cuenca Mauri con el N° 147 y termina en la 159 con la cuenca Azángaro.

Cadacuencahasidocodificadapor laAutoridaddeNacionaldelAguadelMinisteriode Agricultura, las cuales obran en los mapas Unidades hidrográficas del Perú (RMN°033-2009-AG,del2009),aescala1:5500000,yelMapa hidrográfico del Perú, a escala 1:5250000delmismoaño.

Los62ríosdelacuencahidrográficaPacífico,lacualabarcaunáreade280000km2, afrontanlamayordemandadeaguadelpaís,parausopredominantementeagrícolay;lacuencahidrográficaAmazonas,quecon83ríosabarcaunáreade956000km2 y cuenta con la mayor cantidad de este recurso, presenta la menor demanda; mientras que lacuencahidrográficaTiticacacon12ríosyqueabarcaunáreade48000km2 presenta uso menor.Desdelaperspectivadelusodelagua,sinembargo,lasituaciónesinversa,pueslacantidaddeaguadisponiblenoesrelativamenteproporcionalalaguaaprovechable,aloquedebeañadirsesudesigualdistribuciónenelterritorioyeneltiempo.Estarealidadtienecomoresultadoqueuntercio(36%)delaguaaprovechableesutilizadoenlacosta,siendo su uso en las otras dos regiones, la sierra y la selva, relativamente menor.

Endichascuencassepresentaunrégimenhidrológicomuyvariado,secuentaconunaoferta de agua que muestra excedentes durante la época de avenidas, que corresponde a los meses de diciembre a abril, en tanto que durante el estiaje, los meses de mayo a noviembre respectivamente, se nota escasez. Por ello, existen serias restricciones de agua enlaactualidad,lasquesehanacrecentadoenestosúltimostiemposdebidoalcambioclimático e impactos de las actividades de los pobladores.

capítulo i

introduCCión

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Comoalternativasdesoluciónaestaproblemática,enlosúltimos100añossehaconstruidoen el Perú más de 128 presas para reservar el agua y regular este recurso naturalmente mal distribuida en tiempo y en el espacio. Las primeras presas fueron construidas con fines de reservar agua para los grandes proyectos de irrigación en la costa peruana,luegoseconstruyeronestasobrasconfinesdeafianzarproyectosdehidroelectricidad,abastecimientodeaguapotable.Luegofueronproyectadasparacubrirfinesindustrialesy mineros, principalmente en la cuenca alta.

EnestesentidolaspresasenelPerútienenunasoluciónmuyparticulardependiendodesuubicación,laofertaydemandadelosrecursoshídricos,lageomorfologíadelaszonasposiblesdeplantearlaconstruccióndeunapresa,lageologíaygeodinámicadelazona,susaspectossocioeconómicoseimpactosambientales.Siendo nuestro país un ámbito con amplia variabilidad de recursos, es importante conocer las características que se usualmente se han considerado en los diseños de las presasproyectados y obras construidas afin de conocer esta situación y considerarlos comoexperiencia a favor de las presas proyectadas en el futuro.

1.1 Antecedentes de represamientos en el Perú

Laspresasdetierraoenrocadosonmaterialesquealolargodesiglossehanutilizadoenlaconstruccióndeobrasdeinfraestructuraconlafinalidaddealmacenarlosrecursoshídricos.Estas presas están constituidas por materiales granulares con dimensiones que varían entre0,5y2mdediámetro.Estematerialhasidoprincipalmenteutilizadoenpresasdeenrocado o de tierra con pantalla impermeable.

Ennuestropaís,debidoalagranescasezdeaguaenelestiaje,sehaproyectadoobrasdepresasparaalmacenaraguaprincipalmenteenlamayoríadeproyectosdeIrrigación,energíayabastecimientodeaguapotable, industria.Sinembargo,nosehacubiertolademandadeestasreservasdeaguaenlasuficientecantidadcomoparacubrireldéficitdel país.

En1588,enPiuraseconstruyó lapresadeTacalá, lacualderivaba lasaguashacia lamargenizquierdadelrío.Estapresafuedestruidayrehabilitadamuchasveceshastaelañode1721,cuandocolapsódebidoalfenómenodeElNiñodeaquelaño.1

En1789empezó,conpropósitosdeirrigación,laconstruccióndeunapequeñapresaenelorigendelríoSumbay,enArequipa,lallamadaDiquedeLosEspañoles.Fueconcebidainicialmentedecalygrandesgravas.Eldiquenopudoserculminadohasta1992,debidoa problemas relacionados al derecho de aguas, y fue concluida finalmente hecha demateriales sueltos o relleno de tierra.

1 Desarrollo histórico, tipología, inventario y técnica de las presas y embalses en el Perú. César Adolfo Alvarado Ancieta. Ingeniero civil, M.Sc.

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Enladécadade1910,enlacostanortedelPerú,enelvalledelríoPiura,sonconstruidosmuchosdiquesderegulartamañoparaelcontroldeinundacionesyencauzamientodelrío,paraproteccióndelasáreasdeirrigacióndespuésdelaavenidadelfenómenodeElNiño.

En1936fueconstruidasobreelríoMantaro,confinesdeaprovechamientohidroeléctrico,laséptimapresamásaltadelmundoenlosaños‘30,lapresadeMalpaso,de76mdealturadeenrocado.Ladécadade1930marcaladeclinaciónenlaconstruccióndepresasdealbañileríadegravedadyelavancedelaspresasdetierra.

La primera presa derivadora o barraje de concreto fue culminada en 1935, en el valle del ríoIcaconpropósitosdeirrigación.Elpiqueyladeclinaciónenlaconstruccióndepresasdetierraydealbañileríaseubicanentrelosañosde1960y1970.Sinembargo,laúltimapresadegravedaddealbañilería,lapresadeVicongade27mdealtura,fueconstruidaen1982.

Algunasaltasygrandespresasdetierrafueronconstruidasenlasdécadasde1950y1960,talescomolaspresasdePoechosyTinajones.Unapresadearcodegravedad,degranaltura(74m),lapresadeElFrayle,fueculminadasobreelríoBlancoen1958.Presasdeenrocadofuerontambiénconstruidas,peronoengrancantidadencomparaciónconlaspresasdetierra,especialmentebajoconsideracióndelascondicionesgeológicasdelosAndesperuanos.Asímismo,seimplementannuevastécnicasenlaconstruccióndepresas,paraponerunejemplo,paraelcontroldefiltraciones;esteeselcasodelapresadeAguadaBlanca,unapresadeenrocadoculminadaen1972,conunaprotecciónopantallaimpermeabilizantedeacerosobreelespaldóndeaguasarriba.

Enlosaños‘70seconstruyeenelPerúunadelaspresasmásaltadearco,degravedad,deconcreto,lapresadeTablachacade77mdealturasobreelríoMantaro(en1973).LapresadetierramásaltaenSudaméricaenladécadadelos‘80fueculminadaen1987,la presa de Gallito Ciego, de 114 m de altura, sobre el río Jequetepeque. También en las décadas1980-1990muchaspresasderivadorasentraronenoperación,comoLosEjidosy Sullana.

1.2 Alcances del trabajo

Centrado en estudiar las presas en el ámbito nacional, da especial énfasis a las principales característicasconsideradasensudiseñoysucontribucióndealmacenamientohídricosegún su ubicación geográfica. Esta evaluación a nivel nacional sobre las principalespresasde tierray/oenrocadohadadosindudaresultadosqueconfirman losobjetivosdel país respecto al desarrollo de estudios y construccióndepresas para amenguar lademandadeaguaimperanteenlaépocadeestiajeporproyectosdeirrigación,energía,abastecimiento de agua potable y otros usos.

Enestetrabajorealizadoanivelnacionalhasidoposibleconocerlasituacióndelaspresasen diversas cuencas así como los volúmenes de almacenamiento obtenidos por estas

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construcciones,confirmandoqueestosvolúmenesexistentesenoperaciónenlaspresasconstruidasen lacostaperuana son reducidosencomparacióncon los requerimientospresentesyfuturosdelosproyectosdeirrigación,energíayabastecimientodeagua.

Otro alcance en el desarrollo del presente es conocer el detalle de la distribución delosrecursoshídricosaniveldelacostaperuana,volúmenesdealmacenamiento, tiposdepresasdesarrolladas,distribucióngeográfica,asícomoseccionesde laspresasysurelacióngeomorfológica.

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2.1 Objetivo principal

Investigacióndelascaracterísticas,perspectivasytendenciaseneldiseñodelaspresasdetierra y/o enrocado a nivel nacional, así como el análisis del incremento de la capacidad de almacenamiento disponible con las presas construidas según los requerimientos en los diversos sectores productivos del país principalmente en zonas con menor rendimiento hídrico,talcomoeselcasodelaregiónhidrográficaPacífico.Asímismo,elaboraruncompendio actualizado sobre las presas construidas y en estudio en el Perú resaltando sus característicasdediseño.

2.2 Objetivosespecíficos

. Inventario de presas de tierra y/o enrocado a nivel nacional.

. Diagnósticodelascaracterísticasmásimportantesenpresasdetierray/oenrocadoanivel nacional.

. Inventariodelaspresasdetierray/oenrocadoyembalsesenlaregiónhidrográficaPacífico.

. Diagnósticodelaspresasdetierray/oenrocadoexistentesoproyectadasencuencasseleccionadasdelPacífico.

. Característicasmásimportantesdeldiseñodepresasdetierray/oenrocado.

. Perspectivasdelaspresasdetierray/oenrocadoenelPacífico.

capítulo ii

objetivos

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3.1 Presas y reservorios de agua

Laconstruccióndeunapresaserequiereparagarantizarelnecesarioalmacenamientodeaguaycrearunniveldeaguaconstanteconelfinderegularlosaportesdelríoysuplirlasdemandas durante épocas de sequía.

Lajustificacióndelplanteamientodeunproyectodepresayreservadeaguasepresentaprincipalmentecuandolaofertade losrecursoshídricosenelpuntodecaptación,sonmenoresquelademandaoéstossepresentanenformamuyvariadaeneltiempo(verFigura3.1-1).

Hay casos en que aun cuando la oferta es cubierta, es requerido un caudal constante en el tiempo, tal es el caso de agricultura, sistemas de abastecimiento de agua potable, generacióndeenergíaousoindustrial,esentoncesdondesereservaaguaconelpropósitode realizar descargas constantes en un tiempo dado.

Figura N° 3.1-1 Oferta y demanda de recursos hídricos- caso Estación Puente Taruca

capítulo iii

ConCeptos básiCos de presas de tierra y enroCado

Fuente:Elaboraciónpropia.Referencia:RegistrosdelaEstaciónPuenteTaruca,Huánuco

OFERTA

DEMANDA

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3.2Clasificacióndelaspresasdetierrayenrocado2

Grandes presas: tienen esta categoría las presas que cumplan con cualquiera de estas doscondicionesfijadasparaelefecto,porlaComisiónInternacionaldeGrandesPresas(ICOLD):

. Alturasuperiora15metros,medidadesdelapartemásbajadesucimentaciónhastasucoronamiento(verFigura3.2-1).

. Altura comprendida entre 10 y 15 metros medida desde la parte más baja de sucimentaciónysiempreycuandotenganunacapacidaddeembalsequesobrepaselos3000000demetros cúbicos o, de lo contrario, una longitud de coronamiento superior alos400m.

Figura N° 3.2-1 Imagen de la presa Poechos

2 Comisión Internacional de Grandes Presas- ICOLD

Fuente: Proyecto Especial PECHP

Pequeñas presas: sontodasaquellasquecumplanunadelassiguientescondiciones:

. Altura comprendida entre 5 y 10 metros, medida desde la cota más baja de sucimentaciónyademás,tenganunacapacidaddeembalsenomenorde500000metroscúbicos(verFigura3.2-2).

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. Alturamedidadesdesucotadecimentaciónqueestécomprendidaentre2y5metros,incluyendoelbordelibremínimorespectivo(queeselcorrespondientealparamentosiempresecodelapresa).Porlogeneral,estacondicióncorrespondealosrellenosdecoronamiento en los puntos bajos del contorno de los embalses y, para diferenciarlos de la categoría anterior, se les denomina como diques y no presas.

Figura N° 3.2-2 Imagen de reservas de agua para pequeña agricultura

3 Diseño de Pequeñas Presas - Bureau of Reclamation.

Fuente: CIDELSA

3.3Términosydefinicionesdeunapresa3

Sedescriben los términosydefinicionesusualmenteutilizados enpresas (verFiguras3.3-1,3.3-2y3.3-3).

3.3.1. VAsOEnsanchamientonaturaldeunvallequepodríaresultarpropicioparalaconstruccióndeunreservorioartificialparaalmacenamientodelaguadeescorrentíamencionada.

3.3.2. BOquIllASección transversal del estrechamiento natural que al final de todo vaso existe en suextremo de aguas abajo, la cual está constituida por el fondo del valle y sus estribos de ambas márgenes. Por tanto, sitio donde estará ubicada la presa de almacenamiento.

DISEÑO DE PRESAS DE TIERRA Y ENROCADO EN EL PERÚ · 2020. 11. 12. · Figura N° 5.3.1.1-2 Vista...

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