OBRAS HIDRAULICAS II Escuela Militar de Ingeniera

PROYECTO DE DISEO DE UNA PRESAPROYECTO PRESA ROCAS MORENAS-CAMOAPA1. IntroduccinLas obras hidrulicas se construyen con dos objetivos, uno consiste en aprovechar el agua de un ro y el otro para defenderse contra los daos que ocasionan los ros al desbordarse. Dentro de las primeras se tienen las presas de aprovechamiento y derivacin y en las segundas las presas contra inundaciones y retenedoras de azolve. Las presas de almacenamiento pueden tambin ser para control de inundaciones y en caso de que el transporte de sedimentos de la corriente no sea alto, y en ella, adicionalmente, se puede considerar una capacidad de azolve.

Una presa es un conjunto de estructuras que tienen como objeto impedir el paso de una corriente para aprovecharla y/o proteger contra inundaciones y avenidas a poblaciones ubicadas en zonas cercanas a la corriente o para aprovechar el agua para satisfacer cierta demanda de la poblacin e industria.

Algunos autores utilizan el trmino Presa para referirse nicamente a la cortina, aqu, consideraremos como presa a todas las estructuras que conforman la obra.

Dentro de las primeras etapas para la realizacin del proyecto de una presa se encuentra la planeacin, que consiste bsicamente en definir dos puntos primordiales, las necesidades o demandas y las alternativas posibles para satisfacerlas.

En los proyectos de presas, las necesidades consisten en definir si la presa ser de aprovechamiento o de defensa o derivacin, es decir, para una ciudad con problemas de avenidas su necesidad es una presa de defensa, mientras que en una poblacin con poco abastecimiento de agua, donde la economa se basa en la agricultura, la necesidad sera una presa de aprovechamiento o ms especficamente una presa para riego agrcola.

Una vez conocidas las necesidades, se realiza el anlisis de factibilidad del proyecto, para el cual es necesario conocer las caractersticas de la zona con las que es posible plantear las alternativas ms favorables para el proyecto. Este anlisis permite tambin conocer los pros y contras que llevarn a la decisin de llevar a cabo o no el proyecto.

Para conocer las caractersticas de la zona es necesario contar con datos topogrficos, estudios geolgicos, estudios hidrolgicos y un anlisis beneficio-costo donde adems de analizar la factibilidad econmica de la obra se analizan posibles afectaciones sociales respecto a los beneficios que una obra de este tipo traera a las poblaciones cercanas.

1.1. AntecedentesEl crecimiento poblacional de la ciudad de Camoapa en los ltimos aos, intensificado por la migracin del sector rural a la ciudad, incrementado la poblacin y por ende la demanda de recursos los que inevitablemente se reflejan en problemas ambientales enlazados estrechamente por deficiencias en los servicios bsicos derivados de este proceso de urbanizacin.Todo esto ha sido generalmente acompaado por la falta de un proceso de planificacin el que se asocia estrechamente con la vida poltica del pas durante los ltimos 20 aos, descuidndose el mantenimiento apropiado y rehabilitacin oportuna del sistema de agua potable de esta comunidad.Basados en los datos estadsticos con que cuenta la Empresa Nicaragense de Acueductos yAlcantarillados ENACAL de la comunidad de Camoapa y por el sentir de la poblacin de un servicio deficiente, en cuanto a cantidad y disponibilidad de un recurso tan indispensable para la vida, se hizo necesario desarrollar un estudio para el Mejoramiento y la Ampliacin del sistema de abastecimiento existente, para el corto y largo plazo, resultando del estudio que la fuente de agua segura para abastecer a la poblacin al largo plazo es la utilizacin de las aguas superficiales, originando la construccin de un embalse con una capacidad de almacenamiento para garantizar el suministro de agua durante la estacin seca para el ltimo da del ao final de diseo, quedando la cortina de la presa con la facilidad de poder elevar el vertedero y ampliar su vida til a un horizonte mayor. El agua superficial recolectada corresponde al escurrimiento de la microcuenca del ro Cakla en el punto de cierre de sta.De manera alterna al diseo del embalse se efectu una investigacin de toda la cuenca en cuestin encontrndose muchas deficiencias en el manejo de esta, siendo la necesidad inmediata desarrollar algunos microproyectos de los que se pueden citar a continuacin: salud bsica preventiva, dotacin de letrinas, proteccin de la cuenca y reforestacin, para as garantizar la sostenibilidad de este proyecto y el recurso.

1.2. ObjetivosDiseo de una presa para el almacenamiento de los volmenes de agua procedentes del escurrimiento de la Micro cuenca del ro Cakla con la finalidad de beneficiar a la ciudad de Camoapa, departamento de Boaco.

Los trabajos requeridos para este proyecto son:

Realizacin de estudios complementarios de geologa y geotecnia, definitivos para la presa. Estudio definitivo de bancos de materiales.

Respecto al punto de vista geolgico, deber definirse la factibilidad para desarrollar el proyecto ejecutivo y la construccin de la presa, as como definir a nivel definitivo los materiales disponibles en el rea cercana al proyecto, para utilizarse en su construccin. Al trmino de estos estudios el Contratista presentar un informe con sus conclusiones y recomendaciones y establecer con base en la disponibilidad de materiales, el tipo de cortina que resulte tcnica y econmicamente ms atractiva.

1.3. JustificacionesEn afn de encontrar soluciones ante el problema de escasez de agua que presenta en la actualidad la ciudad de Camoapa, departamento de Boaco, se ha visualizado el estudiar posibles aprovechamientos de escurrimientos de superficies de cuencas cercanas

Ante esta problemtica se analiz diferentes alternativas de abastecimiento para solucionar los problemas sealados anteriormente. La explotacin del escurrimiento de la Micro cuenca del ro Cakla es una alternativa para solventar los problemas

2. Caractersticas de la zona del proyectoLa historia registra que este es un antiguo poblado primitivo de los CAMOAPAS, descendientes de las tribus de los boaj o boacos, ocup una regin montaosa entre los ros Codorniz y Cakla, existiendo vestigios de esta antigua poblacin.

Camoapa proviene de la voz nahualtlaca o mejicana antigua CAMOAPAN que significa Lugar de las Lapas. En el transcurso del tiempo esta localidad ha tenido diversos asientos, ocupando su ubicacin actual desde 1768 bajo el nombre de San Francisco de Camoapn, posteriormente fu elevada a ciudad el 2 de Marzo de 1926 y en Enero de 1995, este municipio se anex al departamento de Boaco.

La ciudad de Camoapa se localiza en el extremo sur del departamento de Boaco, siendo uno de los ms importantes de dicho departamento por su actividad ganadera. Este municipio tiene una extensin territorial aproximada de 1,478 km2, ocupando el 34.8% del territorio del departamento, ocupando este municipio la segunda posicin econmica ms importante despus de la cabecera departamental Boaco.

2.1. Ubicacin de la zonaCamoapa se localiza sobre una alta meseta, siendo sus coordenadas geogrficas 12 23 de Latitud Norte y 85 30 Latitud Oeste, localizada a una distancia aproximada de 114 kilmetros de Managua, su elevacin geodsica sobre el nivel medio del mar est comprendida entre las elevaciones 500 y 540 metros. Esta urbe se encuentra prcticamente en el parteagua entre las cuencas del Lago de Nicaragua y el Ro Grande de Matagalpa, la ciudad actualmente tiene una rea aproximada de 140 hectreas, estando dividida en bloques separadas por calles y avenidas, es una disposicin ortogonal en la cual en la mayora de ellas estn sin ningn tipo de revestimiento.El sitio destinado para el embalse se encuentra al nordeste de Camoapa, se conoce popularmente como Rocas Morenas situada a 8.5 Km de la ciudad, siendo accesible por una carretera de todo tiempo sin pavimentar hacia Las Lajas. La posicin geogrfica de este embalse de acuerdo a la hoja cartogrfica de 3053-II de INETER es 12? 26? 27? Latitud Norte y 85? 30? 48? Longitud); la elevacin topogrfica del nivel de agua medio que tendr la presa es de 472.76 metros sobre el nivel medio del mar. El sitio propuesto esta a unos 90 metros aguas abajo de la confluencia de los ros San Jernimo y Cakla, a unos 300 metros aguas arriba de la hacienda La Esperanza.

2.2. Delimitacin de la cuencaLa microcuenca del ro Cakla tiene una superficie de 30.14 km y se captan las aguas de los ros Cakla, Guambuco, San Jernimo, Mombacho, Mango, Corozo Y Aguas Fras, los cuales suman un total de 34.54 km lineales. El parteagua de esta cuenca est formado por los cerros Grande, Buena Vista, La Cruz, La Vieja, Mombacho, El Piln y Aguilasan. Hidrogrficamente la microcuenca del ro Cakla ocupa una superficie de 30.14 Km e incorpora la vertiente del ro Cakla como afluente principal, con una longitud de 16.32 km, el cual es alimentado por los ros Mombacho (3.86 km), Guambuco (4.7 km), San Jernimo (3.7 km), Corozo (1.12 km) Mango (3.62 km) y Aguas Fras (3.06 km).

La red drenaje mayoritariamente coincide con el patrn subdentrtico, el cual es una modificacin del patrn dendrtico, donde existe un control de pendientes en los cauces de segundo y tercer orden, produciendo en las zonas correspondientes un cierto grado de paralelismo.

El escurrimiento superficial en esta cuenca es rpido debido al relieve ondulado y a la poca cobertura vegetal existente en el territorio, estas caractersticas, sumado a la presencia de rocas hace que la infiltracin sea muy poca.

El ro Cakla tiene como afluentes ms importantes los siguientes ros y quebradas: Guambuco, Mombacho, Agua Agria, San Jernimo y El Mango. Drena sus aguas hacia el ro Piedra Colorada, que a su vez es afluente del ro Murra, tributario del ro Grande de Matagalpa.

El rgimen de escurrimiento del ro Cakla y de sus afluentes principales es torrencial y responde en gran medida al rgimen de precipitacin, reduciendo sustancialmente su caudal durante la estacin seca, debido principalmente a la poca extensin de su cuenca de drenaje, a las fuertes pendientes que se presentan en la zona y a las caractersticas del suelo y subsuelo. En la estacin lluviosa, el escurrimiento superficial presenta altas descargas y fuertes velocidades debido a la intensidad de las lluvias, la fuerte pendiente de su cauce y al uso no adecuado de sus suelos. La microcuenca del ro Cakla est enclavada en las montaas del interior, macizo montaoso que se form durante el perodo terciario, en donde predomina la formacin rocosa Matagalpa. Esta formacin no permite la creacin de depsitos de agua subterrnea suficiente para satisfacer la demanda de agua potable de la poblacin.

2.3. Geologa y GeomorfologiaEl sitio propuesto para la presa se encuentra en una zona constituida por andesitas y tobas volcnicas del grupo Matagalpa Superior. En el sitio de presa las andesitas, muy compactas y de color gris obscuro, afloran en el cauce del ro y en la parte ms baja de los estribos, hasta una altura de unos 5 metros sobre el nivel del ro.

Las tobas muy arcilladas en la superficie y de color crema, se presentan en los bancos de algunos metros de espesor, aproximadamente sub-horizontales, que descansan, en los dos estribos, sobre las andesitas compactas.

El cauce del ro presenta un ancho de unos 5 a 10 metros y est cubierto, en forma discontinua, por unos guijarros andesticos de hasta 40 cm de dimetro; en el sitio de presa el agua escurre directamente sobre la andesita aflorante.

El rea de embalse est constituida, en las laderas por andesitas y tobas y, en la parte central, por depsitos aluviales arcillosos (prevalentemente arcilla arenosa color gris obscuro).

Los depsitos aluviales y las tobas inalteradas pueden presentar un cierto grado de permeabilidad, mientras las andesitas compactas y las tobas arcillificadas debieran comportarse como rocas completamente impermeables.