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Almacenamiento
Derivación
Reguladoras
1.- Vertedoras
2.- No vertedoras
Se debe encontrar un tramo del río cuya franja adyacente sea lo más plano posible, una misma profundidad y un ancho parejo. Una vez identificado el sector se marca con dos (2) estacas, y como flotador se utiliza un limón, naranja o corcho a fin que sea visible. Se debe medir la distancia entre una estaca a la otra que oscilara entre 4 a 10 metros dependiendo el criterio y condiciones del área. Seguidamente se obtiene un cronometro para calcular el tiempo en que le tomará a el Flotador pasar de un punto al otro (Estaca A hasta la Estaca B).
Estudios a realizar para construir las presas
Estudios previos:
Dentro de las primeras etapas para la realización del proyecto de una presa se encuentra la planeación, que consiste básicamente 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 será de aprovechamiento o de defensa o derivación, es decir, para una ciudad con problemas de avenidas su necesidad es una presa de defensa, mientras que en una población con poco abastecimiento de agua, donde la economía se basa en la agricultura, la necesidad sería una presa de aprovechamiento o más específicamente una presa para riego agrícola.
Una vez conocidas las necesidades, se realiza el análisis de factibilidad del proyecto, para el cual es necesario conocer las características de la zona con las que es posible plantear las alternativas más favorables para el proyecto. Este análisis permite también conocer los pros y contras que llevarán la decisión de llevar a cabo o no el proyecto.
*Estudio Hidrogeológico.
*Estudio topográfico.
*Estudio geológico.
*Estudios geotécnicos.
*Estudios económicos
Tipos de presas según estructura
Objetivo primordial
Es almacenar grandes cantidades de agua para diferentes propósitos:
•Riego.
•Abastecimiento poblacional.
•Generación de energía hidroeléctrica.
•Control de inundaciones.
•Para recreación, pesca, actividades deportivas.
•Usos múltiples.
Tipos de presas
Siendo las presas una estructura hidráulica los distintos tipos posibles responden a las variadas formas de lograr las dos exigencias funcionales:
Resistir el empuje del agua
Evacuar los caudales restantes
En la ingeniería civil, la Geología interesa para conocer a detalle el área donde se desea construir y sus características más aprovechables o bien como resolver el problema de encontrar un tratamiento adecuado a la geología del sitio.
Características del suelo
En las formaciones de roca sedimentaria, se tienen partículas de suelo de diferentes tamaños por lo que es importante realizar un análisis granulométrico y conocer la variación de tamaños de sus partículas
¿Cuáles son las características principales?
1.- Debe ser lo más impermeable posible, geológicamente óptima.
2.- Debe poseer un sitio adecuado para colocar la presa, es decir, una garganta y un suelo resistente.
3.- Disponibilidad de materiales de construcción próxima a la presa.
4.- Geológicamente estable para fundar estribos.
5.- Buena capacidad de almacenamiento, es decir, que se almacenen grandes volúmenes de agua, con costos relativamente bajos.
6.- Agua de buena calidad.
7.- Sitio apropiado para la colocación de aliviaderos u obras de toma.
Análisis para la selección del tipo de presa:
1.- Altura de la presa:
Menores a 30 metros, el 80% son de presas de tierra.
Mayores de 150 metros, el 60% son presas de hormigón.
2.- Geomorfología de la cerrada, valles amplios (presas de tierra),
valles estrechos (presas de hormigón).
3.- Condiciones geológicas geotécnicas de la cimentación, es decir,
cuando el macizo de cimentación es muy deformable (rocas blandas o
suelos) o de baja resistencia se construyen presas de tierra.
Datos generales necesarios
a.- Mapa de localización y de los alrededores:
1.- Localización del proyecto.
2.- Localización de obras existentes afectada por la obra.
3.- Localización de carreteras y otros servicios públicos.
4.- Estaciones de aforo y de muestreo.
b.- Datos hidrológicos:
1.- Informe geológico.
2.- Observaciones sobre el nivel freático.
3.- Presencia de materiales perjudiciales y de depósitos de sal.
4.- Fotografía mostrando las características del vaso y de los terrenos.
5.- Secciones transversales geológicas.
c.- Datos del vaso.
a.- Plano del vaso:
1.- Topografía.
2.- Alineamiento de control; tanto horizontal, como vertical .
3.- Clasificación de los terrenos en base al tipo de cultivo, propietarios y posición legal en conexión con la adquisición de derecho de vía, concesiones y nombre de los propietarios.
Presa de arco
Presa de arco-gravedad
Diques de tierra
Presa de bóveda o de doble arco
De machones
Ventajas e inconvenientes de las presas
Ventajas:
Permiten medir el caudal con facilidad y exactitud; se construyen fácilmente y sólo necesitan poco mantenimiento.
La broza flotante pequeña pasa fácilmente por la entalladura; son duraderas.
Inconvenientes:
Necesitan mucha altura de caída para funcionar debidamente.
La broza grande puede obstruir la entalladura y cambiar el flujo de agua.
Pueden ocurrir cambios de calibración si se modifica el canal aguas arriba, como por ejemplo cuando se forman sedimentos detrás de la presa.
Medición del caudal por el método de la sección transversal
El lugar donde se va ha efectuar la medición se conoce como la sección transversal del curso de agua y donde se va medir la velocidad del agua, esta debe estar emplazada en un tramo del cauce o canal donde el flujo de agua tenga las siguientes características:
Los filetes líquidos son paralelos entre sí.
Las velocidades son suficientes para una buena utilización del correntómetro, en caso de utilice este instrumento.
La primera característica exige a su vez:
Un tramo recto de cauce, que sus márgenes sean rectas y paralelas.
Un lecho estable, y Una sección transversal de flujo relativamente constante a lo largo del tramo recto.
Las velocidades son constantes, para una misma altura del tirante de agua.
Calibración de la Sección
Tanto el área de la sección como la velocidad del agua pueden variar con los cambios de altura en el nivel del agua, si hacemos esto en una sección adecuada, esta relación es generalmente fija, circunstancia que podemos aprovechar para que, una vez conocida esta relación entre nivel del agua, sección transversal y velocidad, puedan obtenerse y registrarse los caudales mediante una escala de alturas, que indica la variación del caudal
.
Partes constituyentes de una presa
Material del que está hecha la presa
Aliviaderos o vertedor de excedencias
Obras de toma
Vaso de almacenamiento
Embalse
La cortina de la presa
Cerrada o boquilla
Coronación: es la superficie que delimita la presa superiormente .
Cimentación: Es la parte de la estructura de la presa a través de la cual se transmiten las cargas del terreno tanto las producidas por la presión hidrostática como las del peso propio de la estructura.
Esclusas: permite la navegación a través de las presas.
Escala de peces: permite la migración de peces en sentido ascendentes de la corriente o en los casos más extremos.
Los estribos o empotramientos; son los laterales del muro que están en contacto con la cerrada contra la que se apoya.
Este tipo de estudios se realizan para conocer la actividad sísmica de la zona de construcción. Para llevar a cabo este tipo de análisis debe contarse con registros históricos de sismos de los cuales se conozca su magnitud, frecuencia y epicentro.
En la proyección de presas, un estudio hidrológico es primordial ya que a través de él se conocerán todos los gastos de diseño de las estructuras de la presa y con ellos el diseño para la factibilidad de construcción de la misma.
El estudio económico trata, de determinar cual será la cantidad de recursos económicos que son necesarios para que el proyecto se realice, indicando los parámetros que definen la inversión abarcando los gastos necesarios para el funcionamiento y construcción de la presa.
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Presa de machones
a) Regulación del régimen hidrológico natural mediante:
-- Control de las inundaciones.
-- Paliativo contra la sequía (disponibilidad de agua cuando se producen escasez).
b) Canalización de agua para riego, consumo urbano o de procesos industriales.
c) Generación de energía que proporciona una alternativa a los combustibles fósiles
(Energía hidroeléctrica: 20% de la producción mundial de electricidad).
d) Contribución al desarrollo económico en muchos lugares.
Los proyectos de las presas grandes causan cambios ambientales irreversibles en un área geográfica grande y en todo tipo de sistema, es decir, que a las aguas contaminadas (por las presas) les hacen daño a los animales, y, por lo tanto, tienen el potencial para causar impactos importantes.
•Un objeto flotante, puede ser una bola de ping-pong, una botella plástica pequeña, una rama, un trozo de madera que flote libremente en el agua.
A menudo, la gente de ciudad, los intereses agrícolas y las personas que viven lejos, disfrutan de los beneficios de las presas, pero los que soportan la mayor parte de los costos ambientales y sociales, se benefician en un grado menor, o no se benefician, a saber: los habitantes del área inundada por el reservorios, y los que viven en los terrenos aluviales.
Este tipo de estudios incluye la realización de pruebas de campo que permitan caracterizar los macizos rocosos y determinar parámetros de diseño y ubicación de los sitios y geometría de las excavaciones.
Reconocimiento de la cuenca a través de sus características fisiográficas
- Análisis de datos de precipitación
- Análisis de datos de evaporación
- Relación lluvia- escurrimiento
Sin embargo, la Hidrología también define las capacidades y elevaciones del vaso de almacenamiento que permiten dimensionar la cortina y obras auxiliares de ésta. Para dimensionar el vaso se utilizan:
- Curvas elevaciones – áreas – capacidades (volúmenes)
- Capacidad de azolves y NAMINO
- Capacidad útil y NAMO
- Avenidas de diseño para la obra desvío y excedencias
- Capacidad de control o regulación, NAME
- Bordo libre
Vida útil de las presas
El promedio de vida útil de las presas es de unos 55 a 60 años debido a la erosión mecánica de los materiales.
Antes de construir la presa debe evaluarse muy objetivamente las ventajas e inconvenientes, mediante un estudio de impacto ambiental.
a) Alteración del régimen hidrológico natural: inundaciones en regiones de aguas arriba, merma de los caudales circulantes agua abajo.
b) Alteración de las zonas bajas que perturba el ciclo natural de peces y otros organismos acuáticos (alteración de corredores ecológicos naturales).
c) Alteración de los hábitats y los paisajes fluviales.
d) Desaparecen tierras cultivables, dificulta la navegación fluvial.
e) Desplazamiento de comunidades enteras.
f) Cambios forzados en las actividades de subsistencia.
Los beneficios de la presa son: Se controlan las inundaciones y se provee un afluente de agua más confiable y de más alta calidad para el riego, y el uso domésticos e industrial.
Efectos hidrológicos: Al represar un río y crear una laguna, se cambia profundamente la hidrología y limnología del sistema fluvial
Pesca y fauna
Como se dijo anteriormente, la pesca, usualmente, se deteriora, debido a los cambios en el caudal o temperatura del río, la degradación de la calidad del agua, la pérdida de los sitios de desove y las barreras que impiden la migración de los peces.
El mayor impacto para la fauna se originará en la pérdida de hábitat, que ocurre al llenar el reservorio y producirse los cambios en el uso del terreno de la cuenca. Pueden afectar los modelos de migración de la fauna, debido al reservorio y el desarrollo que se relaciona con éste.
La construcción de una presa puede durar varios años, en media 5 a 6 años. Las situaciones que se dan durante la construcción son totalmente diferentes a las que se tendrán una vez terminada la presa y puesta en operación.
Presa Chicoase:
Presa Inguri:
Presa Grande Dixence
Presa Nurek:
Presa de las Tres gargantas
Una presa, es simplemente una pared que se coloca en un sitio determinado del cauce de una corriente natural, formando un embalse (lago artificial).Además es una barrera fabricada con piedra, hormigón o materiales sueltos, que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre un río o arroyo.