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APLICACIÓN DE LA TOPOGRAFÍA EN LA CONSTRUCCIÓN DE REPRESAS

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by

Lina Quintero

on 7 April 2014

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APLICACIÓN DE LA TOPOGRAFÍA EN LA CONSTRUCCIÓN DE REPRESAS
Partes que componen una Represa
El embalse:
es el volumen de agua que queda retenido por la presa.
El vaso:
es la parte del valle que inunda y contiene el agua embalsada.
La boquilla:
es el punto concreto del terreno donde se construye la presa.
La presa:
es el muro que debe soportar el empuje del agua y no permitir la filtración del agua hacia abajo.

Tipos de

Presa
Las presas se clasifican según la forma de su estructura y los materiales empleados. Las grandes presas pueden ser de hormigón o de elementos sin trabar.
Presas de Contrafuertes
Estas presas son construidas en valles anchos, y su costo en materiales es mínima. Estas presas poseen una pared que soporta el agua y una serie de contrafuertes que transmiten la carga del agua a la base Y que sujetan la pared.
Presa o Represa
Es una barrera fabricada con piedra, hormigón o materiales sueltos, que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre un río u arroyo.Tiene la finalidad de embalsar el agua en el cauce fluvial para su posterior aprovechamiento en abastecimiento o regadío, para elevar su nivel con el objetivo de derivarla a canalizaciones de riego, para laminación de avenidas o para la producción de energía mecánica al transformar la energía potencial del almacenamiento en energía cinética y ésta nuevamente en mecánica al accionar la fuerza del agua un elemento móvil.
Lina Maria Quintero
Luis Jimenez
Pablo Jimenez

L
as presas permiten controlar y disponer de agua con los siguientes fines:

• Consumo humano
• Consumo industrial
• Riego
• Navegación
• Generación Eléctrica
• Turismo, Esparcimiento y Recreación
• Piscicultura

En la presa se destacan:

Los paramentos:
el interior, que está en contacto con el agua, y el exterior.
La coronación:
es la superficie que delimita la presa superiormente.
Los estribos:
los laterales, que están en contacto con las paredes de la cerrada.
La cimentación:
la superficie inferior de la presa, a través de la cual descarga su peso el terreno.
El aliviadero o vertedero:
es una estructura que permite descargar el agua excedente cuando la presa se llena.
Las tomas:
son también estructuras hidráulicas pero de mucha menos entidad y son utilizadas para extraer el agua de la presa para un cierto uso, como puede ser abastecimiento a una central hidroeléctrica

Presas de Gravedad
Las presas de gravedad son estructuras de hormigón de sección triangular; la base es ancha y se va estrechando hacia la parte superior; la cara que da al embalse es prácticamente vertical. Vistas desde arriba son rectas o de curva suave.

La estabilidad de estas presas radica en su propio peso. Es el tipo de construcción más duradero y el que requiere menor mantenimiento. Su altura suele estar limitada por la resistencia del terreno.
Presas de Bóveda
Son presas que se construyen con hormigón armado y pretensado. Utiliza los fundamentos teóricos de la bóveda, ya que su curvatura presenta una convexidad dirigida hacia el embalse, así la carga se distribuye por toda la presa hacia los extremos.
Presas de elementos sin trabar
Estas presas generalmente están construidas con materiales impermeables en su totalidad y pueden estar formadas por un núcleo de material impermeable reforzado por los dos lados con materiales más permeables ya sea de grava, de roca o arena.
Criterios de Diseño de una Represa
Según las funciones que deban desempeñar las presas reciben la siguiente clasificación:

Hidroeléctricas, abastecimiento, uso mixto, riegos

Para poder realizar el diseño de una presa se requiere de un conocimiento previo de las condiciones del sitio en lo que respecta a la topografía, geología, hidrología y mecánica de suelos.

En esta etapa de reconocimiento del sitio principalmente se localiza el lugar donde se llevara a cabo la obra, se indaga con los habitantes cercanos las condiciones climáticas, las vías de acceso, entre otras características del terreno que ayudan a determinar la longitud, el sitio supuesto para la boquilla, la capacidad del vaso y el tipo de estructura a realizar, luego se procede a realizar un croquis con las características encontradas.
Estudio Topográfico
Levantamiento de la cuenca:

Se hace para determinar la superficie de la misma y forma de concentración de las aguas, con el fin de utilizarlo como base para el estudio hidrológico del proyecto.

Para este levantamiento es necesario ubicar primero el parte aguas, se hace un recorrido del mismo y se deja señalizado para trabajos posteriores, luego de localizar el parte aguas se traza una poligonal verificando su cierre, también se trazan poligonales auxiliares para determinar los cauces principales que determinan la forma de concentración y pendientes generales de la cuenca.
Levantamiento de vasos para almacenamiento:

Se efectúa para determinar la capacidad y el área inundada a diferentes alturas de cortina, y también para estimar las perdidas por evaporación, antes de realizar el levantamiento debe hacerse un reconocimiento ocular del vaso localizando puntos de referencia que ayuden al trabajo.
A partir de la margen izquierda del arroyo o río se localizará el eje probable de la cortina, monumentando sus extremos. Apoyándose en esta línea, que será la base de todos los trabajos topográficos subsecuentes.
la configuración se hará de preferencia con estación total,apoyándose en las poligonales previamente trazadas.
simultáneamente con la configuración se hará el levantamiento catastral para determinar superficies de las propiedades inundadas por el vaso.
Levantamiento de la zona de riego:

A partir del eje de la obra de toma, señalado por medio del cadenamiento en el eje de la cortina, se llevará una poligonal que circunde la parte más alta del área de riego probable, apoyándose en poligonales auxiliares si fuese necesario.
Esta poligonal deberá cerrarse en el punto de partida para que analíticamente se determine la superficie real. El plano se dibujará a una escala de 1:1000, señalando los linderos de propiedades existentes.
Levantamiento de la boquilla:

Localizado el eje probable de la cortina, se trazará en el terreno, utilizando tránsito y cinta,
estacando cada 20 metros o menos, de acuerdo con la pendiente e inflexiones del terreno y se nivelará con nivel fijo.
Por separado debe elaborarse un plano de secciones transversales que facilite la cubicación de los materiales de la cortina.
L
ocalización y trazo de canales:

Una vez que se tenga estacado cada 20 metros el eje definitivo, se nivelarán todas las estacas con nivel fijo. Sobre esta nivelación, para obtener las cotas del terreno natural, se trazarán secciones transversales con nivel de mano para el proyecto del canal. Debe recordarse que para que el canal pueda regar, el nivel libre del agua deber ir unos 20 centímetros por encima del nivel natural del terreno por beneficiar, condición ésta que influencia la pendiente que se pueda dar al canal y su trazo. En el caso de canales de conducción, el canal puede ir totalmente enterrado.
Represa el Peñol
El Peñol Guatapé es el embalse de regulación más grande del país y hace parte de una de las cadenas hidráulicas que más energía le aporta al Sistema

Problema con nivel del embalse 1992
La situación es provocada por el intenso verano. Las regiones colombianas atendidas por el sistema de interconexión eléctrica tuvieron que verse sometidas a un serio racionamiento de energía.
De acuerdo con los técnicos de EPM, las reservas de agua disminuyeron un 80 por ciento, y pudo bajar hasta 24.7 metros. En ese caso, la presa hubiera perdido el 90 por ciento de su capacidad.
Los principales caudales del embalse los generan los ríos Nare y Rionegro, los cuales de acuerdo con el seguimiento que de ellos tiene EPM, desde hace 60 años atraviesan por lo que se denomina un estado de hidrologías críticas.

Problema con nivel del embalse 2013
La situación se repite el nivel del embalse para el año 2013 redujo su nivel a casi solo el 40% esto generado por las sequías en la región, el bajo caudal de los ríos que alimentan la presa y el tener que suplir el trabajo de otras presas hidroeléctricas que sufren por el fenómeno del niño en la región


Impactos ambientales

Tanto la tierra como el agua están ecológicamente ligados dentro de un sistema natural (”sistema de vertientes”) que sufre importantes cambios y modificaciones como consecuencia de la intromisión de las actuaciones humanas. Desde el curso de agua de características intermitentes hasta el río de más potencia y de mayor tamaño, trabajan de forma continua sobre las vertientes de la tierra, erosionando, arrastrando y abandonando sedimentos, disolviendo multitud de materiales que, en la mayoría de los casos, acaban por drenar cualquier curso de agua. Todo ello para acabar coincidiendo con los niveles de los mares y océanos en sus desembocaduras. De este modo, cuando todo este conjunto de interacciones entre la tierra y el agua se modifican a causa de la construcción de una presa de importante tamaño, las consecuencias aparecen sin mucha tardanza sobre dicho sistema natural anteriormente mencionado.




Efectos sobre el sistema fluvial

Los sistemas fluviales son los primeros en mostrar importantes variaciones como consecuencia del represamiento de un cauce fluvial en un determinado punto de su recorrido. El cauce del río se va ensanchando de manera progresiva, los afluentes existentes suelen ser invadidos por el agua embalsada, los fenómenos de turbidez aumentan, aumenta la erosión en las orillas de los ríos, la fauna acuática que no llega a adaptarse al nuevo medio (ahora mucho más estacionario) tiende a desaparecer, la vegetación sumergida se descompone, aparecen importantes modificaciones en la composición química del agua, etc. Todo ello hasta que la fauna y la flora con mayor poder de adaptación llegan a colonizar este ambiente más estacionario y lo dominen con el paso del tiempo.
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