OBRAS HIDRAULICAS

EMBALSES

Ing. Walter La Madrid Ochoa, M.Sc.

EMBALSE

Una presa es una

barrera que se

construye en medio

del cauce de un ro

para almacenar parte

de su agua y regular

su caudal.

El agua almacenada

se llama embalse.

PRESA

QU SON?

UTILIDAD

Constituir una reserva de agua para : Abastecer las poblaciones

Asegurar el riego de los cultivos

Producir energa.

Central de Itaip

Una de las mayores del mundo

PRESA LIMON Y OBRAS CONEXAS: BOCATOMA, ALIVIADERO, TUNEL DE DESVIO - PURGA

ALIVIADERO DE DEMASIAS FRONTAL

Vano 3 Vano 2 Vano 1

Compuertas radiales

Salida de Fondo

Presa Limn

PRESAS DE CONCRETO

La presa de las Tres Gargantas, sobre el Yangts (China) es la

mayor del mundo : 185 m de altura y de 2,3 km de longitud.

PRESAS DE BVEDA O ARCO

PRESAS DE CONTRAFUERTES

http://www.industrie.gouv.fr/energie/hydro/photos/grandva1.htm

PRESAS DE TERRAPLN

Presa Ataturk, Ro Eufrates - Turqua.

PRESAS DE TERRAPLEN - PARTES

1. Cresta o corona

2. Revestimiento de la corona

3. Filtros

4. Corazn o ncleo impermeable

5. Trinchera

6. Transiciones

7. Enrocamientos

8. Deposito aluvial

9. Roca basal

10. Talud aguas arriba

11. Talud aguas abajo

12. Pantalla de inyecciones

13. Galera

14. Drenes

15. Pozos de alivio

16. Embalse

17. Bordo Libre

18. Altura de la cortina

OBRAS DE DESVIO

Consideraciones para la seleccin del sitio del

embalse

- El vaso natural debe tener una adecuada capacidad la que es definida por la topografa.

- La geologa del lugar debe analizarse desde el punto de vista de la filtracin del lecho del embalse estudiando fallas, contactos y fisuras.

- Analizar los suelos del sitio del embalse y la estabilidad de sus taludes.

- Evaluar los terrenos a inundar.

- Conocer la cantidad y calidad del

agua embalsada.

- El impacto ambiental y social

tanto aguas arriba como aguas

abajo debe considerarse y

evaluarse.

- Se busca que en la vecindad haya

materiales para la construccin

de la presa y obras anexas.

Capacidad de embalses Lo ms importante de un embalse es su capacidad de almacenamiento

La capacidad se representa por medio de dos curvas caractersticas:

1. Curva rea-elevacin: se construye a partir de informacin topogrfica

planimetrando el rea comprendida entre cada curva de nivel del vaso

topogrfico. Indica la superficie inundada correspondiente a cada

elevacin.

2. Curva capacidad-elevacin: se obtiene mediante la integracin de la

curva rea-elevacin. Indica el volumen almacenado correspondiente a

cada elevacin.

El incremento de volumen entre dos curvas de nivel consecutivas se

calcula con la siguiente expresin:

V= incremento de volumen entre curvas de nivel consecutivas

h = diferencia de nivel entre curvas de nivel consecutivas

Ai = rea correspondiente a un nivel inferior

As = rea correspondiente a un nivel superior

sisi AAAAh

V *3

Funcin reguladora de un embalse

EJEMPLO:

msnm: metros sobre el nivel del mar

Ha: hectreas

Mm3: millones de metros cbicos

V = volumen acumulado correspondiente

a cada nivel

Niveles caractersticos

Nivel de embalse muerto (NME): es el nivel mnimo de agua en el embalse.

Nivel mnimo de operacin del embalse (NMOE): delimita superiormente el volumen generado por la altura mnima del agua necesaria para el correcto funcionamiento de toma de agua la que se sita por encima de NME.

Nivel normal del agua (NNE): delimita superiormente al volumen til del embalse, que es el que se aprovecha y gasta en funcin de diferentes propsitos

Nivel forzado de agua (NFE): se presenta temporalmente durante la creciente de los ros dando lugar al volumen forzado del embalse

Representacin de los niveles caractersticos de un embalse

CURVAS CARACTERISTICAS

RESERVORIO POECHOS

Plano General de la Presa Poechos

Seccin Principal de Presa Poechos

Clasificacin del Material de Transporte

Una parte grande

puede ser material

de lavado

Material mayoritariamente

procede de lavado de la

Cuenca.

(arcillas y limos)

Material procede del

ro (arenas, gravas y

cantos)

D = 0.0625 mm

90% o

ms

10%

MODO DE

TRANSPORTEMATERIAL DE ORIGEN

EN SUSPENSION

EN FONDO

EN CUENCA

EN LECHO

Criterio Prctico para separar un origen de otro por el tamao de las partculas

D = 0.0625 mm (limos)

<

Sedimentacin del Reservorio de Poechos

1. La colmatacin del embalse es un problema muy serio dadas las cantidades tan grandes de sedimentos en la corriente. Las mediciones efectuadas en el perfil de Poechos para el perodo 1972/1976 son:

Cantidad de sedimentos: Millones de toneladas/ao

Transporte de Sedimento Mximo Promedio Mnimo

Suspendido 37.5 16.2 3.0

Arrastrado 4.2 1.8 0.03

Fuente: Almacenamiento y Derivacin Chira-Piura Diseo Final y Detallado Sumario

Lo cual representa en promedio aprox. 1325 Ton/Km2/ao

2. Los resultados del anlisis de sedimentos con aplicacin del modelo matemtico (Hec 6) para situaciones de 5, 10, 15, 25 y 50 aos, realizado por ENERGOPROJEKT en 1978 se muestran en el cuadro siguiente:

Ao 0 5 10 15 25 50

Volumen efectivo 106 m3 705 654 615 583 482 400

% de sedimentos depositados 0 7.25 12.8 17.3 31.6 43.3

3. Una de las formas empleadas para determinar la cantidad de sedimentos que

han ingresado a Poechos es la Batimetra.

4. Desde la la puesta en operacin del embalse en 1976, el PECHP ha ejecutado

varias mediciones de los sedimentos mediante la realizacin de batimetras.

Al 2004 se ha ejecutado catorce (14), las que a partir de 1997 se estn

haciendo anualmente

5. Segn la Batimetra realizada por el PECHP en el ao 2004, se ha

determinado que el reservorio despus de 28 aos de funcionamiento tiene

un volumen acumulado de sedimentos de 397 MMC, que representa el

44.86%, cantidad superior a la prevista en el diseo, para ese mismo perodo

de aos e incluso al valor estimado en el diseo para 50 aos; habiendo

disminuido el volumen de agua de 885 MMC al inicio a 488 MMC al 2004,

siendo el volumen til de 471 MMC medidos en la cota 103 que es el nivel

normal de operacin del embalse.

6. El embalse de Poechos presenta un proceso acelerado de sedimentacin y tal

situacin se ha presentado como consecuencia de el fenmeno El Nio de

los aos 1982-1983 y 1997-1998

Reservorio de Poechos: Masa anual de agua y Volumen Acumulado

de Sedimentos (MMC)

Presa Poechos : Aporte Anual y Sedimento Acumulado (MMC)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

Q= MMC

0

40

80

120

160

200

240

280

320

360

400

SED= MMC

Q.Aporte Sed.Acumul.

Planteamiento de Alternativas de Solucin

Se hace necesario plantear y desarrollar alternativas de solucin al problema de Sedimentacin del Reservorio de Poechos que tanto afecta al sistema Chira- Piura, de tal manera que permitan recuperar el volumen de agua de regulacin para el Sistema Chira-Piura o al menos disminuir el volumen anual de sedimentos que ingresa al embalse; es decir se trata de aumentar el volumen de agua de regulacin actual o de mermar el ingreso de sedimentos al vaso regulador y continuar atendiendo las demandas del Sistema Chira Piura por un perodo de tiempo adicional al saldo de vida til actualmente previsto.

El aumento del volumen de agua de regulacin se puede conseguir mediante la construccin de nuevos embalses o la sobreelevacin de la Presa de Poechos, en tanto que la disminucin del problema de sedimentacin, con planes de capacitacin, reforestacin de la cuenca, estructuras de atrape de sedimentos, etc.; debiendo incidirse tambin en hacer un buen manejo del agua en la aplicacin al riego y otros usos.

A. Buen Manejo del Agua; el agua hay que cuidarla y cuando escasea, ms debe cuidarse y no desperdiciarse por malas aplicaciones, lo cual se puede lograr con:

1) Capacitacin de los usuarios para un buen manejo del agua, que incluya mejoramiento de las eficiencias, tcnicas de riego, cedula de cultivo adecundola a las circunstancias.

2) Control y supervisin de las aplicaciones de agua que se hacen en el campo, en concordancia con permisos y autorizaciones de uso por parte de las entidades e Instituciones involucradas en el tema.

B. Disminucin del ingreso de sedimentos, lo cual se puede conseguir con un plan de manejo integral de la cuenca, que contemple:

1) Control de la erosin

2) Reforestacin de la cuenca

3) Construccin de Estructuras de atrape sedimentos

C. Recuperacin del volumen de agua de regulacin para el Sistema Chira-Piura, se refiere a la necesidad de aumentar el volumen de agua actualmente disponible y que cada vez va siendo menos; el aumento lo podemos conseguir con lo siguiente:

1) Sobreelevacin de la Presa

2) Reservorio Alternativo ( Macar, San Francisco, Santa Rosa, Vilcazn)

3) Descolmatacin

1) Dragado, por: Medios mecnicos (excavadoras)

Succin hidrulica (bombas).

2) Operacin del embalse

La alternativa de solucin al problema central consideramos es la C)

recuperacin del Volumen de agua de regulacin del Sistema Chira-Piura,

mediante la sobreelevacin de la Presa o la construccin de un reservorio

alternativo.

Las otras A) y B) acompaan a cualquier medida constructiva C) y deberan

iniciarse en el ms breve plazo.

Las alternativas de solucin constructivas son: La sobreelevacin de la presa y

la construccin de un reservorio alternativo en Macar, San Francisco, Santa

Rosa y Vilcazn; falta informacin ms detallada, que permita conocer sus

implicancias y caractersticas tcnicas.

Otros

Reservorios

Alternativos

Impacto

Ambiental

Desventajas de los embalses

Prdidas en la actividad agroindustrial por inundacin de zonas con alto ndice de desarrollo.

Cambios en la ecologa de la zona.

Traslado de asentamientos humanos siempre

difciles y costosos.

Inestabilidad en los taludes.

Posible incremento de la actividad ssmica,

especialmente durante el llenado de embalses.

Presa Tres Gargantas

Ro Yangtze

L = 3 Km

H = 185 m

Fetch = 600 km

Esclusas barcos de 3000 Tn

Energia 22 Gw

Desplazamiento 1500,000

personas

V = 39,000 M3

DISIPADORES DE ENERGIA

Dado que el agua sale

de la presa con una

presin considerable, si

el chorro no es

controlado

adecuadamente puede

provocar erosiones

localizadas peligrosas

para la estabilidad de la

presa misma.

Vlvula disipadora de energa tipo Howell-Bunger

Gracias por su atencin wwlamadrid@yahoo.es