UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA

FACULTAD DE INGENIERA CIVIL

DEPARTAMENTO ACADMICO DE HIDRULICA E HIDROLOGA

CICLO 2013-I

TRABAJO ESCALONADO

REPRESA CALLAZAS

ALUMNO

GMEZ ROJAS, Manuel Steven Francois 20084043B

CURSO

PRESAS DE EMBALSE Y DERIVACIN

HH485 - G

DOCENTE

ING. CASTILLO NAVARRO, Leonardo

LIMA, 03 DE JUNIO DEL 2013

2

NDICE

INTRODUCCIN ........................................................................................................................... 3

CAPTULO 1: ALCANCES GENERALES DEL PROYECTO ........................................................................... 4

1.1. Objetivos del Proyecto. ........................................................................................................ 4

1.2. Ubicacin del Proyecto. ........................................................................................................ 4

CAPTULO 2: ESTUDIOS BSICOS EN LA ZONA DEL PROYECTO ............................................................. 5

2.1. Recopilacin de Informacin Cartogrfica ............................................................................. 5

2.2. Recopilacin y Anlisis de Informacin Hidrometrica ............................................................. 5

2.2.1. Anlisis de Consistencia ................................................................................................. 7

2.2.2. Anlisis de Frecuencia ................................................................................................. 10

2.2.2.1. Series de Tiempo ............................................................................................... 10

2.2.2.2. Curva de Duracin ............................................................................................. 11

2.2.3. Regulacin del Embalse .................................................................................................... 12

2.2.3.1. Mtodo Curva Masa .................................................................................................... 13

2.3. Recopilacin y Anlisis de Informacin Pluviomtrica .......................................................... 15

2.3.1. Pruebas de Bondad de Ajuste ...................................................................................... 16

CAPTULO 3: DISEO HIDRULICO DEL PROYECTO ........................................................................... 17

3.1. Determinacin del Eje de la Presa ....................................................................................... 17

3.2. Determinacin de los Niveles de Operacin ........................................................................ 20

CONCLUSIONES ......................................................................................................................... 22

RECOMENDACIONES ......................................................................................................................... 22

BIBLIOGRAFA ......................................................................................................................... 23

3

INTRODUCCIN

Uno de los aspectos ms importantes del planeamiento de sistemas de recursos

hidrulicos, es la regulacin de agua por medio de embalses para proyectos de agua

potable, centrales hidroelctricas, irrigacin, etc.

La zona sur de nuestro pas, en especial el departamento de Tacna se caracteriza por

ser zonas secas en la costa y poco hmedas en la sierra. Geomorfolgicamente la zona

sur varia de cota altitudinal en distancias cortas. Esta geografa atpica nos permite

plantear proyectos de almacenamiento de agua.

El Estudio de la Represa del Rio Callazas forma parte del esquema de aprovechamiento

hdrico de la cuenca del Rio Locumba para su aprovechamiento en especial para

irrigacin.

El presente trabajo tiene como finalidad estudiar la vialidad de la Represa Callazas,

partiendo de un anlisis de los estudios bsicos hasta el desarrollo de la Ingeniera de

Detalle.

4

CAPTULO 1: ALCANCES GENERALES DEL PROYECTO

1.1. Objetivos del Proyecto.

El objetivo general del estudio es la elaboracin del diseo de la presa Callazas, para el proyecto de la de

la Represa de Regulacin del Rio Callazas, de acuerdo a las especificaciones tcnicas actuales.

Para el logro del objetivo general, el presente estudio comprendi, sin ser limitativo, los siguientes

objetivos especficos:

a) Analizar la disponibilidad del recurso hdrico.

b) El diseo de las represa Callazas, est dimensionado de acuerdo a la demanda y capacidad

operativa del proyecto.

c) Diseo hidrulico de la Represa Callazas.

1.2. Ubicacin del Proyecto.

El rea en estudio se ubica en la microcuenca del ro Callazas, que es afluente del rio Candarave, que

pertenece a la Cuenca Hidrogrfica del Rio Locumba de la Vertiente del Pacifico.

Geogrficamente, el rea de la cuenca del ro Callazas que involucra el estudio, se localiza entre las

siguientes altitudes y coordenadas UTM (datum WGS84): El proyecto de la Represa Callazas se encuentra

entre las altitudes 4220 msnm y 4300 msnm, y est comprendida en la Zona 19S, entre las coordenadas

de los siguientes vrtices opuestos 8112918.00 m S, 361735.00 m E y 8117482 m S, 363086 m E.

Polticamente, el rea de estudio pertenece al distrito de Candarave, provincia de Candarave, Regin de

Tacna.

Carta del IGN del Rio Callazas.

5

CAPTULO 2: ESTUDIOS BSICOS EN LA ZONA DEL PROYECTO

2.1. Recopilacin de Informacin Cartogrfica

Al identificar las zonas de emplazamiento de los proyectos, se comenz a recopilar informacin

bsicamente en cartografa y topografa.

La informacin cartogrfica recopilada corresponde a la elaborada por el Instituto Geogrfico Nacional

IGN y la Oficina Nacional de Reforma Agraria, confeccionados por mtodos aero-fotogramtricos con

intervalos de curva cada 50 m. Las hojas utilizadas de la Carta Nacional fueron las siguientes:

- Hualtire (Hoja 34 -v) en escalas 1/100 000.

- Tarata (Hoja 35-v) en escalas 1/100 000.

Asi mismo se cuenta con un modelo digital del terreno de la zona del embalse con curvas de nivel cada 2

metros, proporcionadas por el profesor del curso.

Toda la informacin se trabaj en el Datum Horizontal WGS84.

Este tem se desarrollara en detalla en el Trabajo Escalonado N 2

2.2. Recopilacin y Anlisis de Informacin Hidrometrica

Sobre el Rio Callazasse tiene una estacin hidromtrica de la Empresa Hidroelctrica. Estos datos han

sido proporcionados por el profesor del curso.

Registro de caudales medios mensuales en el Rio Callazas.

DESCARGA MEDIA MENSUAL (m3/s)

Ao Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Qm

1955 - - - - - - - - - - 1.90 2.30 2.21

1956 2.85 3.00 2.60 2.00 1.96 1.89 1.82 1.81 1.75 1.62 1.57 1.62 1.71

1957 1.62 1.81 2.23 1.73 1.67 1.65 1.63 1.67 1.65 1.64 1.67 1.86 1.91

1958 2.38 2.53 3.09 1.66 1.60 1.60 1.60 1.60 1.58 1.58 1.60 1.56 1.69

1959 1.56 1.88 2.62 1.69 1.58 1.52 1.56 1.53 1.56 1.51 1.55 1.74 1.88

1960 3.91 2.53 1.66 1.66 1.63 1.63 1.59 1.57 1.59 1.60 1.55 1.65 1.96

1961 2.65 3.45 2.64 1.97 1.67 1.57 1.60 1.59 1.59 1.58 1.60 2.10 2.47

1962 2.51 5.96 4.15 3.50 2.11 1.66 1.49 1.44 1.55 1.36 1.40 1.58 3.14

1963 1.90 5.00 11.10 3.82 3.00 2.35 2.35 2.25 2.18 2.09 2.11 2.64 2.14

1964 2.00 2.79 2.65 2.04 1.82 1.76 1.79 1.82 1.68 1.55 1.49 1.62 1.65

1965 1.72 2.12 1.85 1.54 1.47 1.60 1.61 1.61 1.69 1.67 1.65 1.66 1.63

1966 1.70 1.81 1.91 1.80 1.66 1.33 1.34 1.39 1.44 1.46 1.45 1.52 1.74

1967 1.71 2.54 3.11 1.78 1.45 1.47 1.47 1.44 1.45 1.41 1.35 1.36 1.66

1968 1.70 1.93 3.05 1.76 1.54 1.48 1.43 1.41 1.34 1.35 1.58 1.37 1.48

1969 1.51 1.87 1.75 1.36 1.34 1.40 1.42 1.43 1.45 1.39 1.35 1.54 1.58

1970 2.33 2.15 1.94 1.41 1.29 1.34 1.35 1.39 1.38 1.42 1.42 1.35 1.65

1971 1.78 3.29 2.34 1.50 1.37 1.37 1.31 1.33 1.32 1.32 1.32 1.40 1.96

1972 3.27 2.41 2.91 3.41 1.91 1.50 1.45 1.37 1.39 1.43 1.41 2.17 2.91

6

1973 2.60 6.61 8.41 4.03 2.47 1.57 1.42 1.45 1.38 1.50 1.41 1.51 2.95

1974 4.03 7.51 6.15 2.73 2.28 2.28 2.21 2.39 2.26 2.05 1.98 2.02 3.15

1975 2.72 5.80 8.14 3.67 2.83 2.25 2.09 1.99 1.98 1.91 1.89 2.17 2.45

1976 3.17 4.37 4.45 2.86 2.20 1.62 1.39 1.41 1.45 1.40 1.22 1.32 2.11

1977 1.48 3.14 6.74 2.58 1.59 1.51 1.48 1.41 1.42 1.39 1.43 1.41 1.65

1978 2.91 2.23 1.64 1.54 1.42 1.46 1.42 1.48 1.44 1.33 1.30 1.42 1.58

1979 1.89 1.53 2.43 1.57 1.52 1.50 1.52 1.48 1.42 1.42 1.40 1.46 1.46

1980 1.50 1.55 1.80 1.49 1.57 1.32 1.31 1.33 1.32 1.31 1.32 1.31 1.66

1981 1.58 3.56 2.38 1.60 1.38 1.39 1.36 1.38 1.34 1.38 1.36 1.53 1.47

1982 2.13 1.86 1.65 1.53 1.32 1.21 1.19 1.19 1.23 1.23 1.23 1.15 1.22

1983 1.10 1.07 1.19 1.43 1.32 1.26 1.23 1.18 1.21 1.32 1.40 1.54 1.62

1984 1.96 3.42 2.37 1.44 1.16 1.15 1.24 1.19 1.08 1.21 1.65 1.64 1.99

1985 1.65 4.23 2.95 2.10 1.49 1.43 3.13 1.32 1.25 1.28 1.26 2.53 2.53

1986 4.41 5.19 4.14 3.02 2.22 1.76 1.62 1.62 1.47 1.40 1.38 1.81 2.01

1987 5.60 3.96 1.91 1.34 1.27 1.22 1.39 1.32 1.33 1.28 1.40 1.51 1.42

1988 1.95 1.44 1.34 1.45 1.33 1.27 1.30 1.48 1.39 1.28 1.34 1.82 1.67

1989 1.90 2.85 1.94 2.44 1.34 1.26 1.28 1.15 1.25 1.28 1.26 1.30 1.35

1990 1.54 1.48 1.21 1.41 1.30 1.41 1.40 1.39 1.39 1.40 1.26 1.34 1.69

1991 2.81 2.27 2.65 1.89 1.44 1.39 1.25 1.25 1.26 1.37 1.42 1.45 1.41

1992 1.59 1.57 1.50 1.50 1.44 1.34 1.30 1.22 1.20 1.27 1.39 1.55 1.40

1993 2.23 1.45 1.73 1.15 1.14 1.22 1.21 1.22 1.18 1.20 1.36 1.57 1.99

1994 2.02 5.92 2.18 2.07 1.81 1.58 1.50 1.50 1.58 1.64 1.72 1.78 1.52

1995 1.83 1.54 1.99 1.33 1.14 1.10 1.23 1.36 1.57 1.57 1.76 2.07 1.61

1996 2.41 2.06 1.43 1.26 1.18 1.30 1.35 1.34 1.46 1.49 1.68 1.18 1.76

1997 1.38 3.67 2.92 1.84 1.55 1.50 1.29 1.20 1.23 1.11 1.21 1.14 1.40

1998 1.81 1.99 1.40 1.39 1.40 1.56 1.35 1.26 1.16 1.24 1.25 1.18 1.89

1999 1.24 5.17 4.67 2.07 1.32 1.17 1.10 1.06 1.03 1.06 1.04 1.15 1.56

2000 2.05 3.39 2.81 1.34 1.21 1.24 1.24 1.20 1.15 1.19 1.14 1.28 2.21

2001 2.21 6.09 6.18 2.57 1.21 1.21 1.19 1.15 1.12 1.08 1.10 1.21 2.05

2002 1.29 3.47 4.38 4.41 2.08 1.50 1.49 1.48 1.48 1.48 1.56 1.48 1.51

2003 1.57 1.72 1.74 1.50 1.45 1.41 1.45 1.34 1.30 1.29 1.28 1.28 1.48

2004 1.64 2.61 1.59 1.47 1.32 1.28 1.34 1.30 1.27 1.27 1.25 1.21 1.48

2005 1.52 3.12 1.75 1.38 1.23 1.25 1.28 1.27 1.29 1.24 1.24 1.32 1.93

2006 2.17 3.60 4.64 2.40 1.40 1.33 1.30 1.27 1.28 1.23 1.23 1.25 1.46

2007 1.95 1.67 2.76 1.26 1.22 1.23 1.23 1.20 1.18 1.14 1.17 1.18 1.28

2008 1.94 1.33 1.32 1.23 1.22 1.20 1.24 1.20 1.17 1.20 1.16 1.30 1.56

2009 1.46 2.42 3.25 1.43 1.27 1.22 1.26 - - - - -

7

2.2.1. Anlisis de Consistencia

Representamos la relacin de caudales medios versus el tiempo en meses:

Se observa del grafico que existe una inconsistencia de salto aproximadamente en el mes 313, que

correspondera al ao 1982. Se proceder a realizar su anlisis estadstico para su verificacin y

correccin de ser necesaria.

Anlisis Estadstico: Salto

Agrupamos en dos series y calculamos los siguientes parmetros estadsticos:

Serie Aos n Xp S

S2

n.S2

1 1956 - 1981 312 2.00 1.15 1.33 413.61

2 1982 - 2008 324 1.66 0.85 0.72 233.44

Donde:

- n: cantidad de datos - Xp: promedio del grupo de datos - S: deviacin estndar

- Consistencia en la Media

Calculamos el parmetro estadstico t de Student

td = 4.289

Luego de las tablas estadsticas calculamos el valor terico considerando:

* Nivel de significacin: 5% * Grados de libertad: n1+n2-2 = 634

tt = 1.645

Anlisis: td > tt : La informacin NO es consistente en la media para el 5% de significacin.

0

2

4

6

8

10

121

13

25

37

49

61

73

85

97

10

91

21

13

31

45

15

71

69

18

11

93

20

52

17

22

92

41

25

32

65

27

72

89

30

13

13

32

53

37

34

93

61

37

33

85

39

74

09

42

14

33

44

54

57

46

94

81

49

35

05

51

75

29

54

15

53

56

55

77

58

96

01

61

36

25

Cau

dal

Me

dio

(m

3/s

)

Tiempo (mes)

Serie Peridica

8

- Consistencia en la Desviacin Estndar

Calculamos el parmetro estadstico F de Fisher

Fd = 1.8399

Ahora calculamos el valor de F terico considerando:

* Nivel de significacin: 5% * Grados de libertad: Numerador: n1-1 = 311

Denominador: n2-2 = 323

Ft = 1.294

Anlisis: Fd > Ft : La informacin NO es consistente en la media para el 5% de significacin.

Correccin de la Informacin Inconsistente

Ahora debemos escoger cul de las dos series es inconsistente para realizar su correccin.

De acuerdo a la informacin recopilada en el ESTUDIO HIDROGEOLGICO DE EVALUACIN DE LA

INCIDENCIA DE LA EXPLOTACIN DE AGUAS SUBTERRNEAS MEDIANTE POZOS TUBULARES EN LAS

NACIENTES DEL RIO CALLAZAS presentado por el Ing. Carlos Pagador IRH en el ao 2008, se

construyeron pozos de extraccin de agua subterrneas a principios de la dcada de los 80s lo que ha

generado impactos negativos en la disponibilidad hdrica.

Ubicacin de los Pozos de Agua Subterrnea en la Sub-Cuenca del Rio Callazas.

9

Entonces, corregimos la segunda serie:

DESCARGA MEDIA MENSUAL (m3/s)

Ao Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago

1982 1983 1.42 1.42 1.41 1.30 1.24 1.20 1.36 1.69 1.54 1.46 1.42 1.35

1983 1984 1.40 1.54 1.65 1.84 2.41 4.39 2.96 1.71 1.33 1.31 1.43 1.37

1984 1985 1.22 1.40 1.99 1.98 2.00 5.48 3.75 2.60 1.77 1.69 4.00 1.55

1985 1986 1.45 1.49 1.46 3.19 5.74 6.79 5.37 3.85 2.77 2.14 1.95 1.95

1986 1987 1.75 1.64 1.62 2.21 7.35 5.13 2.34 1.56 1.48 1.40 1.64 1.55

1987 1988 1.55 1.49 1.65 1.79 2.39 1.70 1.57 1.71 1.55 1.48 1.51 1.76

1988 1989 1.64 1.49 1.57 2.22 2.33 3.61 2.38 3.06 1.57 1.46 1.49 1.31

1989 1990 1.45 1.49 1.46 1.51 1.84 1.76 1.39 1.66 1.52 1.66 1.65 1.63

1990 1991 1.63 1.64 1.47 1.57 3.56 2.83 3.35 2.32 1.70 1.63 1.45 1.45

1991 1992 1.46 1.61 1.68 1.72 1.90 1.87 1.78 1.78 1.70 1.57 1.52 1.41

1992 1993 1.38 1.48 1.63 1.85 2.77 1.72 2.10 1.31 1.30 1.41 1.40 1.41

1993 1994 1.35 1.38 1.59 1.88 2.49 7.79 2.71 2.56 2.20 1.90 1.79 1.79

1994 1995 1.89 1.97 2.09 2.17 2.23 1.84 2.45 1.55 1.30 1.25 1.42 1.60

1995 1996 1.88 1.88 2.14 2.57 3.02 2.55 1.69 1.46 1.35 1.51 1.58 1.57

1996 1997 1.74 1.77 2.03 1.36 1.63 4.73 3.71 2.25 1.85 1.79 1.50 1.38

1997 1998 1.42 1.26 1.39 1.29 2.20 2.45 1.65 1.63 1.65 1.87 1.58 1.46

1998 1999 1.33 1.44 1.44 1.35 1.43 6.76 6.08 2.56 1.55 1.34 1.25 1.19

1999 2000 1.15 1.19 1.17 1.31 2.54 4.35 3.56 1.57 1.40 1.43 1.43 1.38

2000 2001 1.31 1.36 1.30 1.49 2.75 8.01 8.13 3.24 1.39 1.39 1.37 1.32

2001 2002 1.27 1.22 1.25 1.39 1.50 4.45 5.70 5.73 2.58 1.78 1.77 1.77

2002 2003 1.77 1.76 1.87 1.75 1.88 2.08 2.11 1.78 1.72 1.67 1.72 1.56

2003 2004 1.51 1.50 1.49 1.49 1.97 3.29 1.91 1.75 1.55 1.49 1.58 1.51

2004 2005 1.48 1.47 1.45 1.40 1.82 3.98 2.13 1.62 1.42 1.45 1.48 1.48

2005 2006 1.49 1.44 1.43 1.54 2.70 4.63 6.05 3.00 1.65 1.56 1.52 1.48

2006 2007 1.49 1.42 1.42 1.44 2.40 2.01 3.49 1.46 1.41 1.43 1.42 1.37

2007 2008 1.35 1.30 1.34 1.35 2.38 1.56 1.54 1.42 1.41 1.37 1.43 1.39

Los clculos en adelante se realizaran con esta serie corregida.

Se recomienda analizar los datos pluviomtricos de las estaciones cercanas tales como la Estacin

Suches, para su verificacin y correcta correccin de los datos hidromtricos.

10

2.2.2. Anlisis de Frecuencia

Para conocer la potencialidad de una corriente de agua, es necesario conocer con qu frecuencia

ocurren caudales iguales o superiores a un valor determinado. Dado que la cuenca del Rio Callazas no se

encuentra regulada, se utilizara el Mtodo de Curva de Duracin para calcular la persistencia de los

caudales medios.

2.2.2.1. Series de Tiempo

A partir la Tabla 2.1 elaboramos la siguiente grafica de Tiempo vs Caudal Medio Anual.

Para los tres aos de mxima avenida se elabora al siguiente grafica de Tiempo vs Caudal Mensual.

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

19

56

19

58

19

60

19

62

19

64

19

66

19

68

19

70

19

72

19

74

19

76

19

78

19

80

19

82

19

84

19

86

19

88

19

90

19

92

19

94

19

96

19

98

20

00

20

02

20

04

20

06

20

08

Cau

dal

Me

dio

(m

3/s

)

Tiempo (aos)

Serie No Peridica

0

2

4

6

8

10

12

11

32

53

74

96

17

38

59

71

09

12

11

33

14

51

57

16

91

81

19

32

05

21

72

29

24

12

53

26

52

77

28

93

01

31

33

25

33

73

49

36

13

73

38

53

97

40

94

21

43

34

45

45

74

69

48

14

93

50

55

17

52

95

41

55

35

65

57

75

89

60

16

13

62

5

Cau

dal

Me

dio

(m

3/s

)

Tiempo (mes)

Serie Peridica (Corregida)

11

2.2.2.2. Curva de Duracin

De los datos de la Tabla 2.1 se elaboran la siguiente grfica.

Para un anlisis ms detallado de la oferta hdrica se ha calculado la persistencia mensual.

P (%) Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago

0.25 1.56 1.51 1.57 1.66 2.41 3.67 3.11 2.40 1.67 1.57 1.52 1.48

0.5 1.39 1.39 1.40 1.51 1.94 2.54 2.38 1.66 1.45 1.41 1.39 1.39

0.75 1.26 1.28 1.26 1.32 1.62 1.86 1.75 1.44 1.32 1.27 1.29 1.26

0.9 1.18 1.20 1.22 1.18 1.50 1.53 1.43 1.34 1.21 1.21 1.23 1.19

0.95 1.12 1.11 1.14 1.15 1.29 1.44 1.32 1.26 1.16 1.17 1.19 1.15

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Cau

dal

Me

dio

(m

3/s

)

Persistencia (%)

Curva de Duracin

Curva de Duracin

Q50 = 1.50 m3/s Q75 = 1.33 m3/s

Q95 = 1.18 m3/s

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago

Cau

dal

Me

dio

(m

3/s

)

Tiempo (meses)

Curva de Duracin Estacional

0.25

0.5

0.75

0.9

0.95

12

2.2.3. Regulacin del Embalse

El aprovechamiento de los recursos hdricos de un rio prev la retirada de un valor de caudal mayor que

el mnimo, se hace necesaria la reserva de los excesos sobre el caudal de derivacin para atender los

periodos cuyos caudales naturales sean menores que aquel derivado. Dicho anlisis de regulacin de

caudales se realiza sobre el periodo crtico de diseo del embalse.

A continuacin se presenta el anlisis para diferentes periodos crticos de aos consecutivos-

Ao Hidrolgico 1 ao 2 aos 3 aos Ao Hidrolgico 1 ao 2 aos 3 aos

1956 1957 1.714 1.810 1.769 1982 1983 1.402 1.674 1.933

1957 1958 1.906 1.797 1.824 1983 1984 1.945 2.199 2.525

1958 1959 1.688 1.782 1.841 1984 1985 2.453 2.815 2.701

1959 1960 1.877 1.918 2.104 1985 1986 3.177 2.825 2.443

1960 1961 1.959 2.217 2.524 1986 1987 2.473 2.076 2.054

1961 1962 2.475 2.806 2.584 1987 1988 1.679 1.844 1.758

1962 1963 3.138 2.639 2.311 1988 1989 2.010 1.797 1.882

1963 1964 2.141 1.898 1.810 1989 1990 1.584 1.817 1.767

1964 1965 1.655 1.644 1.675 1990 1991 2.050 1.859 1.788

1965 1966 1.633 1.685 1.676 1991 1992 1.668 1.657 1.922

1966 1967 1.737 1.697 1.623 1992 1993 1.646 2.049 1.970

1967 1968 1.657 1.566 1.570 1993 1994 2.451 2.132 2.066

1968 1969 1.476 1.526 1.569 1994 1995 1.813 1.873 1.963

1969 1970 1.576 1.616 1.732 1995 1996 1.933 2.039 1.911

1970 1971 1.655 1.810 2.178 1996 1997 2.145 1.900 2.036

1971 1972 1.965 2.440 2.609 1997 1998 1.655 1.982 1.946

1972 1973 2.915 2.931 3.004 1998 1999 2.310 2.092 2.313

1973 1974 2.948 3.049 2.849 1999 2000 1.873 2.314 2.387

1974 1975 3.150 2.800 2.570 2000 2001 2.755 2.644 2.364

1975 1976 2.450 2.280 2.068 2001 2002 2.533 2.169 2.030

1976 1977 2.109 1.877 1.777 2002 2003 1.805 1.779 1.774

1977 1978 1.646 1.611 1.562 2003 2004 1.753 1.759 1.964

1978 1979 1.576 1.520 1.565 2004 2005 1.765 2.069 1.956

1979 1980 1.463 1.560 1.595 2005 2006 2.374 2.052 1.863

1980 1981 1.657 1.662 1.575 2006 2007 1.729 1.608

1981 1982 1.666 1.534 1.671 2007 2008 1.487

De la Tabla 2.2 se observa los siguientes caudales mximos para los siguientes periodos de aos

consecutivos.

Periodo Critico Ao Hidrolgico

1 ao 1982 - 1983

2 aos 1978 - 1980

3 aos 1977 - 1980

13

2.2.3.1. Mtodo Curva Masa

El diagrama de curva masa o diagrama de Rippl se utiliza para la estimacin del volumen de reservorio

necesario para satisfacer determinada demanda. Este se define como la integral del hidrograma de

entrada al embalse y se obtiene graficando en abscisas el tiempo acumulado y en ordenadas el volumen

acumulado obtenido a partir del caudal medio diario o mensual.

En nuestro estudio se elabora la Curva Masa para caudales medios mensuales y como demanda se

tomara el caudal obtenido de la pendiente de la recta que une los extremos de la curva masa.

Para 1 Ao Crtico:

Ao Mes Das Q Volumen

Tiempo Acum.

Oferta Acum.

Demanda Ofer-Dem

Acum. Acum.

(m3/s) (MMC) (das) (MMC) (MMC) (MMC)

1982

Sep 30 1.42 3.68 30 3.68 3.33 0.34

Oct 31 1.42 3.79 61 7.47 6.78 0.69

Nov 30 1.41 3.67 91 11.14 10.11 1.02

Dic 31 1.30 3.49 122 14.63 13.56 1.07

1983

Ene 31 1.24 3.32 153 17.95 17.00 0.95

Feb 28 1.20 2.90 181 20.86 20.12 0.74

Mar 31 1.36 3.64 212 24.50 23.56 0.94

Abr 30 1.69 4.39 242 28.89 26.89 2.00

May 31 1.54 4.13 273 33.03 30.34 2.69

Jun 30 1.46 3.78 303 36.81 33.67 3.13

Jul 31 1.42 3.81 334 40.61 37.12 3.49

Ago 31 1.35 3.63 365 44.24 40.56 3.68

Qprom 1.40 m3/s

Vol. 3.33 MMC

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago

Vo

lum

en

Acu

mu

lad

o (

MM

C)

Tiempo (das)

Curva Masa

14

Para 2 Aos Crticos:

Ao Mes Das Q Volumen

Tiempo Acum.

Oferta Acum.

Demanda Ofer-Dem

Acum. Acum.

(m3/s) (MMC) (das) (MMC) (MMC) (MMC)

1978

Sep 30 1.44 3.72 30 3.72 3.79 -0.07

Oct 31 1.33 3.55 61 7.27 7.70 -0.43

Nov 30 1.30 3.38 91 10.65 11.49 -0.84

Dic 31 1.42 3.81 122 14.45 15.40 -0.95

1979

Ene 31 1.89 5.05 153 19.50 19.32 0.18

Feb 28 1.53 3.70 181 23.20 22.85 0.35

Mar 31 2.43 6.51 212 29.71 26.77 2.94

Abr 30 1.57 4.08 242 33.79 30.56 3.23

May 31 1.52 4.07 273 37.86 34.47 3.39

Jun 30 1.50 3.89 303 41.75 38.26 3.49

Jul 31 1.52 4.07 334 45.82 42.17 3.64

Ago 31 1.48 3.95 365 49.77 46.09 3.68

Sep 30 1.42 3.69 395 53.46 49.88 3.58

Oct 31 1.42 3.79 426 57.25 53.79 3.46

Nov 30 1.40 3.62 456 60.87 57.58 3.29

Dic 31 1.46 3.90 487 64.77 61.49 3.28

1980

Ene 31 1.50 4.02 518 68.79 65.41 3.38

Feb 28 1.55 3.74 546 72.53 68.94 3.59

Mar 31 1.80 4.81 577 77.35 72.86 4.49

Abr 30 1.49 3.86 607 81.21 76.64 4.56

May 31 1.57 4.20 638 85.40 80.56 4.84

Jun 30 1.32 3.42 668 88.82 84.35 4.48

Jul 31 1.31 3.50 699 92.33 88.26 4.06

Ago 31 1.33 3.57 730 95.90 92.18 3.72

Qprom 1.520 m3/s

Vol. 1 5.79 MMC

0

20

40

60

80

100

120

Sep

Oct

No

v

Dic

Ene

Feb

Mar

Ab

r

May Jun

Jul

Ago Se

p

Oct

No

v

Dic

Ene

Feb

Mar

Ab

r

May Jun

Jul

Ago

Vo

lum

en

Acu

mu

lad

o (

MM

C)

Tiempo (das)

Curva Masa

15

2.3. Recopilacin y Anlisis de Informacin Pluviomtrica

Para el diseo de caudales mximos tenemos siguiente data pluviomtrica de precipitacin mxima 24h.

AO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

1963 11.5 24.0 13.7 18.0 3.6 0.0 1.8 2.5 8.0 8.0 14.7 11.8

1964 20.5 18.0 7.7 13.0 4.0 0.0 0.0 2.0 0.0 0.0 9.0 12.0

1965 9.0 22.0 8.5 3.0 1.0 0.0 0.0 2.0 7.0 0.0 0.8 10.2

1966 6.0 23.5 22.0 0.0 18.0 0.0 0.0 0.0 0.0 9.0 10.0 30.5

1967 13.5 20.0 9.0 9.0 1.0 0.0 3.0 0.0 3.0 16.5 2.0 16.2

1968 25.6 11.0 32.8 3.0 6.0 9.0 1.0 0.0 0.0 12.5 14.3 7.5

1969 18.2 20.7 8.0 5.0 0.0 0.0 0.0 1.5 7.0 1.0 6.7 22.0

1970 23.0 15.3 9.7 1.6 5.1 0.0 0.0 0.0 0.0 5.8 0.0 10.3

1971 18.7 16.5 9.5 5.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 7.5 23.0

1972 19.0 27.0 17.2 12.2 0.0 0.0 0.0 0.0 3.2 12.0 1.2 19.0

1973 16.0 15.3 26.0 12.4 0.0 0.0 0.0 5.2 5.2 2.0 2.2 6.5

1974 23.0 21.0 15.0 32.7 0.0 0.0 0.0 12.0 3.0 0.0 8.5 27.3

1975 19.0 14.2 12.4 2.5 3.0 1.0 0.0 0.0 0.0 1.5 0.0 14.8

1976 17.0 13.5 25.5 13.5 3.0 0.0 0.0 1.0 8.0 0.0 0.0 16.0

1977 27.0 24.5 19.5 9.4 0.0 0.0 0.0 0.0 2.3 7.1 11.2 10.8

1978 24.5 6.5 14.2 6.5 0.0 0.0 1.5 0.5 0.0 1.5 20.5 8.0

1979 12.2 9.5 10.5 0.0 0.0 0.0 0.0 9.5 1.5 9.0 8.9 22.9

1980 9.8 14.0 17.8 2.7 0.0 0.0 0.0 0.5 0.4 20.0 9.0 13.0

1981 15.0 17.0 9.5 6.0 0.0 0.0 0.0 5.0 2.0 0.0 4.5 17.0

1982 14.0 20.0 12.5 11.5 0.0 0.0 0.0 0.0 7.4 7.5 3.4 7.9

1983 9.4 15.1 12.8 3.7 0.0 0.0 0.0 0.0 5.0 0.0 0.0 15.7

1984 28.0 26.0 18.5 10.4 1.0 4.0 0.0 4.4 0.0 12.5 27.2 6.2

1985 13.0 20.4 21.1 13.0 2.0 2.0 0.0 1.2 3.9 0.0 21.8 11.2

1986 30.8 39.5 10.8 4.9 2.4 0.0 8.2 2.0 0.0 0.0 2.5 23.4

1987 25.5 18.2 8.0 0.0 0.0 4.2 10.2 0.0 0.0 11.2 6.4 9.5

1988 25.0 13.8 18.2 7.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.2 0.0 11.0

1989 35.6 19.8 20.1 10.3 0.0 2.8 1.2 0.0 0.0 0.0 0.0 4.0

1990 14.8 10.5 12.9 5.0 2.6 24.0 0.0 0.0 0.0 8.1 17.4 20.0

1991 23.5 10.2 20.2 7.8 0.0 11.5 0.0 0.0 0.0 16.0 12.5 11.4

1992 7.8 6.9 0.4 0.0 0.0 2.2 0.0 1.2 0.0 5.3 7.0 18.3

1993 19.7 13.2 15.6 6.0 0.2 3.1 0.2 17.8 1.1 4.2 4.5 14.4

1994 17.2 16.1 5.6 15.2 3.3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 3.2 7.6

1995 13.0 9.0 19.3 11.5 0.3 0.0 0.0 0.0 0.5 7.4 4.7 11.2

1996 9.1 17.6 10.6 9.5 2.0 0.0 0.0 1.8 1.2 0.0 7.6 23.7

1997 23.8 21.0 15.2 5.4 6.3 0.0 0.0 6.4 9.2 2.1 3.4 14.3

1998 30.5 12.8 4.9 0.7 0.0 3.5 0.0 0.0 0.0 0.5 28.5 10.5

1999 7.6 22.3 34.5 9.0 0.0 0.0 0.0 0.0 10.4 1.4 0.0 8.5

2000 17.6 17.5 11.0 6.8 4.0 0.5 0.1 0.0 0.0 7.5 3.0 5.8

2001 27.8 14.8 14.3 12.2 0.5 2.2 0.4 3.5 1.6 5.2 2.7 6.0

16

2.3.1. Pruebas de Bondad de Ajuste

Se pasa a efectuar las pruebas de bondad de ajuste para determinar a qu funcin de distribucin de

probabilidad se ajusta mejor el registro de precipitaciones mximas en 24 horas; a partir de los dos

mtodos ms conocidos, la Prueba Chi-Cuadrado y la Prueba de Smirnov-Kolgomorov. Las funciones de

distribucin que se analizaran en este caso son:

Normal

Log Normal

Gumbel

Pearson III

Log Pearson III

Las Pruebas han sido realizadas con el software Hidro Esta, teniendo como resultado que la Distribucin

Gumbel es la de mejor ajuste para la cual se ha calculado la precipitacin para los periodos de retorno de

50 aos y 100 aos:

50 aos 100 aos

DISTRIBUCIN GUMBEL 38.66 mm 41.67 mm

17

CAPTULO 3: DISEO HIDRULICO DEL PROYECTO

De acuerdo al anlisis de oferta hdrica realizada en el captulo 2, tenemos un volumen til de

almacenamiento de 6 MMC aproximadamente.

3.1. Determinacin del Eje de la Presa

Se escogi la seccin ubicada con las siguientes coordenadas opuestas:

ESTE NORTE

EJE 0+000.0 362245.1 8114380.3

EJE 0+202.5 362477.5 8114392.1

Procedemos a desarrollar la Curva rea Elevacin Volumen.

18

Numero Elevacin

( m.s.n.m. ) rea ( m2 )

rea ( Ha )

Vol. Par. ( m3 )

Vol. Acum. ( m3 )

Vol. Acum. ( MMC )

Altura de la Presa

1 4252.00 1747 0.17 - - 0 0.00

2 4253.00 3827.67 0.38 2,787.34 0.00 2.78734E-09 1.00

3 4254.00 7072.95 0.71 5,450.31 5,450.31 0.00545 2.00

4 4255.00 14452.93 1.45 10,762.94 16,213.25 0.01621 3.00

5 4256.00 20466.3 2.05 17,459.62 33,672.87 0.03367 4.00

6 4257.00 25407.89 2.54 22,937.10 56,609.96 0.05661 5.00

7 4258.00 32374.48 3.24 28,891.19 85,501.15 0.08550 6.00

8 4259.00 40408.51 4.04 36,391.50 121,892.64 0.12189 7.00

9 4260.00 51139.02 5.11 45,773.77 167,666.41 0.16767 8.00

10 4261.00 66524.23 6.65 58,831.63 226,498.03 0.22650 9.00

11 4262.00 86833.24 8.68 76,678.74 303,176.77 0.30318 10.00

12 4263.00 106692.54 10.67 96,762.89 399,939.66 0.39994 11.00

13 4264.00 132339.78 13.23 119,516.16 519,455.82 0.51946 12.00

14 4265.00 149781.96 14.98 141,060.87 660,516.69 0.66052 13.00

15 4266.00 170875.97 17.09 160,328.97 820,845.65 0.82085 14.00

16 4267.00 187028.94 18.70 178,952.46 999,798.11 0.99980 15.00

17 4268.00 205245.15 20.52 196,137.05 1,195,935.15 1.19594 16.00

18 4269.00 220133.03 22.01 212,689.09 1,408,624.24 1.40862 17.00

19 4270.00 235902.2 23.59 228,017.62 1,636,641.86 1.63664 18.00

20 4271.00 248192.31 24.82 242,047.26 1,878,689.11 1.87869 19.00

21 4272.00 263583.72 26.36 255,888.02 2,134,577.13 2.13458 20.00

22 4273.00 278859.62 27.89 271,221.67 2,405,798.80 2.40580 21.00

23 4274.00 297054.57 29.71 287,957.10 2,693,755.89 2.69376 22.00

24 4275.00 314640.36 31.46 305,847.47 2,999,603.36 2.99960 23.00

25 4276.00 337657.44 33.77 326,148.90 3,325,752.26 3.32575 24.00

26 4277.00 365082.79 36.51 351,370.12 3,677,122.37 3.67712 25.00

27 4278.00 391382.65 39.14 378,232.72 4,055,355.09 4.05536 26.00

28 4279.00 414977.06 41.50 403,179.86 4,458,534.95 4.45853 27.00

29 4280.00 444738.98 44.47 429,858.02 4,888,392.97 4.88839 28.00

30 4281.00 470843.33 47.08 457,791.16 5,346,184.12 5.34618 29.00

31 4282.00 501400.25 50.14 486,121.79 5,832,305.91 5.83231 30.00

32 4283.00 539296.48 53.93 520,348.37 6,352,654.28 6.35265 31.00

33 4284.00 582840.27 58.28 561,068.38 6,913,722.65 6.91372 32.00

34 4285.00 625385.55 62.54 604,112.91 7,517,835.56 7.51784 33.00

35 4286.00 672664.38 67.27 649,024.97 8,166,860.53 8.16686 34.00

36 4287.00 719378.32 71.94 696,021.35 8,862,881.88 8.86288 35.00

37 4288.00 769264.79 76.93 744,321.56 9,607,203.43 9.60720 36.00

19

4250

4255

4260

4265

4270

4275

4280

4285

4290

4295

- 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00

4250

4255

4260

4265

4270

4275

4280

4285

4290

4295

0 2 4 6 8 10 12

Alt

ura

(m

snm

)

rea de Espejo de Agua (Ha)

Volumen de Almacenamiento (MMC)

Curva AVH

Volumen vs Altura Area vs Altura

20

3.2. Determinacin de los Niveles de Operacin

De acuerdo a la Curva AVH, tenemos:

NAMINO: 4271.0 m.s..m. Vol Sedimentos: 1.88 MMC

NAMO: 4285.0 m.s.n.m. Vol. Util : 5.67 MMC

Para el clculo del NAME realizamos el trnsito de la avenida de 100 aos de retorno. Este ha sido

desarrollado con el software HEC HMS, se adjunta el modelo desarrollado.

Para esto Primero se ah calculado el hidrograma de entrada utilizando el modelos de precipitacion

escorrentia del SCS, tanto para la abstraccion hidrologica como la transformacion.

21

Realizamos el transito con un vertedero de 5metro de longitud utilizando el software HEC HMS.

Entonces determinamos lo siguiente:

NAME: 4285.8 m.s..m.

CORONA: 4288.0 m.s.n.m.

22

CONCLUSIONES

Los niveles de operacin de la presa son:

NAMINO: 4271.0 m.s..m. Vol Sedimentos: 1.88 MMC

NAMO: 4285.0 m.s.n.m. Vol. Util : 5.67 MMC

NAME: 4285.8 m.s..m.

CORONA: 4288.0 m.s.n.m. ALTURA: 36.0 METROS

La presa tiene las siguientes dimensiones:

Altura: 36.0 metros

Longitud: 194 metros

Talud: 1:2.5 en ambos lados. Presa de Tierra.

RECOMENDACIONES

Se recomienda estimar el volumen de demanda del proyecto y caudal ecolgico necesarios para

obtener la disponibilidad hdrica real del rio Callazas.

Se recomienda realizar un anlisis ms exhaustivo de la alteracin de la data hidromtrica, debido a

la presencia de los pozos de extraccin de agua subterrnea.

Se recomienda revisar la geologa de la zona para poder plantear el tipo de presa adecuado.

Se recomienda realizar el estudio de arrastre de sedimentos para poder calcular el volumen de

sedimentos que se almacenara en la presa.

23

BIBLIOGRAFA

[1] Ven Te Chow, David Maidment, Larry Mays; Hidrologa Aplicada. Bogot 1994.

[2] G. Monsalve; Hidrologa en la Ingeniera, Colombia 1998