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CURSO DISEO DE PRESAS
UNIDAD 01. Planeamiento y Propsito del
Almacenamiento. Resumen elaborado por Ing. Teresa Velsquez Bejarano.
Docente Principal del DRAT-FIA-UNALM.
FUENTE . DESIGN OF SMALL DAMS. BUREAU OF RECLAMATION.
. DISEO DE PRESAS. MARSHALL.
. DISEO DE ESTRUCTURAS HIDRAULICAS. CORP OF ENGINEERS
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1.0 INTRODUCCION
Una Obra de Regulacin es utilizada en un sistema Hidraulico en casos de carecer
del Recurso Hidrico en pocas de Estiaje.
Ing Teresa Velasquez Bejarano 2
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AREAS INCORPORADAS
Recursos Hdricos en una Cuenca
Hidrogrfica.
AREAS MEJORADAS
CENTRAL
HIDROELECTRICA
EMBALSE
CANAL
CUENCA SECA
CUENCA HUMEDA
EMBALSE
TUNEL
AREAS INTERVALLE
CANTIDAD DEL RECURSO HIDRICO CALIDAD DEL RECURSO HIDRICO OFERTA DE LOS RECURSOS HIDRICOS DEMANDA DE LOS RECURSOS HIDRICOS
.
Vista Fuente INADE Ing Teresa Velasquez Bejarano 3
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DIAGRAMA TOPOLOGICO DE LA CUENCA DEL RO SANTA
Embalse
Parn
400
C.H. Can del Pato
405
Toma Can del Pato
Ro Paria
C.H. Pariac
Toma Pariac
Ro Parn
Ro
San
ta
401
Embalse
Collicocha
Ro Los Cedros
402
Ro Quitaracsa
C.H. Quitaracsa
403
404 Reservorio
QuitaracsaEmbalse Existente
Embalse en Proyecto
Reservorio Diario/Semanal
Existente
Reservorio Diario/Semanal
en Proyecto
Bocatoma Existente
Bocatoma en Proyecto
Central Hidroelctrica
Existente
Central Hidroelctrica
en Proyecto
Canal/Tnel Existente
Canal/Tnel en Proyecto
Diagrama Pluviales de Proyectos y Afianzamiento Hidrulico.
Ing Teresa Velasquez Bejarano 4
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2.0 Que es una presa?
Ing Teresa Velasquez Bejarano 5
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Diversos estudios muestran que en el
Per existen alrededor de 120 presas
de mediana y gran envergadura
construidas entre Presas de Tierra,
Enrocado con diversas variantes de
espaldn, Concreto en sus diversas
variantes, Presas derivadoras y
presas de relave, todas ellas ubicadas
en diversas Regiones del Pas entre la
Costa, Sierra y Selva.
Estadsticas de
Presa en el Per
Presa Condoroma- Presa de Enrocado
24/08/2015 TVB- Drat- FIA 6
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La mayora de las Presas peruanas, 45 % estn construidas en Presa de
Tierra, 33% de Presas han sido construidas en material de concreto en sus
diversas variantes, 13% con presas de Albailera y 9% son de Enrocado.
Estadsticas de
Presas en el Per
Presa Yuracmayo- Presa de Tierra
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Presa construida CUENCA CHANCAY LAMBAYEQUE
PRESA TINAJONES Con una capacidad de almacenamiento de 331.55 millones de metros cbicos, es la cuarta ms grande
del pas, despus de Poechos, Lagunillas y Gallito Ciego. Est situada en la provincia de Chiclayo,
departamento de Lambayeque.
La Presa Tinajones es de Tierra ZONIFICADA con un ncleo central (vertical) de material arcilloso,
cuerpos de contencin de la presa aguas arriba y aguas abajo del ncleo de materiales gravosos
(arenosos y limosos), longitud de coronacin de la Presa principal 2,382 m.
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La Presa GALLITO CIEGO es de Material suelto, tierra zonificada, de 105.0 metros de altura. La Altura
de Presa es 105.00 m, longitud de la corona 797.00 m, ancho Mximo de base 473.00 m. Tiene una
capacidad de almacenamiento de 427 MMC.
Dimetro de salida del Tnel 2.00 m con dos Vlvulas de capacidad de 70 m3/s c/u.
El Aliviadero diseado para descargar un caudal de 1,630.00 m3/s, cuenta con una longitud de 85.0 m, la
cada natural altura 42.00 m.
CUENCA JEQUETEPEQUE ZAA PRESA GALLITO CIEGO
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Presa construida
CUENCA DEL RIO SANTA
PRESA RESERVORIO SAN DIEGO
El reservorio San Diego se encuentra ubicada en la margen derecha del ro Santa, a una distancia
aproximada de 15 Km. aguas abajo de la ciudad de Caraz. Los reservorios se encuentran emplazados en
la margen derecha del Ro Santa, sobre dos terrazas ubicadas aguas abajo de la Bocatoma e
interconectadas mediante un tnel de conexin que une hidrulicamente los embalses, y trabajan como
vasos comunicantes. Los taludes de los reservorios son de 2H: 1V.
Los Volmenes de Almacenamiento para la Segunda Alternativa: 565 450 m3.
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Presa construida CUENCA DEL RIO SANTA
PRESA RAJUCOLTA
La Laguna Rajucolta conocida tambin como Laguna Tambillo es el punto de inicio de la quebrada Pariac,
afluente del ro Santa por su margen derecha. El rea de la cuenca asciende a 17.78 Km2, comprendiendo
11.26 Km2 de rea de nevados. Presa de tierra, constituida por 02 materiales; el primero, ubicado en la
cara aguas arriba, material limo arenoso de hasta 3 como mximo de dimetro, que cumple la funcin de material impermeable
Tiene un volumen til de unos 10.79MMC, una capacidad de descarga de hasta 2.50 m3/s, cuyo caudal es
entregado al ro Pariac y luego llega al ro Santa.
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3.0 CLASIFICACIN DE UNA OBRA
DE REGULACION
Ing Teresa Velasquez Bejarano 12
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Segn el uso
- Almacenamiento Estacional:
Anual.- El reservorio es llenado anualmente y utilizado el recurso almacenado en el estiaje de ese mismo ao.
Multianual.- El reservorio puede ser llenado en ms de un ao utilizado el recurso almacenado cada dos ms aos.
Almacenamiento Diario:
El reservorio es llenado en algunas horas del da y descargado durante las siguientes horas del mismo da
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Segn la envergadura del
Almacenamiento ( Bureau of Reclamation)
Presas Pequeas Almacenamientos represados con
Obras de Regulacin Presas con
alturas no mayores de 15 metros.
Presas Medianas
Almacenamientos represados con
Obras de Regulacin Presas con
alturas entre 15 y 50 metros.
Presas Grandes
Almacenamientos represados con
Obras de Regulacin Presas con
alturas mayores de 50 metros.
Ing Teresa Velasquez Bejarano 14
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Segn los objetivos del almacenamiento.
. Irrigacin.
. Generacin de energa elctrica.
. Control de avenidas.
. Abastecimiento de agua potable.
. Acuicultura.
. Recreacin.
. Retencin de sedimentos.
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Cundo es requerida una Obra de Regulacin
en un Sistema Hidrulico?
- Cuando los caudales requeridos
por las Demandas del Sistema son
menores que las Ofertas de la
Cuenca Colectora.
- Cuando se ha detectado un Dficit
de los Recursos en el Proyecto en
poca de Estiaje
- Otros que impliquen su
planteamiento en el Sistema
Hidrulico
D IA G R A MA T O P O L O G IC O D E L A C U EN C A D EL R O SA N T A
E mbalse
P ar n
4 0 0
C .H . C an de l Pa to
405
T oma C an del Pa to
R o Par ia
C .H . Par iac
T oma Par iac
R o P ar n
Ro
Sa
nta
401
E mbalse
C o llicocha
R o Los C edros
402
R o Qu ita racsa
C .H . Qu ita racsa
403
404 R eserv or io
Qu ita racsaE m balse E x is tente
Em balse en P royec to
Reservorio D iario/Sem anal
Ex is tente
Reservorio D iario/Sem anal
en P royec to
Bocatom a E x is ten te
Bocatom a en Proyec to
Central H idroelc tric a
Ex is tente
Central H idroelc tric a
en P royec to
Canal/Tne l E x is tente
Canal/Tne l en P roy ec to
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16
14
12
10
8
6
4
2
En Fb Mr Abr My Jn Jl Ag St Oct Nov Dic
Tiempo (meses)
Dficit en Estiaje 1Dficit en Estiaje 2
C audal M ed io
D emanda 2 C audal M ed io
D emanda 1
Distribucin de Caudales Medios Mensuales (m3/s)
Caudal
(m3
)
Curva de Duracin
22
20
18
Caudal
m3
/s 16 Distribucin de la Oferta
14
12
10
8
6
4 Deficit
Caudal Medio Demanda
2
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
% Tiempo
Distribucin del Hidrograma de Caudales en una
Cuenca para un ao Normal
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Cmo podemos afianzar los Recursos Hdricos de una
Cuenca con Obras de Regulacin en un Sistema Hidrulico ?
- Con Presas de Regulacin ubicadas aguas arriba del Proyecto y en la misma Cuenca Colectora
- Con Presas de Regulacin ubicadas en Cuencas aledaas o vecinas, transportando los Recursos de otras Cuencas a travs de Transvases, mediante canales, Estaciones de Bombeo, Sifones, Tneles.
Ing Teresa Velasquez Bejarano 18
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Sitios para ubicacin de Obras de Regulacin
Cauce de un ro, Quebradas, Lagunas, mrgenes del ro, Ojos de Agua u otra fuente.
Cartas Nacionales 1:100,000, Catastrales 1:25,000, Fotos Areas. PASO PRELIMINAR para establecer los lugares posibles.
Se recomienda: REALIZAR EL RECONOCIMIENTO DE CAMPO.
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RESERVORIOS SIN BOQUILLA
Reservorio San Diego- Central Hidroelctrica Can del Pato.
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RESERVORIOS CON BOQUILLA
Cuenca Pativilca
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CON LOS ESTUDIOS BASICOS SE DETERMINA LA CAPACIDAD,
TAMAO DEL RESERVORIO y ALTURA DE LA OBRA DE REGULACION
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CAPACIDAD Y TAMAO DEL RESERVORIO
ALTURA
DE LA
PRESA
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TOPOGRAFIA DEL SITIO DE PRESA
Ing Teresa Velasquez Bejarano 24
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Plano de delimitacin de la cuenca de la Quebrada Santa Cruz y
alternativas
Eje de Presa Vaso del
Reservorio
Descarga
Aguas Abajo
Estudios en la zona
de canteras o
materiales
Estudios en el eje de
Boquilla. Vaso y
descarga
Impactos de
la zona
inundada
BENEFICIADOS
O
AFECTADOS
GEOLOGIA
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Proporcionan datos Bsicos para los investigadores de:
ESTUDIO DE CIMENTACIONES SELECCIN DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
COSTOS UNITARIOS DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
EVALUACION DE FLUJOS SUBTERRANEOS
EVALUACION DEL RECURSO SUELO
INVESTIGACIONES ECOLOGICAS
Que importancia tienen los estudios
Geolgicos?
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BOQUILLA DE LA LAGUNA ARHUAYCOCHA
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Material de la Morrena frontal de Laguna
ARHUAYCOCHA
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GEOLOGIA LOCAL DE ARHUAYCOCHA
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Estudios Geotcnicos
Laboratorio de Mecnica de Suelos:
Granulometra por Tamizado
Granulometra por Sedimentacin
Limite Liquido
Limite Plstico
Permeabilidad
Gravedad Especfica en Slidos
Corte Triaxial Cu
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Estudio de Peligro Ssmico
Fuentes
Superficiales
Fuentes
Intermedias
Fuente
Profunda
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Estudio Hidrolgico
Precipitacin y Evaporacin
Anlisis de Mximas Avenidas
Funciones de Distribucin de Probabilidades
usadas en Hidrologa
Caudales Medios Mensuales
Balance Hdrico
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12
10
8
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En Fb Mr Abr My Jn Jl Ag St Oct Nov Dic
Tiempo (meses)
Dficit en Estiaje 1Dficit en Estiaje 2
C audal M ed io
D emanda 2 C audal M ed io
D emanda 1
Distribucin de Caudales Medios Mensuales (m3/s)
Caudal
(m3
)
Curva de Duracin
22
20
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Caudal
m3
/s 16 Distribucin de la Oferta
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12
10
8
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4 Deficit
Caudal Medio Demanda
2
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
% Tiempo
DISTRIBUCIN DEL HIDROGRAMA DE CAUDALES EN UNA CUENCA PARA UN AO NORMAL
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Cuenca del Ro Higueras
A=700 Km2 Qmuestreo=7 m3/seg
Cuenca Quebrada Huancachupa A=186 Km2
Qmuestreo= 0.5m3/seg
Cuenca del Ro Huertas A=1943 Km2
Qmuestreo= 13 m3/seg
Huanuco
Santa Maria del Valle
Ambo
Cuenca del Ro Garbanzo A=421 Km2
Qmuestreo=5 m3/seg
Tomayquicha
Conchamarca
Cayran
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Histograma de Precipitaciones Mensuales
Estacin Pluviomtrica El Aeropueto - Hunuco : Perodo 1970-2006
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E M S E MS E MS E MS E MS E MS E MS E MS E MS E MS E MS E MS E MS E M S E M S
Aos
Pre
cip
itaci
n M
ensual (m
m)
1970 199019851975 1980 20051995 2000
Caudal Promedio Mensual (m3/s)
Estacin Hidromtrica Puente Taruca : Perodo 1966-1993
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
Ca
ud
al p
rom
ed
o (m
3/s
)
Cuenca del Ro Higueras
A=700 Km2 Qmuestreo=7 m3/seg
Cuenca Quebrada Huancachupa A=186 Km2
Qmuestreo= 0.5m3/seg
Cuenca del Ro Huertas A=1943 Km2
Qmuestreo= 13 m3/seg
Cuenca del Ro Garbanzo A=421 Km2
Qmuestreo=5 m3/seg
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ESTIMACION DEL VOLUMEN UTIL Y NAMO
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ESTIMACION DEL NAME
El trnsito de avenidas en vasos es un procedimiento que sirve para determinar el hidrograma de salida de una presa dado un hidrograma de entrada.
El trnsito de avenidas en vasos se usa, como en la simulacin de funcionamiento de vasos, la ecuacin de continuidad: I O = dV / dt.
Ing Teresa Velasquez Bejarano 37
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GRACIAS POR SU ATENCION [email protected]
Ing Teresa Velasquez Bejarano 38