OBRAS HIDRAULICAS. Se entiende como obra hidráulica o estructura hidráulica donde el elemento el elemento dominante es el agua.

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[pic 1]

Donde:

- Q=Caudal (m3/s).

- C=Coeficiente indicador de las condiciones de escurrimiento del agua sobre el vertedero.

- L=Longitud de la solera (ancho) del vertedero (m).

- H=Altura de la lamina del vertiente (m).

- Altura de Olas (Ho): Altura que puede alcanzar las olas del embalse por acción del viento.

Esto significa que el nivel del embalse altera y debe incrementarse su altura durante el paso de la creciente debido a vientos soplados en la dirección de la presa.

- Altura libre (HL): Altura asociada a:

- Adición por el golpeteo de las olas contra el talud o parámetro de la presa (absorción de la carrera de la ola (FETCH)).

FETCH.

- Adición por el transito de crecientes superiores a la de diseño.

- Adición para evitar niveles que puedan afectar zonas de la cresta con grietas por efecto del secamiento por el material.

CALCULO DE VOLUMEN MUERTO.

La deposición de sedimentos en un embalse, se realiza de forma de que los sedimentos gruesos se depositan en el inicio del embalse y los finos son arrastrados hacia las proximidades de la presa, en donde finalmente depositan.

- Para calcular el volumen muerto (Vm) en un embalse se utiliza la siguiente relación.

Vm= Volumen medio de sedimentos anuales (m3/año) (Vida útil en años).

La relación anterior permite estimar el valor (Vm), con el valor obtenido se entra a la curva Área-Volumen para encontrar el valor correspondiente del embalse muerto.

- En caso de embalses pequeños y ausencia de información.

Vm= 10% del Volumen útil del embalse.

[pic 2]

Donde:

- Cz= Capacidad de azolves.

- V= Volumen total.

- α= Relación volumétrica entre azolves y el agua escurrida que se obtiene por muestras en el rio de estudio.

CALCULO DEL VOLUMEN UTIL

Para el diseño de embalse se utiliza la curva de Masas.

Grafico en donde se relacionan los volúmenes acumulados o caudales medios y el tiempo en que se acumulan.

Para satisfacer una cierta cantidad de agua se utilizan las curvas de demanda:

- Si la demanda es constante se convierte en una línea recta con pendiente igual al caudal requerido. Como en el caso de sistemas de riego.

- Si la demanda es variable se tendrá un abanico de demandas de cada mes.

COMPONENTES DE UN EMBALSE.

Tres estructuras básicas o componentes fundamentales.

- Presa o dique.

- Obra de excedencia o aliviadero. Disipa el volumen de exceso en caso de inundación.

- La obra de toma. Utilizarla para algún tipo de abastecimiento.

PRESAS.

Pequeñas presas de tierra

La presa o dique es la estructura principal de un almacenamiento de agua, se construye con materiales de buena calidad y bajo costo de adquisición y transporte.

SELECCIÓN DE PRESAS DE TIERRA.

- Deben estar libres de materia orgánica.

- Las tierras que contienen gran cantidad de arcilla tienden al agrietamiento por contracción en estado seco y cuando se humedecen provocan deslizamiento.

- Las gravas y arenas naturales en su sitio natural poseen un volumen de poros de 0.35 a 0.40 el cual es reducido por compactación, y ha de rellenarse de arcilla para que sea impermeable.

- Presas de tierra homogénea.

- Formadas por material que presentan baja permeabilidad y están construidas con un mismo material permeable fino y grueso.

Igualmente se presenta una red de flujo y esta genera una infiltración. Siempre que exista un gradiente el agua va a fluir.

- Presas de tierra zonificada o con impermeabilización artificial.

- Formada por materiales permeable, se construye con material de diferente granulometría y permeabilidad.

- Exigen un aislamiento especial para detener el paso del agua, se obtiene resistiendo el talud de aguas arriba o disponiendo de un núcleo o pantalla vertical en la masa de tierra.

- Núcleo impermeable de arcilla.

ALTURA MAXIMA DE DISEÑO.

La altura máxima de diseño de una presa, se realiza mediante:

Hmax= Hm + Hu+BL

BL= Hd+ Ho+Hl

Hmax= Hm + Hu+Hd + Ho+ Hl

Donde:

H máx.= Altura máx. de diseño (m).

Hm= Altura por sedimentos.

Hu= Altura por volumen útil

BL= Borde libre

Hd= Altura de carga.

Ho= Altura por oleaje.

Hl= Altura libre.

Los niveles característicos serán:

Nivel de toma = Hm

Nivel de aguas normales = Hm + Hu.

Nivel de crecientes máximas =Hm + Hu + Hd

Nivel debido al viento= Hm + Hu + Hd + Ho

Niveles de la