HIDROLOGIA

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLOFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y

ARQUITECTURAESCUELA PROFESIONAL DE

INGENIERIA CIVIL

PROFESOR: ING. Walter Morales Uchofen

TEMA: METRADO

ALUMNO:

Fernandez Ramos, Luis 111923- K

Lambayeque, 14 de diciembre del 2015

LAMBAYEQUE, DICIEMBRE 2015

CURSO: HIDROLOGIA

HIDROLOGIA

PRESAS DE TIERRAPresas de tierras Las primeras presas construidas en la historia fueron de tierra, debido principalmente a que en su construcción se utilizan materiales naturales con mínimos procesos. Además, los requisitos de cimentación para este tipo de presa son menos rigurosos que en otros casos, por lo tanto sigue predominando el empleo de presas de tierra de embalses en gran parte porque el número de emplazamientos adecuados para estructuras de hormigón va disminuyendo, debido al gran desarrollo que han tenido los aprovechamientos hidráulicos especialmente en la regiones áridas o semiáridas, en donde es fundamental el almacenamiento del agua para regadío.

Sin embargo, hoy en día los motivos principales para construir presas son concentrar el agua del río en un sitio determinado, lo que permite generar electricidad, regular el agua y dirigirla hacia canales y sistemas de abastecimiento, aumentar la profundidad de los ríos para hacerlos navegables, controlar el caudal del agua durante los períodos de inundaciones y sequía.

Una presa puede denominarse de tierra si los suelos compactados representan más del 50% del volumen colocado de tierra y se construye en suelos seleccionados cuidadosamente para la ingeniería, de compactación uniforme e intensiva en capas más o menos delgadas y con un contenido de humedad controlado.

Se utilizan dos tipos de materiales muy diferentes; por un lado, piedra o grava suelta, muy estable, pero también muy permeable; por otro, arcilla, impermeable pero muy inestable. Lo esencial en este tipo de represas es lograr una buena impermeabilización, que se confía al macizo de represas en su totalidad o bien a un núcleo o espaldón de material impermeable; por lo que las presas de tierra que se han construido con éxito utilizan grava, arena, limo, polvo de roca y arcilla.

LAMBAYEQUE, DICIEMBRE 2015

HIDROLOGIA

Características de las presas de tierras

La principal característica de las presas de tierras es que en su construcción se emplean los suelos naturales existentes en la zona, sin procesamiento o con un procesamiento mínimo, estas presas poseen flexibilidad necesaria como para poder ser fundadas sobre suelos comprensibles. Las cargas que transmiten a la fundación se reparten sobre un área mayor que en cualquier otro tipo de presa, por lo que se adaptan a fundaciones con baja capacidad portante donde ningún otro tipo de presa sería técnicamente factible.

Son las más utilizadas en los países subdesarrollados ya que son menos 24 costosas y podemos encontrarla en todo el planeta y que consisten en un relleno de tierras, que aportan la resistencia necesaria para contrarrestar el empuje de las aguas.

Estas represas pueden construirse casi con cualquier material con equipo de construcción rudimentario y han sido exitosas utilizando en su composición piedras, gravas, arenas, limos y arcillas, siendo denominadas así cuando son materiales de granulometrías más pequeñas.

Cuando todo el material que componen las presas de tierras tiene las mismas características, se denominan homogéneas, pudiendo tratarse de materiales más o menos impermeables. O bien pueden ser heterogéneas, que son las más comunes, cuando se colocan diferentes materiales zonificados, con núcleo impermeable y materiales más permeables a medida que nos alejamos del centro de la presa. La impermeabilidad puede lograrse también mediante pantallas o diafragmas.

Otra característica importante es que pueden ser sobre elevadas en el futuro y reparadas en caso de sufrir daños. Las pendientes de los taludes son diseñadas para garantizar la estabilidad bajo cualquier condición de servicio y soportar cualquier movimiento de tierra.

PREDIMENSIONAMIENTOCORONA

Ancho de la coronación

Depende de los siguientes factores:

Naturaleza de los materiales de relleno y percolación permisible a través del cuerpo de la presa, con el embalse a nivel de operación normal. 

Altura e importancia de la estructura. Posible utilización de la coronación de la presa como vía de comunicación. Practibilidad de la construcción Por lo general no debe ser menor a 3.6 m para facilitar la maniobrabilidad de

los equipos mecánicos, aunque esta consideración es relativa.

LAMBAYEQUE, DICIEMBRE 2015

HIDROLOGIA

Existen criterios para obtener un ancho de coronación de la presa de tierra citaremos algunos

Donde H es la altura de la presa en metros y b1, b2, b3, b4 son los anchos de corona en metros para cada criterio respectivamente

TALUD La inclinación de los taludes según el reglamento de Arizona, para presas pequeñas de tierra se basa en el siguiente cuadro

LINEA DE SATURACIONLa línea de saturación es fundamentalmente una parábola con ciertas desviaciones debidas a las condiciones locales de entrada y salida, es decir, las transiciones entre la línea teórica de saturación y la parábola. La determinación de la línea de saturación, se realiza mediante el método gráfico propuesto por L. Casagrande, para trazar gráficamente la parábola básica de Kozeny; el cual consiste de los siguientes pasos:

1. Se dibuja la sección máxima del núcleo impermeable.2. Se designa al punto donde intercepta el talud aguas abajo con la base del

bordo como “A” (Figura 3).3. Se traza una vertical, desde el punto donde el nivel de aguas máximas toca el

talud aguas arriba hasta la horizontal de la base de la sección.4. Al punto de intersección entre el talud aguas arriba y el nivel de aguas

máximas se designa como “M” (Figura 3). 5. Se multiplica el valor de la longitud de la vertical trazada en el punto 2 o altura

de M, por 1/3, y el valor resultante es el desplazamiento hacia aguas arriba. 6. Sobre ese desplazamiento se traza una vertical, hacia arriba, hasta tocar el

nivel de aguas máximas, designando al punto de intersección “E” (Figura 3). 7. Se traza un círculo, con centro en “A” y radio “AE”, que eventualmente

intercepte la prolongación del talud aguas abajo (arco de circunferencia verde, Figura 3).

LAMBAYEQUE, DICIEMBRE 2015

HIDROLOGIA

8. Se extiende el talud aguas abajo hasta tocar el círculo del punto anterior, a ese punto se le designa la letra “I” (Figura 3).

9. Se traza un semicírculo de diámetro “AI” (arco rojo, Figura 3). 10. Se prolonga la línea del nivel máximo de aguas hasta tocar el talud aguas

abajo, a dicha intercepción se le denomina “C”. 11. Haciendo centro en “A” se traza un arco de círculo de radio “AC” hasta tocar el

semicírculo del punto anterior, a la intercepción entre ambos arcos se le asigna la letra “D” (arco azul, Figura 3).

12. Haciendo centro en “I” se traza otro arco de círculo de radio “ID” hasta tocar el talud aguas abajo, y se designa la letra “B” (arco naranja, Figura 3).

13. A partir del punto “A”, se traza una línea que salga inicialmente junto con el talud aguas abajo, hasta encontrarse con el punto “B”, y al final que llegue al punto “M”, esta es la Línea de Saturación (línea continua azul, Figura 4).

FIGURA 4

LAMBAYEQUE, DICIEMBRE 2015

HIDROLOGIA

La parábola, línea azul continua de la figura anterior, fue determinada por Kozeny y recibe el nombre de “Parábola Base” o “de “Kozeny”. En la Figura 5 se plantea la forma de trazar una parábola que llegue al punto “M” y que tenga su foco en el punto A.

La distancia ao puede calcularse con la Fórmula 2,

FIGURA 5

Con lo que se tiene el punto O. Por O puede trazarse una vertical hasta cortar una horizontal trazada por el punto M. El segmento OB se divide en un cierto número de partes iguales y el segmento MB se divide también en el mismo número de partes iguales. Ahora, deberán trazarse por O rectas que unan este punto con las divisiones realizadas en el segmento MB. Por las divisiones trazadas sobre el segmento OB deben trazarse horizontales que intercepten al abanico de rectas que salen en O, como se muestra en la Figura5. Dichas intersecciones son puntos de la parábola básica correspondiente al punto M y al foco A utilizados.

El dibujo de la línea de saturación, se complementa con las líneas equipotenciales y de corriente para hallar el TRAZO DE LA RED DE FLUJO,este con el análisis de círculos de falla poder analizar la estabilidad de taludes(según el método Sueco).

TIPOS DE DRENAJE DENTRO DE LA PRESA:Para presas con un dren interno tiene las siguientes condiciones:

Que haya disponibilidad de un material impermeable y resistente Que la presa sea de baja altura (menos de 3.00 metros)

Dren de pie triangular:

LAMBAYEQUE, DICIEMBRE 2015

HIDROLOGIA

Colchón de drenaje

Dren de chimenea

DATO PARA REEMPLAZAR NOTA QUE FALTA:BORDE LIBREEs la altura entre el nivel de aguas máximas y el nivel de la cresta de la presa, por lo tanto contiene la altura de la ola; tiene por objeto absorber la carrera de la m ola cuando rompe de la presa. Su dimensión depende del tipo de protección que se le haya dado al talud.

Tabla 2.1. Tipos de protección para el borde libre

Durante el estudio de un vaso de almacenamiento es indispensable estimar la formación de oleaje en él y su incidencia en el talud de la presa como consecuencia de la acción del viento. Se supone entonces que el momento cuando se alcanza la altura máxima del agua en el embalse (N.A.M), está soplando un viento de determinada magnitud que origina una ola de altura determinada.

La altura de la ola está en función del “fetch”, velocidad del viento, profundidad del agua en el embalse y el ancho del embalse.

LAMBAYEQUE, DICIEMBRE 2015

HIDROLOGIA

El fetch es la distancia recorrida por el viento sobre una masa de agua, medida en línea recta desde el punto más alejado en la cola del embalse hasta la presa.

La altura de la ola está definida según Hawkaley y Henry por:

Donde:

h = altura de la ola (m)

V = velocidad del viento (Km/h)

F = Fetch (km)

LAMBAYEQUE, DICIEMBRE 2015