Almacenamiento y Transito en Vasos y Cauces

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL DOCENTE CARRASCO

:

ING. GUILLERMO ARRIOLA

AREA CURRICULAR : HIDROLOGÍA INTEGRANTES : Chirinos Ñañez, Enrique Davila Miranda Eder   Llanos Davila Laddy Edith Sempertegui Diaz Richar Siesquen Zapata Juan Carlos

Pimentel, 10 de junio del 2016

ALMACENAMIE NTO Y TRANSITO HIDROLOGÍA EN VASOS Y CAUCES

INTRODUCCIÓN  En este capítulo se hace referencia a los conceptos hidrológicos fundamentales necesarios para el diseño de vasos y al tránsito de avenidas en cauces, los cuales, aunque relativamente simples, son de gran importancia en hidrología, pues en gran parte constituyen las bases sobre las que se sustenta el dimensionamiento de las presas y otras obras de aprovechamiento y protección contra inundaciones

VASOS DE ALMACENAMIENTOS

 Un vaso de almacenamiento se conforma al colocar en forma perpendicular al paso de una corriente un obstáculo, llamado comúnmente cortina, provocando un remanso que limita el escurrimiento del agua.  Un vaso de almacenamiento sirve para regular los escurrimientos de un río, es decir, para almacenar el volumen de agua que escurre en exceso

en

las

temporadas

de

lluvia

para

posteriormente usarlo en las épocas de sequía, cuando los escurrimientos son escasos

PROPÓSITOS DE UN VASO DE ALMACENAMIENTO • Generación de energía eléctrica • Control de avenidas • Abastecimiento de agua potable • Navegación • Recreación • Retención de sedimentos.

COMPONENTES DE UN VASO DE ALMACENAMIENTO El NAMINO • Es el nivel más bajo con el que puede operar la presa. Cuando esta es para irrigación y otros usos, el namino (también llamado en este caso NAMin o nivel de aguas mínimas) coincide con el nivel al que se encuentra la entrada de la obra de toma. • El volumen muerto es el que queda abajo del NAMINO o NAMin; es un volumen del que no se puede disponer. • El volumen de azolves es el que queda abajo del nivel de la toma y se reserva para recibir el acarreo de sólidos por el río durante la vida útil de la presa

EL NAMO

Es el máximo nivel con que puede operar la presa para satisfacer las demandas; cuando el vertedor de excedencias (estructura que sirve para desalojar los volúmenes excedentes de agua que pueden poner en peligro la seguridad de la obra) no es controlado por compuertas.

EL NAME Es el nivel más alto que debe alcanzar el agua en el vaso bajo cualquier condición. El volumen que queda entre este nivel y el NAMO, llamado superalmacenamiento, sirve para controlar las avenidas que se presentan cuando el nivel en el vaso está cercano al NAMO

ESTIMACIÓN DEL VOLUMEN ÚTIL Y EL NANO Existen dos grupos básicos de datos necesarios para el diseño de un vaso de almacenamiento; planos topográficos y regímenes hidrológicos. Los primeros proporcionan la relación que hay entre los volúmenes, áreas y elevaciones del vaso, y los segundos sirven para estimar los volúmenes o gastos que llegarán al vaso durante su operación.

FUNCIONES DE VASOS La   ecuación fundamental para la simulación del funcionamiento de vasos es la de continuidad, que expresada en un intervalo de tiempo dado es:

 

   

ENTRADAS Y SALIDAS DE UN VASO • 

•Las entradas a un vaso son:  

•Las salidas se componen de:  

•

 

ENTRADAS AL VASO ENTRADAS POR CUENCA PROPIA: Son los volúmenes de escurrimiento superficial generados en la cuenca no controlada que descarga directamente a la presa, que está delimitada por el sitio de la boquilla -donde se localiza la cortina- y las presas situadas   aguas arriba

 

Los factores de corrección son función del área de la cuenca de  aportación a la estación i y de la posición y características de la cuenca de dicha estación con respecto al sitio de la presa. Si   se dispone de suficiente información sobre la precipitación que cae tanto en la cuenca de aportación a la presa como en la correspondiente a la estación hidrométrica, entonces:

Donde es el volumen de lluvia que cae en la cuenca propia durante el ∆t y, es el volumen de   lluvia que hace en la cuenca asociada a la estación hidrométrica durante el ∆t. Si no existen suficientes estaciones medidoras de precipitación. F1 se puede calcular como: F1 =

Dónde: Acp = área de la cuenca propia

Ae =área de la cuenca correspondiente a la estación hidrométrica. Cuando n > 1, los factores F¡ se pueden calcular como: Fi = ki

ENTRADAS POR LLUVIA DIRECTA   SOBRE EL VASO ()

ENTRADAS POR TRANSFERENCIA DESDE OTRAS CUENCAS ()

 

.

Estas entradas provienen de las descargas libres o controladas de presas situadas aguas arriba de la presa en cuestión o en otras cuencas. Si existen estas transferencias siempre serán conocidas.

Los aparatos que registran la cantidad de lluvia que cae lo hacen en forma de volumen por unidad de área, es decir como altura de precipitación. Las entradas por lluvia directa sobre el vaso son:

 

Donde A, es el área promedio del vaso en el ∆t

SALIDAS DE VASO VOLUMENES EXTRAÍDO PARA   SATISFACER LA DEMANDA () Está constituido por la ley de demandas bajo análisis, la cual depende, por un lado, del tipo de aprovechamiento de que se trate: agua potable, riego, generación de energía eléctrica, etc. y, por otro, de la relación beneficio/costo de la obra. Para fines de la simulación del funcionamiento del vaso, este volumen siempre es un dato.

 VOLUMEN EVAPORADO DIRECTAMENTE DEL VASO ()

De la misma manera que la precipitación, la evaporación se mide en lámina o altura (volumen/unidad de área). Si se tienen evaporímetros cerca del vaso, la evaporación registrada se corrige, por lo tanto, el volumen de evaporación se calcula de manera similar al de lluvia directa. Sobre el vaso:  

 

Dónde: = lamina de evaporación A ∆t

= área media del vaso durante el

VOLUMEN INFILTRADO EN EL VASO (SI) Este volumen es difícil de medir, afortunadamente, en general, es muy pequeño; si se estima lo contrario, entonces será necesario realizar un estudio geológico detallado del vaso que proporcione los elementos para su cálculo.

VOLUMEN DERRAMADO (SDE) El volumen de agua que sale por la obra de excedencias es el resultado de la simulación y depende de los niveles característicos (especialmente el NAMO) y de la política de operación de las compuertas que se defina para cada opción.

PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO Si el subíndice i denota el principio del intervalo simulado y el i + 1 el final del mismo, la ecuación de continuidad, se puede expresar como: Vi + 1 = Vi + Xi – Di

Donde Vi+1 y Vi: son los volúmenes almacenados en los instantes i+1 e i, respectivamente. Las entradas netas al vaso durante el intervalo considerado,

Xi – Di, se pueden expresar, para fines de cálculo como: Xi - Di = li - Oi + Pi – Sdei Dónde: li = volumen de entradas al vaso que no depende del nivel en el mismo durante el intervalo considerado. Oi = volumen de salidas del vaso que no depende del nivel en el mismo durante el intervalo considerado. Pi = volumen de entradas--volumen de salidas que sí dependen del nivel en el vaso durante el intervalo considerado.

De manera que: Ii: Ecpi + Eti Oi: Sdi Pi: Elli- Sei - Sii La ecuación, anterior está sujeta a la restricción: Vmin