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ALTURA DE UNA PRESA La altura que se utilizara para una presa

de tierra es la distancia desde la

fundación al nivel de la superficie de agua en el embalse cuando el aliviadero se encuentra descargando a la capacidad de diseño, más un borde libre que cubre la ola producida por el viento y la acción del hielo (congelamiento). Estudios recientes de las fallas de las presas de tierra indican que 40% resultaron de overtipping: rebasamiento de la presa debido a:

1. Insuficiente borde libre. 2. Inadecuada capacidad del aliviadero.

La forma de cálculo de marea de viento: altura de la ola y lo que trepa la ola se discuten en sección aparte. La congelación en la parte superior de la presa puede causar levantamiento y fisuras (cracking) del suelo permitiendo infiltración dañina. Un borde libre adicional hasta un valor máximo de 5 pies debe aprovisionarse para pruebas en áreas sujetas a bajas temperaturas.

Los materiales de los terraplenes de tierra se consolidan bajo cargas, pero la consolidación no es instantánea es de largo plazo. La consolidación resulta de la reducción en vacío (espacios vacíos) acompañada por compresión. Extracción de aire y agua de los vacíos.

En suelos gravosos de cuarzo el incremento de vacíos es significativo y permite escape rápido de aire y agua confinada y la consolidación total puede ocurrir antes de que se termine la construcción del terraplén. En suelos de granos finos la consolidación es lenta y puede ser necesario proveer peso adicional de relleno de modo que luego de asentamiento, el terraplén deberá tener la altura de diseño. (Consolidación: asentamiento en tiempo considerable por drenaje de largo plazo).

La tolerancia para consolidación se debe determinar mediante pruebas de laboratorio y observación de los asentamientos durante el proceso de la construcción. El valor de la tolerancia o permisibilidad de la consolidación fluctúe entre 2 a 5% de la altura total de la presa, la eliminación del agua del material de la fundaciónes un método utilizado para acelerar el proceso de consolidación.

Paredes de parapeto de 2.3 pies de alto se construyen en el lado del talud aguas arriba de la cresta de una presa de tierra. Tales paredes son consideradas tan solo como un factor de seguridad adicional, pero pueden ser construidos con la rapidez suficiente para ser considerado como un elemento de borde libre. Esta práctica es económica solo en presas que exceden más de 30 pies de altura.

ANCHO DE CORONA: (B = H/5 + 10) Donde: B: Ancho de corona en pies, H: Altura presa en pies. Ingeniería del diseño y construcción de presas – Ing. Enrique Schroth Los datos utilizados para la determinación de la altura de la presa son los siguientes: 1. Plano topográfico de la zona de embalse. 2. Curva Altura – Volumen de la laguna Cocaña. 3. Simulación de embalse Cocaña. La altura de una presa, referida en este acápite como altura total, está íntimamente ligada con el Volumen Total más un borde libre, referenciada a la presa mediante la Curva Altura - Volumen. El Volumen total del embalse depende de diferentes volúmenes entre los cuales podemos citar: 1. 2.

Volumen Útil. Volumen Muerto por Cota de Derivación y Sedimentación.

Volumen de sobre elevado de crecidas

CAPACIDAD DE ASENTAMIENTOS: La curva altura-área-volumen y el diagrama maza se utiliza para establecer condiciones de operación y definir la capacidad del embalse. La capacidad mínima del embalse que asegure un caudal firme se obtiene de la siguiente manera: 1. Trazar tangentes se envolventes a la curva masa que sean paralelas a la Línea de pendiente del caudal firme (une el origen, con el valor final del volumen acumulado). CALCULO DE LA CURVA ALTURA – VOLUMEN Y ALTURA AREA

ELEVACION (msnm) 4250 4251 4252 4253 4254

Eleva. Interpo. msnm 4250 4250.50 4251.25 4252.13 4253.06

AREA m2 0 10300 26900 68000 111900

AREA Has 0 0.103 0.269 0.68 1.119

VOLUMEN m3 0 5150.0 23750.0 71200.0 161150.0

VOLUMEN m3 0 0.00515 0.02375 0.0712 0.16115

1. CALCULO DE LA ALTURA DE LA PRESA Datos para el Cálculo Volumen Útil (VU) = 858458.935 m3 Área de la Cuenca = 8083097.7 m2 Precipitación Media Anual = 718.043 ETP Anual = 1161.780 mm = 1.162 Coeficiente de Reducción del Tanque A = Vida útil de la Presa = 25 Años % de Sedimentación = 0.15 % = Área Total del Cultivo = 350 Has = Demanda Bruta de Riego = 858458.94 Coeficiente de escorrentía Valor de "C" Según el Área C = Según Precipitación

5 C =

% 5

%

mm

=

0.77 0.0015 3500000 m3 = 0.858

0.718m

Por Cobertura Vegetal C = 15 8.33333333 %

%

Lamina evaporada En = 0.23636487 m. Volumen Escurrido Medio Anual (Vma)

Vma =

483667.345 m3

Curva Altura Volumen Área según el gráfico Volumen Útil (Vu) = 858458.935 m3 Altura Posible (h) = 5.5 m Área espejo de agua = 540000

m2

Curva Altura Volumen Área según estimación grafico Altura Media =

2.75

Área espejo de agua = 73700 m2 Volumen Media (Vmed) = 53000 m3

Volumen Muerto (Vs)

Vs = 18137.53

m3

Vm (Corregido) = 438298.2 Curva Altura Volumen Área Volumen Útil (Vu) = 438298.23 m3 Altura Posible (h) = 5 m Área espejo de agua = 560000 Vevap =

132364.3

m3

m2

Curva Altura Volumen - Área Vol Total = 570662.558 m3 0.57066256 Altura de Presa = 5 m (grafico) Volumen Derramado (Dm) como Vi