Estructuras Hidraulicas Ing. Ignacio Vega

ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS APUNTES DEL INGENIERO IGNACIO VEGA NOGUEZ

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE PACHUCA INGENIERÍA CIVIL SEMESTRE AGOSTO- DICIEMBRE 2017

0

ÍNDICE TEMA

Página

Generalidades Sobre Obras Hidráulicas

1-4

Definiciones varias

5-6

Almacenamientos

6-11

Tomas Directas

12-13

Presas Derivadoras

14-15

Plantas de Bombeo

16-21

Galería Filtrante

21-23

Pozos

23-26

Aspectos que se toman en cuenta previos a la construcción de

27-35

una presa Clasificación de las cortinas

36-39

Cortinas Rígidas

40-42

Factores que se toman en cuenta para la construcción de

43-46

Cortinas. Estudios necesarios para construcción de una presa

46-50

(visita de inspección) Pruebas de permeabilidad

51-64

Estudios socioeconómico

65-80

Estudios Topográficos

81-82

Estudios Hidrológicos

83-86

Estudios Agrológicos

86-88

Estudios Geológicos

89-90

Cortinas flexibles

90-99

Elementos de una presa de tierra (corazón impermeable,

100-130

Filtros, transiciones, etcétera)

1

ÍNDICE TEMA

Página

Causas de fallas en cortinas de tierra

130-131

Proyecto de una cortina flexible

131-132

Determinación de la Avenida máxima por diferentes Métodos

133-142

Cálculo de un vertedor con Cimacio Tipo Creager

143-153

Cálculo de la obra de Toma

154-160

Cálculo de una cortina flexible

161-176

Cortinas rígidas (fuerzas actuantes sobre ella)

177-188

Diseño práctico de una cortina rígida

189

Diseño de la Sección no vertedora y vertedora

190-194

Diseño de un vertedor para una Cortina sección gravedad

195-196

Estructuras disipadoras de energía

196-212

Vertedores

213-256

Disipadores de Energía

257-278

Obras de toma

279-289

Calculo de una cortina rígida sección gravedad de

290-301

Mampostería (ejemplo 1) Calculo de una cortina rígida sección gravedad de

302-316

Mampostería (ejemplo 2) Presas derivadoras

316-327

Cálculo hidráulico de una presa derivadora

328-342

Aguas Subterráneas (galerías filtrantes, manantiales

343-353

Pozos

354-403

Anexos

2

OBRAS HIDRAULICAS Es una obra o conjunto de obras que se construyen con la finalidad de aprovechar o de controlar en un momento dado las aguas. Se puede decir que las obras hidráulicas se dividen de acuerdo al uso que se les va a dar y así tenemos:

PRESAS

ALMACENAMIENTOS

BORDOS

OLLAS DE AGUA

TOMA DIRECTA

PRESAS DERIVADORAS

OBRAS HIDRAULICAS

BARRAJES OBRAS DE RIEGO SISTEMAS DE DERIVACIÓN

PLANTAS DE BOMBEO

OBRAS DE CONTROL CONTRA INUNDACIONES OBRAS PARA ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

GALERIAS FILTRANTES

CAPTACION DE MANANTIALES

OBRAS PORTUARIAS OBRAS PARA APROVECHAMIENTOS HIDROELECTRICOS

POZOS ARTESIANO

POZOS POZOS PROFUNDOS

A grandes rasgos los almacenamientos podemos dividir en:    

Presas grandes Presas medianas y pequeñas Bordos para abrevaderos Ollas de agua

Para que se justifique la construcción de un almacenamiento se debe contar con lo siguiente:

3

  

Que llueva. Que exista la necesidad de construir almacenamiento. Que se cuente en el sitio, con cuenca, vaso, boquilla y zonas de riego, si es que el almacenamiento es para fines agrícolas.

OBRAS PARA EL CONTROL DE INUNDACIONES Para proteger de inundaciones las zonas urbanas y agrícolas se construyen presas de almacenamiento llamadas presas rompepicos como en el caso de la cuenca ubicada en la parte alta de la ciudad de Pachuca, en esta construyeron las siguientes presas rompepicos Jaramillo, tres marías, Presa el Cedral, Estanzuela y Loreto. Estas presas se calculan para almacenar el agua que cae durante una tormenta, posteriormente se va vaciando a través de la obra de toma pero en forma controlada de tal manera que no provoque inundación en el área urbana (Pachuca), sus partes son;

Cortina Vertedor Obra de toma Otra obra que protege de inundaciones el área urbana del pueblo de Huehuetla, es un muro que se construyó en el tramo del rio Pantepec, específicamente en el tramo que colinda con el (ver figura 3 y 4). Otra obra que sirve para proteger áreas agrícolas de inundación es el túnel construido para controlar a un nivel el agua del vaso de la laguna de Meztitlan. Este nivel se fijó de tal manera que no se inundaran las tierras de cultivo de la vega del rio Meztitlan.

4

5

OBRAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE En términos muy generales esta obra consta de: Captación Conducción Tanque de almacenamiento Sistema de potabilización Red de distribución

OBRAS PORTUARIAS Dentro de las obras portuarias podemos citar las escolleras, espigones, muelles, pero la descripción detallada de cada una se dará en la materia de obras portuarias. DEFINICIONES BASICAS Presa: es un conjunto de obras cuya finalidad puede ser almacenar, controlar o derivar agua de un cauce, así tenemos presas de almacenamiento, presa rompepicos para el control de avenidas y presas derivadoras, estas últimas no tienen la finalidad de almacenar sino que elevar el tirante del agua del cauce para desviarlo a una de las márgenes y de ahí poder llevarla al lugar donde se aprovechara por gravedad o bombeo. Parteaguas: es una línea imaginaria que se encuentra en la parte más alta de las montañas, limita el escurrimiento de la cuenca con los de las cuencas adyacentes.

6

Cuenca: es una zona limitada por una cadena de montañas, donde todos los escurrimientos reconocen un cauce principal y la cuenca termina en un estrechamiento llamado boquilla. Boquilla: es la parte más estrecha de la cuenca donde generalmente es más recomendable construir una cortina (definición desde el punto de vista topográfico) ver figura 2. Cortina: es un obstáculo que se construye perpendicularmente al paso de una corriente con la finalidad de provocar un almacenamiento en la época de lluvia, el cual será aprovechado en épocas de sequía, ver figura 2. Vaso: es la superficie inundada al construir una cortina, puede tener diferentes niveles como lo son: NAME, NAN, NAmin, ver figura 2. Abrevadero: son pequeños almacenamientos de agua que sirve para que los animales tomen agua, generalmente no cuentan con una obra de toma pero si con cortina vertedor. Olla: es un almacenamiento que se construye en lugares donde no hay vaso ni boquilla y prácticamente tampoco cuenca, su finalidad es aprovechar el agua como abrevadero aunque también para fines

domésticos, ver figura 1.

Fotografía 1. Olla de agua en San Pedro Jaltepetongo una olla de agua

Figura 1. Vista en planta de

Vertedor: dispositivo hidráulico que consiste en una escotadura por la cual se hacen pasar excedentes de agua de un vaso. PARTES QUE CONSTITUYEN UNA ZONA DE RIEGO (ver figura 2)       

Canal principal Canales laterales Canales sub-laterales Canales ramales Canales sub-ramales Regaderas Estructuras como sifones, caídas, tomas granjas, etcétera

7

8

PARTES DE UNA PRESA CONSTRUIDA CON FINES AGRICOLAS  Cortina  Vertedor  Obra de toma  Vaso de almacenamiento  Estructuras auxiliares (estación climatológica, caminos de acceso, casa del presero, etc.)  Zona de riego  Obra de desvío (esta es de carácter provisional, su duración termina con la conclusión de la construcción de la presa puede ser un pequeño bordo o un canal de conducción de agua, o la combinación de ambos) PARTES DE UN ABREVADERO  Vaso  Cortina  Obra de toma (en algunas ocasiones)

OLLAS DE AGUA Cosecha de Agua

Son depresiones de terreno que permiten captar agua de lluvia, almacenarla y después reutilizarla para beber, regar cultivos, aguar el ganado y criar peces y recargar pozos y acuíferos. Esta técnica ha representado una solución a la crisis del agua en el campo, a través de estas ollas puedes convertir tierras de cultivo de temporal en tierras de cultivo de riego. Están hechas de geo membrana de Policloruro de Vinilo (PVC), una tela elástica que se adapta a la tierra. Estas ollas se pueden construir de cualquier tamaño, todo depende de la necesidad de agua como del espacio con el que se cuente.

9

Una olla de agua tiene que ser duradera, mínimo a 5 años, dependiendo de las condiciones de el terreno así como climatológicas y de intemperismo. Las geo membranas son películas plásticas fabricadas especialmente para tener una impermeabilización así como resistencia a las condiciones climáticas y en algunos casos son desarrolladas específicamente a cierto tipo de uso, los cuales siempre tienen que ver con la contención o aislamiento de líquidos, son fabricadas en diferentes calibres (grosores) según las necesidades requeridas, también las hay en diferentes materiales las más comunes de PVC y HDPE. TIPOS DE GEO MEMBRANA GEO MEMBRANA DE PVC

Las características para usa una geo membrana de PVC van direccionadas a impermeabilizaciones o contenciones en tierra ya que la flexibilidad y elongación de estas permite adaptarse con facilidad a los reacomodos del suelo, ya sea por mala conformación del suelo o que con el tiempo el peso del agua se creen grietas u hoyos en la tierra, así como pequeños temblores. En costo es más cara que el HDPE. Es ideal en ollas de agua, impermeabilización de azoteas y cisternas, estanque de peces y camarones, lagos artificiales, etc.

GEO MEMBRANA DE HDPE Las características para usar una geo membrana de HDPE van direccionadas a impermeabilizaciones o contenciones sobre base firme y donde la superficie no tendrá modificaciones o deterioro con el tiempo. No es tan flexible, va direccionada generalmente a la contención de líquidos que pudieran llevar químicos o ácidos ya que este material tiene mayor resistencia a ellos. Tal es el caso de rellenos sanitarios, biodigestores u hoyos de contención de lixiviados, depósitos de bentonita, etc. Esta geo membrana es más barata que la de PVC.

10

PROCESO DE CONSTRUCCIÓN Preparación y excavación del terreno El proceso de excavación es el primer paso. Tenemos que excavar el hoyo en la tierra de las medidas deseadas y formar taludes (según proyecto), esta inclinación permitirá que la pared no deslave y nuestra olla, con el paso del tiempo, pierda su forma. Es importante que cuando se forme el hoyo se compacte la tierra, y no se deje piedras ni raíces, ya que estas pueden llegar a perforar la geo membrana. Después se debe apisonar y compactar la tierra, para darle una forma estética y que nos permita que en un futuro pueda haber deslaves o reacomodos bruscos de tierra. Se puede apisonar manualmente o con máquina, dependiendo del tamaño de la obra.

ILUSTRACIÓN 1 TRACTOR D7 FORMANDO EL HOYO DE UNA OLLA. ZANJA DE ANCLAJE Necesitamos excavar una zanja a 60 cms de la olla, esta nos servirá para el anclaje de geo membrana, el tamaño de la zanja debe ser de 30 cm x 30 cm x30 cm. Aquí se colocará la punta del lienzo de geo membrana y la enterraremos.

11

ILUSTRACIÓN 2 ZANJA DE ANCLAJE Y COLOCACIÓN DE GEO MEMBRANA. TERMOFUSIÓN La termofusión es el proceso por el cual unimos un lienzo de geo membrana con otro lienzo de geo membrana, siempre y cuando sean del mismo material (PVC, HDPE, etc.). Se realiza a través de máquinas de calor, las cuales tienen unas cuñas calientes o rodillos que van soldando ambos lienzos de geo membrana a altas temperaturas, también se pueden usar pistolas manuales para sustituir a las maquinas semiautomáticas en todo el trabajo o bien en puntos críticos donde la maquina no puede trabajar, como son: esquinas, cárcamos y otros detalles, cada material de geo membrana lleva diferentes procesos de termofusión. INSTALACIÓN Una vez teniendo los lienzos unidos por termofusión, se colocan sobre la obra de acuerdo al plano que tengamos previamente elaborado, se utilizan pinzas especiales para el jale de la geo membrana y dependiendo del tamaño del lienzo es la cantidad de personas que se necesitan para realizar esta maniobra. Posteriormente se sigue con la termofusión de pequeñas partes que no se hayan unido anteriormente, como detalles de tuberías o esquinas. Teniendo la zanja, se ancla la geo membrana y se entierra para su fijación, en esta parte se revisa por completo que la geo membrana este perfectamente sellada en cada una de sus partes.

12

ILUSTRACIÓN 3 TALUDES DE LA OLLA FORMADOS. RECOMENDACIONES En el caso de obras en el campo, es importante colocar una malla ciclónica para evitar que animales caigan dentro de la olla y en su intento por escapar rompan la geo membrana. También recomendamos colocar la olla cerca de árboles, ya que estos dan mucha sombra y evita que el sol perjudique a la geo membrana, esto debido a que lo único que la va degradando con los años es el sol. Al estar cerca de árboles la sombra de estos podrá alargar considerablemente su vida útil.

ILUSTRACIÓN 4 EXCAVADORA FORMANDO TALUDES.

13

ILUSTRACIÓN 5 GEO MEMBRANA COLOCADA Y LLENADO DE LA OLLA.

SISTEMAS DE DERIVACION Estos son un conjunto de obras que se construyen con el fin de aprovechar las aguas de una corriente permanente o no permanente. Estos sistemas son los siguientes: Barrajes Tomas directas Presas derivadoras Plantas de bombeo Galerías filtrantes Captación de manantiales BARRAJES Es el sistema de derivación más rudimentario que existe y se recomienda cuando el gasto que conduce el rio (Q1) es mucho mayor al gasto que queremos derivar (Q2). Este sistema consiste en formar un pequeño bordillo con ramas, piedras y arcilla compactada y revuelta cuyo objetivo es desviar una pequeña porción del gasto hacia una de las márgenes del rio para de ahí conducirla por gravedad mediante un canal a la zona de riego que vamos a beneficiar (ver figura 6).

14

TOMA DIRECTA Esta obra se construye siempre sobre una corriente permanente y se propone esta derivación cuando el rio lleva un gasto muy grande en relación al gasto por derivar. Al construir esta estructura que generalmente es de concreto, no se busca sobre elevar el agua del rio, sino desviarla a una de las márgenes para de ahí conducirlo generalmente por gravedad mediante un canal de conducción hasta la zona por beneficiar. Como se muestra en la Figura 7

15

Una toma directa consta de las siguientes partes: Canal de llamada o de acceso.. Este generalmente se proyecta en contrapendiente. A la sección transversal se le da forma rectangular, al final de éste se coloca una rejilla, de ahí en adelante sigue como un

16

conducto cerrado, hecho de concreto armado. Posteriormente se coloca una compuerta deslizante, seguida de una caja de control y al final una transición, la cual se utiliza para conectar una sección rectangular con una trapecial. 1.- Conducto cerrado. 2.- Compuerta deslizante. 3.- Talud de Transición. 4.- Canal de conducción 5.- Muesca de agujas (compuerta de agujas). PRESAS DERIVADORAS Estas se construyen siempre sobre una corriente permanente, por lo que podemos decir que una presa derivadora es un obstáculo que se opone al paso de una corriente con el objeto de sobre elevar el tirante de agua y encausarlo hacia una de las laderas del cauce, para asi continuar conduciendo el agua, quizás por gravedad hasta el lugar de aprovechamiento (ver figuras 6, 7 y 8). EJE DE LA CORTINA Cortina

Y

Y

S= 0.0

05

Canal de Conducción

Z.R

ILUSTRACIÓN 6 PRESA DERIVADORA VISTA EN PLANTA.

17

Eje de la cortina NAME

Cimacio

H

NAN

Rio P

L

Cortina

LLoradero

Colcho Amortiguador

ILUSTRACIÓN 7 CORTINA DERIVADORA (CORTE Y-Y). Eje de la cortina NAME NAN

Cimacio Banqueta de Acceso LLoradero P

L

Cortina

ILUSTRACIÓN 8

Colcho Amortiguador

PRESA DERIVADORA ( VISTA EN ISOMETRICO ).

Por lo general las presas se construyen de materiales rígidos (concreto y/o mampostería) y siempre sobre una corriente permanente. Una presa derivadora consta de las siguientes partes. 1. 2. 3. 4.

Cortina. Obra de toma o bocatoma. Canal desarenador o estructura de limpia. Obras auxiliares (caminos de acceso a la obra, estación climatológica, muros guía en las laderas, limitador de el gasto.

Toda la sección de una cortina derivadora es sección vertedora.

18

Diferencias entre presas de almacenamiento y presas derivadoras. Presa de almacenamiento a) Generalmente de altura considerable, de 6.00 m a 20.00 m. b) Su cortina la forman dos secciones (sección vertedora y sección no vertedora). c) Se construyen sobre corrientes no permanentes. Presa derivadora a) Generalmente son de poca altura de 3.00 m a 5.00 m. En ocasiones mas altas. b) Su cortina está constituida solamente por la sección vertedora. c) Se construye sobre una corriente permanente. PLANTAS DE BOMBEO Es un conjunto integrado por: Equipo de bombeo, sub estación eléctrica y obra civil que funcionan con el fin de llevar el agua desde un nivel inferior hasta un nivel superior. Las partes de una planta de bombeo son: Captación. Canal de acceso (el que conduce el agua al cárcamo). Equipo de bombeo. Válvulas y accesorios. Tanques de descarga. Subestación eléctrica. Caseta del operador. NOTA.- En la materia de Hidráulica I se realizó el cálculo hidráulico de una planta de bombeo, por lo que este curso se verán solamente las generalidades sobre el diseño estructural de una planta de bombeo. En la página 13 se encuentra una síntesis de como efectuar el cálculo de una planta de bombeo. Ver el cálculo de una planta, en las páginas de los apuntes.

19

PROBLEMA (Cálculo Hidráulico de una Planta de Bombeo) Calcular hidráulicamente la bomba para llevar el agua desde un rio hasta un punto elevado, el gasto de bombeo es de 64 L/S, la elevación de agua mínima en el rio es de 1200 m.s.n.m y la elevación del agua de descarga es de 1300 m.s.n.m la bomba será alimentada con energía eléctrica, las condiciones geológicas a lo largo de la descarga nos indica que el terreno es un basalto fracturado por lo que usaremos tubería de acero y no llevara válvula aliviadora de presión. Estación 0+000 ---- 0+180m NAME = 1203 m.s.n.m Cambios de dirección: ∆1 = 30°15’00” ∆2 = 16°25’50” ∆3 = 38°00’40” ∆4 = 25°15’42” Tubería de acero v = 2𝑚 𝑠 1.- Determinación del diámetro a utilizar. Q = A*V 𝑉

A=

𝑄

= 0.064 = 0.032 𝑚2

2

A = 0.785 𝑑2

d=

= 0.201m = 20.19 cm = 7.94” = 8” V = 1.975 𝑚 𝑠

2.- Perdidas de cargas por fricción. hsf =𝐾𝐿𝑄2 K = 11.42 para un ϕ = 8” n = 0.015 L = 180 – 0 = 180 m Q = 0.064 𝑚3 𝑠

20

hsf = 11.43 (180) (0.064)2= 8.427 m

Perdidas de cargas menores = 12% perdidas de carga mayores Perdidas de carga menores = 8.427 (0.012) = 1.011 m H = he + ⅀ hp H = 100m + 9.038 m = 109.038 2.- Determinación de la potencia preliminar de la bomba. Hpot =

𝐻𝑄

76𝑛 n = 65% (porque no se conoce su eficiencia) Hpot =

x 100 = 141.26 = 150 HP

•

Motor US1760 rpm ---- 16 ” base del motor

•

Codo cabezal es de 8” x 8” x 16 ”

•

Flecha = ”

•

Cubierta = 2 ”

Perdida de cargas reales. hf col = 4.2 ft – 100 ft --- 4.25m – 13.944 ft hf c1 = 0.586 ft = 0.179 m hf c2 = 1.38 ft = 0.42 m hf = 0.179 m + 0.42 m = 0.599 m

Válvulas y accesorios. h válvulas y accesorios = 𝐾𝐿𝑒𝑄2 1.- Válvulas de aire 2” ------ 0.457 2.- Válvulas check 8” -------- 17.00 3.- Ext. Tubo ------------------ 0.40 4.- Válvula de compuerta ---- 1.40 5.- Long. Equivalente del fofo --- 3.196 Total= 22.453 m h válvulas y accesorios = 11.43 (22.453) (0.064)2 = 1.051 m Longitud equivalente inicial = 1.889 m

21

Longitud equivalente final = 3.196 m

Por cambios de dirección. ∆ ∆ en decimales 30°15’00” 30.2500 16°25’50” 16.4305 38°00’40” 38.0111 25°15’42” 25.2616

∆/90 0.3361 0.1825 0.4223 0.2806

hcd = 0.25

0.10(02−1.9752) = = hs = = 0.0197 m 2𝑔 2(9.81) 2(9.81) 𝑣2

1.9752

Sumatoria de cargas de perdidas de cargas menores: Perdidas menores = 0.42 + 0.0197 + 0.1086 + 1.051 = 1.599 m Perdidas de cargas mayores hf = KL𝑄2 K = 11.43 Q = 0.064 L = 180m – 3.16m – 1.89m = 174.915m h= (11.43) (174.915) (0.0642) = 8.189 m perdidas de carga = 8.189m + 1.599m = 9.549m

22

√∆ 0.5779 0.4272 0.6498 0.5297

BOMBA NO. DE NO. DE IMPULSOR PASOS S/C

10 HXB 10HH

T82337 T82366

CARGA CARGA POR NO. DE EFICIENCIA POR PASOS % PASO PASO CORREGIDO CORREGIDOS SI S/C

NO ADECUADA 9.24 NO EXISTE

2622864 2626818

8

7.43956

10

77%

23 16

18.59 14.87

4 5

79.5% 68.5%

20.72 12.80 17.60

18.59 12.39 14.87

4 6 5

81% 72% 81%

NO EXISTE 10MFH NO EXISTE 11 MB 2622504 12 LB 26233849 2616025 2616011 12 MB

2624331 2626936 2624332

NO EXISTE NO ADECUADA 3.23 4.649 3.59 5.81 4.22

De acuerdo a las tablas con la altura en pies encontramos la carga corregida y le restamos los puntos, de acuerdo al número de pasos (los puntos los indica la tabla).

Hallando la potencia de la bomba: P = = 0.

𝑄𝐻

x 1000 = 108.162

HP 76𝑛 PT = PN + Pi Pi = es la presión por golpe de ariete y como no tiene es = 0 PN = presión normal a la que trabaja la tubería, para este caso = 10.95 kg/𝑐𝑚2 PN = 10.95 kg/𝑐𝑚2 + 0 = 10.95 kg/𝑐𝑚2

23

Comprobando si es factible la bomba CNSdis = k + pb -Pv = 0.4064 m + 828.4 – 0 k = sumergencia Pb = presión barométrica

Pv = presión a vapor del liquido manejado

CNSdis = 0.4064m + 828.4 – 0 k = 16 = 16 x 0.0254 = 0.4064m 𝑘𝑔 3

Pb = (13600 𝑚

) (0.609) = 8282.4 𝑘𝑔2 𝑚Pv = 0 ;

porque el agua no tiene gases CNSdis = 0.4064m + 8.2824m = 8.6688m CNSreq = 5.79 8.6688 > 5.79 Si cumple con los requerimientos de la bomba 12MB con numero de impulsor 2624331 con una eficiencia de 81%

GALERIA FILTRANTE Consiste en colocar varias líneas de tubería perforada en el sentido de la corriente cuya finalidad es recolectar las aguas subálveas de un rio, estas líneas se forma con tuberías perforadas sin junteo, al final cada una de ellas se conecta a un tubo colector el cual recauda toda el agua de cada una de las líneas y las conducirá hasta un carcamo localizado en uno de las márgenes del rio y de este las aguas se pueden bombear o por gravedad hasta donde se utilizaran. Se recomienda construir estas obras en ríos con tirantes pequeños (menores o iguales a 50 cm) y anchos grandes (mayores o iguales a 60m); como se muestra en la figura.

24

CAPTACIÓN DE MANANTIALES Para captar agua de los manantiales se construyen diques de concreto y cajas de mampostería en tal forma que se logre reunir en un sitio conveniente elegido, la aportación de cada venero para un gasto determinado tendrá una captación y un desfogue, por lo que se controla el paso del liquido por medio de compuertas que se conectan a un conducto cerrado, a través del cual pasara el liquido. Cuando la entrada del agua a la caja se hace por medio de tubería la salida de la caja también se hace con una tubería, el gasto se controlara por medio de válvulas. (ver figura 11)

25

POZOS Un pozo es una perforación que se hace en el terreno con la finalidad de extraer agua de un manto acuífero que se encuentra entre dos capas impermeables. Existen 2 tipos de pozos: 1.- Pozos artesianos 2.- Pozos profundos 3.- Norias

26

POZOS ARTESIANOS Un pozo artesiano cuando se hace la perforación hasta llegar al manto acuífero y el agua sale por si sola hacia la superficie.

POZOS PROFUNDOS En el pozo profundo es necesario bombear el agua hacia la superficie. NORIAS Son pozos de poca profundidad y diámetro variable de ente 4m y 6m usualmente utilizadas en rancherías, son utilizados para capturar el agua subálvea. Sirven para satisfacer necesidades pecuarias, y tratando las aguas se pueden utilizar en necesidades domésticas.

PASOS A SEGUIR PARA LA PERFORACIÓN DE UN POZO ° En una comunidad surge la necesidad de satisfacer necesidades pecuarias, domésticas o para fines agrícolas. ° Los productores o ejidatarios se agrupan y hacen una solicitud dirigida a una autoridad del gobierno del estado, gobierno recibe esta solicitud y envía una copia a alguna dependencia encargada de hacer trabajos de perforación de pozos (CONAGUA, CEA, CONASA), otra copia se envía al comité planificador de agua. ° El comité planificador de agua recibe la solicitud y analiza si es o no conveniente la perforación de un pozo; este comité es el encargado de autorizar o no la perforación de pozos.

Los puntos principales que toma en cuenta el comité para autorizar o no la perforación son:

27

a) Se revisará que el sitio donde se solicita la perforación no sea zona de veda. b) El sitio donde se autorice la perforación de un pozo no deberá estar a una distancia menor de 500m de oro pozo o de una zona de veda. c) Se revisara que el uso que se le de al agua del pozo, si es para fines agrícolas es muy difícil la autorización por el alto costo de operación, si es para fines pecuarios las posibilidades de perforación son altas, y si es con fines domésticos casi siempre se autoriza la perforación, aunque el pozo este en zona de veda. d) El sitio donde se autoriza la perforación debe de estar en un valle, si esta en una zona alta se descarta. Tomando en cuenta los puntos anteriores el comité planificador autoriza o no los estudios necesarios para la perforación del pozo. ° En caso de que se haya autorizado la realización de los estudios previos a la perforación del pozo, la dependencia encargada de hacerlos mete el sitio de proyecto a un programa de estudios que son: a) Visita de inspección: En esta se indica la localización geográfica del sitio, las vías de acceso al sitio probable a la perforación, además de indicar la zona por beneficiar, esto se hará en un plano topográfico de la INEGI, también se indicaran los datos socioeconómicos de la comunidad. b) Estudio socioeconómico preliminar: existe un formato relativo a este estudio lo veremos en la última unidad. c) Estudio geoelectrico: sirve para indicar si hay o no hay agua en una zona determinada. d) Perforación exploratoria: si el estudio geoelectrico indica que hay agua en la zona, se hace la perforación exploratoria con una maquina de tipo rotatorio, la perforación se hará con un diámetro de 10, 12 y 8 pulgadas, durante la perforación se van sacando muestras a cada 5m de profundidad para verificar la existencia de agua, si es que la perforación exploratoria hay indicios de existencia de agua se propone una ampliación al diámetro de perforación. e) Aforo del pozo f) Equipamiento del pozo

28

29

PRESAS DE ALMACENAMIENTO Presa es un conjunto de obras cuya finalidad de almacenar, controlar o derivar el agua de un cauce, así tenemos presas de almacenamiento, presas rompepicos para el control de avenidas y presas derivadoras. FUNCIONES DE LAS PRESAS ° la función de una presa de almacenamiento es almacenar el agua en la época de lluvias para aprovecharse en la época de sequias. ° las presas derivadoras tienen como objetivo sobreelevar el tirante del agua del rio para encauzarla a uno de los márgenes, para de ahí, llevarla al sitio donde será aprovechada. ° la función de una presa rompepicos es una pequeña presa que se construye para almacenar el agua que cae durante una tormenta, para después liberarla a través de la obra de toma en forma controlada, de tal manera que no se produzcan inundaciones en áreas urbanas o agrícolas. Una presa de almacenamiento consta de: 1.- cortina 2.- vertedor 3.- obra de toma 4.- estructuras auxiliares 5.- zona de riego 6.- obra de desvío ASPECTOS QUE SE TOMAN EN CUENTA PARA LA CONSTRUCCION DE UNA PRESA 1.- aspectos económicos 2.- aspectos legales 3.- aspectos hidrológicos 4.- aspectos geológicos 5.- materiales disponibles cerca de la obra por construirse 6.- aspectos sociales 1.-Aspectos económicos Para definir un proyecto el cual posteriormente se construirá previamente deben hacerse diferentes alternativas (anteproyectos) determinando el presupuesto de cada una de ellas y el beneficio correspondiente, obviamente se elegirá el proyecto que nos de una mejor relación beneficio costo.

30

2.-Aspectos legales Aunque no es el área del ingeniero hacer consideraciones de tipo legal es conveniente que sepa que existe un conjunto de leyes que rigen la prioridad del uso de agua. (Ley Federal del Agua) por otro lado existen zonas federales que deben ser respetadas, las tenemos en los ríos, en los vasos de almacenamiento, mares etc. (ver la siguiente figura)

31

3.-Aspectos hidrológicos. Antes de llevar a cabo cualquier proyecto de almacenamiento, es necesario efectuar un estudio hidrológico, el cual nos servirá para encontrar varios datos fundamentales para la realización de este proyecto. Los cuáles serán descritos a continuación. 1-. Avenida Máxima. La avenida máxima es utilizada para diseñar el vertedor, existen varios métodos para determinar la avenida máxima entre los cuales tenemos: Métodos Empíricos. Utilizando formulas empíricas (Formula de Scimemi, Bucly and Sygler, Gregory y Arnold, Ven Te Chow, etc.) Métodos hidrológicos. Entre estos tenemos el método de índice de área, método racional, método de las envolventes de gastos máximos probables con diferentes periodos de retorno, métodos de gastos máximos observados en la República Mexicana, (método de la envolvente local) método racional, método directo de sección y pendientes. Métodos estadísticos Dentro de estos métodos se tiene el método del hidrograma unitario triangular , que es recomendable utilizar en cuencas grandes. Nota: cuando se trata de cuencas pequeñas que no rebasan 4 kilómetros cuadrados puede utilizarse la fórmula de Bucly and Sygler; si el área de la cuenca no rebasa 12 kilómetros cuadrados lo más recomendable es usar el método racional; de 12 a 20 kilómetros cuadrados el método de Ven Te Chow o el método de la envolvente local. 2-. VEMA (Volumen Escurrido Medio Anual) 𝑉𝐸𝑀𝐴 = (𝐴𝑐 )(𝑃𝑚𝑐)(𝐶) Ac =Área de a cuenca en km2 y/o m2 Pmc= Precipitación media anual en la cuenca en mm o en metros

32

C= Coeficiente de escurrimiento Este volumen escurrido nos sirve para determinar la capacidad total, la capacidad útil y la capacidad de azolves que se le va a dar a un vaso de almacenamiento, siempre y cuando las condiciones lo permitan. 3-. Capacidad total de almacenamiento (se obtiene cuando la elevación en el vaso esta en el NAN) 𝐶𝑇 = 𝐶𝑢 + 𝐶. 𝑎𝑧𝑜𝑙𝑣𝑒𝑠. 4-.Capacidad útil. 𝐶𝑢 = 0.875𝑉𝐸𝑀𝐴 5-.Capacidad de Azolves. Normalmente la vida útil de los almacenamientos se puede considerar como sigue: CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO. VIDA UTIL. 3,000….50,000m3

15 años

50,000…..500,000m3

25 años

Mayores a 500,000M3

50 años

𝐶. 𝑎𝑧𝑜𝑙𝑣𝑒𝑠 = .001(𝑁𝑜 𝑑𝑒 𝑎ñ𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑖𝑑𝑎 𝑢𝑡𝑖𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎)(𝑉𝐸𝑀𝐴) Nota: Muchas veces se tienen áreas de cuencas muy grandes y al calcular la capacidad de azolves nos da volúmenes muy altos, si en esa corriente se pretende construir una presa de almacenamiento lo más probable es que rápidamente se llene de azolves (1 o 2 años quizás), en estos casos aguas arriba del vaso se recomienda construir presas retenedoras de azolves para que el agua que pasa a través de ellas llegue limpia (sin azolves) a la presa de almacenamiento, como se observa en las siguientes figuras:

33

6-. Demanda media anual requerida. Cuando la presa es para un aprovechamiento hidroagrícola es necesario calcular la demanda de agua que requieren los cultivos desde que se siembra hasta que se da su fruto, esta sale del estudio del uso consultivo. 𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 =

𝑉𝑜𝑙. 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 (𝑚3) (3600𝑠𝑒𝑔)(𝑁𝑜. 𝑑𝑒 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑟𝑖𝑒𝑔𝑜 𝑎𝑙 𝑑𝑖𝑎)(𝑁𝑜. 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑟𝑖𝑒𝑔𝑜 𝑎𝑙 𝑚𝑒𝑠)

Esta demanda esta expresada en l/s y nos sirve para calcular el diámetro de la obra de toma de nuestra presa de almacenamiento. 7-. Superficie por beneficiar.

34

Para calcular el número de hectáreas que se pueden regar con una presa de almacenamiento se puede utilizar la siguiente formula. 𝑁𝑜. 𝑑𝑒 𝐻𝑒𝑐𝑡𝑎𝑟𝑒𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑔𝑎𝑟 =

𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑢𝑡𝑖𝑙 (𝑚3) 𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑝𝑜𝑟 ℎ𝑒𝑐𝑡𝑎𝑟𝑒𝑎𝑠 (𝑚3𝑥𝐻𝑎)

9-.Elevacion del NAN Una vez obtenida la capacidad total de un almacenamiento y con el auxilio de la gráfica de áreas y capacidades del vaso podemos determinar el nivel de aguas normales (NAN) 10-. Elevación del NAME 𝑵𝑨𝑴𝑬 = 𝑵𝑨𝑵 + 𝑪𝒂𝒓𝒈𝒂 𝒔𝒐𝒃𝒓𝒆 𝒆𝒍 𝒗𝒆𝒓𝒕𝒆𝒅𝒐𝒓 𝟑

𝑸 = 𝑪𝑳𝑯𝟐 H= (_Q_) 2/3 CL

11-.Elevacion del NAMIN Para obtener la elevación del nivel de aguas mínimas (NAMIN) primero se obtiene la capacidad mínima. 𝐶𝑚𝑖𝑛 = 𝐶. 𝑎𝑧𝑜𝑙𝑣𝑒𝑠 + 10% 𝐶𝑢.

Con el NAMIN menos la elevación de azolves nos da como resultado la carga mínima disponible con la cual se calculará la obra de toma en sus condiciones críticas para un buen funcionamiento. 12-.Gasto de la obra de toma. El gasto con el cual se calculará el diámetro de la obra de toma se obtiene del estudio del uso consuntivo aunque en forma práctica puede considerarse un litro sobre segundo por hectárea que se va a regar. Este gasto es el requerido que se obtiene del uso consuntivo. 13-. Grafica de áreas y capacidades. Para dibujar esta grafica debemos contar con el plano topográfico del vaso con curvas de nivel a una equidistancia de 1m además de tener el perfil de la boquilla. Posteriormente se hará una tabla que nos servirá para el dibujo de las gráficas correspondientes.

35

Ejemplo 2.0 Elev 1 2 5 6 8 10

Área 1 M2 --0.000 5000 15500 30000 50000

Área 2 M2 --5000 15500 30000 50000 80000

Am M2 --2500 10250 22750 40000 65000

D m --1.0 2.0 2.0 2.0 2.0

Vol. Parcial M3 --2500 20500 45500 80000 130000

Vol. Acumulado M3 --2500 23000 68500 148500 278500

Para obtener la curva de capacidades se relacionan los volúmenes acumulados con las elevaciones, para obtener la curva de áreas se relacionan el área 2 con la elevación. (Ver la siguiente figura).

Figura 15. Planta del vaso y perfil de la Boquilla

Figura 16. Grafica de Áreas y Capacidades.

36

4.-Aspectos geológicos Estos estudios pueden llevarse desde un nivel preliminar hasta un estudio totalmente detallado. Antes de efectuar un estudio geológico se deben efectuar pruebas de permeabilidad a lo largo del eje de la boquilla y en la superficie del vaso (ver la siguiente figura).

Nota.- Se tienen estudios geológicos preliminares y detallados. Para efectuar el perfil geológico de la boquilla (estudio preliminar) pueden utilizarse pozos a cielo y abierto; siempre y cuando se trate de pressas pequeñas. Pero en el caso de presas medianas y grandes, deberá hacerse un estudio geológico detallado, para esto deberán hacerse perforaiones exploratorias que van del perfil del terreno natural hasta 40 o 50 metros o mas de profundidad, con los resultados de estos se formará el perfil geológico de la boquilla, ver la siguiente figura:

37

Figura 17. Planta y perfil de pozos a cielo abierto, efectuados en la boquilla.(1 TIEERA VEGETAL, 2 TERRENO LIMO ARCILLOSO, 3 BASALTO SANO.)

Abundancia y disponibilidad de materiales cerca de la boquilla. Si cerca de la boquilla tenemos disponibilidad y abundancia de materiales (agregados pétreos y arcilla) y suponiendo que la geología de la boquilla está constituida por una toba no muy resistente, se recomienda construir una cortina flexible. Dentro de estas cortinas eligiremos la que podamos construir de acuerdo a los materiales existentes más cercanos, en este caso podemos proponer una cortina de materiales graduados. Aspectos sociales. Anteriormente las obra se proyectaban y construían en lugares donde los habitantes eran de escaso recursos, ahora las políticas han cambiado ya que lo que interesa es aumentar la producción, pero se debe tener en cuenta con qué tipo de mano de obra se cuenta en la localidad para determinar el tipo de cortina, además de los aspectos anteriormente citados.

38

Clasificación de cortinas. Universalmente no existe ninguna norma que nos indique como clasificar las cortinas, pero en forma general podemos decir que estas se clasifican de acuerdo al material o materiales utilizados para su formación. CORTINAS DE SECCION HOMOGENEA. CORTINAS DE TIERRA. CORTINAS

CORTINAS DE MATERIALES GRADUADOS CORTINAS MIXTAS

FLEXIBLES

CORTINAS

CORTINAS DE ENROCAMIENTO.

ENROCAMIENTO GAVIONES

CORTINAS DE SECCION GRAVEDAD CORTINAS RIGIDAS

CORTINAS DE MACHONES CORTINAS DE ARCO CORTINAS DE BOVEDA CONTRAFUERTE

39

CORTINAS DE MAMPOSTERIA CORTINAS DE CONCRETO

Cortinas flexibles. Son aquellas que son capaces de absorber ciertas deformaciones diferenciales sin poner en peligro su estabilidad.

Figura 18. Esquema de una cortina flexible de sección homogénea con dentellón.

Enrocamiento acomodado a mano de 0.30 m de espesor

4.00 m e = 0.30 m minimo

Arcilla compactada al 90%

Trinchera de cimentación

Figura 19. Esquema de una cortina flexible de sección homogénea.

40

Figura 20. Esquema de una cortina flexible de materiales graduados. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Trinchera de cimentación. Corazón impermeable de arcilla compactada con alta plasticidad Filtro hecho de material granular de finos a ¾” Material de transición de ¼” a ½” Enrocamiento a volteo 2 ½” Enrocamiento acomodado a mano.

Figura 21. Esquema de una cortina flexible de enrocamiento con nucleo impermeable de arcilla

41

Figura 22. Esquema de una cortina flexible de enrocamiento con pantalla impermeable de concreto

Figura 23. Esquema de una cortina flexible de gaviones.

42

Cortinas rigidas. Se caracterizan porque transmiten hacia la cimentación las fuerzas actuantes sobre ellas, considerando planos verticales, otra característica de estas es que no pueden absorber deformaciones diferenciales porque se pone en peligro su estabilidad. (ver las siguientes figuras).     

Cortina de sección gravedad Cortina de contrafuerte. Cortina de bóveda Cortina de arco Cortina de machones

Figura 24. Esquema de una cortina rígida de sección gravedad de concreto o mampostería.

43

Fotografía 3. Cortina de machones tipo Ambursen, y obra de excedencias de la presa Abelardo Rodríguez

Figura 25. Dibujo de una cortina de contrafuerte. 44

Figura 26. Esquema de una cortina de arco y una cortina de arco-boveda.

Fotografía 4. Cortina de arco de la presa Hoover en las vegas. 45

Una vez conociendo los diferentes tipos de cortinas nos encontramos con el problema de elegir el tipo de cortina que utilizaremos para construir nuestra presa de almacenamiento, para elegir el tipo de cortina más adecuada intervienen los siguientes factores. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Topográficos Geológicos Abundancia y disponibilidad de materiales. Vías de comunicación Aspectos sociales Relación beneficio costo.

TOPOGRÁFICOS La elección del tipo de cortinas depende de las condiciones topográficas de la boquilla, si la boquilla es angosta y de fuertes pendientes en las laderas lo mas recomendable es proyectar una cortina rígida ya sea de mampostería o de concreto, si la boquilla es ancha y de pendientes suaves en la laderas se recomienda proyectar una cortina flexibles, pero para elegir dentro de las cortinas flexibles, la que propondremos, nos basaremos en la abundancia y disponibilidad de los materiales cerca del sitio de la boquilla y de la mano de obra disponible.

Figura 27 A) Cortina rígida.

B) Cortina flexible de sección homogénea.

46

GEOLOGICOS Cuando la geología donde vamos a desplantar nuestra cortina, está constituida por basalto, riolita, andesita, etcétera, indica que el terreno de cimentación tiene una alta resistencia en estas condiciones es recomendable construir una cortina rígida como se observa en la siguientes figuras. (28-1 y 28-2)

Figura 28. Cortina rígida.

1)Tierra vegetal 2) Basalto fracturado 3) Basalto sano

Cuando la geología donde vamos a desplantar nuestra cortina está constituida por un material aluvial o alguna tova no muy resistente en estos caso se recomienda construir una cortina flexible. Ya que la resistencia del terreno de cimentación es baja, como se observa en la siguiente figura. (29) Nota: Para sacar el perfil geológico del eje de la boquilla es necesario hacer por lo menos tres calas o pozos a cielo abierto hasta donde ya no se pueda excavar con pico y pala. Se harán en las laderas y al centro, observando las paredes de cada pozo determinaremos el espesor de cada capa que atravesamos, así formaremos el perfil geológico. Ver las siguientes figuras:

47

Figura 29. Cortina flexible desplantada en un material aluvial.

Abundancia y disponibilidad de materiales cerca de la boquilla. Si cerca de la boquilla tenemos disponibilidad y abundancia de materiales (agregados pétreos y arcilla) y suponiendo que la geología de la boquilla está constituida por una toba no muy resistente, se recomienda construir una cortina flexible. Dentro de estas cortinas elegimos la que podamos construir de acuerdo a los materiales existente más cercanos, en este caso podemos proponer una cortina de materiales graduados.

Vias de comunicación En este aspecto debe marcarse con un croquis la ubicación de la obra y los accesos a ella, indicando tipos de camino y su estado correspondiente, en caso de no haber acceso hasta el sitio del proyecto, deberá considerarse en el costo total de la obra, el costo correspondiente al camino de acceso ya que es de suma importancia para la introducción del material y maquinaria. También deberán tomarse en cuenta los camino de los bancos de materiales a los sitios de construcción, ejemplo banco de arcilla al sitio de la cortina. Aspectos sociales. Anteriormente las obra se proyectaban y construían en lugares donde los habitantes eran de escaso recursos, ahora las políticas han cambiado ya que lo que interesa es aumentar la

48

producción, pero se debe tener en cuenta con qué tipo de mano de obra se cuenta en la localidad para determinar el tipo de cortina, además de los aspectos anteriormente citados. Relación Beneficio Costo. Para determinar esta relación es necesario hacer el proyecto con dos alternativas o más y de estas seleccionamos la que no de un menor costo por hectárea.

Estudios necesarios para la construcción de una presa. 1. Visita de inspección 2. Pruebas de permeabilidad estudio 3. Estudio socioeconómico preliminar 4. Estudio topográfico 5. Estudio hidrológico 6. Estudio agrologico 7. Estudio de mecánica de suelos (materiales que usaremos en la construcción) 8. Estudio de geología (vaso, cuenca y boquilla) 9. Proyecto 10. Relación Beneficio Costo 11. Etapa de ejecución.

1-.Visita de inspección. Se puede resumir que las visitas de inspección se generan por estas dos fuentes: a) Solicitudes de personas o grupos del sector campesino dirigidas a las autoridades (Gobierno Del Estado Y Secretaria De Desarrollo Rural Integral. b) Sitios propuesto por iniciativa de las propias organizaciones, detectados en planos de la INEGI o reconocimientos aéreos. Para efectuar una visita de inspección, se requiere de: a) Plano Topográfico de a INEGI y/ Google Eart b) Plano de carreteras estatales y federales c) Equipo básico de topografía (brújula, clisímetro, nivel de mano, cinta)

Existen diferentes formatos que son utilizados para realizar una visita de inspección en las paginas siguientes se presenta uno de ellos:

49

SECRETARIA DE RECURSOS HIDRÁULICOS. SUBSECRETARIA DE CONSTRUCCIÓN DIRECCION GENERAL DE OBRAS DE RIEGO PARA EL DESARROLLO RURAL. VISITA DE INSPECCIÓN PRESAS DE ALMACENAMIENTO 1. ANTECEDENTES 1.1.Nombre del Sitio___ __________________ Coordenadas Geográficas: LN ______ LW __________________ 1.2.Municipio : ________ ______________________________________ 1.3.Obra Solicitada: _ ______________________________________ 1.4.Solicitantes: __ ____________ 1.5. Fecha y autoridad a quien se hizo la solicitud: _________________________________________________________ 1.6.Oficios de tramites anteriores: ______________________________ 1.7.Fecha de la visita de inspección: ____________________________ 2. VÍAS DE ACCESO DONDE SE SOLICITA LA OBRA 2.1._________ km. Carretera num. _______ de__________ 2.2._________ km. Camino de terracería de _____________ a _____________ 2.3._________ km. De terracería de _________________ a _______________ 3. ASPECTOS SOCIOECONÓMICOS 3.1. Numero de jefes de familia: _____________________________________ 3.2.Numero de Ejidatarios: _______________________________________________ 3.3.Numero de pequeños propietarios: ______________________________________ 3.4.Numero de comuneros, colonos, etc. ______________________________________ 3.5.Numero y nombre de los Ejidos, Comunidades, Colonias, etc. _____________ __ 3.5.1. Datos de la resolución Presidencial para cada ejido, comunidad, colonia, etc. __ __________________________ 3.5.2. Numero de ejiidatarios, colonos, etc. ______________________________ 3.5.3. Superficie total dotada: ____ 3.5.4. Superficie agrícola: ________ 3.5.5. Superficie Agostadero: _____ 3.5.6. Superficie cerril: __________ __________________________________ 3.6.Actividades de tipo económico de la comunidad: _________________ Distribución de la ocupación total: __________________________________

50

3.6.1. Agricultura: ___________ % 3.6.2. Ganadería: ___________% 3.6.3. Minería: _____________% 3.6.4. Silvicultura:___________% 3.6.5. Artesanías: __________% 3.6.6. Otras: ________________% Actividades de tipo económico fuera de la comunidad. Distribución de la ocupación total: ___SERVICIOS___________________________ 3.6.7. Actividad: ___TURISMO______________ 3.6.8. Actividad: __ ______________ % 3.7.Servicios con que cuenta la comunidad 3.7.1. Educación: _______________________________ 3.7.2. Energía eléctrica: _ _________ 3.7.3. Agua potable: __________________________________________________ 3.8.Otros (Almacenes Consumo, Seguro Social, Teléfono, Telégrafos, Red vial, líneas de crédito, etc.):_ ______________________________________________________ 3.9.Si existen algunos tipos de concentraciones de la propiedad de la tierra, de ganado, de poder político y/o comercial, explicar:__ _____________________________________ 3.10. Observaciones acerca del nivel de vida (se deberá explicar los ingresos promedio, tipo de habitación, vestido, alimentación, salubridad, etc.):_ _________________________ 3.11. Cuál es la disposición de los integrantes de la comunidad respecto a la probable construcción de la obra. _______________________ _ 3.12. Que limitaciones de tipo social existen para la construcción de la obra (Se deberá explicar acerca de los conflictos que pudieran suscitarse, la oposición de grupos que se sientan afectados, conflictos en la tenencia de la tierra, etc.):________________________ 3.13. Cuáles serán los grupos (Ejidatarios pequeños, colonos, etc.): que se beneficiaran directamente con la realización de la obra y de cuantos jefes familiares se compone cada grupo:_____________________________________ 4. FUENTE DE ABASTECIMIENTO.- PRESAS DE ALMACENAMIENTO 4.1.Cuenca 4.1.1. Aspectos topográficos. (área, forma de la cuenca, pendiente, alturas predominantes, configuración general): ________________________________ _

51

Aspectos geológicos. __________________________________________________ 4.1.2. Aspectos de vegetación: (Plano edafológico de INEGI, % de cobertura, tipos de vegetación natural y cultivada. Distribución y recomendaciones sobre el control y manejo de la vegetación: _ __________________________ 4.1.3. Aspectos Hidrológicos: ____________________________ 4.1.4. Aspectos topográficos: _____________________________________________ __ Aspectos geológicos: ____ 4.2.Boquilla 4.2.1. Aspectos topográficos ________________________________ 4.2.2. Aspectos Geologicos _____________________________ _________________________________________________________ 4.3.Que limitaciones de tipo técnico se tienen para la construcción de la presa: ___________________________________________________ 5. ZONA DE RIEGO 5.1.Aspectos topográficos: ____________________________________________ 5.2.Aspectos agrologicos y agronómicos 5.2.1. Suelos (formación, color-, textura, profundidad, drenaje, erosionabilidad, etc.) 5.2.2. Uso actual (Agricultura, ganadería, otras): _____________________________ __ ________________________________________________________ 5.3.Aspectos climatológicos: _________ 5.4.Limitaciones de tipo técnico que se tienen para la construcción de la zona de riego: __ ____________________________________________________________ 6. DATOS DE GABINETE PARA PRESA DE ALMACENAMIENTO 6.1 Nombre de la corriente ___________________tributaria: ________________________________________ 6.2. Subcuenta y cuenca: ____________ 6.3. Aprovechamientos que pueden ser afectados _________________________________ 6.4. Área aproximada de cuenca_________________________________ 6.5. Precipitación media anual_________________ __________________ 6.6. Escurrimiento medio anual______________________________________

52

6.7. Avenida máxima probable_________________________________________ 6.8. Capacidad probable de almacenamiento_ __________________ 6.9. Area probable de zona de riego_____________________________________ 6.10. Descripción de las características principales de las obras a realizarse. Cortina y dique (si lo requiere) materiales, dimensiones, taludes, etc. _1:3 Y 1:1 6.11. Estimacion de volúmenes de obras _ 6.12. Estimacion de los costos de las obras __________________________ 6.13. Aplicación de los riegos_________________________ a) De auxilio ________________________________________________________ b) Completo_____________________________________________________ ____ Ciclos________________________________________________________ ____ 6.14. Conclusion final (favorable, posible o desfavorable)________________ 7. OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES ACERCA DEL SITIO: _ 8. JERARQUIZACION DE ESTUDIOS PROPUESTOS 8.1.Socioeconomicos__________________________________________________ ____ 8.2.Geologicos_______________________________________________________ _____ 8.3.Materiales________________________________________________________ _____ 8.4.Estimación de la realización beneficiocosto_________________________________ 9. ANEXOS 9.1.Plano de localización 9.2.Croquis de boquilla 9.3.Esquema de la probable obra 9.4.Informe topográfico

FORMULO

REVISO

53

2.- PRUEBAS DE PERMEABILIDAD DE VASO Y BOQUILLA Estas pruebas consisten en efectuar tres calas (pozos a cielo abierto) a lo largo del eje de la cortina y tres distribuidas en la superficie del vaso, dichas calas tendrán aproximadamente las dimensiones 1x1x1.5m de profundidad (principalmente las de boquilla), en el fondo de cada cala se excava un pozo de 30x30x30cm de profundidad, se satura bien las paredes de dicho pozo, posteriormente se llena esta de agua y se tomaran lecturas cada dos horas, hasta completar 36 horas, esto se hará para cada cala, finalmente se dibujara una gráfica de permeabilidad para cada pozo. Para esto nos auxiliamos en la tabla de la siguiente página Si después de 36 horas el pozo todavía tiene 25% de agua, puede considerarse que la zona es impermeable (ver siguiente figura)

54

Formato para registrar lecturas relativas a las pruebas de permeabilidad y como realizar la gráfica correspondiente.

Obra________________

Municipio____________

Estado__________

Fecha_____________ Pozo No._______________

Pozo No._______________

Pozo No._______________

Estación_______________

Estación_______________

Estación_______________

_

_

_

Distancia_______________

Distancia_______________

Distancia_______________

No.

de No.

de No.

de

Llenadas___________

Llenadas___________

Llenadas___________

Hora

Hora

Hora

Abatimiento

Abatimiento

(cm)

(cm)

55

Abatimiento (cm)

56

PRUEBA DE PERMEABILIDAD SIGUIENDO LA LEY DE DARCY Movimiento del fluido en el suelo. Ley de Darcy. Coeficiente de permeabilidad Los poros-canales en una masa de suelo son tan delgados, sinuosos e irregulares en su sección transversal y complejos en su intersección y subdivisión que el análisis de flujo a través de todos los poros individuales no seria posible. Sin embargo, en aquellos problemas de ingeniería que involucran la absorción a través del suelo, el flujo que ocurre en cada poro no es de interés. Por el contrario, el flujo que se desea conocer es el flujo combinado a través de todos los poros de un elemento cuyo volumen sea suficientemente grande para dar una representación típica de toda la masa de suelo que se trate.

Ley de Darcy El flujo de agua a través de medios porosos está gobernado por una ley descubierta experimentalmente por Darcy en 1856, quien investigó las características del flujo de agua a través de filtros de material térreo. Utilizando determinados dispositivos de diseño, Darcy encontró́ que para velocidades suficientemente pequeñas el gasto o caudal Q es: Q=

∂V =K∙i∙A ∂t ec. 1

Donde: Q: gasto (cm3/seg) ∂V: variación del volumen en un diferente tiempo ∂t: diferencial del tiempo K: coeficiente de permeabilidad (cm/seg) i : gradiente hidráulico (adimensional) A: Sección transversal del filtro (cm2) Si se considera la ecuación de continuidad Q= V∙A ec. 2 Donde: Q: gasto (cm3/seg)

57

V: velocidad (cm/seg) A: área transversal (cm2) Es posible relacionarlos de forma tal que: V =K∙i ec. 3 expresión conocida como Ley de Darcy.

Gradiente Hidráulico La circulación del agua dentro de un medio poroso se la describe a través de líneas de filtración. Se denomina línea de filtración a la curva descripta por el escurrimiento a través de un material permeable. El agua que circula en el suelo sigue trayectorias que se desvían erráticamente de dichas líneas, pero muy poco. Cuando las líneas de filtración son rectas y paralelas se dice que la filtración es lineal.

En la figura 1 se ilustran los principios hidráulicos que interesan en la filtración lineal.

figura 1.

58

Los puntos a y b representan los extremos de una línea de filtración dentro de una muestra de suelo. En cada extremo de la misma se ha colocado un tubo piezométrico para indicar el nivel al que el agua se eleva en dichos puntos. Para cualquier punto en la muestra, por ejemplo el punto b, la carga total, hb, se define como: h b = zb +

Ub v 2 + (m) γw 2g ec. 4

donde: Zb: carga de posición en b respecto de un plano arbitrario en metros. Ub γw

: carga por presiones neutras, en metros.

Ub: presión neutra en b, en KN/m2 γw: peso específico del agua, en KN/m3. V2/2g: carga por velocidad, en metros. V: velocidad, en m/seg. g: aceleración de la gravedad, en m/seg2.

La carga por velocidad v2/2g, en la mayor parte de los problemas de flujo de agua subterránea, es suficientemente pequeña como para despreciarla (flujo laminar). Comparando los valores de carga total en a y b, se observa que existe una diferencia entre ellos, ese valor es la perdida de carga o carga hidráulica, h: Δhb = ha − hb Ec.5 Cabe destacar que para que exista circulación se debe de tener una diferencia de carga total ha>hb, independientemente de las posiciones de los puntos en cuestión, es decir, no es necesariamente za>zb. Vinculando la perdida de carga con el recorrido de la línea de filtración se obtiene el gradiente hidráulico i (adimensional), considerado positivo en la dirección de la corriente:

59

i=

∆h L ec. 6

Donde: L: longitud del recorrido en la muestra de suelo, en metros Si se relaciona con el peso especifico del fluido se tiene el gradiente de presiones, ip. ip = γw ∙ i = γw ∙

Δh L

(kN/m3) ec. 7

coeficiente de permeabilidad Los estudios de Darcy también utilizan un valor de velocidad v, dicha velocidad es la velocidad de descarga que se define como la cantidad de agua que circula en la unidad de tiempo a través de una superficie unitaria perpendicular a las líneas de filtración. En arenas firmes saturadas y en otros suelos de granos finos, también saturados, donde la circulación del agua no afecta la estructura del material, la velocidad v puede ser determinada casi exactamente por: V = ip ∙

K n ec.8

donde: n: viscosidad del agua, en KN seg/cm2 K: constante de permeabilidad (empírica), en cm2 ip: gradiente de presiones, en KN/cm3 La viscosidad del agua disminuye con la temperatura, K es constante para un material permeable dado, con porosidad dada y además es independiente de las propiedades físicas del líquido que filtra por el material. Si se reemplaza el valor de ip por su equivalente iw se tiene: V = i ∙ γw ∙ ec. 9

60

K n

La mayoría de los problemas que enfrenta la ingeniería civil, tratan filtraciones de agua a poca profundidad, con muy poca variación de la temperatura del liquido, de modo que w es prácticamente constante. Como además, dentro de ese rango de temperatura n, varía entre limites poco extensos, es costumbre expresar la ecuación anterior como: V =K∙i donde K = γw ∙

K n ec. 10

k es el coeficiente de permeabilidad, que se expresa como función de la constante de permeabilidad del material, la viscosidad y el peso del fluido circulante. Planteado así́, el valor de k, expresado en cm/seg, puede ser considerado como la velocidad del agua a través de un suelo cuando está sujeta a un gradiente hidráulico unitario. Factores que influyen en el valor del coeficiente de permeabilidad del suelo. Relación de vacíos Cuando un suelo es comprimido o vibrado, el volumen ocupado por sus elementos solidos permanece invariable, mientras que el volumen de vacíos disminuye, por lo tanto la permeabilidad del suelo también disminuye. Existen expresiones que permiten relacionar el coeficiente de permeabilidad con la relación de vacíos, pero se deben adoptar ciertas hipótesis cuyo carácter permita que las conclusiones del análisis den información cuantitativa correcta. Casagrande propone la siguiente ecuación para el coeficiente de permeabilidad k: k = 1.4 ∙ e2 ∙ K 0.85 ec. 11 donde k0.85 es el valor del coeficiente de permeabilidad para una relación de vacíos e=0.85. Esta ecuación se espresa en curvas para arenas finas y medianas limpias de granos de buena cubicidad (figura 2).

61

figura 2. Temperatura del agua De un análisis teórico surge que el valor del coeficiente de permeabilidad del suelo es proporcional a la viscosidad cinemática del agua, expresado mediante la relación. K1 v2 = K2 v1 ec.12 donde: n

n∙g

υ = p = γw

(m2/seg) ec.13

representada la viscosidad cinemática del agua, n la viscosidad del agua, g la aceleración de la gravedad y γw el peso especifico del agua. El valor del coeficiente de permeabilidad obtenido mediante ensayos, depende de la temperatura a la que fueron realizados, normalmente se los suele referir a una temperatura T=20 oC, para los cuales se tiene: K t = K 20

υ20 υt ec.14

62

Donde el subíndice t hace referencia a los resultados de la prueba. La relación planteada anteriormente es válida para arenas y presenta pequeñas desviaciones para arcillas. Estructura y estratificación. El coeficiente de permeabilidad de un suelo inalterado es distinto al del mismo suelo remodelado; cambia su estructura y estratificación. En el remodelado quedan libres partículas de suelo, que al fluir el liquido las mueve y reacomoda, obstruyendo canales. En otras ocasiones son arrastradas al exterior, con lo cual el valor del coeficiente de permeabilidad varía durante la realización del ensayo, esto ocurre en general en suelos con valores de coeficiente de permeabilidad k entre 10-5 y 10-3 cm/seg. En particular, si una arcilla es amasada a contenido de humedad constante, su una arcilla es amasada a contenido de humedad constante, su valor de k disminuye con respecto a su valor original a Kr (coeficiente de permeabilidad remodelado). Para la mayoría de las arcillas inorgánicas, la relación K/Kr no es mayor de 2. Para arcillas orgánicas y algunas margas con estructura de conglomerado dicha relación puede llegar a valores de 30. Debe tenerse en cuenta además, que los coeficientes de permeabilidad horizontal y vertical difieren la mayor parte de las veces y a su vez los valores en sentido horizontal pueden ser diferentes si el suelo presenta estratificación. Agujeros y fisuras. Heladas, ciclos alternados de humedecimiento y secado, efectos de vegetación y pequeños organismos pueden cambiar las condiciones del suelo, provocando discontinuidades, fisuras, agujeros, etc., que hacen que las características de permeabilidad de los suelos sean diferentes. Tamaño de partículas. El tamaño de las partículas del suelo afecta la permeabilidad del mismo. La Ley de Poiseuille, ecuación (15), demuestra que la velocidad promedio a través de un tubo capilar es proporcional al cuadrado del diámetro del tubo. Por lo tanto, análogamente, es razonable esperar que la velocidad de filtración a través de un suelo conocido y el coeficiente de permeabilidad de ese suelo, sean proporcionales al cuadrado de la dimensión promedio del poro, el que a su vez puede vincularse al tamaño de los granos, relacionando estos últimos con el coeficiente de permeabilidad. Vprom =

ec.15

63

p ∙ D2 32 ∙ n

donde: Vprom: es la velocidad promedio a través de un tubo capilar, en cm/seg p: es la densidad del agua, en gr/cm3. D: es el diámetro del tubo, en cm. n: es la viscosidad del fluido 8agua9, en gr.seg/cm2 Aire encerrado y materiales extraños en los vacios Aun cuando el termino coeficiente de permeabilidad en el sentido estricto de la palabra se refiere a la condición de suelos saturados, los suelos en su condición natural, contienen pequeñas cantidades de gas encerrado u ocluido. Más aun, las muestras de laboratorio contienen frecuentemente mayores cantidades de gas, debido a que el suelo lo adquiere con facilidad, a menos que se tomen una serie de precauciones durante el muestreo, el envió y la preparación de muestras. El gas encerrado, aún cuando sea en pequeñas cantidades, tiene un efecto marcado en el coeficiente de permeabilidad. Por consiguiente para obtener una información correcta, se debe estar seguro de que el contenido de gas en la muestra, es igual al contenido en el estado natural del suelo o al contenido que se espera que el suelo tenga en un futuro cercano. Productos químicos disueltos presentes en el agua tienen un gran efecto sobre la fracción coloidal del suelo y por ende sobre el coeficiente de permeabilidad del mismo. Valores del coeficiente de permeabilidad en distintos suelos. La tabla 1, expresa valores del coeficiente de permeabilidad y formas de determinarlos, relacionándolo con las condiciones de drenaje y el tipo de suelo.

64

Velocidad de filtración. Velocidad real. En funció n de la velocidad de descarga a partir de la cual pudo introducirse una descripción del coeficiente de permeabilidad k, se plantean una serie de relaciones que permiten definir la velocidad de filtració n y la velocidad real. Para una mayor comprensió n de estos conceptos se realiza un esquema del suelo que permite seguir el desarrollo, en donde se considera una profundidad unitaria de manera que las áreas transversales quedan definidas mediante: Área total= A=h unidad de profundidad

ec.16

Área de vacíos=AV=hv unidad de profundidad

ec.17

65

figura 3. En la figura 3 se observa que el área disponible para el paso del agua es el área de vacios Av en lugar del área total A porpuesta por Darcy. Si el caudal Q esta en régimen, por condición de continuidad (ecuación 2): A ∙ v = Av ∙ v1 ec.18 de donde: V1 =

A ∙V Av ec.19

si se considera una muestra de suelo de longitud L A∗L V 1 1+e = = = Av ∗ L VV n e ec.20 donde: A*L= V, volumen total Av*L= Vv. Volumen de vacios n= porosidad del suelo e= relación de vacíos.

66

Por los tanto, reemplazando (20) en (19) resulta: V1 =

1+e ∙v e

ec.21 donde: v: velocidad de descarga, en cm/seg v1: velocidad de filtración, en cm/seg. La velocidad de filtración, entonces, tiene en cuenta la existencia de una fase solida impermeable. Puede considerarse como la velocidad media de avance del agua en la dirección del flujo. Si se analiza el camino seguido por el agua se observa que ésta recorre una longitud mayor a la longitud de la muestra (L) cuando pasa a través del suelo, con lo cual variar gradiente. Llamando a esa longitud Lm, la velocidad REAL, v2, puede escribirse: V2 = V1 ∗

Lm 1 + e Lm = ∗V∗ L e L

ec.22 Todo lo dicho anteriormente es útil para el análisis de lo planteado por Darcy en su ley y experiencias.

67

3.-ESTUDIO SOCIO- ECONÓMICO FORMATO DEL ESTUDIO SOCIOECONOMICO PRELIMINAR 1.-INDICADORES SOCIALES 1.1. POBLACION TOTAL DE LA COMUNIDAD A BENEFICIAR _

____

1.2. NUMERO DE JEFES DE FAMILIA _________________________________ 1.3. DISTRIBUCION DE LA POBLACION: 1.3.1. A) RURAL (MENOS DE 2,500 HAB): TOTAL ________________________________ 1.3.1.1. H__ M_________ FAM._____________ 1.3.2. B) URBANA (MAS DE 2,500 HAB): TOTAL _________________________________ 1.3.2.1.

H__ M___

FAM._____________________________

1.4. No DE EJIDATARIOS _____________________ FAM._____________________ 1.5. NUM. DE COMUNEROS________________________ FAM. __________________ 1.6. NUM. DE PEQUEÑOS PROPIETARIOS___________ FAM.____________________ 1.7. NUM. DE VECINDADOS___________________ FAM.________________ 1.8. FUERZA DE TRABAJO (12 A 65 AÑOS) ________________________________ 1.9. POBLACION ECONOMICAMENTE ACTIVA (DE 12 A 65 AÑOS) QUE TRABAJAN Y RECIBEN REMUNERACIÓN ECONOMICA ______________________________________________

68

___________________________________________________________ 1.10. POBLACION ECONOMICAMENTE INACTIVA (DE 12 A 65 AÑOS QUE TRABAJAN Y RECIBEN REMUNERACION ECONOMICA) ______________________________________ _____________________________________________________________ 1.11. COMPOSICIÓN DE LA POBLACIÓN ECONOMICAMENTE ACTIVA POR RAMAS DE ACTIVIDAD: 1.11.1. ACTIVIDADES PRIMARIAS _______________ NUM DE PERSONAS %_______________ 1.11.2. ACTIVIDADES SECUNDARIAS (EXTRACCIONES Y DE TRANSFORMACIÓN) ____________________________________________________ 1.11.3. ACTIVIDADES TERCIARIAS (SERVICIOS)___________ INGRESOS FAMILIARES (PROMEDIO NETO, ANUAL): 1.11.3.1. MENORES DE $___________ No. FAM____________ % TOTAL_______ 1.11.3.2. DE $_________ A $______ No. FAM ________ %TOTAL______ 1.11.3.3. DE $________ A $_______ No. FAM _________ %TOTAL______ 1.11.3.4. DE $________ A $_______ No. FAM _________ %TOTAL______ 1.11.3.5. DE $________ A $______ No. FAM ________ %TOTAL_____ 1.11.3.6. DE $_______ A $______ No. FAM ________ %TOTAL_____ 1.11.3.7. DE $________ A $____ No. FAM _________ %TOTAL_____ 1.12. NIVELES DE BIENESTAR 1.12.1. VIVIENDA Y MATERIALES COMUNMENTE UTILIZADOS 1.12.1.1. TIPO DE VIVIENDA_____CASA CLASICA PARA CLASE MEDIA____________ 1.12.1.2. PISOS_______ MUROS________ TECHOS________ No CUARTOS_______ 1.12.1.3. COCINA______ SERVICIOS________ OTROS________ MOBILIARIO_______ 1.12.2. VESTIDO Y CALZADO (DESCRIBIR EL MATERIAL PREDOMINANTE). 1.12.2.1. HOMBRES_ 1.12.2.2. MUJERES_ 1.12.2.3. NIÑOS__ 1.12.3. ALIMENTACIÓN (VECES POR SEMANA QUE COMEN ALIMENTOS BASICOS):

69

1.12.3.1. CARNE______ LECHE ________ HUEVOS _________ MAIZ __________ FRIJOL__________ CHILE_________ PAN__________ OTROS ____________ 1.12.4. SERVICIOS (CON QUE CUENTAN EN LA LOCALIDAD) 1.12.4.1. AGUA POTABLE SI____ NO _______ %POB CON SERVICIO________ ___________________________________________________________ _____ 1.12.4.2. FUENTE QUE LA PROPORCIONA___________________________________ 1.12.4.3. DISTANCIA A LA ZONA HABITACIONAL _____________________ 1.12.4.4. OBRA EJECUTADA POR _____________________ 1.12.4.5. ALCANTARILLADO SI_____ NO______ FOSA SEPTICA ____________ 1.12.4.6. CENTRO DE SALUD (O SIMILAR) TIPO ________________ 2. INDICADORES ECONOMICOS 2.1. INFRAESTRUCTURA 2.1.1. COMUNICACIONES.- DISTANCIA EN KILOMETROS DE LA LOCALIDAD A LA CAPITAL DEL ESTADO O POBLACION DONDE SE UBICA LA RESIDENCIA, TIPOS DE CAMINOS, KILOMETRAJE Y TIEMPO DE RECORRIDO. _ ________________________________ 2.1.1.1. TRANSITABLE TODO EL AÑO SI___ NO_____ O EN QUE MESES _______ ___________________________________________________________ _____ 2.1.2. TRANSPORTE.- (DEL SITIO DE PROYECTO A LAS POBLACIONES, PRINCIPALES MERCADOS DE CONSUMO) 2.1.2.1. LINEAS DE AUTOBUSES Y FRECUENCIA DEL SERVICIO. _________________ ___ ESTACION DE FF.CC. MAS PROXIMA AL SITIO DEL PROYECTO DISTANCIA A LA ESTACION Y FRECUENCIA DEL SERVICIO:__________________ 2.1.3. ELECTRIFICACION SI____ NO____ CAPACIDAD ___ FUENTE_ __ 2.3.1.1. DISTACIA DE LA LINEA AL POBLADO_____ KM; AL SITIO DEL PROYECTO_________________________KM. 2.1.4. GRANEROS O ALMACENES N LA LOCALIDAD EN ESTUDIO. 2.1.4.1. OFICIALES: NUM. _____________ CAPACIDAD__________ TON.

70

2.1.4.2. PARTICULARES: NUM. __________CAPACIDAD___________TON. 2.1.5. TIPO DE INDUSTRIAS ESTABLECIDA, AREA DE INFLUENCIA Y CAPACIDAD INSTALADA _______________________________________________________________ 2.2. TENENCIA DE LA TIERRA 2.2.1. EJIDAL___________ COMUNAL________________ PROPIEDAD PRIVADA__________ 2.2.1.1. NOMBRE DE LOS EJIDOS, N.C.P.E. O COMUNIDADES QUE SE VAN A BENEFICIAR: A) _________________________ _ B) ___________________________ C) ___________________________ D) ___________________________ 2.3. DAR LA INFORMACION SIGUIENTE POR EJIDO O COMUNIDAD

CONCEPTO EJIDO A

EJIDO B

EJIDO C

EJIDO D

2.3.1. FECHA DE DOTACION PROVISIONAL_________________________ 2.3.2. FECHA DE RESOLUCION PRESIDENCIAL____________________________ 2.3.3. PUBLICACION EN EL DIARIO OFICIAL____________________________ 2.3.4. FECHA DE EJECUCION Y DESLINDE _____________________________ 2.3.5. SUPERFICIE TOTAL DOTADA__________ _____________________________ 2.3.6. SUPERFICIE ENTREGADA____________ _________________________________ 2.4. CLASIFICACION DE TIERRAS 2.4.1. RIEGO________________HA______________HA______________HA___ _________ 2.4.2. HUMEDAD____________HA______________HA______________HA__ __________ 2.4.3. TEMPORAL____________HA______________HA______________HA__ _______ 2.4.4. AGOSTADERO__________HA______________HA______________HA_ __________ 2.4.5. CERRIL_______________HA______________HA______________HA___ ________

71

2.4.6. OTRO TIPO___________HA______________HA______________HA___________ _ 2.4.7. NUMERO DE DOTADOS ORIGINALMENTE________ ____________________ 2.4.8. NUMERO DE EJIDATARIOS QUE VIVEN EN EL EJIDO__________________________ 2.4.8.1. CON CERTIFICADO___________________________________________ 2.4.8.2. SIN CERTIFICADO______________________________________________ 2.4.9. TIPO DE DOTACION_____________________________________________________ 2.4.9.1. COLECTIVA________________ INDIVIDUAL________________________ 2.4.10. UNIDAD DE DOTACION_________________________________________________ 2.4.11. TAMAÑO PROMEDIO DE LA PARCELA______ MAXIMO______MINIMO_______ ______________ 2.4.12. PARCELA ESCOLAR ____________________________________________________ PARCELA AGRICOLA E INDUSTRIAL DE LA MUJER______________________________ 2.4.13. NUM. DE EJIDATARIOS CON DERECHOS DE SALVO__________________________ 2.4.14. NUM. DE EJIDATARIOS RECONOCIDOS___________________________________ 2.4.15. FECHA DE LA ULTIMA DEPURACION CENSAL___________2015________________ 2.5. EN EL CASO DE COMUNIDADES INDIGENAS, INDICAR SI TIENE TITULO: 2.5.1. DE LA COLONIA_______________________________________________ 2.5.2. DE GOBIERNOS POSTERIORES_____________________________________________ 2.5.3. PROBLEMAS DE TENENCIA DEBIDO A (EXPLICAR) 2.5.3.1. AUSENTISMO _____ __________________________________ 2.5.3.2. RENTISMO _______ ___________________________________ 2.5.3.3. INVASIONES ____ ___________________________________

72

2.5.3.4. PARACAIDISMO____ __________________________________ 2.5.3.5. LINDEROS_____ __________________________________ 2.5.3.6. ACAPARAMIENTO__ ___________________________________ 2.5.3.7. OTROS__ __________________________________ 2.6. DOTACION DE AGUA(EXPLICAR) 2.6.1. FUENTES DE ABASTECIMIENTO________________________________ 2.6.2. VOLUMEN DOTADO___________________________________________ 2.6.3. OTROS DATOS________________________________________________________ _ 2.6.4. AUTORIDADES EJIDALES ACTUALES 2.6.5. COMISARIADO EJIDAL__ PRESIDENTE_ ________________________ SUPLENTE_________________________ 2.6.6. SECRETARIO _ ________________________ SUPLENTE_________________________ 2.6.7. TESORERO ____________________ 2.6.8. SUPLENTE__________________________ 2.6.9. EN EL CASO DE COMITÉ PARTICULAR EJECUTIVO, INDICAR REPRESENTANTE: 2.6.9.1. NOMBRE_________________CARGO_______________________ _____ 2.6.9.2. NOMBRE_________________CARGO_______________________ _____ 2.6.9.3. NOMBRE_________________CARGO_______________________ _____ 2.7. TENENCIA DE LA TIERRA, PROPIEDAD PRIVADA 2.7.1. NUMERO DE PEQUEÑOS PROPIETARIOS_________________________________ 2.7.2. SUP. TOTAL_____ HA. SUP. DE RIEGO____________HA 2.7.3. SUP.DEHUMEDAD_____ HA. SUP. TEMPORAL ______ ________________HA 2.7.4. SUP. DE AGOSTADERO______HA. SUP. CERRIL ______________________HA 2.7.5. SITUACION LEGAL DE LA PROPIEDAD (INDICAR EN TERMINOSGENERALES EL NUMERO Y % DEL TOTAL. SI POSEEN ESCRITURAS PUBLICAS O PRIVADA; INFORMACION TESTIMONIAL

73

O CUALQUIER OTRO DOCUMENTO QUE ACREDITE LA PROPIEDAD.____ _____________________ ________________________ 2.7.5.1. COMO SE ADQUIRIO LA PROPIEDAD 2.7.5.1.1. COMPRA DIRECTA_____________________________________ 2.7.5.1.2. HERENCIA_______________________________________ _______ 2.7.5.1.3. OTROS MEDIOS__________________________________________ 2.7.6. DIMENSIONES DEL LOTE O PARCELA 2.7.6.1. TAMAÑO Y TIPO DE TENENCIA EJIDAL COMUNAL PROPIEDAD PRIVADA DE 0 A 5 HA___________________________________________________ DE 5.1 A 15HA _____ ____________ DE 15 A 20HA __________________ 2.9 EN EL CASO DE COLONIAS, INDICAR QUE DOCUMENOS OFICIALES TIENEN: ____________________________________ 2.9.1. CONTRATOS CELEBRADOS CON S.R.A GOB. DEL EDO., MPIO, ETC._ __________________________ 2.9.2. TITULOS EXPEDIDOS POR EL PRESIDENTE __________________________________ 2.9.3. CONTRATOS DE COMPRA CON TITULO DE PROPIEDAD OFICIALES ______ _______________________________ 2.10 EN EL CASO DE FRACCIONAMIENTOS: 2.10.1 SE CUENTA CON PLANOS DEL FRACCIONAMIENTO: SI _________

NO______

2.10.2 NOMBRE DE LOS FRACCIONISTAS: ________XXXXXXX___________________________________________ _____________________________________________________________ _____________

74

2.11 EN EL CASO DE QUE EXISTA OTRO TIPO DE TENENCIA, INDICAR:__XXXXXXXX_____________________________________________ _________________________________________________ 2.12 OBSERVACIONES _________XXXXXXXXX_____________________________________________ _________________________________________________ 3. ACTIVIDADES PRODUCTIVAS: 3.1 AGRICULTURA ACTUAL ____Siembra De Maiz, Frijol, Alfalfa verde__________________________________________________________ 3.1 EXISTE RIEGO ACTUAL

SI______X______

3.2 SUPERFICIE REGADA _______________________

NO__________

ACTUALMENTE

___51

HA

3.2 CONSTRUIDAS POR _____Enero____________________ EN EL AÑO ___1999____ 3.3 ESTADO FISICO DE LAS OBRAS __Malo____________________________________________ 3.4 SUPERFICIE QUE SE CULTIVA DE TEMPORAL Y RIEGO

TEMPORAL

RIEGO

3.4.1 EJIDAL _____20_______HA

_____12________HA

3.4.2 PEQ. PROP__16______HA

______6_________HA

3.4.3 COMUNICAL _______HA

_______________HA

3.4.4 OTRO _____________HA

_______________HA

3.6 CULTIVOS QUE SE PRACTICAN 3.7 TECNICAS DE PRODUCCION 3.7.1 CULTIVAN CON YUNTAN ___SI_______ TRONCO O TIRO ___SI____________ 3.7.2 USAN TRACTOR _____SI____________ TRABAJO MANUAL ___SI__________

75

3.7.3 USAN FERTILIZANTES ______NO__________

____SI_________

INSECTICIDAS

3.7.4 SEMILLAS MEJORADAS ___SI________ SEMILLAS CRIOLLAS ____SI________ 3.7.5 OTROS ______NO_______________________________________

INSUMOS

3.8 AGRICULTURA EN LA ZONA ALEDAÑA AL PROYECTO ___________MAIZ_, frijol y alfalfa verde._________________________________________________________ 3.8.1 SUPERFICIE _51______________________________

LABORABLE

____

3.8.2 SUPERFICIE QUE SE CULTIVA DE: 3.8.3 TEMPORAL ______26_________ ___________25________HA

HA.

RIEGO

3.9 CULTIVOS QUE SE PRACTICAN DE: 3.9.1 TECNICAS DE PRODUCCION 3.9.1.1 YUNTA _____SI_______________ TIRO______SI___________

TRONCO

3.9.1.2 TRACTOR___SI_______________ MANUAL____SI___________ 3.9.1.3 USAN FERTILIZANTES INSECTICIDAS___SI___________

O

TRABAJO

___SI_____

USAN

3.9.1.4 SEMILLAS MEJORADAS__SI_____ CRIOLLAS___SI___________

SEMILLAS

3.9.1.5 INSUMOS___________________________________________

OTROS

3.9.1.6 FRUTICULTURA______________________________________________ 3.9.1.7 SUPERFICIE DEDICADA FRUTICULTURA______________________HA

A

LA

3.9.1.8 CANTIDADES Y VARIEDAD DE ARBOLES FRUTALES_ ______ 3.9.1.9 RENDIMIENTO PROMEDIO ($) INGRESOS

76

FRUTAL BRUTO

UNIDAD NETO

MEDIO/UNID

TOTAL

RURAL

3.9.2.0 TECNICAS APLICADAS EN LA FRUTICULTURA____ _____________________________________________________________ _________________________________________________ 3.10 GANADERIA EN EL AREA DE PROYECTO 3.10.1 SUPERFICIE AGOSTADERO__________________________________HA

DE

3.10.2 INDICE DE AGOSTADERO (NO. DE HA PARA SOSTENER UNA UNIDAD ANIMAL) ______ _______________________________________________ 3.10.3 CANTIDAD Y CALIDAD GANADO________________________________ ESPECIE NO.EJIDAL BOVINO CABALLAR ________

V.P./UNI

NO. CABEZAS

________

________

________

_______

DEL TOTAL ________

__________

_______

MULA ________

________

___________

_______

ASNAL ________

________

__________

________

PORCINO ________

________

__________

________

CAPRINO ________

________

___________

________

OVINO _______

________

_________

________

AVES ________

________

_________

_________

TOTAL ________

________

________

_________

77

3.10.4 TECNICAS EMPLEADAS EN LA EXPLOTACION PERCUARIA___________________________________ 3.11 ARTESANIAS 3.11.1 TIPOS____________________________________________________ 3.11.2 INGRESO MEDIO FAMILIA______________________

ANUAL

POR

3.11.3 TIEMPO QUE LE DEDICAN A ESTA ACTIVIDAD (AL AÑO)_________

3.12 PESCA 3.12.1 VOLUMEN________

INGR.MEDIO ANUAL_________

3.12.2 TIEMPO QUE LE DEDICAN A ESTA ACTIVIDAD (AL AÑO)_ _____ 3.13 APICULTURA 3.13.1 INGRESO MEDIO ANUAL POR FAMILIA ____________________ 3.13.2 TIEMPO QUE LE DEDICAN A ESTA ACTIVIDAD (AL AÑO)____________ 3.14 OTRAS____________________________________________________ 3.14.1 TIPO____________________________________________________ 3.14.2 INGRESO MEDIO FAMILIA_______________________ 3.15 COMERCIALIZACION MDO.CONSUMO POTENCIAL

MDO.

ANUAL CONSUMO

POR ACTUAL

3.16 LOCALIDADES Y DISTANCIAS AL SITIO DE PROYECTO__ 3.17 MEDIOS TRANSPORTE_______AUTOBUS____________________

DE

3.18 VIAS COMUNICACIÓN______AUTOPISTA__________________

DE

3.19 FORMAS DE COMERCIALIZACION

78

3.19.1 RECEPTOR OFICIAL_____________ TRUEQUE________

POR

3.19.2 INTERMEDIARIOS____________________________________________ _ 3.19.3 A PIE DE PARCELA ______________ TRUEQUE______

POR

3.19.4 ACAPARADOR LOCAL__________________________________________ 3.19.5 OTRAS___________________________________________________ 3.20 OBSERVACIONES SOBRE EL MERCADO 3.20.1 COMERCIALIZACION FORANEA______________ 3.20.2 CONSUPO_____________

LOCAL___________

PARTICULARES______________________

3.20.3 OTROS____________________________________________________ 3.21 VENDEN A PRECIOS DE GARANTIA _____________

____________

3.22 EXPLICAR POR QUE _____ 4. CREDITOS 4.1 FUENTES 4.1.1 PRIVADA: SI______ INSTITUCION______

NO__________

PERSONA O

4.1.2 OFICIAL: SI____________ NO__________ _______________ 4.1.3 CASAS COMERCIALES___NO________________________________________ 4.1.4 OTROS______________________________________________________ 4.1.5 TIPO DE AGRICULTURA__________________________

79

CREDITO_____PARA

4.1.6 LINEA CREDITO_____________________________________________

DE

4.1.7 CREDITO DE AVIO_________TIPO DE INTERES________ PLAZO_________ 4.1.8 CREDITO REFACC._______TIPO PLAZO_________ 4.1.9 MAX. CREDITO POR HA. (ESPECIFICAR)__20000 POR HA___ 4.1.9.1 MAIZ_________

DE Y/O

INTERES__________ POR

CULTIVO

FRIJOL______________ _________________

4.1.9.2 OTROS _______________________________________________

CULTIVOS

4.2.0 OBSERVACIONES 4.2.0.1 RECIBEN CREDITO 4.2.0.2 RECIBEN NO______________

SI__________ NO_____________

OPORTUNAMENTE

4.2.0.3 RECIBEN EN NO________________

ESPECIE

SI_____________ SI____________

4.2.1 EXTENSIONISMO_____________________________________________ 4.2.2 PORPORCIONADO POR 4.2.2.1 SRA_________________________

SARH_________________________

4.2.2.2 BANCOS OFICIALES________BANAMEX___________________________ 4.2.2.3 BANCOS PARTICULARES_______________________________________ 4.2.2.4 PARTICULARES_____________________________________________ 4.2.2.5 NUMERO ESTENSIONISTAS_________________________________

80

DE

4.2.2.6 DE QUE ESPECIALIDADES (ORGANIZACIÓN, RIEGOS, SUELOS, AGRICULTURA, FRUTICULTURA, ETC.)__________________________________ 4.2.2.7 CON QUE PERIODICIDAD ACUDEN A PRESTAR EL SERVICIO POR AÑO, CICLO________________ _____________________________ 4.2.2.8 OBSERVACIONES___________________________________________ 4.2.2.9 ASPECTOS GENERALES SOBRE LA OBRA____ _____ 4.2.2.10 DISPOSICION DE LOS INTEGRANTES DE LA COMUNIDAD EN RELACION CON LA POSIBLE CONSTRUCCION DE LA OBRA ____________________________ 4.2.2.11 ACTITUDES (AL EXPLICARSE LA PARTICIPACION CAMPESINA ANTE LA COSNTRUCCION DE LA OBRA) FAVORABLE________ INDIFERENTE________

DESFAVORABLES___________

4.2.2.11.1 CAUSAS DE ESTA ACTITUD_PORQUE ES BENEFICIO PARA ELLOS______ 4.2.2.11.2 COLABORACION PARA LA OBRA CON: 4.2.2.11.2.1 MATERIALES_____________________________________________ 4.2.2.11.2.2 TRABAJO________________________________________________ 4.2.2.11.2.3 DINERO___________________________________________________ 4.2.2.11.2.4 OTROS___________________________________________________ 4.2.3 FIRMAS DE ORGANIZACIÓN EN EL TRABAJO (QUE ADAPTARIAN AL CONSTRUIRSE LA OBRA) COMUNAL_______________________ INDIVIDUAL____________________ OTRAS___________________________ 4.2.4 CAUSAS POR LAS QUE CONSIDERAN CONVENIENTE ESTE TIPO DE ORGANIZACIÓN _______________________________

81

5.0 GRUPO DE LA POBLACION DIRECTAMENTE CON LAS OBRAS

A QUIENES

SE

BENEFICIARA

5.1 RAZONES POR LAS QUE RESULTARIA BENEFICIADAS______ 5.2 NIVELES DE INGRESOS PROMEDIO POR FAMILIA ________ 6.0 LIMITACION DE TIPO SOCIAL PARA LA CONSTRUCCION DE LA OBRA (CONFLICTOS QUE PUEDEN SUSCITARSE, OPOSICION DE GRUPOS QUE SE SIENTAS AFECTADOS, FORMULAS DE SOLUCION EPLICAR SI EXISTE ALGUN TIPDE CONCENTRACION EN LA PROPIEDAD DE LA TIERRA, DE GANADO, DE PODER POLITICO Y/O COMERCIAL, ETC) __________________________ 7.0 OPINIONES DE LAS AUTORIDADES DE LA LOCALIDAD RESPECTO A LAS OBRAS QUE SEAN PRIORITARIAS PARA EL BENEFICIO DE LA COMUNIDAD ___________________________ 8.0 ANALISIS DEL PERFIL SOCIOECONOMICO DE LA COMUNIDAD CON RESPECTO AL TEORICO QUE REQUIERE LA OBRA SOLICITADA, PARA PREVER LA PROMOCION CORRESPONDIENTE:___ ______________________________ 9.0 RECOMENDACIONES DEL ESTUDIO TECNICO Y SOCIOECONOMICOS PRELIMINAR PARA CONSIDERALES EN EL DESARROLLO DEL ESTUDIO SOCIOECONOMICO DEFINITIVO:

9.1 RECOMENDACIONES TECNICAS_ ____________ 9.2 RECOMENDACIONES SOCIOECONOMICAS____ __ 9.2.1 TECNICAS DE INVESTIGACION___ ____ 9.2.2 PRIORIDADES DE INVESTIGAR_____________________

ASPECTOS

A

10 CONCLUSION FINAL 10.1 FAVORABLE _____ _____________________________________ 10.2 POSIBLE_______________________________________________________ ___ 10.3 DESFAVORABLE_______________________________________________ _____

82

11 JERARQUIZACION DE ESTUDIOS PROPUESTOS__________________________________ 12 ANEXOS 12.1 PLANO DE LOCALIZACION 12.2 DIAGRAMA DE LOS CAMINOS QUE SE RECORREN 12.3 ESQUEMA PROBABLE DE OBRA 12.4 INFORME FOTOGRAFICO 13 FORMULARON 13.1 ASPECTOS TECNICOS NOMBRE_ _ CARGO________________ 13.2 ASPECTOS SOCIOECONOMICOS NOMBRE _______ CARGO____________ 14 FECHA EN QUE E FORMULO ESTE ESTUDIO 14.1 REVISO__ _____________________________

83

4.- Estudios topográficos Los estudios topográficos se dividen en: a) Topografía de la cuenca, se determinara con auxilio en las cartas de la INEGI y consiste en delimitar el área de la cuenca y el perfil longitudinal del cauce principal. b) Topografía del vaso. Existen varias formas de hacer el levantamiento topográfico de un vaso la más recomendable consiste en trazar una poligonal abierta en una de las márgenes del rio, definiendo el punto final e inicial de esta con una mojonera, la cual deberá ubicarse fuera del alcance del nivel de aguas máximas extraordinarias, en dichas mojoneras deberán marcarse la elevación y cadenamiento respectivo, posteriormente se trazan secciones transversales a lo largo de toda la poligonal para poder dibujar la topografía del vaso con curvas de nivel a una equidistancia de un metro. Esta topografía nos servirá posteriormente para determinar la grafica de áreas y capacidades. Las mojoneras deben estar referenciadas. Como se indica en la siguiente figura: c) Topografía de la boquilla. En esta se delimitara el punto de partida y el final con una mojonera y se sacara el perfil de la boquilla con el auxilio de una nivelación diferencial compuesta, posteriormente se trazan secciones transversales a cada 10m o menos según la topografía, prolongándola 30m a ambos lados del eje de la boquilla. d) Topografía de la zona de riego. El levantamiento topográfico de la zona de riego se hace con la plancheta, pero siempre se cuidara que la elevación del punto más alto se encuentre en un nivel inferior de la elevación de la obra de toma menos la altura que absorba el canal de conducción desde la cortina hasta la zona de riego.

84

Nota.- todas las cartas topografías deben estar relacionadas a un mismo banco de nivel. Además de hacer un plano para cada una de las partes que se levantaron. Se puede utilizar las cartas topográficas para delimitar las cuencas cuando la topografía del terreno es accidentada. en cuencas con pendientes planas, el área de esta se delimita, localizando una poligonal cerrada por todo el parteaguas, y el área se delimita por el método de coordenadas.

85

5.- Estudios hidrológicos Antes de iniciar un estudio hidrológico se deberán recabar una serie de datos 1. datos de precipitación mensual total, por lo menos de tres estaciones más cercanas al sitio de nuestro proyecto, estas se obtendrán del boletín climatológico de la región hidrológica correspondiente al sitio del proyecto. 2. Datos de precipitación máxima en 24 horas de la estación o estaciones que tienen influencia en el sitio del proyecto. 3. Tener a la mano los planos geológicos, topográficos y edafológicos de la INEGI, del sitio del proyecto, para determinar el área de cuenca y la ubicación

86

de las estaciones climatológicas más cercanas al sitio y la cubierta vegetal de la cuenca. 4. Tener la topografía del vaso y la boquilla para elegir el tipo de cortina y formar la gráfica de áreas-capacidades. Con el auxilio de los datos anteriores se realizará el estudio hidrológico correspondiente del cual se deberán obtener principalmente los datos siguientes: 1. Capacidad total, capacidad útil y capacidad de azolves. 2. Elevación de NAN, NAME Y NAMin. 3. Cap. Mínima=10% c.u. + cap. Azolves 4. Obtención de la demanda media anual 5. Cultivos recomendables a implantar en la zona de riego. 6. Obtención de la avenida máxima 7. Avenida máxima regularizada. 8. Altura máxima de cortina, taludes aguas arriba, aguas abajo y longitud de la cortina. 9. Tipo de vertedor y longitud de la cresta vertedora. 10. Tipo de obra de toma, diámetro de la tubería y gasto de dicha obra. Etc 11. Zona de riego (área por regar, longitud de canales, número de estructuras como sifones, puentes canales, tomas granjas, etc.) Una vez contado con todos los datos anteriores se procede a calcular Cu= 0.875 VEMA Cu= Capacidad Util

VEMA= Volumen escurrido medio anual

Cazolves= 0.001 (No. De años de vida útil de la presa) VEMA VEMA= Ac Pmc C Ac= Km2 Pmc= m

Ac= Área de cuenca (m2, km2, etc) Pmc=

Precipitación media en la cuenca (mm,ml)

C= Coeficiente de escurrimiento en %

87

VIDA ÚTIL PARA DISTINTOS ALMACENAMIENTOS ALMACENAMIENTO

AÑOS

a.- Bordos para abrevadero

15años

b.-Presas pequeñas 3 2" hasta rocas de 80cm de diámetro 5. Enrocamiento semi-acomado 30-40cm

100

CORTINAS DE ENROCAMIENTO CON NÚCLEO IMPERMEABLE DE ARCILLA En este tipo de cortinas al material que predomina es el rocoso (agrupando en este término al material granular grueso que va desde gravas y arenas hasta rocas de diámetro de 1m). Ver la siguiente figura.

Cortina de enrocamiento con núcleo impermeable de arcilla

PARTES QUE CONSTITUYEN UNA CORTINA DE ENROCAMIENTO 1. Material arcilloso compactado. En capas no mayores a 20cm. 2. Material de transición de 2m. de espesor compuesto por arena con finos mayores del 5% y sirve para proteger el corazón impermeable contra la tubificación. Finos malla 1

200 al 1 2" 1

3. Enrocamiento a volteo que sirve como respaldo estabilizador. > 3 2" a 80cm 4. Enrocamientosemi-acomodado de 1.5m de espesor aguas arriba y 0.5 de espesor aguas abajo rocas de 30 a 60cm.

101

CORTINA DE ENROCAMIENTO CON PANTALLA IMPERMEABLE DE CONCRETO

PARTES DE UNA CORTINA DE ENROCAMIENTO CON PANTALLA IMPERMEABLE DE CONCRETO 1. Pantalla impermeable de concreto armado con juntas para absorber la dilatación y la concentración. El espesor aproximadamente varía entre 40 y 60 cm de la pantalla impermeable. 2. Enrocamiento a volteo.

102

ELEMENTOS DE UNA PRESA DE TIERRA 1. Corazón impermeable. 2. Filtros. 3. Transiciones. 4. Respaldos de enrocamiento. 5. Delantales. 6. Pantalla rígida. 7. Trincheras o dentellones. 8. Drenes y galerías. 9. Obra de toma. 10. Corona 11. Bordo libre. 12. Vertedor. Corazón impermeable. Es un elemento de la cortina que cierra al paso al agua contenida en el vaso. Existen varios criterios para el diseño del núcleo impermeable (núcleo mínimo, núcleo para cimentaciones permeables, núcleo máximo). Núcleo mínimo. Es aquel construido sobre una capa impermeable o bien sobre una permeable atravesada completamente por una trinchera o por un dentellón.

103

Cortina flexible de materiales graduados (Sobre una capa permeable atravesada por una trinchera)

Núcleo mínimo para una cortina de Tierra Cortina de enrocamiento sobre una cimentación impermeable Núcleo para cimentaciones permeables. Es aquel construido sobre una cimentación permeable parcialmente atravesado por una trinchera de tierra impermeable.

104

Núcleo para una cortina de Tierra sobre capa permeable parcialmente atravesada por trinchera Núcleo máximo. Es aquel que se construye sobre una cimentación permeable sin dentellón o sin trinchera de cimentación.

Corazón impermeable

t= (x-1/2):1

t= (y-1/2):1

Núcleo máximo para una cortina de Tierra En la figura siguiente se utiliza el criterio propuesto por la U.S.B.R. (USA) para dimensiones de núcleos de arcilla compactada.

105

Núcleo mínimo. En este caso es cuando se desplanta la cortina sobre una capa impermeable o bien sobre una permeable totalmente y atravesada por una trinchera de cimentación o un dentellón. El ancho de la corona 3m considerando la facilidad para maniobrar el equipo de construcción, aquí en México este ancho por lo general se considera de 4m. Núcleo para cimentaciones permeables. Es aquel construido sobre una cimentación permeable parcialmente atravesado por una trinchera de tierra impermeable. Núcleo máximo. Es aquel que se construye sobre una cimentación permeable sin dentellón o sin trinchera de cimentación.

X y Y=2

Corazón máximo Núcleo mínimo para cortina n cimentación permeable parcialmente atravesada por una trinchera Núcleo mínimo para cimentación permeable atravesada por una trinchera o para cimentación impermeable

FORMAS DE COLOCAR UN CORAZÓN IMPERMEABLE.- Este se puede colocar en forma vertical o en forma inclinada.

106

Corazón impermeable vertical. Cuando se coloca este tipo de corazón se tiene la ventaja de evitar en parte el agrietamiento en la superficie de contacto de este corazón con el terreno de desplante. Ya que colocándolo de esta forma la presión sobre el terreno es mayor, que si se colocara en forma inclinada. 4 metros

Cortina flexible con corazón impermeable vertical

Corazón impermeable inclinado. Este tiene la ventaja de que primero se puede construir el talud de enrocamiento aguas abajo y después se forma el terraplén impermeable, como este es pequeño requiere de tiempos cortos de compactación, esta sección es aconsejable construirse en zonas con alta precipitación. Como Tabasco, la Huasteca, etc.

107

Cortina flexible con corazón impermeable inclinado

Nota.- Para formar lo corazones impermeables debe seleccionarse un material que contenga un alto porcentaje de arcilla, mínimo el 70% (arcilla de alta plasticidad), y para el corazón impermeable este debe ir compactado en capas de 20 cm con un contenido óptimo de humedad para lograr el máximo peso volumétrico. Esta compactación se recomienda hacerse por bandeo con un tractor D7 o D8. Filtros La función de estos, en una presa, es evitar el fenómeno de tubificación, o sea que las partículas del corazón impermeable no sean arrastradas por el agua al exterior de la cortina. Un buen filtro debe satisfacer los siguientes requisitos: a) Que sea más permeable que el material que está protegiendo (arcilla compactada) para que le sirva como dren. b) Que sea lo suficientemente fino para evitar que las partículas del suelo que forman e corazón impermeable pasen a través de sus vacíos. c) El material con que se construye el filtro debe tener menos de un 5% de peso de partículas menores de la malla no. 200.

108

Existe como recomendación, que el espesor mínimo de un filtro debe ser por lo menos de 1.00 m, esto atendiendo a limitaciones de tipo constructivo. Para colocar el filtro el material se tiende en capas horizontales. Si se trata de arena el espesor será de 15 cms. Si es grava el espesor será de 30 cms. El filtro, generalmente es de arena y grava, cuyas partículas van de la malla no. 200 a 1 ½”.

Ilustración 1 Cortina de materiales graduados con nucleo impermeable de arcilla

Transiciones Muchas veces la diferencia de tamaño entre dos materiales en contacto, por ejemplo en la frontera de un enrocamiento y un filtro es tan grande que puede suceder que los vacíos del enrocamiento sean de tal tamaño que el material fino sea arrastrado a través de ellos o que el material del filtro sea tan fino que logre pasar a través del enrocamiento, entonces será necesario colocar entre estos dos materiales, un material de transición que evite la fuga de material. El material utilizado para una transición es arena y grava con una granulometría que va de ¼” hasta 3½” de diámetro. Respaldos estabilizadores de enrocamiento Tienen como función darle peso y estabilidad a la cortina; además de protegerla contra el oleaje (Ver figura) Existen tres formas de colocar estos respaldos de enrocamiento, y son: 1. 2. 3.

Enrocamiento a volteo. Enrocamiento compactado. Enrocamiento semi-acomodado a mano

Nota.- Cuando pudieran existir filtraciones en el plano de contacto entre el terreno de cimentación y el cuerpo de la cortina o también cuando el terreno de cimentación es permeable, estas filtraciones se pueden evitar haciendo lo siguiente: a)

Construcción de trinchera de cimentación.

109

b) c) d) e) f) g)

Delantales. Pantalla de lodos. Dentellón de concreto simple. Construcción de pantallas rigidas. Pantallas de inyección. Darle peso a la cortina.

Trinchera de cimentación Cuando el material de cimentación es permeable y su espesor no mayor a 3.0 m, puede llevarse el corazón impermeable por medio de una trinchera de cimentación hasta 0.50 m de bajo de la capa impermeable.

Cortina flexible (Sección homogénea) con trinchera Ilustración 2 Trinchera de cimentación Delantales Cuando la profundidad desde la base de la cortina a la capa impermeables es grande, en este caso para evitar filtraciones, se pone un delantal. La longitud (L) del delantal depende de la carga hidrostática que actúa sobre la cortina y de la permeabilidad del terreno de cimentación. El delantal se utiliza cuando en el vaso existen filtraciones. (Ver la siguiente figura)

110

Ilustración 3 Delantal visto en planta Eje de la cortina

Ilustración 4 Delantal (corte X-X) El espesor del delantal se recomienda como mínimo de 30 cms a 40 cms, cuando la carga hidrostática es menor a 5.0 m. Cuando la carga hidrostática es mayor a 5.00 m pero no mayor a 8.00 m, el espesor del delantal se recomienda de 0.70 cms. Otra solución a este problema puede ser también colocando cuna membrana plástica impermeable que cubra el área del vaso que se inundara. Sobre esta se deberá colocar una capa de arcilla mínimo de 0.30 m para proteger la membrana de los rayos solares. Pantalla de lodos

111

Esta pantalla es otro tipo de trinchera que consiste en una zanja de 3.00 m de ancho, y profundidad variable hasta llegar a la capa permeable, posteriormente se rellena de arena, grava y bentonita. El inconveniente de esta, es que el material puede presentar segregación. La zanja se deberá excavar en toda la longitud de la cortina. Esta pantalla de lodos, generalmente se usa en cortinas de sección homogénea y el espesor de la capa medianamente permeable es de 3.00 m a 5.00 m.

Ilustración 5 Pantalla de lodos vista en planta. Eje de la cortina

Ilustración 6 Pantalla de lodos (corte Y-Y). e= 3 a 5 m

112

Cortina Flexible (Sección homogénea) con pantalla de lodos

Ilustración 7 Pantalla de lodos (corte Z-Z).

Dentellón Se podrá construir de concreto simple, concreto armado o concreto ciclópeo. Generalmente se construye a todo lo largo del eje de la cortina, su ancho varia de 0.70 m a 1.20 m. La altura varía de acuerdo al espesor de la capa permeable que se encuentra abajo del terreno de desplante. Este tipo de dentellones tiene como finalidad evitar las filtraciones del agua existente entre el terreno de cimentación y el cuerpo de la cortina. Se utiliza cuando el espesor de la capa permeable es menor a 3.00 m.

113

Eje de la cortina

Cortina Flexible (Sección homogénea) con dentellón Pantalla de inyección Cuando el espesor de la capa permeable es grande (mayor o igual a 25.0 m), lo conveniente para impermeabilizar esta capa (medianamente permeable), es efectuar una serie de perforaciones más o menos de 3.00 m una de otra en ambos sentidos, dicha perforación debe atravesar la capa permeable y penetrar en la capa impermeable 1.00 m (por lo menos). Las perforaciones tendrán un diámetro de 2 ¼” de diámetro. Y se les inyecta una lechada estable o inestable según sea el caso. (Permeabilidad de la capa por impermeabilizar)

Ilustración 8 Pantalla de inyección Vista en planta.

114

Eje de la cortina

Ilustración 9 Pantalla de inyección (corte A-A). Cortina Flexible (Sección homogénea) con pantalla de inyección Si el terreno donde se desplantara la cortina es un depósito aluvial, se deberá inyectar una lechada estable a base de bentonita. (diluida) Cuando el terreno sea una roca fisurada, conviene inyectar sobre este una lechada inestable de cemento y agua. En el caso de que se desplante una cortina rígida sobre un terreno formado de basalto fracturado para impermeabilizar la capa fracturada se practicara una pantalla de inyección como se explicó con anterioridad. Cuando esto se presente, a las perforaciones se les inyectara (a presión) una lechada formada de cemento-agua, cuya función será tapar las grietas o juntas existentes entre roca y roca (de la capa permeable), evitando así las filtraciones del agua que generalmente se presentan en el plano de contacto entre el terreno de cimentación y el cuerpo de la cortina.

115

Ilustración 10 Pantalla de inyección en una cortina rígida vista en planta. Ho

NAN

t 0. 55 :1

H t 0. 78 :1

3,0

3.00

13.0

1.3,0 1.50

1.50

1.50

1 2

Perforaciones de 2 " Ilustración 11 Pantalla de inyección en una cortina rígida (corte B-B). Si el terreno de cimentación está formado por un material aluvial (Limo AG, cantos rodados, etc), y cuando el espesor de la capa sea de 7.00 m a 25.00 m, o más, la impermeabilización de esta capa se hará mediante perforaciones en toda

116

el área de cimentación y profundidad variable, de tal manera que atraviese la capa. Se le inyectara una lechada de bentonita para que todo el conglomerado se vuelva impermeable. Las perforaciones se colocan a 3.00 m una de otra, en ambos sentidos. Cada perforación tendrá un diámetro de 2 ½” (mínimo). Productos de Inyecciones A.- Liquidos

B.- Suspensiones inestables

C.- Suspensiones estables

Solución de silicato de sodio con reactivo, hidrocarburos y resinas.

Ocupados para cuando se presenten los casos de terrenos aliviales y roca fracturada. Lecha de cemento + agua. Se ocupa para impermeabilizar roca fracturada Lechada de arcilla, cemento Ocupado para impermeabilizar capa y agua o ventonita formada por terreno aluvial

Drenes y galerías Las filtraciones en la cimentación no solamente presentan pérdidas de agua sino también presentan efectos de subpresión. Estos se traducen en una flotación que equivale a una reducción del preso propio de la cortina. Para evitar la subpresión se construye la galería filtrante la cual esta conectada a una serie de tubos perforados que van desde el nivel de embalse (N.A.N) hasta una determinada profundidad debajo de la cimentación 5.00 m. Las anteriores se construyen (Ver la siguiente figura)

117

Ilustración 12 Galería filtrante de una cortina rígida. Cortina Rígida (sección gravedad) con galería filtrante

118

Ilustración 13 Galeria Filtrante (Vista frontal). r

1.90 m

r= 0.60 m

1.20m

0.30 m

Ilustración 14 Dimensiones de la galería filtrante. Nota.- Los drenes verticales son de lámina negra del no. 26 no recuperable de 3” de diámetro. Estos irán ahogados en la mampostería, con un espaciamiento entre ellos de 3.00 m. Serán colocados a todo lo largo de la galería. La altura de ellos comprende desde el nivel de embalse (N.A.N.) en la sección no vertedora y 50 cms abajo del NAN (en la sección vertedora), hasta 5.00 m abajo del nivel de desplante de la cortina. Todos ellos irán conectados a la galería filtrante (ver figura). Estas galerías generalmente se utilizan en las cortinas rígidas. Conductos a través de la cortina Generalmente pertenecen a la obra de toma. Cuando se aloja al cuerpo de la cortina puede ocasionar: 1. Fugas de agua a través de las juntas de dicha tubería.

119

2. Formación de vías o pequeños tubos microscópicos entre la pared de tubo y el terraplén de la presa, ocasionando el fenómeno de tubificación, debido a esto siempre se debe evitar que un conducto quede alojado en el terraplén de una cortina, (ver la siguiente figura).

Contra Flecha ELEV.NAME

NAME

Elev. Corona

BL

NAN

Perfil de terreno natural

L

Nivel de Azolves

HCR Forma correcta

Forma incorrecta Perfil de desplante

ELEV.DESPLANTE

Ilustración 15 Forma correcta de colocar una obra de toma. La tubería de la obra de toma conduce agua generalmente a grandes velocidades cuando la presa está llena, y eso ocasiona que el tubo vibre y afloje el terraplén que está en contacto con él, dando origen a filtraciones de agua, para evitar esto la tubería se forra de concreto armado con un espesor de 10 cms. Además de colocarse dentellones a una distancia de 6.00 m a 15.00 m, dependiendo del ancho de la base de la cortina. (Ver plano tipo de la obra de toma). Forma correcta de colocar una obra de toma en una cortina Nota.- Para determinar la altura de total de una cortina aproximadamente se suman los siguientes volúmenes; volumen de la capacidad de azolves, más volumen de la capacidad útil, más volumen evaporado, obteniendo con esta suma un volumen total. Con este volumen entramos a la gráfica de áreas y capacidades en la línea de volúmenes hasta cortar la gráfica, de ahí se traza una línea perpendicular al eje de las ordenadas hasta cortar este, obteniendo la altura, posteriormente esta altura se le debe sumar el bordo libre y se tiene que verificar si es o no correcta mediante un funcionamiento analítico del vaso. La distancia entre dentellones, en la tubería de la obra de toma, varía de acuerdo a la base de la cortina. Si es grande se colocara aproximadamente a 15.0 m o menos.

120

Corona de la cortina Debe cubrirse con un material pétreo (tezontle, grava o enrocamiento acomodado) para evitar la erosión, en caso de cortinas flexibles. A la corona deberá dársele un bombeo mínimo del 2% hacia el talud aguas arriba, o a partir del eje de la cortina hacia ambos lados. Además deberán colocarse barandales y un retorno en el caso de que la longitud de la cortina sea grande y no tenga salida en un lado (ver siguiente figura). Para determinar el ancho de que se le debe dar a una cortina de sección homogénea se usan formulas empíricas, pero actualmente en base a experiencias de obras construidas, se ha concluido que el ancho mínimo debe ser 4.00 m. La corona debe llevar una protección contra la lluvia, o al desgaste por tránsito vehicular (cuando la corona se usa como camino), la protección usual en las presas grandes consiste en colocar una capa de 3 cms a 5 cms de espesor de tezontle o grava ya arena. La corona deberá drenarse mediante un bombeo del 2% hacia aguas arriba o en ambos lados. Si la corona de la cortina va a formar parte de un camino se deberán colocar a lo largo de ella las protecciones usuales. Si no es para tránsito de carretera, la corona se delineara mediante postes pintados de blanco de 15 cms de diámetro y 110 cm de longitud, estos irán enterrados en el cuerpo de la cortina 50 cms, (ver siguiente figura).

Ilustración 16 Cortina flexible de sección homogénea detalles de la corona) Varilla de "

e=0.15 m

. Poste de concreto armado f'c= 210 kg/cm² NTN

0.50 m

1.10 m

Ilustración 17 Detalle de poste (a colocar en la corona de la cortina flexible).

121

PARTES DE LAS CUALES ESTA FORMADAS LA CORONA DE UNA CORTINA RÍGIDA 1. Tubos de fierro galvanizado de 1 ½” de diámetro para drenar el área de la corona de la cortina, se colocan aproximadamente a cada 2.00 m uno del otro en toda la longitud de la cortina. 2. Mampostería de tercera formando el cuerpo de la cortina rígida. 3. Tubos de fierro galvanizado de 2” de diámetro formando el parapeto aguas abajo. 4. Castillos de concreto armado que penetran mínimo 50 cms en el cuerpo de la cortina colocados aproximadamente 3.00 m uno de otro. 5. Ancho de la corona de la cortina. 6. Parapeto aguas arriba, este será de concreto armado.

122

CORONA DE CORTINA RÍGIDA

Drenaje: Tubos de Fo. Galv. de 11/2" que atraviesan el parapeto

0.5 0.12 0,24 0.30 2.00

Tubos de Fo. Galv. de 1/2"

0.40

2.00 0.40

0,15

Parapeto Aguas Arriba

SL A Pe nd 2%

3.00

Parapeto Aguas Abajo

Ancho de la corona de la cortina (Ho)

ILUSTRACIÓN 9 DETALLE DE LA CORONA DE UNA CORTINA RIGIDA Para calcular el ancho de estas coronas se utilizan formulas empíricas y una de las mas usuales es: 𝐻𝑜 = 0.5 ∙ √𝐻 donde: 𝐻𝑜

es el ancho de la corona (en m).

𝐻

es la altura máxima de la corona a parir del desplante hasta la elevación de la corona

(ver la siguiente Figura)

123

ANCHOS DE CORONA EN CORTINAS FLEXIBLES Eje de la cortina 4.00

N.A.N

Arcilla compactada al 90%

H

T= 2:1

2:1 T=

Capa permeable

Capa impermeable

ILUSTRACIÓN 10 SECCIÓN PARA CORTINAS CON ALTURA DE H