Transicion y Proteccion Contra La Erosion en Obras Hidralicas

 

UNIVERSIDAD PARTICULAR DE CHICLAYO ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

PROYECTO DE FIN DE CICLO

TRANSICIÓN Y PROTECCIÓN CONTRA LA EROSIÓN EN OBRAS HIDRÁULICAS Presentado por:  por:  

  MARTIN ADEMAR ALVAREZ SORIANO   REY MIGUEL TAPIA PECHE 

Docente: BANDA Docente:  BANDA PALACIOS LUIS

Chiclayo - Pimentel Junio de 2014

 

  RESUMEN

El presente trabajo es el producto de la investigación y análisis sobre el control de la erosión en general, evaluando los índices de que podrían afectar si no se realiza una buena obra y un buen mantenimiento de ello.

Cuando los proyectos son ejecutados correctamente (con el fin de evitar o aliviar los efectos de erosión en cuanto a la obra), su impacto es positivo. Pero los mismos, representan la obligatoriedad de ser ejecutados con buena tecnología y por ingenieros capacitados en obras hidráulicas.

El control de la erosión en las riberas de los torrentes de agua, ríos y canales puede realizarse mediante la construcción de revestimientos con materiales o elementos elementos que tengan una alta resistencia a la erosi erosión. ón. El objetivo de estas obras es el de aislar el suelo de la corriente para evitar el desprendimiento, contener el suelo para minimizar el riesgo de deslizamiento por socavación o erosión en el pie de los taludes y en algunos casos servir de estructura disipadora de la energía de la corriente.

 

ANÁLISIS

1. TRANSICIONES La transición es una estructura que se usa para ir modificando en forma gradual la sección transversal de un canal, cuando se tiene que unir dos tramos con diferente forma de sección transversal, pendiente o dirección.

La finalidad de la transición es evitar que el paso de una sección a la siguiente, de dimensiones y características diferentes, se realice de un modo brusco, reduciendo así las pérdidas de carga en el canal. Las transiciones se diseñan tanto a la entrada como a la salida de diferentes estructuras tales como: Tomas, rápidas, caídas, desarenadores, puentes canal, alcantarillas, sifones invertidos, etc.

a) TRANSICIÓN RECTA DISEÑO SIMPLIFICADO DE TRANSICIONES.

Para el diseño de una transición recta, se debe definir la longitud de a transición de modo que las pérdidas en el paso entre dos tramos de características diferentes sean las mínimas posibles. posibles. En la hidráulica y en el dise diseño ño de estruct estructuras uras hidráulicas, las fórmulas que representan los diseños se obtienen de forma experimenta experimental.l.

 

 LONGITUD DE LA TRANSICIÓN.

Se muestra un esquema en planta de una transición que une dos tramos de diferente forma de un canal.

b) TRANSICIONES ALABEADAS (método racional).

El diseño de transiciones para un régimen subcritico, de la Figura, muestra la proyección en planta y el perfil longitudinal de una transición alabeada (tanto de contracción como de expansión), que une una sección rectangular con una trapezoidal.

 

TIPOS DE TRANSICIÓN

 

 

2. PROTECCIÓN DE EROSIÓN HIDRÁULICA

La erosión hidráulica es el fenómeno definido por la remoción de las partículas del fondo del cauce de un río. Se da porque los materiales que constituyen el fondo no siempre son capaces de resistir la fuerza de arrastre generada por el movimiento de las aguas. El agua, al fluir sobre el material del fondo produce fuerzas hidráulicas que, de tener suficiente magnitud, superan la resistencia ofrecida por los materiales, causando así su desprendimiento. Por consiguiente, la erosión hidráulica resulta de una interacción entre las fuerzas impuestas por el poder erosivo del agua y la resistencia ofrecida por el esfuerzo inherente del suelo a resistir la erosión.

Uno de los riesgos de construir una estructura cercana a un río o a uno de los bordes de un canal es la erosión del terreno provocada por el flujo de agua. Si se quiere prevenir efectos de erosión, se debe anticipar la construcción de obras de protección en las márgenes de los ríos; la cantidad y el tipo de protección dependerán del lugar adecuado.

En la actualidad se han identificado muchas de las causas de la erosión y fallas del enrocado. Algunas de las más comunes son: la abrasión, flujo de agua, acción de remolinos, aceleración de flujo, flujo permanente, congelamientos, acciones humanas en las márgenes, hielo, precipitación, oleaje, erosión al pie del canal, y flujos subterráneos. Sin embargo, es más probable una combinación de mecanismos que causan la erosión de las márgenes y las fallas del enrocado; el mecanismo o causa particular es usualmente difícil de determinar

 

EROSIÓN DE LAS PARTÍCULAS

Es el mecanismo de erosión más frecuente, ocasionado cuando la fuerza tractiva ejercida por el flujo de agua, excede la capacidad de resistencia del material de las márgenes. Además, si las piedras desplazadas no son transportadas desde el área erosionada, se acumularan pequeños montones de roca a lo largo del lecho del canal. Estos montículos de piedras causan la concentración de flujo a lo largo de las márgenes, resultando una erosión que se va extendiendo sobre estas márgenes del río. La erosión de partículas puede iniciarse por abrasión, repercusiones del flujo de agua, remolinos, aceleración local de flujo, congelamientos, hielo, o erosión al pie del canal. Las probables causas de la erosión por partículas son:

 

El tamaño de las piedras no es lo suficientemente grande

 

Algunas pie piedras dras remov removidas idas por acción de la abrasión

 

Pendientes d de e las már márgenes genes tan pronunciadas que el á ángulo ngulo de reposo del Rip-Rap es fácilmente excedido.

 

Gradación muy uniforme del enrocado.

Falla po r ero sión d e part ícu las

 

  OBJETIVOS

En este tema se pretende aclarar •

Que se entiende por erosión hídrica del suelo

•

Cuáles son sus causas, cómo se forma y cómo se manifiesta

•

Sus consecuencias, importancia y estado actual

 

La erosión es el arrastre de partículas constituyentes del suelo por la acción del agua en movimiento o la por la acción del viento

TIPOS DE EROSIÓN:

1- Por origen: A: Natural. B: Antrópica. 2- Por agentes causantes: A: Eólica (por viento). B: Hídrica (por agua). FACTORES DE EROSIÓN:

Naturales: CLIMA CLIMA

 – 

RELIEVE RELIEVE

 – 

  VEGETACIÓN  VEGETACIÓN

 – 

SUELOS SUELOS

 – 

 USO Y MANEJO  USO

 – 

 TENENCIA DE LA TIERRA: PROPIETARIO, MEDIANERO,  TENENCIA

 – 

 

Antrópicos: ARRENDATARIO.   EDUCACIÓN  EDUCACIÓN

 – 

 FALTA DE CONSULTA TÉCNICA  FALTA

 – 

TIPOS DE EROSIÓN HIDRÁULICO

*a- Laminar *b- Surcos  Surcos  *b- Surcos *c- Zanjas o cárcavas.  cárcavas.  *c- Zanjas o cárcavas. Impacto de la gota de lluvia. SE DEBE A: * Impacto de la gota de lluvia. Percolación. * Deslizamiento.  Deslizamiento.  * Percolación. * Deslizamiento.

A- EROSIÓN LAMINAR Es una erosión superficial. Después de una lluvia es posible que se pierda una capa fina y uniforme de de toda la superficie del suelo como si fuera una lámina. Es la forma más peligrosa de erosión hídrica ya que esta pérdida, al principio casi imperceptible sólo será visible cuando pasado un tiempo haya aumentado su intensidad. Este proceso da origen a la erosión en surcos y posteriormente en cárcavas.

 

 

B- EROSIÓN EN SURCOS Es fácilmente perceptible debido a la formación de surcos irregulares favoreciendo la remoción de la parte superficial del suelo. Este tipo de erosión puede ser controlada. controlada. Caso contrario contrario el proceso proceso avanza y llega a la etapa de cárcava.

 

C- EROSIÓN EN CÁRCAVAS. Consiste en pérdidas de grandes masas de suelo formando surcos de gran profundidad y largura trayendo como consecuencia: 1- Pérdida de suelo. 2- Cambio en el régimen térmico. 3- Pérdida en la calidad del relieve. 4- Pérdidas en la capacidad de reserva de agua. 5- El proceso se ve favorecido en sitios frágiles por presión de past pastoreo oreo y malas prácticas de manejo.

LA EROSIÓN ES FUNCIÓN DE:

a-  La erosividad: que es la capacidad potencial de la lluvia para erosionar. b-  La erodabilidad que es la vulnerabilidad del suelo frente a la erosión. Se consideran las características del suelo y el tratamiento que se le dé. Depende de la textura, la estabilidad estructural y la capacidad de infiltración.

 

  EROSIÓN POR IMPACTO DE GOTA DE LLUVIA

La gota de lluvia por acción de su impacto sobre la superficie del suelo desnudo, actúa compactando y destruyendo su estructura, haciendo saltar partículas a una cierta altura las cuales son arrastradas por el flujo de agua. El mecanismo que existe para evitar ese efecto es la presencia de biomasa vegetal la cual actúa como una cubierta protectora del suelo. La cubierta vegetal ejerce su acción a dos niveles: uno por encima del suelo y otro por debajo. En el primero, existe un efecto de intercepción de las gotas de lluvia y en el segundo interviene directamente el enraizamiento.

ETAPAS DEL PROCESO DE EROSIÓN HÍDRICA:

-  Desagregación: dispersión del agente cementante, disminuye la cohesión, aumenta la humedad, existe compresión del aire atrapado. -  Transporte. -  Deposición.

 

  DE LA LLUVIA DEBEMOS CONSIDERAR

-  Cantidad de lluvia -  Intensidad -  Tamaño de gota DEL SUELO DEBEMOS CONSIDERAR

-  Cobertura vegetal -  Condiciones de superficie

 

  CLASES DE EROSIÓN:

E0 = Sin erosión. E1 = Erosión leve (laminar, pequeños surcos). E2 = Erosión moderada (surcos grandes asociados a zanjas o cárcavas). E3 = Erosión severa (zanja o cárcavas). FÓRMULA UNIVERSAL DE PÉRDIDA DE SUELO

(Wisehmeier & Smith, 1958) E= RKLSCP E: Pérdida de suelo estimada como promedio anual. R: Factor de erosividad. K: Factor de erodabilidad de suelo. L y S: Longitud y pendiente. C: Factor cultivo. P: Prácticas de manejo.

 

 

Sólo el hombre rompe el equilibrio de la naturaleza, y la agricultura, actividad imprescindible para la supervivencia humana provoca modificaciones en las relaciones suelo-agua, comprometiendo cada vez más el equilibrio ambiental.