Post on 02-Oct-2018
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
TRABAJO DE TITULACION
PREVIO A LA OBTENCION DEL TITULO DE
INGENIERO CIVIL
NUCLEO ESTRUCTURANTE:
HIDRÁULICA
TEMA:
OPTIMIZACIÓN DE LA CAPACIDAD DEL EMBALSE AZÚCAR CON EL
FUNCIONAMIENTO COMBINADO DEL VERTEDOR DE SERVICIO MÁS EL
VERTEDOR AUXILIAR
AUTOR
ANTONIO NUQUEZ BUSTAMANTE
TUTOR
ING. JORGE ENRIQUE HERBOZO ALVARADO
2015 – 2016
GUAYAQUIL – ECUADOR
AGRADECIMIENTO
A Dios y a los profesores del área de hidráulica
DEDICATORIA
A Dios y a mi abuela
TRIBUNAL DE GRADUACION
----------------------------------------- ------------------------------------ Ing. Eduardo Santos Baquerizo, M. Sc. Ing. Enrique Herbozo Alvarado, MSc.
DECANO TUTOR
--------------------------------------- ------------------------------------- Ing. Alfredo Silva Sánchez. Ing. Manuel Gómez de la Torre, MSc.
VOCAL VOCAL
DECLARACION EXPRESA
De conformidad con el Art. XI del Reglamento de Graduación de la Facultad de Ciencias Matemáticas
y Físicas de la Universidad de Guayaquil.
La responsabilidad del contenido de este proyecto de Grado me corresponde exclusivamente y el
patrimonio intelectual a la Universidad de Guayaquil.
-------------------------------------------------------------
Francisco Antonio Nuquez Bustamante
C.I. 0928449180
INDICE GENERAL
AGRADECIMIENTO………………………………………………………...….…II
DEDICATORIA………………………………………………..……………….….. III
TRIBUNAL DE GRADUACION……………………………………………………..IV
DECLARACION EXPRESA ……………………………………….………...…XIV
CAPITULO I
DESCRIPCIÓN GENERAL EL PROYECTO
INTRODUCCIÓN. .................................................................................................................................... 1
1.2 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA.- .................................................................................................... 3
1.3 JUSTIFICACIÓN. .......................................................................................................................... 4
1.4 OBJETIVOS ................................................................................................................................... 4
1.4.1.- OBJETIVO GENERAL DEL PROYECTO. ............................................................................. 4
1.4.2.- OBJETIVOS ESPECÍFICOS. .................................................................................................. 5
1.5.- LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA DEL PROYECTO. .............................................................. 5
1.6.- CARACTERÍSTICAS DEL EMBALSE Y LOS VERTEDORES ................................................. 6
CAPITULO II MARCO TEÓRICO
2.1.-IMPORTANCIA DEL AGUA. ......................................................................................................... 8
2.2.- EMBALSES. ............................................................................................................................. 13
2.2.1.- CAPACIDAD DE UN EMBALSE. ...................................................................................... 15
2.2.2 CARACTERÍSTICAS DE LOS EMBALSES.......................................................................... 16
2.3.- PRESAS. ..................................................................................................................................... 18
2.3.1.- FACTORES FÍSICOS QUE GOBIERNAN LA SELECCIÓN DEL TIPO DE PRESA. ....... 19
2.4.- VERTEDEROS. ......................................................................................................................... 21
2.4.1.- TIPOS DE VERTEDEROS. .................................................................................................... 22
2.4.1.- VERTEDEROS TIPO CIMACIO. .......................................................................................... 26
2.5.- TRÁNSITO DE AVENIDAS ......................................................................................................... 28
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................. 28
2.6.- TIEMPO DE RETORNO. .............................................................................................................. 32
CAPITULO III
ANÁLISIS DE LAS CONDICIONES ACTUALES DE LAS OBRAS DE EXCEDENCIAS
3.1- CURVA COTAS –ÁREAS-VOLÚMENES. .................................................................................. 34
3.2.- ANÁLISIS DE DESCARGA DE LOS ALIVIADEROS. .............................................................. 36
3.3.- TRANSITO A TRAVÉS DE LAS OBRAS DE EXCEDENCIAS: .............................................. 38
CAPITULO IV PROPUESTA PLANTEADA
4.1.- ANALISIS DEL CAUDADL QUE TRANSITA POR LOS VERTEDORES CONSIDERANDO
LA ELEVACION DEL VERTEDOR DE SERVICIO HASTA LA COTA DEL VERTEDOR
AUXILIAR. ............................................................................................................................................ 53
4.2.- UTILIZACIÓN DE COMPUERTA EN EL VERTEDOR DE SERVICIO CON UNA ALTURA
IGUAL 1.50 METROS. .......................................................................................................................... 65
4.3.- UTILIZACIÓN DE COMPUERTA EN EL CIMACIO DEL VERTEDOR AUXILIAR CON
UNA ALTURA IGUAL 1.50 METROS. ............................................................................................... 78
CAPITULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. ......................................................................................... 94
ANEXOS
BIBLIOGRAFIA
INDICE DE FIGURAS
FIGURA 1: UBICACIÓN GENERAL LA PRESA EL AZÚCAR .............................................................. 6
FIGURA 2: CASA ROMANA LLAMADA COMPLUVIUM .................................................................. 11
FIGURA 3: PRESA ROMANA DE ALMONACID DE LA CUBA ......................................................... 12
FIGURA 4: NIVELES DE OPERACIÓN DE UN EMBALSE ................................................................. 15
FIGURA 5: CURVAS DE ÁREA Y CAPACIDAD .................................................................................. 17
FIGURA 6: VERTEDERO TIPO LABERINTO, EMBALSE PUENTES MURCIA ............................... 23
FIGURA 7: VERTEDERO TIPO ABANICO, PRESA ALPINE CALIFORNIA. .................................... 24
FIGURA 8: VERTEDERO TIPO PICO DE PATO (PRESA BABA) ....................................................... 25
FIGURA 9: VERTEDORES EN POZO, O "MORNING GLORY” .......................................................... 26
FIGURA 10: VERTEDOR TIPO CREAGER ............................................................................................ 27
FIGURA 11: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y UN HIDROGRAMA DE SALIDA. ........................... 30
FIGURA 12: REPRESENTACIÓN GRÁFICA DEL FUNCIONAMIENTO DE UN EMBALSE........... 32
FIGURA 13: VOLUMEN– ELEVACIÓN DEL EMBALSE EL AZÚCAR. ............................................ 35
FIGURA 14: AREA– ELEVACIÓN DEL EMBALSE EL AZÚCAR ...................................................... 35
FIGURA 15: CURVA DE DESCARGA DEL VERTEDOR DE SERVICIO DE LA PRESA EL
AZUCAR .................................................................................................................................................... 37
FIGURA 16: CURVA DE DESCARGA DEL VERTEDOR AUXILIAR ................................................. 37
FIGURA 17: REPRESENTACION GRAFICA EN LAS CONDICIONES ACTUALES. ....................... 38
FIGURA 18: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE
50 AÑOS ..................................................................................................................................................... 39
FIGURA 19: TRANSITO DE LA AVENIDA MAXIMA CON DESCARGA DE LOS VERTEDORES
PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 50 AÑOS. ................................................................................. 41
FIGURA 20 HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE
100 AÑOS ................................................................................................................................................... 42
FIGURA 21: TRANSITO DE LA AVENIDA MAXIMA CON DESCARGA DE LOS VERTEDORES
PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 100 AÑOS. ............................................................................... 44
FIGURA 22: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE
500 AÑOS ................................................................................................................................................... 45
FIGURA 23: TRANSITO DE LA AVENIDA MAXIMA CON DESCARGA DE LOS VERTEDORES
PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 500 AÑOS. ............................................................................... 47
FIGURA 24: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE
1000 AÑOS ................................................................................................................................................. 48
FIGURA 25: TRANSITO DE LA AVENIDA MAXIMA CON DESCARGA DE LOS VERTEDORES
PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 1000 AÑOS. ............................................................................. 50
FIGURA 26. REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS VERTEDEROS, CONSIDERANDO LA
ELEVACIÓN DEL VERTEDOR DE SERVICIO HASTA LA COTA DEL VERTEDOR AUXILIAR. 52
FIGURA 27: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE
50 AÑOS ..................................................................................................................................................... 53
FIGURA 28: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
50 AÑOS ..................................................................................................................................................... 55
FIGURA 29: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE
100 AÑOS ................................................................................................................................................... 56
FIGURA 30: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
100 AÑOS ................................................................................................................................................... 58
FIGURA 31: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE
500 AÑOS ................................................................................................................................................... 59
FIGURA 32: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
500 AÑOS ................................................................................................................................................... 61
FIGURA 33: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE
1000 AÑOS ................................................................................................................................................. 62
FIGURA 34: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
1000 AÑOS ................................................................................................................................................. 64
FIGURA 35: ESQUEMA DE LA COLOCACION DE UNA COMPUERTA EN EL VERTEDERO DE
SERVICIO .................................................................................................................................................. 65
FIGURA 36: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE
50 AÑOS ..................................................................................................................................................... 66
FIGURA 37: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
50 AÑOS ..................................................................................................................................................... 68
FIGURA 38: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE
100 AÑOS ................................................................................................................................................... 69
FIGURA 39: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
100 AÑOS ................................................................................................................................................... 71
FIGURA 40: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE
500 AÑOS ................................................................................................................................................... 72
FIGURA 41: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
500 AÑOS ................................................................................................................................................... 74
FIGURA 42: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 1000 AÑOS . 75
FIGURA 43: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
1000 AÑOS ................................................................................................................................................. 77
FIGURA 44: REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS VERTEDEROS, CONSIDERANDO LA
UTILIZACIÓN DE COMPUERTA EN EL CIMACIO DEL VERTEDOR AUXILIAR CON UNA
ALTURA IGUAL 1.50 METROS. ............................................................................................................. 78
FIGURA 45: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE
50 AÑOS ..................................................................................................................................................... 79
FIGURA 46: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
50 AÑOS ..................................................................................................................................................... 81
FIGURA 47: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE
100 AÑOS ................................................................................................................................................... 82
FIGURA 48: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
100 AÑOS ................................................................................................................................................... 84
FIGURA 49: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE
500 AÑOS ................................................................................................................................................... 85
FIGURA 50: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
500 AÑOS ................................................................................................................................................... 87
FIGURA 51 : HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO
DE 1000 AÑOS .......................................................................................................................................... 88
FIGURA 52 : HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO
DE 1000 AÑOS .......................................................................................................................................... 90
INDICE DE TABLAS
TABLA 1: COORDENADAS U.T.M. DE LA UBICACIÓN DE LA PRESA EL AZÚCAR .................... 5
TABLA 2: COORDENADAS DE PERFIL TIPO CREAGER .................................................................. 28
TABLA 3: CURVA COTAS –ÁREAS-VOLÚMENES. ........................................................................... 34
Tabla 4: CAPACIDAD DE DESCARGA DE LOS DOS VERTEDORES ............................................... 36
TABLA 5: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE
RETORNO DE 50 AÑOS .......................................................................................................................... 40
TABLA 6: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE
RETORNO DE 100 AÑOS ........................................................................................................................ 43
TABLA 7: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE
RETORNO DE 500 AÑOS ........................................................................................................................ 46
TABLA 8 : TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE
RETORNO DE 1000 AÑOS ...................................................................................................................... 49
TABLA 9: RESULTADOS DE LOS ANALISIS ...................................................................................... 51
TABLA 10: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE
RETORNO DE 50 AÑOS .......................................................................................................................... 54
TABLA 11: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE
RETORNO DE 100 AÑOS ........................................................................................................................ 57
TABLA 12: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE
RETORNO DE 500 AÑOS ........................................................................................................................ 60
TABLA 13: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE
RETORNO DE 1000 AÑOS ...................................................................................................................... 63
TABLA 14: RESULTADOS DE LOS ANALISIS .................................................................................... 65
TABLA 15: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE
RETORNO DE 50 AÑOS. ......................................................................................................................... 67
TABLA 16: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE
RETORNO DE 100 AÑOS. ....................................................................................................................... 70
TABLA 17: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE
RETORNO DE 500 AÑOS. ....................................................................................................................... 73
TABLA 18: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE
RETORNO DE 1000 AÑOS. ..................................................................................................................... 76
TABLA 19: RESULTADOS DE LOS ANALISIS .................................................................................... 78
TABLA 20: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE
RETORNO DE 50 AÑOS. ......................................................................................................................... 80
TABLA 21: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE
RETORNO DE 100 AÑOS. ....................................................................................................................... 83
TABLA 22 : TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE
RETORNO DE 500 AÑOS. ....................................................................................................................... 86
TABLA 23: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE
RETORNO DE 1000 AÑOS. ..................................................................................................................... 89
TABLA 24: RESULTADOS DE LOS ANALISIS. ................................................................................... 91
TABLA 25: RESULTADO DE ANÁLISIS EN LAS CONDICIONES ACTUALES .............................. 92
TABLA 26: RESULTADOS DE ANÁLISIS ............................................................................................. 92
TABLA 27: RESULTADOS DE ANÁLISIS ............................................................................................. 93
TABLA 28: RESULTADOS DE ANÁLISIS ............................................................................................. 93
1
CAPÍTULO I
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO
1.1 INTRODUCCIÓN.
El presente proyecto, constituye una alternativa para la regulación de agua en el embalse El
Azúcar ubicada en la comuna Azúcar perteneciente a la provincia de Santa Elena.
La presa El Azúcar fue construida en el año 1965 por la Caja Nacional de Riego con el fin de
regular, retener y captar el líquido vital. Después de su construcción, este proyecto de
aprovechamiento hídrico, ha pasado por diferentes modificaciones y reconstrucciones debido a
los daños producidos por los fenómenos climatológicos de “El niño” más severos que afectaron
al país en los periodos 1982-1983 y 1997 - 1998.
Durante el fenómeno El Niño de 1983, el vertedor de servicio sufrió graves daños en las
paredes de canal de salida por el paso de los caudales excesivos en una obra con defectos
constructivos.
En 1995, el Centro de Estudios y Experimentación (C.E.D.E.X), Instituto Público de España,
realizó un estudio para la reparación y elevación de la cota del vertedor de servicio tipo Creager
que inicialmente se encontraba en la cota 44.20 msnm, elevándolo hasta la cota en la que
actualmente se encuentra la 45.00 msnm, es decir 80 centímetros más arriba de la cota inicial.
Además se construyó el segundo vertedor o vertedor auxiliar de 50 metros de longitud, cuya cota
de corona es la 45.50 msnm, es decir 50 centímetros más arriba del vertedero de servicio.
2
El funcionamiento hidráulico de los dos vertedores, provocó un vertido inadecuado por la
diferencia mínima de cotas entre los dos, que propició poca capacidad de trabajo al vertedor de
servicio y la salida de un caudal excesivo entre los dos vertedores con la descarga del vertedor
auxiliar que va a un canal previsto para una salida emergente con fuerte pendiente hasta el rio lo
cual provocó erosiones fuertes en un funcionamiento constante, durante el fenómeno
climatológico del año 1997-1998.
La reconstrucción del embalse El Azúcar fue necesaria porque pasó a formar parte del
transvase de agua a la península de Santa Elena, hoy provincia de Santa Elena. Dicho embalse se
abastece en época seca de un caudal de 4.6m3/s, bombeado desde el embalse Chongón, debiendo
aclararse que el paso del agua del embalse Chongón al embalse El Azúcar es necesaria debido a
la elevada evaporación del agua almacenada y el alto consumo del líquido vital por parte de los
agricultores y de AGUAPEN. En el caso que se dejara de enviar agua desde la estación de
bombeo Chongón hasta el embalse El Azúcar, el nivel de agua descendería, en un día, seis
centímetros aproximadamente, y se debe de tener presente que por debajo de la cota de 40.00
msnm el funcionamiento del canal Rio Verde se tornaría crítico en la aportación de agua cruda
para su potabilización y abastecimiento del líquido vital a los cantones de Santa Elena, La
Libertad, Salinas y las comunidades aledañas.
El agua es bombeada desde la estación CHONGÓN, al canal Chongón -Sube y Baja que tiene
una longitud de 20 kilómetros aproximadamente, llegando el líquido, por gravedad al cauce
natural del Rio Bejuco, afluente del Rio Grande- Cachul, el cual transporta el agua al embalse El
Azúcar.
3
Con la nueva modificación realizada al embalse El Azúcar, la capacidad actual es de
aproximadamente 48 millones de metros cúbicos, siendo la cota de la corona de la presa 49.75
msnm.
1.2 Definición del problema.-
En el periodo de octubre de 1997 a julio del 1998, que fue el segundo fenómeno El Niño,
de los últimos 50 años, el embalse se llenó a su cota máxima, y empezó el vertedero a funcionar
desde enero hasta junio de 1998. En ese lapso se produjo una precipitación de 120mm, llegando
el nivel del agua hasta la cota 46.20 msnm que es el máximo histórico alcanzado por el embalse,
llegando la carga de agua a 1.20 metros en el vertedor uno o de servicio y de 70 centímetros en el
vertedor auxiliar.
Debido a las constantes descargas en el vertedero del embalse El azúcar, el agua era
evacuada hacia el Rio Azúcar que pasa por la comuna del mismo nombre, lo que causó las
siguientes afectaciones:
Destrucción de la estructura del paso mojado que atravesaba el rio.
Colapso de 13 viviendas en la comuna.
Colapso del enrocado de protección de la zapata del puente principal de acceso a la
comuna El Azúcar.
Socavación en aguas abajo del vertedor numero dos o auxiliar.
4
1.3 Justificación.
El funcionamiento de los dos vertederos de la Presa El Azúcar, produjo socavación del enrocado
de la zapata del puente principal de acceso a la comuna y destruyó parcialmente la comuna El
Azúcar, la cual se encuentra a kilómetro y medio aguas abajo de la presa.
Asimismo erosionó el canal de salida, del vertedor auxiliar afectando la cimentación al final de la
rápida.
Con el planteamiento de una solución mediante este proyecto se espera:
Mejorar la seguridad de la población evitando problemas erosivos en las secciones del
río.
Optimizar el agua del embalse.
Controlar el cauce del rio, teniendo en cuenta que desde la construcción de la presa en
1967 hasta la fecha, no se habían producido daños de esa naturaleza en dicho cauce.
Mantener la mayor cantidad del líquido vital embalsado y así satisfacer las demandas de
la provincia de Santa Elena en cuanto a agua potable se refiere.
1.4 OBJETIVOS
1.4.1.- Objetivo general del proyecto.
Analizar el funcionamiento de los vertedores existentes en el proyecto en las condiciones
actuales y, como trabajarían si aumentamos las alturas en ambas estructuras colocando
compuertas para así tener una mejor regulación y almacenamiento de agua.
5
1.4.2.- Objetivos específicos.
Analizar el caudal que transita por los vertedores considerando la elevación del vertedor
de servicio hasta la cota del vertedor auxiliar.
Analizar el funcionamiento del vertedor auxiliar, colocando sobre él vertedor de servicio
una compuerta radial o una compuerta inflable de 1.50 metros.
Analizar el funcionamiento del vertedor de servicio, colocando sobre él vertedor auxiliar
una compuerta radial o una compuerta inflable de 1.50 metros.
1.5.- Localización geográfica del proyecto.
La presa El Azúcar está ubicado aguas arriba de la comuna El Azúcar a 1.5 km., Esta presa
fue construida por la Caja Nacional de Riego y reconstruida por C.E.D.EG.E.
TABLA 1: COORDENADAS U.T.M. DE LA UBICACIÓN DE LA PRESA EL AZÚCAR
Coordenadas UTM
Norte Este
A 9754234.44 548831.11
B 9752395.28 547635.97
C 9752510.81 546998.53
D 9753187.61 550672.01
FUENTE: MAPA HIDROGRÁFICO DE SANTA ELENA
6
FIGURA 1: UBICACIÓN GENERAL LA PRESA EL AZÚCAR
FUENTE: MAPA HIDROGRÁFICO DE SANTA ELENA
1.6.- Características del embalse y los vertedores
El embalse El Azúcar, tuvo una capacidad inicial de almacenamiento de 40 millones de
metros cúbicos aproximadamente, con cota inicial de corona de presa de 46.00 msnm. En 1995,
la corona de esta estructura, subió a 49.75 msnm, formando un bordo libre de 4.25metros, con lo
que, la capacidad del embalse, ascendió a 48 millones de metros cúbicos aproximadamente. En
dicha fecha, la corona del vertedor de servicio de la presa El Azúcar subió de la cota 44.20msnm
a la 45 msnm y se construyó un nuevo vertedor denominado auxiliar cuya cota de corona está en
la cota 45.50 msnm.
7
El vertedor de servicio, es de tipo Creager y tiene 16.00 metros de longitud. El vertedor
auxiliar, también tipo de Creager, tiene una longitud de 50 metros, y como se manifestó
anteriormente, la cota de su corona esta 50 centímetros por encima del vertedor de servicio.
A continuación del vertedor de servicio, existe un canal de descarga (rápida), de
hormigón armado, que tiene una longitud aproximada de 120 metros y un ancho de 8 metros.
8
CAPÍTULO 2:
MARCO TEÓRICO
2.1.-Importancia del agua.
El agua es imprescindible para la vida, para satisfacer necesidades placenteras y para el
uso de cada día”. “Esto mismo es lo que decía, con toda razón, el arquitecto romano Vitrubio en
sus Diez Libros de Arquitectura. Todas las sociedades han necesitado estar siempre cercanas a
este valioso recurso, en especial cuando los grupos humanos abandonaron el nomadismo. Los
asentamientos venían determinados por varios factores- zonas altas que los protegieran, por
ejemplo-, pero, ante todo, el emplazamiento era dado por la existencia de una fuente de agua
suficiente que permitiera el abastecimiento humano y otras tantas actividades que requieren del
valioso líquido.
Desde los principios de la existencia del hombre, la presencia del agua ha sido uno de los
ejes fundamentales en los que se ha basado el desarrollo de cualquier asentamiento, ciudad o
cultura. Tanto es así que desde las más remotas civilizaciones se ha intentado manipular los
caudales de agua para sacarles el máximo rendimiento en la agricultura, abastecimiento urbano,
ornamentación, etc.
Existen restos e indicios de infraestructuras hidráulicas en las antiguas culturas Egipcia,
Mesopotámica, Griega y China, pero ninguna de ellas llegó a igualar la destreza con la que los
romanos consiguieron captar el agua, transportarla, distribuirla y eliminarla.
9
La ingeniería civil romana se desarrolló de tal modo que hoy en día se les considera como
los mejores ingenieros de la antigüedad, habiendo legado un amplio patrimonio por todo el
territorio que ocupó su vasto imperio. En general, no se puede decir que fuesen grandes
innovadores, pero por contra, en sus edificaciones emplearon principios físicos y constructivos
simples, el trabajo de los esclavos y mucho tiempo. En lo que respecta a la gestión de las aguas,
consiguieron canalizarla hasta los puntos de consumo, elevarla a los edificios y fuentes, repartirla
por los campos, etc.
El abastecimiento a las poblaciones lo realizaban tomando el agua de fuentes naturales,
ríos, pozos, lagos, etc. que, por un lado, cumpliesen con los requisitos de calidad implantados en
aquella época, más por sentido práctico e intuición sanitaria que por sus escasos conocimientos
químicos y, por otro, asegurasen un caudal de agua suficiente.
Roma dominó este recurso como nunca antes lo había hecho otra cultura-junto con el
opus caementicum, quizás sean las técnicas hidráulicas el principal síntoma de evolución
cultural-. Desde sencillos procedimientos para almacenar y extraer agua hasta magnas
construcciones, populosas ciudades eran abastecidas –a veces con agua procedente desde varios
kilómetros- calle por calle mediante una amplia red de redistribución. Europa no volvería a verlo
hasta bien entrado el siglo XIX.
De hecho, una vez que se produjo la caída de la ciudad de Roma y comenzó la Edad
Media, la ciudad de Roma se abasteció de nuevo, más de mil años, de las aguas contaminadas
10
del Tiber, lo que ocasionó innumerables problemas de salud, hasta que los papas del
Renacimiento mandaron a reconstruir los acueductos que abastecían de agua limpia a la ciudad.
El agua además tenía importantes implicaciones religiosas y filosóficas. Muchas
religiones del mundo antiguo consideraban al agua como un poder originario. De hecho, en
Egipto, donde el recurso más importante era el Nilo, existía una liturgia relacionada con el agua
en los templos. Para los filósofos, no se equivocaban, era una sustancia siempre presente en los
organismos vivos. Muchos fueron los que afirmaron que el agua, entre otras, siempre era una
sustancia básica.
Parece lógico pensar que lo más sencillo era tomar el agua de los propios ríos, lagos y
lagunas. Sin embargo, las aguas de éstos no eran tenidas en buena consideración, al menos por
los romanos según nos comenta Frontino que fue autor de una obra llamada De aquis urbis
Romae. Los ríos, en especial, han sido siempre los lugares naturales para el desecho, la
putrefacción de animales muertos o la propia defecación de éstos. Aquello, pudo provocar que el
agua de éstos no fuera lo suficientemente salubre para el consumo. De hecho, el propio Vitrubio
da diversas técnicas para averiguar la calidad del líquido. Por ello los romanos idearon diferentes
maneras para abastecerse.
Antes de que se realizaran grandes obras de infraestructura hídrica, uno de los
procedimientos para el aprovisionamiento del agua fue la creación de depósitos, en donde se
guardaba el agua procedente de la lluvia –la cual se consideraba que poseía propiedades mucho
más salubres-. Así, hacia el siglo VI a.C., las casas romanas estaban dotadas de cisternas que
11
recogían el agua del tejado. Hacia el siglo III a.C., para mejorar la recogida de este líquido, se
comenzaron a construir en el atrium de los domus una abertura cuadrangular en el tejado,
llamada compluvium, por donde caía el agua procedente de los distintos tejados.
FIGURA 2: CASA ROMANA LLAMADA COMPLUVIUM
FUENTE: latindedavidpe.blogspot.com
La parte exterior de la cisterna solía ser de piedra, pero pronto se observó que se producía
filtraciones, perdiéndose agua. Por ello, el hormigón romano solía ser mezclado con la puzolana,
que es piedra volcánica, machacandola hace que el cemento sea impermeable.
12
Otras Fuentes
Unos de los recursos, en donde las había, solía ser el uso de las fuentes naturales de
donde brotaba agua de forma constante. Para su mejor uso, se solían realizar canalizaciones, así
como la construcción de estanques que permitieran almacenar el agua.
A veces, los estanques junto a las fuentes se podían convertir en auténticos embalses que
almacenaban el agua de forma masiva, en especial cuando la fuente solo la suministraba de
forma estacional. Se solía incluso inspeccionar los orígenes de las fuentes y, en su caso, se
practicaban sobre roca, canales para mejorar el flujo de agua. A veces, si éstos eran lo
suficientemente amplios, se realizaban complejas presas, que daban lugar a verdaderos lagos,
como sucedía con las presas construidas para alimentar de agua a la villa de Nerón en Subiaco.
Allí se crearon tres lagos artificiales llamados Simbruina Stagna.
FIGURA 3: PRESA ROMANA DE ALMONACID DE LA CUBA
FUENTE: http://catedu.es/aragonromano/presas.htm.
13
Las presas Romana, no tenían nada que envidiar a las actuales. Fueron construidas para
mantenerse a lo largo del tiempo, y eran realizadas de mampostería y paramento de sillar en su
mayoría. Pese a todo, son pocos los vestigios que se tienen de ellas.
En los momentos actuales, el rápido crecimiento de la población mundial y en
consecuencia el incremento de la demanda del recurso AGUA, han obligado al hombre a
racionalizar su explotación y a utilizar su ingenio para planificar, controlar y administrar tan
preciado elemento, base fundamental de la vida.
Por este motivo el hombre sigue construyendo estructuras en los ríos denominadas presas
las cuales, impiden el paso del agua por el cauce formándose de esta manera los embalses, pero
no ha sido hasta muy recientemente cuando este tipo de construcciones ha tenido un crecimiento
considerable. La creciente demanda de agua y de energía hidroeléctrica, así como las múltiples
aplicaciones adicionales de los embalses, ha impulsado considerablemente su construcción. En el
mundo actual, las represas destinadas a producir energía hidroeléctrica son las que resaltan más
por ser las de mayor tamaño. Estas represas cada vez más altas y anchas, han permitido
almacenar una cantidad cada vez mayor de agua.
2.2.- Embalses.
Los embalses permiten regular, almacenar el escurrimiento de un rio, abastecer de líquido
vital a poblaciones, ya sea para el consumo humano o bien para riego, controlar las inundaciones,
14
generar energía eléctrica para la sociedad a través de una turbina, es decir, que los embalases
son necesarios para satisfacer múltiples requerimiento que hay en la población
Los embalses posen niveles característicos que son:
Nivel muerto del embalse (NME): es el nivel mínimo de agua en el embalse. Delimita
superiormente el volumen muerto del embalse.
Nivel mínimo de operación del embalse (NMOE): delimita superiormente el volumen
generado para la altura mínima del agua necesaria para el buen funcionamiento de toma de agua.
Nivel normal del agua (NNE): delimita superiormente al volumen útil del embalse, que es el
que se aprovecha y gasta en función de diferentes propósitos: energía, suministro de agua, etc.
Nivel máximo de embalse (N Max. E): Se presenta temporalmente durante la creciente de los
ríos dando lugar al volumen forzado del embalse.
15
FIGURA 4: NIVELES DE OPERACIÓN DE UN EMBALSE
2.2.1.- Capacidad de un embalse.
La capacidad de un embalse se mide por el volumen de agua contenido en su vaso de
almacenamiento para una altura dada de la presa y de su aliviadero. Podemos distinguir tres
capacidades o volúmenes característicos:
1) El volumen muerto o capacidad de azolves; 2) el volumen útil y 3) la suma de ambos
que nos da el volumen total.
Vt = Va + Vu
16
El volumen de azolves es el volumen que debemos tener en el vaso para almacenar los
sedimentos. Éstos son transportados por el agua a lo largo del río y, con el paso del tiempo, se
van depositando también a lo largo del embalse. El período que tarda en colmarse esta
capacidad, constituye la vida útil del embalse y se estima, para proyectos pequeños, que esto
suceda en unos 50 años y para los grandes proyectos en unos 100 años.
El volumen útil es el necesario para sustituir las demandas y las pérdidas de agua durante
un período determinado de funcionamiento del embalse. Debe ser de tal proporción, que
garantice dentro de un periodo hidrológico escogido, el riego o cualquier otra demanda de toda el
área disponible aprovechable. Cuando se presentan períodos muy secos, no previstos en el
período de estudio, se puede racionar el agua prudentemente alargando así lo más posible, el
tiempo de abastecimiento y evitando dejar completamente vacía la capacidad útil del embalse
para el año siguiente.
2.2.2 Características de los embalses.
Las curvas de áreas y de capacidades de un embalse, son las que nos permitirán conocer
gráficamente los volúmenes capaces de ser almacenados en el embalse y las áreas que llegara el
nivel de agua para cualquier altura de la presa. Estas curvas nos permiten seleccionar entre varias
alternativas, aquellas que presentan mayores capacidades para la misma altura de la presa.
Lo más importante de un embalse es su capacidad de almacenamiento, que se representa
por medio de las curvas características que son dos:
17
Curva área-elevación: se constituye a partir de información topográfica
planimetrando el área comprendida entre cada curva de nivel del vaso topográfico.
Indica la superficie inundada correspondiente a cada elevación.
Curva capacidad-elevación: se obtiene mediante la integración de la curva área-
elevación. Indica el volumen almacenado correspondiente a cada elevación.
Para dibujar estas curvas se elige un sistema de coordenadas rectangulares y sobre el eje
de las abscisas, a escala determinada, se dibujan los volúmenes, mientras que en las ordenadas,
se dibujan las cotas a partir de la del fondo del río. Se dibuja también las áreas inundadas,
usando el sentido contrario a la curva de volúmenes para evitar confusiones al usar el gráfico.
FIGURA 5: CURVAS DE ÁREA Y CAPACIDAD
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA
26
AREA (*10E5M2)
VOLUMNEAREA
0510152025
26
31
36
41
46
51
26
31
36
41
46
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
CO
TA (
m)
VOLUMEN (*10E6 m3)
18
Los cálculos de los volúmenes, de las áreas colocados en las curvas deben hacerse muy
atentemente y lo más preciso posible. Si se cometen errores al calcularlas o dibujarlas, éstos se
reflejarán en las dimensiones de todas las estructuras que integrarán el futuro proyecto.
2.3.- Presas.
Según Vallarino Canovas del Castillo, “Una presa es una estructura hidráulica que se
asienta sobre un cauce; al cerrar el paso al agua, la remansa y forma un lago (embalse) que cubre
una cierta extensión”
Y añade el mismo autor; que aunque “La presa y el embalse se presentan como conceptos
separados, forman un conjunto indivisible”
Las presas que forman los embalses, las hay de diferentes tipos:
Por su uso
Derivadoras
Reguladoras
Por su proyecto hidraulico
Vertedoras
No vertedoras
19
2.3.1.- Factores físicos que gobiernan la selección del tipo de presa.
La selección del mejor tipo de presa para un lugar determinado requiere la consideración
cuidadosa de las características de cada tipo, en relación con los accidentes físicos del lugar y la
adaptación a los fines para los que se supone que va a servir la presa, así como lo que respecta a
la economía, seguridad, y otras limitaciones que pudieran existir. La elección final del tipo de
presa se hará generalmente después de considerar estos factores. Usualmente, el factor más
importante para determinar la elección final del tipo de presa será el costo de construcción.
A continuación se discute importantes factores físicos para la selección del tipo de presa.
Por su proyecto
estructural
De gravedad
De contrafuertes
De Arco
Por sus materiales
De hormigon armado
De tierra
De enrocado
20
Topografía.
La topografía en gran parte dicta la primera elección del tipo de presa. Una corriente angosta
sugiere la construcción de una presa vertedora, mientras que las llanuras bajas sugieren una presa
de tierra con un vertedor de excedencias separado. El sitio donde será colocado el vertedor es un
factor importante que dependerá en gran parte de la topografía local y que, a su vez, tendrá una
gran importancia en la selección final del tipo de presa.
Condiciones geológicas y la cimentación.
Las condiciones de la cimentación depende de la características geológicas y del espesor de los
extracto que va a soporta el peso de la presa, es decir, que dicha cimentación limitara la elección
de tipo de presa que se va a escoger para un determinado proyecto.
Hay diferentes tipos de cimentaciones y si estas son de roca solida existen pocas restricciones al
elegir el tipo de presa adecuado.
Si la cimentación es de grava y ésta ha sido bien compactada se puede construir presas de tierra,
de enroscamiento presas bajas de concreto.
Si la cimentación es de limo o de arena fina se puede construir sobre ella presas de gravedad de
poca altura, pero no sirven para presas de enrocamiento.
Si la cimentación es de arcilla primero se debe realizar un tratamiento especial para colocar sobre
ella un presa la cual no podrá ser ni de concreto ni de gravedad ni de escollera.
21
Materiales disponibles.
Los materiales para las presas de varios tipos, que pueden encontrarse algunas veces cerca o en
el lugar, son:
Suelos para los terraplenes.
Rocas para perraplenes y para enrocamiento.
Agregados para concreto (arena, grava, piedra triturada).
Siempre se deberá tener en cuenta que, los bancos de préstamo, es decir, los lugares donde se
extraerán los materiales para la construcción de una presa, deberán están ubicados a distancias
razonables del sitio de emplazamiento de estas estructuras.
Tamaño y situación del vertedor de demasías
El tamaño y la ubicación del vertedor dentro de un proyecto de aprovechamiento hídrico jugaran
un rol importante en la selección del tipo de presa pues, por un vertedor pasaran las avenidas y
de su buen funcionamiento dependerá la seguridad de la presa.
2.4.- Vertederos.
Los vertedores utilizados en los proyectos de aprovechamiento hídrico permiten evacuar el
agua sobrante o el agua de las avenidas que no cabe en el embalse.
22
Tipos de vertedores
Los vertedores se clasifican usualmente de acuerdo a la característica más importante que
poseen.
Pueden ser controlados y no controlados, según tengan compuertas o no.
Se clasifican en libres y ahogados o sumergidos, según donde se encuentre el
nivel del agua de aguas abajo.
También se clasifican en de pared delgada y de pared gruesa según el ancho que
posean en corte transversal.
Los vertederos más comunes que existen son los de pared vertical o caída libre, los que
tienen un perfil que se ajusta a la lámina vertiente (tipo Creager), con rápida, vertederos tipo
pozo (morning glory) y sifones. También existen los de canal lateral, de abanico, de laberinto,
pico de pato entre otros.
2.4.1.- Tipos de Vertederos.
Vertedero Tipo Laberinto
Este tipo de vertedero se utiliza generalmente se emplean donde se requiere determinada
longitud y esta no se dispone en el terreno y es necesario generar longitud mediante estructuras
en zigzag, estas estructuras o módulos pueden constituirse por medio de triángulos, rectángulos o
trapecios, como se indica en la Figura 6.
23
FIGURA 6: VERTEDERO TIPO LABERINTO, EMBALSE PUENTES MURCIA
FUENTE: BALAIRÓN PÉREZ LUIS. AVANCES EN INVESTIGACIÓN EN MATERIA DE SEGURIDAD HIDRÁULICA
DE PRESAS
Vertedero Tipo Abanico
Este tipo de vertedero generalmente se emplea cuando se pretende tener menor excavación
manteniendo la longitud de vertedero, esta estructura es un cimacio tipo Creager curveado con
relación a la dirección del escurrimiento, que resbala al corredor donde se produce el resalto,
como se observa en la Figura 7.
En la generalidad de los casos, para evacuar el agua hacia el cuenco disipador se consideran dos
rápidas, el diseño de la primera consiste en determinar la pendiente de la misma de manera que el
calado de agua en ella sea igual al calado contraído en el talón del vertedero, a fin de evitar la
24
formación de un resalto hidráulico que pueda sumergir la estructura. La pendiente de la segunda
rápida depende la topografía del sitio de emplazamiento, el diseño consiste en determinar los
calados de agua que se generan en ella y las propiedades del flujo a la entrada del cuenco
disipador (calado y número de Froude). La estructura terminal consiste en un cuenco disipador
de resalto hidráulico, el dimensionamiento de esta estructura se realiza de acuerdo a las
recomendaciones del “Bureau of Reclamation”.
FIGURA 7: VERTEDERO TIPO ABANICO, PRESA ALPINE CALIFORNIA.
FUENTE: BALAIRÓN PÉREZ LUIS. AVANCES EN INVESTIGACIÓN EN MATERIA DE SEGURIDAD HIDRÁULICA
DE PRESAS
Vertedero Pico Pato
Son frecuentemente utilizados en canales de riego, ya que garantizar un nivel aguas arriba con
poca variación, debido a que desarrolla una gran longitud y tiene su eje geométrico de manera
que facilita la salida del agua de manera uniforme. Esta longitud es desarrollada a lo largo de una
25
superficie maciza de hormigón armado en forma de pico de pato es por ello de su nombre
peculiar, como se observa en la Figura8.
FIGURA 8: VERTEDERO TIPO PICO DE PATO (PRESA BABA)
FUENTE: WWW.HIDROLITORAL.GOB.EC
Vertedores en pozo, o "morning glory”
Son vertedores en los que la toma de agua está situada horizontalmente; desde allí el agua cae a
un pozo vertical, o casi vertical, hasta alcanzar una conducción horizontal que la lleva al cauce
del río aguas abajo. Pueden considerarse en este tipo de aliviaderos tres partes principales: un
vertedero de control, una transición vertical y un conducto cerrado de desagüé. Cuando la
entrada es en forma de cráter se denominan a menudo, vertederos circulares o vertederos-pozo.
26
FUENTE: WWW.LAMAZMORRAABANDON.COM
2.4.1.- Vertederos tipo Cimacio.
FUENTE: WWW.SAGARPA.GOB.MX
Los vertedores de cimacio tienen una sección en forma de S. La curva superior del cimacio
ordinariamente se hace que se ajuste rigurosamente al perfil de la superficie inferior de una
lámina de agua con ventilación cayendo de un vertedor de cresta delgada. La lámina de agua se
adhiere al paramento del perfil, evitando el acceso del aire a la cara inferior de la lámina. Para la
FIGURA 9: VERTEDORES EN POZO, O "MORNING GLORY”
27
recarga efectuada con la carga de proyecto, el agua se desliza sobre la cresta sin interferencia de
la superficie que la limita y alcanzar casi su eficiencia máxima de descarga. El perfil, en la parte
que se sigue de de derrame. Una curva inversa al piel del talud desvía al agua hacia el lavadero
de estanque amortiguador o dentro del canal de descarga del vertedor.
Este vertedor, como cualquier otro, posee los siguientes componentes:
FIGURA 10: VERTEDOR TIPO CREAGER
FUENTE: PRESAS PEQUEÑA
Las expresiones utilizadas para este trazado en aguas arriba son:
R1=0.53H
R2=0.235H
XC= 0.284H
YC=0.127H
28
La sección de aguas abajo del vertedor se obtiene con la siguiente ecuación:
Y=(0.5/H^0.85)(X)^1.85
Para la realización de dicho perfil, también puede usarse las coordenadas dadas por el mismo
Creager.
TABLA 2: COORDENADAS DE PERFIL TIPO CREAGER
FUENTE: PROPIA
2.5.- Tránsito de avenidas
Introducción
Una función importante de los embalses y sus obras complementarias, es la de laminar las
avenidas en las zonas de inundación. El embalse recolecta el agua, hasta un nivel óptimo de
operación, y hasta ese momento funciona en forma normal. Ante la presencia de crecidas, el
agua del embalse sobrepasa el nivel normal de operación, y este exceso de agua es desalojado
X Y
0 0.126
0.1 0.036
0.2 0.007
0.3 0
0.4 0.006
0.5 0.025
0.6 0.06
0.7 0.098
0.8 0.147
0.9 0.198
1 0.256
1.5 0.662
2 1.235
2.5 1.96
3 2.824
3.5 3.818
4 4.93
4.5 6.22
29
por el vertedero, cuya función es precisamente evacuar el agua que sobre pasa el nivel de la
corona.
El vertedero debe tener una longitud de corona tal que asegure el correcto desalojo del agua de
las crecidas, sin que produzca daños en aguas abajo de la propia estructura, y en las zonas
aledañas.
Mediante el análisis de laminación de las crecidas se puede determinar cuáles serán los caudales
que deben soportar las estructuras y el caudal de crecida que se debe desalojar.
Generalidades.
El preveer una catástrofe aguas abajo del embalse, limita la capacidad de las obras de
evacuación, los vertederos, es por ello que estos elementos deben asegurar dicha laminación. Es
por esto que el nivel de agua, producido por las ondas de crecidas está ligado a la capacidad de
evacuación, a la seguridad limitando la laminación y las características del vaso y la cuenca.
Para poder realizar un cálculo correcto de laminación de la onda de crecida, se necesita
identificar dicha onda, la precisión depende de la exactitud de los datos con los que se la
determine..
En cuanto se produce la crecida, aumentan el caudal, empieza a subir el nivel del agua en el
embalse, y el caudal que se desaloja será mayor. Lo que produce un hidrograma de entrada
mayor al de salida produciéndose un volumen adicional en el embalse. En el tiempo que finalice
el evento se restablecerá el comportamiento del embalse.
30
FIGURA 11: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y UN HIDROGRAMA DE SALIDA.
FUENTE: SIMULACIÓN DEL TRÁNSITO DE AVENIDAS EN EL LAGO DE CHAPALA
Tránsito de crecidas en el embalse
Para evaluar el tránsito de crecidas en un embalse, es necesario realizar un balance hidrológico
en una cuenca, el mismo que viene dado por la ecuación de continuidad:
𝑑𝑎 / 𝑑𝑡 = 𝐸 − 𝑄
Dónde:
a= Almacenamiento en la cuenca
E= Entrada de agua a la cuenca
Q= Salida de agua de la cuenca.
La ecuación de continuidad, es dependiente puesto que tiene dos incógnitas “a” y “Q”, para ello
se necesita una segunda ecuación para tener un sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas, y
31
poder resolver el sistema, la segunda ecuación a emplearse es la de almacenamiento, está ultima
depende de la naturaleza del sistema a estudiar.
𝑆 = 𝑓(𝑄)
Para el presente caso se utilizará el método de la piscina nivelada para medir el tránsito a través
de un embalse, la relación entre el caudal de salida y el almacenamiento es invariable. La
ecuación necesita un caudal fijo a la salida para tener una elevación constante de la superficie
esto es una superficie de agua horizontal, el almacenamiento está relacionado a la elevación de la
superficie de agua y el caudal de salida es función de la altura de agua sobre la cresta, así el
almacenamiento y el caudal de salida pueden relacionarse para producir una función de
almacenamiento invariable de valor único. El pico de salida se produce cuando el hidrograma de
salida se produce al mismo tiempo que el de entrada (el máximo almacenamiento ocurre cuando)
𝑑𝑎 /𝑑𝑡 = 𝐸 −𝑄 = 0
Método de la piscina nivelada
Con los datos del hidrograma de entrada y las características de almacenamiento, y mediante el
proceso de transito de la piscina nivelada se obtendrá el hidrograma a la salida del vertedero con
la superficie horizontal. Para resolver el proceso de transito de piscina nivelada se puede utilizar
el método de diferencias finitas o Runge-Kutta.
Diferencias finitas o Runge-kutta
Esta forma de resolución está vinculada a la hidráulica del flujo a través del embalse. Se divide el
intervalo de tiempo en tres incrementos en los cuales se calcula la superficie de agua y el caudal
a la salida. Con la expresión de continuidad:
32
𝑑𝑎 /𝑑𝑡 = 𝐸(𝑡)−𝑄(𝐻)
𝑑𝑎 = S (H) dH
Donde “S” es la superficie o área que corresponde a la elevación del agua “H”.
Caudal de entrada y salida de un vaso:
FIGURA 12: REPRESENTACIÓN GRÁFICA DEL FUNCIONAMIENTO DE UN EMBALSE.
FUENTE: SIMULACIÓN DEL TRÁNSITO DE AVENIDAS EN EL LAGO DE CHAPALA.
2.6.- Tiempo de retorno.
Es el tiempo promedio en años, en que se presenta un evento de igual o mayor magnitud,
es decir, está asociada con la probabilidad de suceso de un evento igual o mayor.
T =(𝑛 + 1)
𝑚
Tenemos:
T= Periodo de retorno en años
33
N= número de datos registrado.
M= número de orden de la lista de datos ordenada de mayor a menor.
Del periodo de retorno podemos decir que mientras mayor sea el periodo de retorno,
menor es la probabilidad de suceso de un evento mayor o igual.
En conclusión, podemos decir, que el periodo de retorno es similar a un factor de
seguridad; mientras mayor sea el periodo de retorno considerado para un mismo registro, menor
será la probabilidad de ocurrencia de un evento igual o mayor.
El periodo de retorno se debe de elegir con criterio económico teniendo en consideración
lo siguiente:
Tipo de estructura
Facilidad de reparación y ampliación
Vida útil de la obra
Peligro de pérdidas de vida humanas.
34
CAPITULO 3 ANÁLISIS DE LAS CONDICIONES ACTUALES DE LAS OBRAS DE
EXCEDENCIA
3.1- Curva cotas –áreas-volúmenes.
Como se dijo anteriormente, lo más importante de un embalse es su capacidad de
almacenamiento, que se representa por medio de las curvas características que son dos:
Curva áreas-elevaciones, Curva volúmenes-elevación.
En el cuadro siguiente tenemos las características del embalse de presa El Azúcar.
TABLA 3: CURVA COTAS –ÁREAS-VOLÚMENES.
COTA (m) AREA VOLUMEN
(km2) (hrn3)
26 0 0
30 0.2 0.4
35 0.45 1.2
40 3.9 9.2
41 5.7 14
42 7.6 20.4
43 9.4 29
44 11.2 38.8
45 12.9 48.4
46 14.8 58.4
47 16.6 68.4
48 18.4 78.4
49 20.2 88.4
FUENTE: ACONDICIONAMIENTO PRESA DEL AZUCAR, 1996
35
FIGURA 13: VOLUMEN– ELEVACIÓN DEL EMBALSE EL AZÚCAR.
FUENTE: ACONDICIONAMIENTO PRESA DEL AZUCAR, 1996.
FIGURA 14: AREA– ELEVACIÓN DEL EMBALSE EL AZÚCAR
FUENTE: ACONDICIONAMIENTO PRESA DEL AZUCAR, 1996
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90
Co
ta (
m)
Volumen(hm)
26272829303132333435363738394041424344454647484950
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Co
ta (
m)
Area (Km2)
36
3.2.- Análisis de descarga de los aliviaderos.
Para conocer la descarga de los vertedores se utiliza la siguiente formula:
𝑄 = 𝐶 ∗ 𝐿 ∗ 𝐻32
En donde:
Q= Descarga en 𝑚3
𝑠.
C= Coeficiente de descarga
L= Anchura de la cotona del vertedero
H= Carga máxima sobre los perfiles Creager, metros.
En nuestro proyecto L= 16 metros (vertedor de servicio)
L= 50 metros (vertedor auxiliar)
En el siguiente cuadro se muestra los caudales descargado por ambos vertedor.
Tabla 4: CAPACIDAD DE DESCARGA DE LOS DOS VERTEDORES
CALCULO DE CAUDAL POR REBOSES DE VERTEDOR DE SERVICIO Y AUXILIAR
COTA DE EMBALSE EL AZUCAR
VERTEDOR 1 VERTEDOR 2 CAUDAL EVACUADO POR LOS DOS VERTEDORES (m3/seg)
CARGA H (m)
CAUDAL (m3/seg)
CARGA H (m)
CAUDAL (m3/seg)
45.00 0.00 0.00 0 0.00 0.00
45.10 0.10 1.01 0 0.00 1.01
45.20 0.20 2.86 0 0.00 2.86
45.30 0.30 5.26 0 0.00 5.26
45.40 0.40 8.10 0 0.00 8.10
45.50 0.50 11.31 0 0.00 11.31
45.60 0.60 14.87 0.10 3.16 18.03
45.70 0.70 18.74 0.20 8.94 27.69
45.80 0.80 22.90 0.30 16.43 39.33
45.90 0.90 27.32 0.40 25.30 52.62
46.00 1.00 32.00 0.50 35.36 67.36
46.50 1.50 58.79 1.00 100.00 158.79
47.00 2.00 90.51 1.50 183.71 274.22
47.50 2.50 126.49 2.00 282.84 409.33
48.00 3.00 166.28 2.50 395.28 561.56
37
FIGURA 15: CURVA DE DESCARGA DEL VERTEDOR DE SERVICIO DE LA PRESA EL AZUCAR
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA
FIGURA 16: CURVA DE DESCARGA DEL VERTEDOR AUXILIAR
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA
45,00
45,50
46,00
46,50
47,00
47,50
48,00
48,50
0,00 50,00 100,00 150,00 200,00
CO
TA (
m)
CAUDAL (m3/seg)
45,50
45,60
45,70
45,80
45,90
46,00
46,10
46,20
46,30
46,40
46,50
46,60
0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00
CO
TA (
m)
CAUDAL (m3/seg)
38
3.3.- TRANSITO A TRAVÉS DE LAS OBRAS DE EXCEDENCIAS:
Se hará el análisis para las condiciones actuales de los vertederos
FIGURA 17: REPRESENTACION GRAFICA EN LAS CONDICIONES ACTUALES.
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA
39
3.3.1.- Tránsito de una avenida en las condiciones actuales para los diferentes tiempos de
retorno.
FIGURA 18: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 50 AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Cau
dal
(m
3/s
)
tiempo (h)
40
TABLA 5: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
50 AÑOS
Longitud del vertedor #2
50 Longitud del vertedor #1
16
Coef. C (1,7 – 2.2) 2
horas (h)
t (S) Q de entrada
(m3/s)
Volumen (*10^6 m3)
Elevación (m)
Q de salida (m3/s)
Volumen (m3)
Vol. En el embalse
Vol. Acumulado
48.4
1
3600 0 0 45 0 0.000 0.000 48.400
2
1.513 0.0054 45.001 0.0010 0.000 0.005 48.405
3
9.08 0.03268 45.004 0.0080 0.000 0.033 48.438
4
75.667 0.27240 45.0311 0.1755 0.001 0.272 48.710
5
234.567 0.84444 45.115 1.2479 0.004 0.840 49.550
6
446.435 1.60716 45.274 4.5896 0.017 1.591 51.140
7
620.469 2.23368 45.494 11.110 0.040 2.194 53.334
8
726.403 2.615 45.749 33.1681 0.119 2.496 55.830
9
756.67 2.7240 46.01 68.902 0.248 2.476 58.306
10
718.836 2.5878 46.21 102.4176 0.369 2.219 60.525
11
635.602 2.2881 46.39 136.403 0.491 1.797 62.322
12
544.804 1.9612 46.53 165.0937 0.594 1.367 63.689
13
454.002 1.6344 46.62 184.5112 0.664 0.970 64.659
14
370.76 1.3347 46.68 197.8617 0.712 0.622 65.282
15
295.101 1.0623 46.72 206.9376 0.745 0.317 65.599
16
234.567 0.8444 46.729 208.9988 0.752 0.092 65.691
17
181.6 0.6537 46.72 206.9376 0.745 -0.091 65.600
18
143.767 0.5175 46.7 202.3823 0.729 -0.211 65.389
19
113.5 0.4086 46.67 195.6145 0.704 -0.296 65.093
20
90.8 0.3268 46.64 188.9258 0.680 -0.353 64.740
21
83.23 0.2996 46.6 180.1324 0.648 -0.349 64.391
22
75.667 0.2724 46.56 171.4837 0.617 -0.345 64.046
23
68.1 0.2451 46.53 165.0937 0.594 -0.349 63.697
24
60.533 0.2179 46.49 156.7046 0.564 -0.346 63.351
25
52.96 0.1906 46.46 150.5123 0.542 -0.351 63.000
26
49.940 0.1797 46.43 144.4069 0.520 -0.340 62.659
27
45.400 0.1634 46.4 138.3895 0.498 -0.335 62.325
28
42.373 0.1525 46.36 130.5057 0.470 -0.317 62.007
29
39.346 0.1416 46.33 124.6991 0.449 -0.307 61.700
30
36.320 0.1307 46.3 118.9854 0.428 -0.298 61.403
31
33.2934 0.1198 46.27 113.3661 0.408 -0.288 61.114
32
27.996 0.1007 46.24 107.8429 0.388 -0.287 60.827
33
25.756 0.0927 46.21 102.4176 0.369 -0.276 60.551
34
24.213 0.0871 46.18 97.0920 0.350 -0.262 60.288 FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
41
FIGURA 19: TRANSITO DE LA AVENIDA MAXIMA CON DESCARGA DE LOS VERTEDORES PARA UN
TIEMPO DE RETORNO DE 50 AÑOS.
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Cau
dal
(m
3/s
)
Tiempo (h)
42
FIGURA 20 HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 100
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Cau
dal
(m
3/s
)
tiempo (h)
43
TABLA 6: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
100 AÑOS
Longitud del vertedor #2 50
Longitud del vertedor #1 16
Cota del vertedor 45
Coef. C (1,7 - 2) 2
horas (h)
Q de entrada (m3/s)
Volumen (m3)
Elevación (m)
Q de salida (m3/s)
Volumen (m3)
Vol. En el embalse
Vol. Acumulado
48.4
1 3600 0.000 0.0000 45 0 0.000 0.000 48.400
2 1.751 0.0063 45.001 0.001 0.000 0.006 48.406
3 10.506 0.0378 45.006 0.015 0.000 0.038 48.444
4 37.547 0.1352 45.036 0.219 0.001 0.134 48.578
5 271.396 0.9770 45.133 1.552 0.006 0.971 49.550
6 516.527 1.8595 45.317 5.711 0.021 1.839 51.389
7 717.885 2.5844 45.571 13.807 0.050 2.535 53.924
8 840.451 3.0256 45.86 47.121 0.170 2.856 56.779
9 875.470 3.1517 46.14 90.150 0.325 2.827 59.607
10 831.696 2.9941 46.39 136.404 0.491 2.503 62.110
11 735.394 2.6474 46.58 175.790 0.633 2.015 64.124
12 630.338 2.2692 46.75 213.835 0.770 1.499 65.624
13 525.282 1.8910 46.85 237.377 0.855 1.036 66.660
14 428.980 1.5443 46.907 251.165 0.904 0.640 67.300
15 341.433 1.2292 46.937 258.527 0.931 0.298 67.599
16 271.396 0.9770 46.942 259.761 0.935 0.042 67.641
17 210.113 0.7564 46.924 255.328 0.919 -0.163 67.478
18 166.339 0.5988 46.9 249.457 0.898 -0.299 67.179
19 131.321 0.4728 46.86 239.776 0.863 -0.390 66.788
20 105.056 0.3782 46.82 230.227 0.829 -0.451 66.338
21 96.302 0.3467 46.78 220.810 0.795 -0.448 65.889
22 87.547 0.3152 46.72 206.938 0.745 -0.430 65.460
23 78.792 0.2837 46.67 195.615 0.704 -0.421 65.039
24 70.038 0.2521 46.64 188.926 0.680 -0.428 64.611
25 61.283 0.2206 46.61 182.317 0.656 -0.436 64.175
26 57.781 0.2080 46.55 169.344 0.610 -0.402 63.774
27 52.528 0.1891 46.51 160.880 0.579 -0.390 63.384
28 49.026 0.1765 46.47 152.567 0.549 -0.373 63.011
29 45.524 0.1639 46.44 146.432 0.527 -0.363 62.648
30 42.023 0.1513 46.4 138.390 0.498 -0.347 62.301
31 38.526 0.1387 46.37 132.462 0.477 -0.338 61.962
32 32.392 0.1166 46.34 126.624 0.456 -0.339 61.623
33 29.766 0.1072 46.3 118.985 0.428 -0.321 61.302
34 28.015 0.1009 46.28 115.229 0.415 -0.314 60.988 FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
44
FIGURA 21: TRANSITO DE LA AVENIDA MAXIMA CON DESCARGA DE LOS VERTEDORES PARA UN
TIEMPO DE RETORNO DE 100 AÑOS.
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Cau
dal
(m
3/s
)
Tiempo (h)
Caudal de entrada Caudal de Salida
45
FIGURA 22: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 500
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Cau
dal
(m
3/s
)
Tiempo (h)
46
TABLA 7: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
500 AÑOS
Longitud del vertedor #2 16
Longitud del vertedor #1 50
Cota del vertedor 45.5
Coef. C (1,7 - 2) 2
horas (h)
t (S) Q de entrada
(m3/s)
Volumen (m3)
Elevación (m)
Q de salida (m3/s)
Volumen (m3)
Vol. En el embalse
Vol. Acumulado
48.4
1 3600 0 0 45 0 0.000 0.000 48.400
2 2.504 0.0090 45.001 0.0010 0.000 0.009 48.409
3 15.0277 0.0540 45.006 0.0148 0.000 0.054 48.463
4 125.231 0.4508 45.047 0.3260 0.001 0.450 48.913
5 388.2161 1.3975 45.174 2.3225 0.008 1.389 50.302
6 738.8629 2.6599 45.4 11.3137 0.041 2.619 52.921
7 1026.894 3.6968 45.49 32.1278 0.116 3.581 56.502
8 1202.2176 4.5083 45.925 56.1749 0.202 4.306 60.808
9 1252.31 4.2829 46.269 113.1805 0.407 3.875 64.684
10 1189.6945 3.7869 46.63 186.7140 0.672 3.115 67.799
11 1051.9404 3.2459 46.94 259.2674 0.933 2.313 70.111
12 901.663 2.7049 47.19 323.4089 1.164 1.541 71.652
13 751.386 2.2090 47.39 378.0672 1.361 0.848 72.500
14 613.6319 1.7582 47.54 420.9092 1.515 0.243 72.743
15 488.4 1.3975 47.64 450.3187 1.621 -0.224 72.519
16 388.2161 1.0819 47.71 471.2992 1.697 -0.615 71.905
17 300.5511 0.8565 47.744 481.6050 1.734 -0.877 71.027
18 237.939 0.6762 47.762 487.0913 1.754 -1.077 69.950
19 187.8486 0.5409 47.764 487.7021 1.756 -1.215 68.735
20 150.2772 0.4959 47.753 484.3455 1.744 -1.248 67.488
21 137.754 0.4508 47.739 480.0848 1.728 -1.277 66.210
22 125.231 0.4057 47.722 474.9280 1.710 -1.304 64.906
23 112.7079 0.3606 47.7 468.282 1.686 -1.325 63.581
24 100.1848 0.3047 47.675 460.7688 1.659 -1.354 62.227
25 84.6617 0.2975 47.647 452.4023 1.629 -1.331 60.896
26 82.652 0.2704 47.618 443.7914 1.598 -1.327 59.569
27 75.138 0.2524 47.588 434.9424 1.566 -1.313 58.256
28 70.129 0.2344 47.556 425.5697 1.532 -1.298 56.958
29 65.12 0.2163 47.525 416.555 1.500 -1.283 55.675
30 60.11088 0.1983 47.49 406.4569 1.463 -1.265 54.410
31 55.1016 0.1668 47.459 397.5822 1.431 -1.264 53.145
32 46.335 0.1532 47.425 387.9248 1.397 -1.243 51.902
33 42.5785 0.1442 47.388 377.5065 1.359 -1.215 50.687
34 40.0739 0.1317 47.353 367.7397 1.324 -1.192 49.495
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
47
FIGURA 23: TRANSITO DE LA AVENIDA MAXIMA CON DESCARGA DE LOS VERTEDORES PARA UN
TIEMPO DE RETORNO DE 500 AÑOS.
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
0 5 10 15 20 25 30 35 40
CA
UD
AL
(m3
/S)
TIEMPO (h)
Series1 Series2
48
FIGURA 24: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 1000
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
CA
UD
AL
(m#/
s)
TIEMPO (h)
49
TABLA 8 : TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
1000 AÑOS
Longitud del vertedor #2 50
Longitud del vertedor #1 16
Cota del vertedor 45
Coef. C (1,7 - 2) 2
horas (h)
t (S) Q de entrada
(m3/s)
Volumen (m3)
Elevación (m)
Q de salida (m3/s)
Volumen (m3)
Vol. En el embalse
Vol. Acumulado
48.4
1 3600 0 0 45 0 0.000 0.000 48.400
2 2.504 0.0090 45.001 0.001 0.000 0.009 48.409
3 15.0277 0.0540 45.006 0.0148 0.000 0.054 48.463
4 125.231 0.450 45.051 0.3685 0.001 0.450 48.913
5 388.2161 1.3975 45.19 2.6502 0.010 1.388 50.301
6 738.862 2.6599 45.453 9.75657 0.035 2.625 52.925
7 1026.894 3.6968 45.565 41.2236 0.148 3.548 56.474
8 1202.2176 4.3279 45.995 66.5866 0.240 4.088 60.562
9 1252.31 4.5083 46.424 143.196 0.516 3.993 64.555
10 1189.6945 4.2829 46.82 230.2265 0.829 3.454 68.009
11 1051.9404 3.7869 47.16 315.4612 1.136 2.651 70.660
12 901.663 3.2459 47.43 389.3400 1.402 1.844 72.505
13 751.386 2.7049 47.63 447.347 1.610 1.095 73.599
14 613.6319 2.2090 47.77 489.5363 1.762 0.447 74.046
15 488.4 1.7582 47.87 520.4436 1.874 -0.115 73.931
16 388.2161 1.3975 47.92 536.1339 1.930 -0.533 73.398
17 300.5511 1.0819 47.946 544.3545 1.960 -0.878 72.520
18 237.939 0.8565 47.944 543.7207 1.957 -1.101 71.420
19 187.8486 0.6762 47.93 539.290 1.941 -1.265 70.154
20 150.2772 0.5409 47.9 529.8391 1.907 -1.366 68.788
21 137.754 0.4959 47.87 520.4436 1.874 -1.378 67.410
22 125.231 0.4508 47.83 508.0045 1.829 -1.378 66.032
23 112.7079 0.4057 47.79 495.6668 1.784 -1.379 64.654
24 100.1848 0.3606 47.76 486.4807 1.751 -1.391 63.263
25 84.6617 0.3047 47.73 477.3524 1.718 -1.414 61.849
26 82.652 0.2975 47.69 465.2721 1.675 -1.377 60.472
27 75.138 0.2704 47.64 450.3187 1.621 -1.351 59.121
28 70.129 0.2524 47.6 438.4748 1.579 -1.326 57.795
29 65.12 0.2344 47.57 429.6618 1.547 -1.312 56.483
30 60.11088 0.2163 47.53 418.0052 1.505 -1.288 55.194
31 55.1016 0.1983 47.49 406.4569 1.463 -1.265 53.929
32 46.335 0.1668 47.45 395.0180 1.422 -1.255 52.674
33 42.5785 0.1532 47.41 383.6896 1.381 -1.228 51.446
34 40.0739 0.1442 47.39 378.0672 1.361 -1.217 50.229 FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
50
FIGURA 25: TRANSITO DE LA AVENIDA MAXIMA CON DESCARGA DE LOS VERTEDORES PARA UN
TIEMPO DE RETORNO DE 1000 AÑOS.
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
-1 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35
Cau
dal
(m
3/s
)
TIEMPO(h)
Caudal de entrada Caudal de Salida
51
A continuación se detalla los resultados del análisis
TABLA 9: RESULTADOS DE LOS ANALISIS
TIEMPO
DE
RETORNO
NIVEL DE
AGUA (M) CAUDAL (M3/S)
VOLUMEN
(*10^6 M3)
50 46.729 208.99 65.691
100 46.942 259.76 67.641
500 47.764 487.7 68.735
1000 47.946 544.35 72.52 FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
De acuerdo a los resultados de la tabla 11 vemos que la avenida que se presentó en 1997 -
1998 corresponde a un tiempo de retorno entre 50 y 100 años y trabajando los 2 vertedores.
52
CAPÍTULO 4 PROPUESTA PLANTEADA
Debido a los problemas producidos con el funcionamiento junto de los dos vertedores en las
condiciones actuales del embalse El Azúcar, este proyecto realizara el análisis de tres propuestas
planteada como solución para la regulación del embalse y es la siguiente:
Analizar el caudal que transita por los vertedores considerando la elevación del vertedor
de servicio hasta la cota del vertedor auxiliar.
La colocación de una compuerta plana de 1.50 metros en el vertedero de servicio.
Colocación de una compuerta plana de 1.50 metros en el vertedero auxiliar
Primer caso:
Analizar el caudal que transita por los vertedores considerando la elevación del vertedor de
servicio hasta la cota del vertedor auxiliar.
FIGURA 26. REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS VERTEDEROS, CONSIDERANDO LA ELEVACIÓN
DEL VERTEDOR DE SERVICIO HASTA LA COTA DEL VERTEDOR AUXILIAR.
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
53
4.1.- Tránsito de una avenida para los diferentes tiempos de retornos considerando la
elevación del vertedor de servicio hasta la cota del vertedor auxiliar.
FIGURA 27: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 50 AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/s)
TIEMPO (h)
54
TABLA 10: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO
DE 50 AÑOS
Longitud del vertedor 66
Cota del vertedor 45
Coef. C (1,7 - 2) 2
horas (h)
t (S) Q de entrada
(m3/s)
Volumen (m3)
Elevación (m)
Q de salida (m3/s)
Volumen (m3)
Vol. En el embalse
Vol. Acumulado
53.4
1 3600 0 0 45.5 0 0.000 0.000 53.400
2 1.5133 0.00544788 45.501 0.00417421 0.000 0.005 53.405
3 9.08 0.032688 45.504 0.03339365 0.000 0.033 53.438
4 75.667 0.2724012 45.5311 0.72395991 0.003 0.270 53.708
5 234.5677 0.84444372 45.598 4.04960855 0.015 0.830 54.538
6 446.4353 1.60716708 45.694 11.279154 0.041 1.567 56.104
7 620.4694 2.23368984 45.924 36.4437212 0.131 2.102 58.207
8 726.403 2.6150508 46.169 72.2292504 0.260 2.355 60.562
9 756.67 2.724012 46.441 120.492043 0.434 2.290 62.852
10 718.8364 2.58781104 46.62 156.45915 0.563 2.025 64.877
11 635.6028 2.28817008 46.79 193.400903 0.696 1.592 66.468
12 544.8024 1.96128864 46.98 237.665698 0.856 1.106 67.574
13 454.002 1.6344072 47.07 259.670976 0.935 0.700 68.274
14 370.76 1.334736 47.1 267.149217 0.962 0.373 68.647
15 295.101 1.0623636 47.16 282.316371 1.016 0.046 68.693
16 234.5677 0.84444372 47.171 285.127172 1.026 -0.182 68.511
17 181.6 0.65376 47.15 279.769166 1.007 -0.353 68.157
18 143.767 0.5175612 47.14 277.229667 0.998 -0.480 67.677
19 113.5 0.4086 47.12 272.173885 0.980 -0.571 67.106
20 90.8 0.32688 47.09 264.64861 0.953 -0.626 66.480
21 83.23 0.299628 47.05 254.724946 0.917 -0.617 65.862
22 75.667 0.2724012 47.01 244.928517 0.882 -0.609 65.253
23 68.1 0.24516 46.98 237.665698 0.856 -0.610 64.643
24 60.533 0.2179188 46.94 228.096 0.821 -0.603 64.039
25 52.96 0.190656 46.91 221.005255 0.796 -0.605 63.434
26 49.9402 0.17978472 46.88 213.989548 0.770 -0.591 62.844
27 45.4002 0.16344072 46.85 207.04969 0.745 -0.582 62.262
28 42.3735 0.1525446 46.81 197.915986 0.712 -0.560 61.702
29 39.3468 0.14164848 46.78 191.156419 0.688 -0.547 61.155
30 36.32018 0.13075265 46.75 184.475608 0.664 -0.533 60.622
31 33.2934 0.11985624 46.72 177.874494 0.640 -0.520 60.102
32 27.99679 0.10078844 46.69 171.35405 0.617 -0.516 59.586
33 25.7567 0.09272412 46.66 164.915287 0.594 -0.501 59.085
34 24.2134 0.08716824 46.63 158.559255 0.571 -0.484 58.601 FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
55
FIGURA 28: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 50 AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/S)
TIEMPO (h)
Caudal de salida Caudal de entrada
56
FIGURA 29: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 100
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/s)
TIEMPO (h)
57
TABLA 11: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
100 AÑOS
Longitud del vertedor
66 Cota del vertedor 45
Coef. C (1,7 - 2) 2
horas (h)
t (S) Q de entrada
(m3/s)
Volumen (m3)
Elevación (m)
Q de salida (m3/s)
Volumen (m3)
Vol. En el embalse
Vol. Acumulado
53.4
1
3600 0 0 45.5 0 0.000 0.000 53.400
2
1.7509 0.0063 45.501 0.004 0.000 0.006 53.406
3
10.5056 0.0378 45.504 0.033 0.000 0.038 53.444
4
37.547 0.1351 45.536 0.901 0.003 0.132 53.576
5
271.3957 0.9770 45.633 6.402 0.023 0.954 54.530
6
516.527 1.859 45.817 23.559 0.085 1.775 56.305
7
717.885 2.5843 46.021 49.639 0.179 2.406 58.710
8
840.451 3.0256 46.31 96.228 0.346 2.679 61.389
9
875.47 3.1516 46.59 150.215 0.541 2.611 64.000
10
831.696 2.9941 46.82 200.1865 0.721 2.273 66.274
11
735.394 2.6474 47.01 244.9285 0.882 1.766 68.039
12
630.338 2.2692 47.18 287.4338 1.035 1.234 69.274
13
525.282 1.8910 47.27 310.8378 1.119 0.772 70.046
14
428.9803 1.5443 47.345 330.8022 1.191 0.353 70.399
15
341.4333 1.2291 47.37 337.5486 1.215 0.014 70.413
16
271.3957 0.9770 47.362 335.3848 1.207 -0.230 70.183
17
210.1128 0.756 47.354 333.2257 1.200 -0.443 69.740
18
166.3393 0.5988 47.35 332.147 1.196 -0.597 69.143
19
131.3205 0.472 47.31 321.4339 1.157 -0.684 68.458
20
105.0564 0.3782 47.27 310.8378 1.119 -0.741 67.718
21
96.3017 0.3466 47.23 300.3606 1.081 -0.735 66.983
22
87.547 0.3151 47.17 284.8712 1.026 -0.710 66.273
23
78.7923 0.2836 47.12 272.1738 0.980 -0.696 65.577
24
70.0376 0.252 47.09 264.6486 0.953 -0.701 64.876
25
61.2829 0.2206 47.06 257.1939 0.926 -0.705 64.171
26
57.781 0.2080 47 242.4994 0.873 -0.665 63.506
27
52.528 0.1891 46.96 232.8644 0.838 -0.649 62.856
28
49.0263 0.1764 46.92 223.3605 0.804 -0.628 62.229
29
45.52444 0.1638 46.89 216.3197 0.779 -0.615 61.614
30
42.0225 0.1512 46.85 207.0496 0.745 -0.594 61.020
31
38.526 0.1386 46.82 200.1865 0.721 -0.582 60.438
32
32.39239 0.1166 46.79 193.4009 0.696 -0.580 59.858
33
29.7659 0.1071 46.75 184.4756 0.664 -0.557 59.301
34
28.01504 0.1008 46.73 180.0659 0.648 -0.547 58.754 FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
58
FIGURA 30: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 100
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/S)
TIEMPO (h)
Caudal de salida Caudal de entrada
59
FIGURA 31: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 500
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/s)
TIEMPO (h)
60
TABLA 12: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
500 AÑOS
Longitud del vertedor
66
Cota del vertedor 45.5 Coef. C (1,7 - 2) 2
horas (h) t (S) Q de entrada
(m3/s)
Volumen (m3)
Elevación (m)
Q de salida (m3/s)
Volumen (m3)
Vol. En el
embalse
Vol. Acumulado
53.4
1
3600 0 0 45.5 0 0.000 0.000 53.400
2
2.28654 0.0082 45.501 0.0041 0.000 0.008 53.408
3
13.71924 0.0493 45.506 0.0613 0.000 0.049 53.457
4
114.327 0.4115 45.547 1.3449 0.005 0.407 53.864
5
354.4137 1.2758 45.644 7.2130 0.026 1.250 55.114
6
674.5293 2.4283 45.714 13.0675 0.047 2.381 57.495
7
937.4814 3.3749 45.89 32.1492 0.116 3.259 60.755
8
1097.5392 3.9511 46.125 65.2219 0.235 3.716 64.471
9
1143.27 4.115 46.519 135.7798 0.489 3.627 68.098
10
1086.1065 3.9099 46.88 213.9895 0.770 3.140 71.237
11
960.3468 3.4572 47.19 290.004 1.044 2.413 73.651
12
823.1544 2.9633 47.44 356.6781 1.284 1.679 75.330
13
685.962 2.4694 47.64 413.2326 1.488 0.982 76.312
14
560.2023 2.0167 47.79 457.4326 1.647 0.370 76.682
15
445.8753 1.6051 47.89 487.7202 1.756 -0.151 76.531
16
354.4137 1.2758 47.924 498.164 1.793 -0.518 76.014
17
274.3848 0.9877 47.914 495.085 1.782 -0.795 75.219
18
217.2213 0.7819 47.892 488.3325 1.758 -0.976 74.243
19
171.4905 0.6173 47.894 488.9451 1.760 -1.143 73.100
20
137.1924 0.4938 47.883 485.57 1.748 -1.254 71.846
21
125.7597 0.452 47.869 481.3062 1.733 -1.280 70.566
22
114.327 0.4115 47.852 476.1347 1.714 -1.303 69.264
23
102.8943 0.3704 47.75 445.5 1.604 -1.233 68.030
24
91.4616 0.3292 47.725 438.0956 1.577 -1.248 66.782
25
80.0289 0.2881 47.697 429.8520 1.547 -1.259 65.523
26
75.45582 0.2716 47.668 421.3692 1.517 -1.245 64.278
27
68.5962 0.2469 47.638 412.6534 1.486 -1.239 63.039
28
64.02312 0.2304 47.606 403.4237 1.452 -1.222 61.817
29
59.45004 0.214 47.575 394.5491 1.420 -1.206 60.611
30
54.87696 0.1975 47.509 375.8753 1.353 -1.156 59.455
31
50.30388 0.1810 47.54 384.6087 1.385 -1.203 58.252
32
42.30099 0.1522 47.475 366.3739 1.319 -1.167 57.085
33
38.87118 0.1399 47.438 356.1267 1.282 -1.142 55.943
34
38.58464 0.1389 47.403 346.5230 1.247 -1.109 54.834 FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
61
FIGURA 32: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 500
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/S)
TIEMPO (h)
Caudal de salida Caudal de entrada
62
FIGURA 33: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 1000
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/s)
TIEMPO (h)
63
TABLA 13: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
1000 AÑOS
Longitud del vertedor #1
66
Cota del vertedor 45 Coef. C (1,7 - 2) 2
horas (h) t (S) Q de entrada
(m3/s)
Volumen (m3)
Elevación (m)
Q de salida (m3/s)
Volumen (m3)
Vol. En el
embalse
Vol. Acumulado
53.4000
1
3600 0 0.0000 45.5 0.000 0.0000 0.000 53.4000
2
2.504 0.0090 45.501 0.004 0.0000 0.009 53.4090
3
15.028 0.0541 45.506 0.061 0.0002 0.054 53.4629
4
125.231 0.4508 45.551 1.520 0.0055 0.445 53.9082
5
388.216 1.3976 45.54 1.056 0.0038 1.394 55.3020
6
738.862 2.6599 45.603 4.363 0.0157 2.644 57.9462
7
1026.894 3.6968 45.815 71.582 0.2577 3.439 61.3853
8
1202.218 4.3280 46.245 151.250 0.5445 3.783 65.1688
9
1252.310 4.5083 46.674 248.343 0.8940 3.614 68.7831
10
1189.695 4.2829 47.07 351.177 1.2642 3.019 71.8018
11
1051.940 3.7870 47.41 448.473 1.6145 2.172 73.9742
12
901.663 3.2460 47.68 531.196 1.9123 1.334 75.3079
13
751.386 2.7050 47.88 595.412 2.1435 0.562 75.8694
14
613.632 2.2091 48.02 641.796 2.3105 0.101 75.9708
15
488.400 1.7582 48.12 675.630 2.4323 0.674 76.6448
16
388.216 1.3976 48.17 692.762 2.4939 1.096 77.7412
17
300.551 1.0820 48.196 701.728 2.5262 -1.444 76.2970
18
237.939 0.8566 48.194 701.037 2.5237 -1.667 74.6298
19
187.849 0.6763 48.18 696.206 2.5063 -1.830 72.7997
20
150.277 0.5410 48.15 685.892 2.4692 -1.928 70.8715
21
137.754 0.4959 48.12 675.630 2.4323 -1.936 68.9352
22
125.231 0.4508 48.08 662.026 2.3833 -1.932 67.0027
23
112.708 0.4057 48.04 648.516 2.3347 -1.929 65.0738
24
100.185 0.3607 48.01 638.444 2.2984 -1.938 63.1361
25
87.662 0.3156 47.98 628.425 2.2623 -1.947 61.1893
26
82.652 0.2975 47.94 615.149 2.2145 -1.917 59.2723
27
75.138 0.2705 47.89 598.687 2.1553 -1.885 57.3875
28
70.129 0.2525 47.85 585.625 2.1082 -1.856 55.5318
29
65.120 0.2344 47.82 575.892 2.0732 -1.839 53.6930
30
60.111 0.2164 47.78 562.999 2.0268 -1.810 51.8826
31
55.102 0.1984 47.74 550.204 1.9807 -1.782 50.1002
32
46.335 0.1668 47.7 537.507 1.9350 -1.768 48.3320
33
42.579 0.1533 47.66 524.910 1.8897 -1.736 46.5956
34
40.074 0.1443 47.64 518.648 1.8671 -1.723 44.8727 FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
64
FIGURA 34: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 1000
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/S)
TIEMPO (h)
Caudal de salida Caudal de entrada
65
TABLA 14: RESULTADOS DE LOS ANALISIS
Tr
Nivel de
agua Caudal
Volumen
(Hm3)
Bordo
Libre
50 47.22 298.01 68.01 2.53
100 47.42 351.18 70.039 2.33
500 48.514 690.69 78.991 1.236
1000 48.67 753.48 79.023 1.056 FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
4.2.- Utilización de compuerta en el vertedor de servicio con una altura igual 1.50 metros.
En este análisis se considerada la colocación de una compuerta de 1.5 metro de altura en el
vertedor de servicio teniendo 1 metro de carga de agua en el vertedor auxiliar.
FIGURA 35: ESQUEMA DE LA COLOCACION DE UNA COMPUERTA EN EL VERTEDERO DE SERVICIO
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
66
4.2.1.- Tránsito de la avenida para diferente tiempo de retorno considerando la utilización
de compuerta en el vertedor de servicio con una altura igual 1.50 metros.
FIGURA 36: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 50 AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/s)
TIEMPO (h)
67
TABLA 15: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
50 AÑOS.
Longitud del vertedor #2
50
Cota del vertedor 45 Coef. C (1,7 - 2) 2
horas (h)
t (S) Q de entrada
(m3/s)
Volumen (m3)
Elevación (m)
Q de salida (m3/s)
Volumen (m3)
Vol. En el embalse
Vol. Acumulado
53.4
1
3600 0 0 45.5 0 0.000 0.000 53.400
2
1.5133 0.0054 45.501 0.003 0.000 0.005 53.405
3
9.08 0.0327 45.504 0.025 0.000 0.033 53.438
4
75.667 0.2724 45.5311 0.548 0.002 0.270 53.708
5
234.5677 0.8444 45.615 3.900 0.014 0.830 54.539
6
446.4353 1.6072 45.774 14.343 0.052 1.556 56.094
7
620.4694 2.2337 45.994 34.721 0.125 2.109 58.203
8
726.403 2.6151 46.249 64.822 0.233 2.382 60.585
9
756.67 2.7240 46.51 101.504 0.365 2.359 62.943
10
718.8364 2.5878 46.71 133.100 0.479 2.109 65.052
11
635.6028 2.2882 46.89 163.879 0.590 1.698 66.750
12
544.8024 1.9613 47.03 189.251 0.681 1.280 68.030
13
454.002 1.6344 47.12 206.192 0.742 0.892 68.922
14
370.76 1.3347 47.18 217.753 0.784 0.551 69.473
15
295.101 1.0624 47.22 225.576 0.812 0.250 69.723
16
234.5677 0.8444 47.229 227.349 0.818 0.026 69.749
17
181.6 0.6538 47.22 225.576 0.812 -0.158 69.591
18
143.767 0.5176 47.2 221.653 0.798 -0.280 69.311
19
113.5 0.4086 47.17 215.812 0.777 -0.368 68.942
20
90.8 0.3269 47.14 210.022 0.756 -0.429 68.513
21
83.23 0.2996 47.1 202.386 0.729 -0.429 68.084
22
75.667 0.2724 47.06 194.844 0.701 -0.429 67.655
23
68.1 0.2452 47.03 189.251 0.681 -0.436 67.219
24
60.533 0.2179 46.99 181.878 0.655 -0.437 66.782
25
52.96 0.1907 46.96 176.412 0.635 -0.444 66.338
26
49.9402 0.1798 46.93 171.003 0.616 -0.436 65.902
27
45.4002 0.1634 46.9 165.650 0.596 -0.433 65.469
28
42.3735 0.1525 46.86 158.602 0.571 -0.418 65.051
29
39.3468 0.1416 46.83 153.383 0.552 -0.411 64.640
30
36.32018 0.1308 46.8 148.223 0.534 -0.403 64.237
31
33.2934 0.1199 46.77 143.122 0.515 -0.395 63.842
32
27.99679 0.1008 46.74 138.081 0.497 -0.396 63.446
33
25.7567 0.0927 46.71 133.100 0.479 -0.386 63.059
34
24.2134 0.0872 46.68 128.181 0.461 -0.374 62.685 FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
68
FIGURA 37: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 50 AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/S)
TIEMPO (h)
69
FIGURA 38: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 100
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/s)
TIEMPO (h)
70
TABLA 16: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
100 AÑOS.
Longitud del vertedor #2
50
Cota del vertedor 45 Coef. C (1,7 - 2) 2
horas (h)
Q de entrada (m3/s)
Volumen (m3)
Elevación (m)
Q de salida (m3/s)
Volumen (m3)
Vol. En el
embalse
Vol. Acumulado
53.4
1
3600 0 0 45.5 0 0.000 0.000 53.400
2
1.7509 0.0063 45.501 0.003 0.000 0.006 53.406
3
10.5056 0.0378 45.504 0.025 0.000 0.038 53.444
4
37.547 0.1352 45.536 0.683 0.002 0.133 53.577
5
271.3957 0.9770 45.633 4.850 0.017 0.960 54.536
6
516.527 1.8595 45.817 17.848 0.064 1.795 56.332
7
717.885 2.5844 46.071 43.147 0.155 2.429 58.761
8
840.451 3.0256 46.36 79.753 0.287 2.739 61.499
9
875.47 3.1517 46.64 121.719 0.438 2.714 64.213
10
831.696 2.9941 46.87 160.354 0.577 2.417 66.629
11
735.394 2.6474 47.06 194.844 0.701 1.946 68.575
12
630.338 2.2692 47.23 227.546 0.819 1.450 70.025
13
525.282 1.8910 47.32 245.531 0.884 1.007 71.033
14
428.9803 1.5443 47.395 260.864 0.939 0.605 71.638
15
341.4333 1.2292 47.42 266.043 0.958 0.271 71.909
16
271.3957 0.9770 47.412 264.382 0.952 0.025 71.934
17
210.1128 0.7564 47.404 262.724 0.946 -0.189 71.745
18
166.3393 0.5988 47.4 261.897 0.943 -0.344 71.401
19
131.3205 0.4728 47.36 253.670 0.913 -0.440 70.961
20
105.0564 0.3782 47.32 245.531 0.884 -0.506 70.455
21
96.3017 0.3467 47.28 237.482 0.855 -0.508 69.947
22
87.547 0.3152 47.22 225.576 0.812 -0.497 69.450
23
78.7923 0.2837 47.17 215.812 0.777 -0.493 68.956
24
70.0376 0.2521 47.14 210.022 0.756 -0.504 68.453
25
61.2829 0.2206 47.11 204.286 0.735 -0.515 67.938
26
57.781 0.2080 47.05 192.973 0.695 -0.487 67.451
27
52.528 0.1891 47.01 185.552 0.668 -0.479 66.972
28
49.0263 0.1765 46.97 178.228 0.642 -0.465 66.507
29
45.52444 0.1639 46.94 172.800 0.622 -0.458 66.049
30
42.0225 0.1513 46.9 165.650 0.596 -0.445 65.604
31
38.526 0.1387 46.87 160.354 0.577 -0.439 65.165
32
32.39239 0.1166 46.84 155.116 0.558 -0.442 64.723
33
29.7659 0.1072 46.8 148.223 0.534 -0.426 64.297
34
28.01504 0.1009 46.78 144.815 0.521 -0.420 63.876 FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
71
FIGURA 39: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 100
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/S)
TIEMPO (h)
Caudal de salida Caudal de entrada
72
FIGURA 40: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 500
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/s)
TIEMPO (h)
73
TABLA 17: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
500 AÑOS.
Cota del vertedor 45.5 Coef. C (1,7 - 2) 2
horas (h)
t (S) Q de entrada
(m3/s)
Volumen (m3)
Elevación (m)
Q de salida (m3/s)
Volumen (m3)
Vol. En el embalse
Vol. Acumulado
53.4
1
3600 0.000 0.0000 45.5 0.000 0.000 0.000 53.400
2
2.287 0.0082 45.501 0.003 0.000 0.008 53.408
3
13.719 0.0494 45.506 0.046 0.000 0.049 53.457
4
114.327 0.4116 45.547 1.019 0.004 0.408 53.865
5
354.414 1.2759 45.674 7.258 0.026 1.250 55.115
6
674.529 2.4283 45.914 26.638 0.096 2.332 57.448
7
937.481 3.3749 46.24 63.657 0.229 3.146 60.593
8
1097.539 3.9511 46.585 113.017 0.407 3.544 64.138
9
1143.270 4.1158 46.979 179.867 0.648 3.468 67.606
10
1086.107 3.9100 47.34 249.590 0.899 3.011 70.617
11
960.347 3.4572 47.65 315.252 1.135 2.322 72.940
12
823.154 2.9634 47.9 371.806 1.339 1.625 74.564
13
685.962 2.4695 48.1 419.237 1.509 0.960 75.525
14
560.202 2.0167 48.25 456.036 1.642 0.375 75.900
15
445.875 1.6052 48.35 481.135 1.732 0.127 76.027
16
354.414 1.2759 48.42 498.970 1.796 0.520 76.547
17
274.385 0.9878 48.454 507.710 1.828 0.840 77.387
18
217.221 0.7820 48.472 512.358 1.844 1.062 78.721
19
171.491 0.6174 48.474 512.875 1.846 -1.229 77.492
20
137.192 0.4939 48.463 510.032 1.836 -1.342 76.150
21
125.760 0.4527 48.449 506.422 1.823 -1.370 74.779
22
114.327 0.4116 48.432 502.049 1.807 -1.396 73.384
23
102.894 0.3704 48.41 496.409 1.787 -1.417 71.967
24
91.462 0.3293 48.385 490.026 1.764 -1.435 70.532
25
80.029 0.2881 48.357 482.909 1.738 -1.450 69.082
26
75.456 0.2716 48.328 475.575 1.712 -1.440 67.641
27
68.596 0.2469 48.298 468.028 1.685 -1.438 66.203
28
64.023 0.2305 48.266 460.022 1.656 -1.426 64.778
29
59.450 0.2140 48.235 452.310 1.628 -1.414 63.363
30
54.877 0.1976 48.169 436.037 1.570 -1.372 61.991
31
50.304 0.1811 48.2 443.655 1.597 -1.416 60.575
32
42.301 0.1523 48.135 427.731 1.540 -1.388 59.188
33
38.871 0.1399 48.098 418.754 1.508 -1.368 57.820
34
38.585 0.1389 48.063 410.320211 1.477 -1.338 56.482 FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
74
FIGURA 41: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 500
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/S)
TIEMPO (h)
Caudal de salida Caudal de entrada
75
FIGURA 42: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 1000 AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/s)
TIEMPO (h)
76
TABLA 18: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
1000 AÑOS.
Longitud del vertedor #2
50
Cota del vertedor 45.5 Coef. C (1,7 - 2) 2
horas (h) t (S) Q de entrada
(m3/s)
Volumen (m3)
Elevación (m)
Q de salida (m3/s)
Volumen (m3)
Vol. En el
embalse
Vol. Acumulado
53.4
1
3600 0 0 45.5 0.000 0.000 0.000 53.400
2
2.50 0.0090 45.501 0.003 0.000 0.009 53.409
3
15.03 0.0541 45.506 0.046 0.000 0.054 53.463
4
125.23 0.4508 45.551 1.152 0.004 0.447 53.910
5
388.22 1.3976 45.69 8.282 0.030 1.368 55.277
6
738.86 2.6599 45.953 30.489 0.110 2.550 57.828
7
1026.89 3.6968 46.315 73.576 0.265 3.432 61.259
8
1202.22 4.3280 46.745 138.917 0.500 3.828 65.087
9
1252.31 4.5083 47.174 216.587 0.780 3.729 68.816
10
1189.69 4.2829 47.57 297.821 1.072 3.211 72.027
11
1051.94 3.7870 47.91 374.133 1.347 2.440 74.467
12
901.66 3.2460 48.18 438.735 1.579 1.667 76.133
13
751.39 2.7050 48.38 488.752 1.760 0.945 77.079
14
613.63 2.2091 48.52 524.820 1.889 0.320 77.399
15
488.40 1.7582 48.62 551.102 1.984 0.226 77.624
16
388.22 1.3976 48.67 564.402 2.032 0.634 78.259
17
300.55 1.0820 48.696 571.360 2.057 0.975 79.233
18
237.94 0.8566 48.694 570.824 2.055 -1.198 78.035
19
187.85 0.6763 48.68 567.075 2.041 -1.365 76.670
20
150.28 0.5410 48.65 559.070 2.013 -1.472 75.198
21
137.75 0.4959 48.62 551.102 1.984 -1.488 73.710
22
125.23 0.4508 48.58 540.538 1.946 -1.495 72.215
23
112.71 0.4057 48.54 530.042 1.908 -1.502 70.713
24
100.18 0.3607 48.51 522.215 1.880 -1.519 69.193
25
87.66 0.3156 48.48 514.428 1.852 -1.536 67.657
26
82.65 0.2975 48.44 504.105 1.815 -1.517 66.140
27
75.14 0.2705 48.39 491.300 1.769 -1.498 64.642
28
70.13 0.2525 48.35 481.135 1.732 -1.480 63.162
29
65.12 0.2344 48.32 473.559 1.705 -1.470 61.692
30
60.11 0.2164 48.28 463.519 1.669 -1.452 60.239
31
55.10 0.1984 48.24 453.551 1.633 -1.434 58.805
32
46.34 0.1668 48.2 443.655 1.597 -1.430 57.375
33
42.58 0.1533 48.16 433.833 1.562 -1.409 55.966
34
40.07 0.1443 48.14 428.949228 1.544 -1.400 54.566 FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
77
FIGURA 43: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 1000
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/S)
TIEMPO (h)
Caudal de salida Caudal de entrada
78
TABLA 19: RESULTADOS DE LOS ANALISIS
Tr
Nivel de
agua Caudal
Volumen
(Hm3) Bordo Libre
50 47.31 227.35 69.726 2.44
100 47.4841 262.75 69.925 2.2659
500 48.567 523.256 78.972 1.183
1000 48.72 717.198 79.241 1.03 FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
4.3.- Utilización de compuerta en el cimacio del vertedor auxiliar con una altura igual 1.50
metros.
Colocación de una compuerta de 1.50 metros en el vertedor auxiliar
FIGURA 44: REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS VERTEDEROS, CONSIDERANDO LA UTILIZACIÓN
DE COMPUERTA EN EL CIMACIO DEL VERTEDOR AUXILIAR CON UNA ALTURA IGUAL 1.50
METROS.
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
79
FIGURA 45: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 50 AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/s)
TIEMPO (h)
80
TABLA 20: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
50 AÑOS.
Longitud del vertedor #1
16
Cota del vertedor 45 Coef. C (1,7 - 2) 2
horas (h) t (S) Q de entrada
(m3/s)
Volumen (*10^6
m3)
Elevación (m)
Q de salida (m3/s)
Volumen (*10^3
m3)
Vol. En el
embalse
Vol. Acumulado
48.4
1
3600 0 0 45 0.000 0.000 0.000 48.400
2
1.5133 0.0054 45.001 0.001 0.000 0.005 48.405
3
9.080 0.0327 45.004 0.008 0.000 0.033 48.438
4
75.667 0.2724 45.0311 0.176 0.001 0.272 48.710
5
234.568 0.8444 45.115 1.248 0.004 0.840 49.550
6
446.435 1.6072 45.274 4.590 0.017 1.591 51.140
7
620.469 2.2337 45.494 11.111 0.040 2.194 53.334
8
726.403 2.6151 45.749 20.743 0.075 2.540 55.875
9
756.670 2.7240 46.01 32.481 0.117 2.607 58.482
10
718.836 2.5878 46.26 45.259 0.163 2.425 60.906
11
635.603 2.2882 46.46 56.452 0.203 2.085 62.991
12
544.802 1.9613 46.63 66.593 0.240 1.722 64.713
13
454.002 1.6344 46.77 75.355 0.271 1.363 66.076
14
370.760 1.3347 46.87 81.830 0.295 1.040 67.116
15
295.101 1.0624 46.95 87.137 0.314 0.749 67.865
16
234.568 0.8444 47 90.510 0.326 0.519 68.384
17
181.600 0.6538 47.03 92.554 0.333 0.321 68.704
18
143.767 0.5176 47.048 93.787 0.338 0.180 68.884
19
113.5 0.4086 47.055 94.269 0.339 0.069 68.953
20
90.8 0.3269 47.054 94.200 0.339 -0.012 68.941
21
83.23 0.2996 47.05 93.925 0.338 -0.039 68.903
22
75.667 0.2724 47.045 93.581 0.337 -0.064 68.838
23
68.1 0.2452 47.035 92.896 0.334 -0.089 68.749
24
60.533 0.2179 47.023 92.075 0.331 -0.114 68.635
25
52.960 0.1907 47.01 91.189 0.328 -0.138 68.498
26
49.940 0.1798 47 90.510 0.326 -0.146 68.352
27
45.400 0.1634 46.978 89.020 0.320 -0.157 68.195
28
42.374 0.1525 46.963 88.010 0.317 -0.164 68.030
29
39.347 0.1416 46.946 86.869 0.313 -0.171 67.859
30
36.320 0.1308 46.928 85.666 0.308 -0.178 67.681
31
33.293 0.1199 46.91 84.470 0.304 -0.184 67.497
32
27.997 0.1008 46.89 83.146 0.299 -0.199 67.299
33
25.757 0.0927 46.87 81.830 0.295 -0.202 67.097
34
24.213 0.0872 46.549 61.692 0.222 -0.135 66.962 FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
81
FIGURA 46: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 50 AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/S)
TIEMPO (h)
Caudal de salida Caudal de entrada
82
FIGURA 47: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 100
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/s)
TIEMPO (h)
83
TABLA 21: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
100 AÑOS.
Longitud del vertedor #1
16
Cota del vertedor 45 Coef. C (1,7 - 2) 2
horas (h)
Q de entrada (m3/s)
Volumen (m3)
Elevación (m)
Q de salida (m3/s)
Volumen (m3)
Vol. En el
embalse
Vol. Acumulado
48.4
1
3600 0.000 0.0000 45 0.000 0.000 0.000 48.400
2
1.751 0.0063 45.001 0.001 0.000 0.006 48.406
3
10.506 0.0378 45.004 0.008 0.000 0.038 48.444
4
37.547 0.1352 45.036 0.219 0.001 0.134 48.578
5
271.396 0.9770 45.133 1.552 0.006 0.971 49.550
6
516.527 1.8595 45.317 5.711 0.021 1.839 51.389
7
717.885 2.5844 45.571 13.807 0.050 2.535 53.924
8
840.451 3.0256 45.86 25.521 0.092 2.934 56.857
9
875.470 3.1517 46.17 40.498 0.146 3.006 59.863
10
831.696 2.9941 46.44 55.296 0.199 2.795 62.658
11
735.394 2.6474 46.68 69.681 0.251 2.397 65.055
12
630.338 2.2692 46.88 82.487 0.297 1.972 67.027
13
525.282 1.8910 47.04 93.238 0.336 1.555 68.582
14
428.980 1.5443 47.16 101.585 0.366 1.179 69.761
15
341.433 1.2292 47.24 107.281 0.386 0.843 70.604
16
271.396 0.9770 47.3 111.620 0.402 0.575 71.179
17
210.113 0.7564 47.33 113.811 0.410 0.347 71.526
19
131.321 0.4728 47.355 115.648 0.416 0.056 71.766
20
105.056 0.3782 47.351 115.353 0.415 -0.037 71.729
21
96.302 0.3467 47.344 114.838 0.413 -0.067 71.663
22
87.547 0.3152 47.335 114.177 0.411 -0.096 71.567
23
78.792 0.2837 47.322 113.225 0.408 -0.124 71.443
24
70.038 0.2521 47.307 112.130 0.404 -0.152 71.291
25
61.283 0.2206 47.289 110.820 0.399 -0.178 71.113
26
57.781 0.2080 47.271 109.516 0.394 -0.186 70.927
27
52.528 0.1891 47.251 108.072 0.389 -0.200 70.727
28
49.026 0.1765 47.23 106.563 0.384 -0.207 70.520
29
45.524 0.1639 47.208 104.990 0.378 -0.214 70.305
30
42.023 0.1513 47.186 103.425 0.372 -0.221 70.084
31
38.526 0.1387 47.164 101.868 0.367 -0.228 69.856
32
32.392 0.1166 47.139 100.107 0.360 -0.244 69.613
33
29.766 0.1072 47.114 98.357 0.354 -0.247 69.366
34
28.015 0.1009 47.09 96.687 0.348 -0.247 69.118 FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
84
FIGURA 48: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 100
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/S)
TIEMPO (h)
Caudal de salida Caudal de entrada
85
FIGURA 49: HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 500
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/s)
TIEMPO (h)
86
TABLA 22 : TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
500 AÑOS.
Longitud del vertedor
#1
16 Cota del vertedor 45.5
Coef. C (1,7 - 2) 2
horas (h) t (S)
Q de
entrada
(m3/s)
Volumen
(*10^6 m3)
Elevación
(m)
Q de salida
(m3/s)
Volumen
(*10^6
m3)
Vol. En
el
embalse
Vol.
Acumulado
48.4
1
3600 0 0 45 0 0.000 0.000 48.400
2
2.28654 0.0082 45.001 0.0010 0.000 0.008 48.408
3
13.71924 0.0493 45.006 0.0148 0.000 0.049 48.458
4
114.327 0.4115 45.047 0.3260 0.001 0.410 48.868
5
354.4137 1.2758 45.174 2.322 0.008 1.268 50.135
6
674.5293 2.4283 45.414 8.524 0.031 2.398 52.533
7
937.4814 3.3749 45.74 20.3703 0.073 3.302 55.835
8
1097.5392 3.9511 46.125 38.1837 0.137 3.814 59.648
9
1143.27 4.1157 46.519 59.9082 0.216 3.900 63.548
10
1086.1065 3.9099 46.88 82.4872 0.297 3.613 67.162
11
960.3468 3.4572 47.19 103.7089 0.373 3.084 70.245
12
823.1544 2.9633 47.44 121.9648 0.439 2.524 72.770
13
685.962 2.4694 47.64 137.2637 0.494 1.975 74.745
14
560.2023 2.0167 47.79 149.1270 0.537 1.480 76.225
15
445.8753 1.6051 47.89 157.216 0.566 1.039 77.264
16
354.4137 1.2758 47.96 162.962 0.587 0.689 77.953
18
217.2213 0.7819 48.012 167.2755 0.602 0.180 78.524
19
171.4905 0.6173 48.014 167.4421 0.603 0.015 78.539
20
137.1924 0.4938 48.003 166.5263 0.599 -0.106 78.433
21
125.7597 0.4527 47.989 165.3631 0.595 -0.143 78.290
22
114.327 0.4115 47.972 163.9544 0.590 -0.179 78.112
23
102.8943 0.3704 47.95 162.1373 0.584 -0.213 77.899
24
91.4616 0.3292 47.925 160.080 0.576 -0.247 77.652
25
80.0289 0.2881 47.897 157.7875 0.568 -0.280 77.372
26
75.45582 0.2716 47.868 155.4242 0.560 -0.288 77.084
27
68.5962 0.2469 47.838 152.9919 0.551 -0.304 76.780
28
64.02312 0.2304 47.806 150.4116 0.541 -0.311 76.469
29
59.45004 0.2140 47.775 147.9259 0.533 -0.319 76.150
30
54.87696 0.1975 47.709 142.6801 0.514 -0.316 75.834
31
50.30388 0.1810 47.74 145.1362 0.522 -0.341 75.493
32
42.30099 0.1522 47.675 140.0024 0.504 -0.352 75.141
33
38.87118 0.1399 47.638 137.1078 0.494 -0.354 74.787
34
38.5846 0.1389 47.603 134.388 0.484 -0.345 74.443 FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
87
FIGURA 50: HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 500
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/S)
TIEMPO (h)
Caudal de salida Caudal de entrada
88
FIGURA 51 : HIDROGRAMA DE LA MAXIMA AVENIDA, PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 1000
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/s)
TIEMPO (h)
89
TABLA 23: TABLA DE CÁLCULO DE TRANSITO DE LA AVENIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE
1000 AÑOS.
Longitud del vertedor #1
16
Cota del vertedor 45 Coef. C (1,7 - 2) 2
horas (h) t (S) Q de entrada
(m3/s)
Volumen (m3)
Elevación (m)
Q de salida (m3/s)
Volumen (m3)
Vol. En el
embalse
Vol. Acumulado
48.4
1
3600 0 0.000 45 0.000 0.000 0.000 48.400
2
2.504 0.009 45.001 0.001 0.000 0.009 48.409
3
15.0277 0.054 45.006 0.015 0.000 0.054 48.463
4
125.231 0.451 45.051 0.369 0.001 0.450 48.913
5
388.2161 1.398 45.19 2.650 0.010 1.388 50.301
6
738.862 2.660 45.453 9.757 0.035 2.625 52.925
7
1026.894 3.697 45.815 23.544 0.085 3.612 56.537
8
1202.2176 4.328 46.245 44.453 0.160 4.168 60.705
9
1252.31 4.508 46.674 69.308 0.250 4.259 64.964
10
1189.6945 4.283 47.07 95.303 0.343 3.940 68.904
11
1051.9404 3.787 47.41 119.722 0.431 3.356 72.260
12
901.663 3.246 47.68 140.395 0.505 2.741 75.001
13
751.386 2.705 47.89 157.216 0.566 2.139 77.140
14
613.6319 2.209 48.05 170.451 0.614 1.595 78.735
15
488.4 1.758 48.16 179.755 0.647 1.111 79.846
16
388.2161 1.398 48.23 185.761 0.669 0.729 80.575
17
300.5511 1.082 48.27 189.222 0.681 0.401 80.976
18
237.939 0.857 48.289 190.874 0.687 0.169 81.145
19
187.8486 0.676 48.288 190.787 0.687 -0.011 81.135
20
150.2772 0.541 48.274 189.569 0.682 -0.141 80.993
21
137.754 0.496 48.256 188.008 0.677 -0.181 80.812
22
125.231 0.451 48.234 186.106 0.670 -0.219 80.593
23
112.7079 0.406 48.209 183.952 0.662 -0.256 80.337
24
100.1848 0.361 48.179 181.378 0.653 -0.292 80.044
25
87.6617 0.316 48.146 178.562 0.643 -0.327 79.717
26
82.652 0.298 48.113 175.759 0.633 -0.335 79.382
27
75.138 0.270 48.078 172.804 0.622 -0.352 79.030
28
70.129 0.252 48.042 169.781 0.611 -0.359 78.672
29
65.12 0.234 48.005 166.693 0.600 -0.366 78.306
30
60.11088 0.216 47.968 163.624 0.589 -0.373 77.933
31
55.1016 0.198 47.93 160.491 0.578 -0.379 77.554
32
46.335 0.167 47.89 157.216 0.566 -0.399 77.155
33
42.5785 0.153 47.85 153.963 0.554 -0.401 76.754
34
40.0739 0.144 47.81 150.733 0.543 -0.398 76.355 FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA
90
FIGURA 52 : HIDROGRAMA DE ENTRADA Y DE SALIDA PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 1000
AÑOS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
1.000
1.100
1.200
1.300
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
CA
UD
AL
(m3
/S)
TIEMPO (h)
Caudal de salida Caudal de entrada
91
TABLA 24: RESULTADOS DE LOS ANALISIS.
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
Tr Nivel de
agua Caudal Volumen
(Hm3) Bordo Libre
50 47.055 94.269 68.046 2.695
100 47.43 114.8 69.042 2.32
500 48.01 167.44 78.401 1.74
1000 48.28 190.87 78.524 1.47
92
RESULTADOS OBTENIDOS EN LOS ANÁLISIS REALIZADOS EN ESTE
TRABAJO PARA DIFERENTES PERIODOS DE RETORNO.
Análisis del caudal que transita por los vertedores en las condiciones actuales.
TABLA 25: RESULTADO DE ANÁLISIS EN LAS CONDICIONES ACTUALES
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
Análisis del caudal que transita por los vertedores considerando la elevación de la cota
del vertedor de servicio hasta la cota del vertedor auxiliar.
TABLA 26: RESULTADOS DE ANÁLISIS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
TIEMPO
DE
RETORNO
NIVEL DE
AGUA (M)
CAUDAL
(M3/S)
VOLUMEN (*10^6
M3)
BORDO
LIBRE (M)
50 46,729 208,99 65,691 3,021
100 46,942 259,76 67,641 2,808
500 47,764 487,7 68,735 1,986
1000 47,946 544,35 72,52 1,804
TIEMPO DE
RETORNO
NIVEL DE
AGUA (m)
CAUDAL
(m3/s)
VOLUMEN
(*10^6 m3)
BORDO
LIBRE (m)
50 47,171 285,127 68,511 2,579
100 47,37 337,54 70,413 2,38
500 47,924 498,17 77,6 1,826
1000 48,196 701,73 77.84 1,554
93
Análisis el funcionamiento del vertedor de servicio colocando sobre él una compuerta
plana de 1.50 metros de altura.
TABLA 27: RESULTADOS DE ANÁLISIS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
Análisis el funcionamiento del vertedor auxiliar colocando sobre él una compuerta radial
o una compuerta inflable de 1.50 metros de altura.
TABLA 28: RESULTADOS DE ANÁLISIS
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
TIEMPO
DE
RETORNO
NIVEL
DE
AGUA
(M)
CAUDAL
(M3/S)
VOLUMEN
(*10^6 M3)
BORDO
LIBRE (M)
50 47,23 227,34 69,749 2,52
100 47,404 262,72 71,745 2,346
500 48,474 512,875 77,492 1,276
1000 48,696 571,36 79,233 1,054
TIEMPO DE
RETORNO
NIVEL DE
AGUA (M)
CAUDAL
(M3/S)
VOLUMEN
(*10^6 M3)
BORDO
LIBRE (M)
50 47,055 94,269 68,95 2,695
100 47,355 115,648 71,766 2,395
500 48,014 167,44 78,539 1,736
1000 48,289 190,874 81,145 1,461
94
CONCLUSIONES.
Debido a la incertidumbre que se presentó durante el fenómeno de El Niño de 1982-1983 y los
daños producidos por el fenómeno antes mencionado, se decidió construir un nuevo vertedero
con el criterio de que se descargarían mejor las avenidas extraordinarias.
De acuerdo a los resultados de la tabla 26, se concluye que, haciendo trabajar los dos vertedores juntos
para avenidas con un tiempo de retorno de 100 años, tenemos una descarga de agua de 337.54m3/s,
asimismo los resultados de la tabla 28 nos nuestra que haciendo trabajar sólo el vertedor de servicio y
manteniendo cerrado el vertedor auxiliar para una avenida con un tiempo de retorno de 100 años, se
obtiene una descarga de 115,65m3/s, es decir, con el funcionamiento de los dos vertedores tenemos
una descarga excesiva de agua.
En conclusión el funcionamiento hidráulico de los dos vertedores, provocó un vertido
inadecuado por la diferencia de cota mínima que hay entre ambos disminuyendo así la regulación
del embalse, que provoco que el caudal de descarga aumente, lo que afecto toda la zona aguas
abajo de la presa El Azúcar.
RECOMENDACIONES
Después del análisis de los resultados obtenidos se recomienda hacer trabajar sólo el vertedor de
servicio, es decir, cerrar el vertedor auxiliar hasta la cota 47.355, con una compuerta de 1.85
metros de altura, para un tiempo de retorno similar al de las avenidas presentadas en los años
1982-1983 y 1997-1998.
Otra recomendación sería, la de subir la cota de la corona del vertedor de servicio al nivel del
vertedor auxiliar, para que haya un mayor almacenamiento del líquido vital, sabiendo que al
95
aumentar la cota del vertedor de servicio y cerrar con una compuerta el vertedor auxiliar según la
característica que describe la curva de almacenamiento, el volumen de agua del embalse
aumentaría de 48 millones de metros cúbicos a 52 millones de metros cúbicos aproximadamente,
teniendo un bordo libre de 4.25 metros que permite la descarga de una avenida con un tiempo de
retorno de 1000 años.
Anexos FOTOS DEL PROYECTO
FOTO3: VERTEDOR DE SERVICIO
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
FOTO 4: VERTEDOR DE SERVICIO
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
FOTO 8: COLAPSO DE VIVIENDAS CERCANAS AL RIO AZÚCAR
FOTO 7: PASO MOJADO
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
FOTO 7: ENROCADO DE LA ZAPATA DEL PUENTE GUAYAQUIL-SALINAS
FOTO 5: AÑO 1983- VERTEDOR DE SERVICIO
FOTO 6: AÑO 1983-VISTA DE FLUJO Y MURO DERECHO VOLCADO
FOTO: EMBALSE
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
FOTO2: RÁPIDA DEL VERTEDOR DE SERVICIO
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA.
BIBLIOGRAFIA:
LIBROS BUREAU OF RECLAMATION, U. S. (1987). Design of Small Dams.
Tesis de grado
RODRIGUEZ AYALA, C.M. (2014). Caracterización hidrogeológica de las cuencas de los
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CUEVA MORENO, M.V. (2010). Implementación de metodologías para el cálculo de
transito de avenidas en el laboratorio virtual de Hidrología (Hydrovlab).
CABRERA GUERRERO, T.J. (2014). Metodología para la determinación de la capacidad de
descarga del vertedero de excesos en presas de tierra.
GOMEZ SANCHEZ, M.J. (2013). Evaluación hidráulica de los puentes sobre los ríos:
“Grande”, “Camarona”, “Zapotal” y “Salado” ubicados en la vía Guayaquil-Salinas.
Guayaquil.
MONTOYA C. ANGEL, I. C. (s.f.). Apuntes de clase del Curso de Hidrología. Ecuador.
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REVISTA AMBIENTUM (2004). Suministro de agua a la antigua ciudad de
Roma.http://www.ambientum.com/revista/2004_01/ROMA.htm#subir
Histórico digital. (2014)El abastecimiento de agua en las ciudades
romanas.http://historicodigital.com/aqua- el-abastecimiento-de-agua-en-las-ciudades-
romanas.html
Presidencia
de la República
del Ecuador
AUTOR/ES: REVISORES:
TUTOR:
VOCALES:
INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil FACULTAD: De Ciencias Matematicas y Fisicas
CARRERA: Ingenieria civil
FECHA DE PUBLICACIÓN: Nº DE PÁGS: 95
ÁREAS TEMÁTICAS:
PALABRAS CLAVE:
RESUMEN:
N. DE REGISTRO (en base de datos): Nº. DE CLASIFICACIÓN:
DIRECCIÓN URL (tesis en la web):
ADJUNTOS PDF: SI NO
CONTACTOS CON AUTOR/ES: Teléfono: 989769797
CONTACTO EN LA Nombre: FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS
INSTITUCIÒN: Telèfono: 2-283348
Quito: Av. Whymper E7-37 y Alpallana, edificio Delfos, teléfonos (593-2) 2505660/ 1: y en la
Av. 9 de octubre 624 y Carrión, edificio Prometeo, teléfonos: 2569898/9, Fax: (593 2) 250-9054
Ing. Manuel Gómez de la Torre, MSc.
<VERTEDOR DE SERVICIO - VERTEDOR AUXILIAR>
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGIA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS
ANTONIO FRANCISCO NUQUEZ
BUSTAMANTE
Ing. Enrique Herbozo Alvarado, MSc.
El presente proyecto es una alternativa para la regulación del embalse le azúcar ubicada en la provincia de Santa Elena. Fue
construida en el año 1967 por la caja nacional de riego y desde su construcción hasta la fecha, ha sufrido graves daños durante los
fenómenos de El niño de los años 1982-1983y 1997-1998.
Durante el fenómeno de El niño de 1982-1983 las paredes de la rápida del vertedor de servicio de perfil creager que se encontraba
en la cota 44.20MSNM sufrió graves daños hasta volcarse, esto se debió a la mala construcción de dichas paredes, ya que no se
encontraba lizas y por la rugosidad de la misma, hizo que el agua no tenga un fluido laminar y también tuvo graves daño la corona de
la presa.
En 1995 la empresa española C.E.D.E.X reparó y elevo la cota del vertedor de servicio de 44.20 MSNM hasta la cota que se encuentra
actualmente que es la cota 45.00 MSNM y realizaron la construcción del vertedor auxiliar que se encuentra en la cota 45.5 es decir
50 centímetro más arriba del vertedor de servicio. En el año 1997 durante el fenómeno de El niño del mismo año el funcionamiento
de los dos vertedores por la diferencia mínima de cota hizo que tuviera un vertido inadecuado produciendo una descarga no acta
para el canal de descarga. Debido a este problema presentado por la descarga de ambos vertedores, los resultados del análisis de
este proyecto se propone el cierre del vertedor auxiliar con una compuerta radial de 1.85 metros para avenida con tiempo de
retorno de 50 a 100 años, y hacer trabajar solo el vertedor de servicio y en caso de avenida máxima se abriría la compuerta para
descargar el agua.
HIDRÁULICA
OPTIMIZACIÓN DE LA CAPACIDAD DEL EMBALSE
<OPTIMIZACIÓN - CAPACIDAD - EMBALSE AZÚCAR>
Ing. Alfredo Silva Sánchez.
Innovacion y saberes
º
1
antonio_precidio@hotmail.com
X
Optimización de la capacidad del embalse Azúcar con el funcionamiento combinado del vertedor de servicio más el vertedor auxiliar
TÍTULO Y SUBTÍTULO
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