represa callazas
DESCRIPTION
Curso: Presas de Embalse y Derivación- FIC UNITRANSCRIPT
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA
FACULTAD DE INGENIERA CIVIL
DEPARTAMENTO ACADMICO DE HIDRULICA E HIDROLOGA
CICLO 2013-I
TRABAJO ESCALONADO
REPRESA CALLAZAS
ALUMNO
GMEZ ROJAS, Manuel Steven Francois 20084043B
CURSO
PRESAS DE EMBALSE Y DERIVACIN
HH485 - G
DOCENTE
ING. CASTILLO NAVARRO, Leonardo
LIMA, 03 DE JUNIO DEL 2013
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NDICE
INTRODUCCIN ........................................................................................................................... 3
CAPTULO 1: ALCANCES GENERALES DEL PROYECTO ........................................................................... 4
1.1. Objetivos del Proyecto. ........................................................................................................ 4
1.2. Ubicacin del Proyecto. ........................................................................................................ 4
CAPTULO 2: ESTUDIOS BSICOS EN LA ZONA DEL PROYECTO ............................................................. 5
2.1. Recopilacin de Informacin Cartogrfica ............................................................................. 5
2.2. Recopilacin y Anlisis de Informacin Hidrometrica ............................................................. 5
2.2.1. Anlisis de Consistencia ................................................................................................. 7
2.2.2. Anlisis de Frecuencia ................................................................................................. 10
2.2.2.1. Series de Tiempo ............................................................................................... 10
2.2.2.2. Curva de Duracin ............................................................................................. 11
2.2.3. Regulacin del Embalse .................................................................................................... 12
2.2.3.1. Mtodo Curva Masa .................................................................................................... 13
2.3. Recopilacin y Anlisis de Informacin Pluviomtrica .......................................................... 15
2.3.1. Pruebas de Bondad de Ajuste ...................................................................................... 16
CAPTULO 3: DISEO HIDRULICO DEL PROYECTO ........................................................................... 17
3.1. Determinacin del Eje de la Presa ....................................................................................... 17
3.2. Determinacin de los Niveles de Operacin ........................................................................ 20
CONCLUSIONES ......................................................................................................................... 22
RECOMENDACIONES ......................................................................................................................... 22
BIBLIOGRAFA ......................................................................................................................... 23
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INTRODUCCIN
Uno de los aspectos ms importantes del planeamiento de sistemas de recursos
hidrulicos, es la regulacin de agua por medio de embalses para proyectos de agua
potable, centrales hidroelctricas, irrigacin, etc.
La zona sur de nuestro pas, en especial el departamento de Tacna se caracteriza por
ser zonas secas en la costa y poco hmedas en la sierra. Geomorfolgicamente la zona
sur varia de cota altitudinal en distancias cortas. Esta geografa atpica nos permite
plantear proyectos de almacenamiento de agua.
El Estudio de la Represa del Rio Callazas forma parte del esquema de aprovechamiento
hdrico de la cuenca del Rio Locumba para su aprovechamiento en especial para
irrigacin.
El presente trabajo tiene como finalidad estudiar la vialidad de la Represa Callazas,
partiendo de un anlisis de los estudios bsicos hasta el desarrollo de la Ingeniera de
Detalle.
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CAPTULO 1: ALCANCES GENERALES DEL PROYECTO
1.1. Objetivos del Proyecto.
El objetivo general del estudio es la elaboracin del diseo de la presa Callazas, para el proyecto de la de
la Represa de Regulacin del Rio Callazas, de acuerdo a las especificaciones tcnicas actuales.
Para el logro del objetivo general, el presente estudio comprendi, sin ser limitativo, los siguientes
objetivos especficos:
a) Analizar la disponibilidad del recurso hdrico.
b) El diseo de las represa Callazas, est dimensionado de acuerdo a la demanda y capacidad
operativa del proyecto.
c) Diseo hidrulico de la Represa Callazas.
1.2. Ubicacin del Proyecto.
El rea en estudio se ubica en la microcuenca del ro Callazas, que es afluente del rio Candarave, que
pertenece a la Cuenca Hidrogrfica del Rio Locumba de la Vertiente del Pacifico.
Geogrficamente, el rea de la cuenca del ro Callazas que involucra el estudio, se localiza entre las
siguientes altitudes y coordenadas UTM (datum WGS84): El proyecto de la Represa Callazas se encuentra
entre las altitudes 4220 msnm y 4300 msnm, y est comprendida en la Zona 19S, entre las coordenadas
de los siguientes vrtices opuestos 8112918.00 m S, 361735.00 m E y 8117482 m S, 363086 m E.
Polticamente, el rea de estudio pertenece al distrito de Candarave, provincia de Candarave, Regin de
Tacna.
Carta del IGN del Rio Callazas.
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CAPTULO 2: ESTUDIOS BSICOS EN LA ZONA DEL PROYECTO
2.1. Recopilacin de Informacin Cartogrfica
Al identificar las zonas de emplazamiento de los proyectos, se comenz a recopilar informacin
bsicamente en cartografa y topografa.
La informacin cartogrfica recopilada corresponde a la elaborada por el Instituto Geogrfico Nacional
IGN y la Oficina Nacional de Reforma Agraria, confeccionados por mtodos aero-fotogramtricos con
intervalos de curva cada 50 m. Las hojas utilizadas de la Carta Nacional fueron las siguientes:
- Hualtire (Hoja 34 -v) en escalas 1/100 000.
- Tarata (Hoja 35-v) en escalas 1/100 000.
Asi mismo se cuenta con un modelo digital del terreno de la zona del embalse con curvas de nivel cada 2
metros, proporcionadas por el profesor del curso.
Toda la informacin se trabaj en el Datum Horizontal WGS84.
Este tem se desarrollara en detalla en el Trabajo Escalonado N 2
2.2. Recopilacin y Anlisis de Informacin Hidrometrica
Sobre el Rio Callazasse tiene una estacin hidromtrica de la Empresa Hidroelctrica. Estos datos han
sido proporcionados por el profesor del curso.
Registro de caudales medios mensuales en el Rio Callazas.
DESCARGA MEDIA MENSUAL (m3/s)
Ao Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Qm
1955 - - - - - - - - - - 1.90 2.30 2.21
1956 2.85 3.00 2.60 2.00 1.96 1.89 1.82 1.81 1.75 1.62 1.57 1.62 1.71
1957 1.62 1.81 2.23 1.73 1.67 1.65 1.63 1.67 1.65 1.64 1.67 1.86 1.91
1958 2.38 2.53 3.09 1.66 1.60 1.60 1.60 1.60 1.58 1.58 1.60 1.56 1.69
1959 1.56 1.88 2.62 1.69 1.58 1.52 1.56 1.53 1.56 1.51 1.55 1.74 1.88
1960 3.91 2.53 1.66 1.66 1.63 1.63 1.59 1.57 1.59 1.60 1.55 1.65 1.96
1961 2.65 3.45 2.64 1.97 1.67 1.57 1.60 1.59 1.59 1.58 1.60 2.10 2.47
1962 2.51 5.96 4.15 3.50 2.11 1.66 1.49 1.44 1.55 1.36 1.40 1.58 3.14
1963 1.90 5.00 11.10 3.82 3.00 2.35 2.35 2.25 2.18 2.09 2.11 2.64 2.14
1964 2.00 2.79 2.65 2.04 1.82 1.76 1.79 1.82 1.68 1.55 1.49 1.62 1.65
1965 1.72 2.12 1.85 1.54 1.47 1.60 1.61 1.61 1.69 1.67 1.65 1.66 1.63
1966 1.70 1.81 1.91 1.80 1.66 1.33 1.34 1.39 1.44 1.46 1.45 1.52 1.74
1967 1.71 2.54 3.11 1.78 1.45 1.47 1.47 1.44 1.45 1.41 1.35 1.36 1.66
1968 1.70 1.93 3.05 1.76 1.54 1.48 1.43 1.41 1.34 1.35 1.58 1.37 1.48
1969 1.51 1.87 1.75 1.36 1.34 1.40 1.42 1.43 1.45 1.39 1.35 1.54 1.58
1970 2.33 2.15 1.94 1.41 1.29 1.34 1.35 1.39 1.38 1.42 1.42 1.35 1.65
1971 1.78 3.29 2.34 1.50 1.37 1.37 1.31 1.33 1.32 1.32 1.32 1.40 1.96
1972 3.27 2.41 2.91 3.41 1.91 1.50 1.45 1.37 1.39 1.43 1.41 2.17 2.91
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6
1973 2.60 6.61 8.41 4.03 2.47 1.57 1.42 1.45 1.38 1.50 1.41 1.51 2.95
1974 4.03 7.51 6.15 2.73 2.28 2.28 2.21 2.39 2.26 2.05 1.98 2.02 3.15
1975 2.72 5.80 8.14 3.67 2.83 2.25 2.09 1.99 1.98 1.91 1.89 2.17 2.45
1976 3.17 4.37 4.45 2.86 2.20 1.62 1.39 1.41 1.45 1.40 1.22 1.32 2.11
1977 1.48 3.14 6.74 2.58 1.59 1.51 1.48 1.41 1.42 1.39 1.43 1.41 1.65
1978 2.91 2.23 1.64 1.54 1.42 1.46 1.42 1.48 1.44 1.33 1.30 1.42 1.58
1979 1.89 1.53 2.43 1.57 1.52 1.50 1.52 1.48 1.42 1.42 1.40 1.46 1.46
1980 1.50 1.55 1.80 1.49 1.57 1.32 1.31 1.33 1.32 1.31 1.32 1.31 1.66
1981 1.58 3.56 2.38 1.60 1.38 1.39 1.36 1.38 1.34 1.38 1.36 1.53 1.47
1982 2.13 1.86 1.65 1.53 1.32 1.21 1.19 1.19 1.23 1.23 1.23 1.15 1.22
1983 1.10 1.07 1.19 1.43 1.32 1.26 1.23 1.18 1.21 1.32 1.40 1.54 1.62
1984 1.96 3.42 2.37 1.44 1.16 1.15 1.24 1.19 1.08 1.21 1.65 1.64 1.99
1985 1.65 4.23 2.95 2.10 1.49 1.43 3.13 1.32 1.25 1.28 1.26 2.53 2.53
1986 4.41 5.19 4.14 3.02 2.22 1.76 1.62 1.62 1.47 1.40 1.38 1.81 2.01
1987 5.60 3.96 1.91 1.34 1.27 1.22 1.39 1.32 1.33 1.28 1.40 1.51 1.42
1988 1.95 1.44 1.34 1.45 1.33 1.27 1.30 1.48 1.39 1.28 1.34 1.82 1.67
1989 1.90 2.85 1.94 2.44 1.34 1.26 1.28 1.15 1.25 1.28 1.26 1.30 1.35
1990 1.54 1.48 1.21 1.41 1.30 1.41 1.40 1.39 1.39 1.40 1.26 1.34 1.69
1991 2.81 2.27 2.65 1.89 1.44 1.39 1.25 1.25 1.26 1.37 1.42 1.45 1.41
1992 1.59 1.57 1.50 1.50 1.44 1.34 1.30 1.22 1.20 1.27 1.39 1.55 1.40
1993 2.23 1.45 1.73 1.15 1.14 1.22 1.21 1.22 1.18 1.20 1.36 1.57 1.99
1994 2.02 5.92 2.18 2.07 1.81 1.58 1.50 1.50 1.58 1.64 1.72 1.78 1.52
1995 1.83 1.54 1.99 1.33 1.14 1.10 1.23 1.36 1.57 1.57 1.76 2.07 1.61
1996 2.41 2.06 1.43 1.26 1.18 1.30 1.35 1.34 1.46 1.49 1.68 1.18 1.76
1997 1.38 3.67 2.92 1.84 1.55 1.50 1.29 1.20 1.23 1.11 1.21 1.14 1.40
1998 1.81 1.99 1.40 1.39 1.40 1.56 1.35 1.26 1.16 1.24 1.25 1.18 1.89
1999 1.24 5.17 4.67 2.07 1.32 1.17 1.10 1.06 1.03 1.06 1.04 1.15 1.56
2000 2.05 3.39 2.81 1.34 1.21 1.24 1.24 1.20 1.15 1.19 1.14 1.28 2.21
2001 2.21 6.09 6.18 2.57 1.21 1.21 1.19 1.15 1.12 1.08 1.10 1.21 2.05
2002 1.29 3.47 4.38 4.41 2.08 1.50 1.49 1.48 1.48 1.48 1.56 1.48 1.51
2003 1.57 1.72 1.74 1.50 1.45 1.41 1.45 1.34 1.30 1.29 1.28 1.28 1.48
2004 1.64 2.61 1.59 1.47 1.32 1.28 1.34 1.30 1.27 1.27 1.25 1.21 1.48
2005 1.52 3.12 1.75 1.38 1.23 1.25 1.28 1.27 1.29 1.24 1.24 1.32 1.93
2006 2.17 3.60 4.64 2.40 1.40 1.33 1.30 1.27 1.28 1.23 1.23 1.25 1.46
2007 1.95 1.67 2.76 1.26 1.22 1.23 1.23 1.20 1.18 1.14 1.17 1.18 1.28
2008 1.94 1.33 1.32 1.23 1.22 1.20 1.24 1.20 1.17 1.20 1.16 1.30 1.56
2009 1.46 2.42 3.25 1.43 1.27 1.22 1.26 - - - - -
-
7
2.2.1. Anlisis de Consistencia
Representamos la relacin de caudales medios versus el tiempo en meses:
Se observa del grafico que existe una inconsistencia de salto aproximadamente en el mes 313, que
correspondera al ao 1982. Se proceder a realizar su anlisis estadstico para su verificacin y
correccin de ser necesaria.
Anlisis Estadstico: Salto
Agrupamos en dos series y calculamos los siguientes parmetros estadsticos:
Serie Aos n Xp S
S2
n.S2
1 1956 - 1981 312 2.00 1.15 1.33 413.61
2 1982 - 2008 324 1.66 0.85 0.72 233.44
Donde:
- n: cantidad de datos - Xp: promedio del grupo de datos - S: deviacin estndar
- Consistencia en la Media
Calculamos el parmetro estadstico t de Student
td = 4.289
Luego de las tablas estadsticas calculamos el valor terico considerando:
* Nivel de significacin: 5% * Grados de libertad: n1+n2-2 = 634
tt = 1.645
Anlisis: td > tt : La informacin NO es consistente en la media para el 5% de significacin.
0
2
4
6
8
10
121
13
25
37
49
61
73
85
97
10
91
21
13
31
45
15
71
69
18
11
93
20
52
17
22
92
41
25
32
65
27
72
89
30
13
13
32
53
37
34
93
61
37
33
85
39
74
09
42
14
33
44
54
57
46
94
81
49
35
05
51
75
29
54
15
53
56
55
77
58
96
01
61
36
25
Cau
dal
Me
dio
(m
3/s
)
Tiempo (mes)
Serie Peridica
-
8
- Consistencia en la Desviacin Estndar
Calculamos el parmetro estadstico F de Fisher
Fd = 1.8399
Ahora calculamos el valor de F terico considerando:
* Nivel de significacin: 5% * Grados de libertad: Numerador: n1-1 = 311
Denominador: n2-2 = 323
Ft = 1.294
Anlisis: Fd > Ft : La informacin NO es consistente en la media para el 5% de significacin.
Correccin de la Informacin Inconsistente
Ahora debemos escoger cul de las dos series es inconsistente para realizar su correccin.
De acuerdo a la informacin recopilada en el ESTUDIO HIDROGEOLGICO DE EVALUACIN DE LA
INCIDENCIA DE LA EXPLOTACIN DE AGUAS SUBTERRNEAS MEDIANTE POZOS TUBULARES EN LAS
NACIENTES DEL RIO CALLAZAS presentado por el Ing. Carlos Pagador IRH en el ao 2008, se
construyeron pozos de extraccin de agua subterrneas a principios de la dcada de los 80s lo que ha
generado impactos negativos en la disponibilidad hdrica.
Ubicacin de los Pozos de Agua Subterrnea en la Sub-Cuenca del Rio Callazas.
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9
Entonces, corregimos la segunda serie:
DESCARGA MEDIA MENSUAL (m3/s)
Ao Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago
1982 1983 1.42 1.42 1.41 1.30 1.24 1.20 1.36 1.69 1.54 1.46 1.42 1.35
1983 1984 1.40 1.54 1.65 1.84 2.41 4.39 2.96 1.71 1.33 1.31 1.43 1.37
1984 1985 1.22 1.40 1.99 1.98 2.00 5.48 3.75 2.60 1.77 1.69 4.00 1.55
1985 1986 1.45 1.49 1.46 3.19 5.74 6.79 5.37 3.85 2.77 2.14 1.95 1.95
1986 1987 1.75 1.64 1.62 2.21 7.35 5.13 2.34 1.56 1.48 1.40 1.64 1.55
1987 1988 1.55 1.49 1.65 1.79 2.39 1.70 1.57 1.71 1.55 1.48 1.51 1.76
1988 1989 1.64 1.49 1.57 2.22 2.33 3.61 2.38 3.06 1.57 1.46 1.49 1.31
1989 1990 1.45 1.49 1.46 1.51 1.84 1.76 1.39 1.66 1.52 1.66 1.65 1.63
1990 1991 1.63 1.64 1.47 1.57 3.56 2.83 3.35 2.32 1.70 1.63 1.45 1.45
1991 1992 1.46 1.61 1.68 1.72 1.90 1.87 1.78 1.78 1.70 1.57 1.52 1.41
1992 1993 1.38 1.48 1.63 1.85 2.77 1.72 2.10 1.31 1.30 1.41 1.40 1.41
1993 1994 1.35 1.38 1.59 1.88 2.49 7.79 2.71 2.56 2.20 1.90 1.79 1.79
1994 1995 1.89 1.97 2.09 2.17 2.23 1.84 2.45 1.55 1.30 1.25 1.42 1.60
1995 1996 1.88 1.88 2.14 2.57 3.02 2.55 1.69 1.46 1.35 1.51 1.58 1.57
1996 1997 1.74 1.77 2.03 1.36 1.63 4.73 3.71 2.25 1.85 1.79 1.50 1.38
1997 1998 1.42 1.26 1.39 1.29 2.20 2.45 1.65 1.63 1.65 1.87 1.58 1.46
1998 1999 1.33 1.44 1.44 1.35 1.43 6.76 6.08 2.56 1.55 1.34 1.25 1.19
1999 2000 1.15 1.19 1.17 1.31 2.54 4.35 3.56 1.57 1.40 1.43 1.43 1.38
2000 2001 1.31 1.36 1.30 1.49 2.75 8.01 8.13 3.24 1.39 1.39 1.37 1.32
2001 2002 1.27 1.22 1.25 1.39 1.50 4.45 5.70 5.73 2.58 1.78 1.77 1.77
2002 2003 1.77 1.76 1.87 1.75 1.88 2.08 2.11 1.78 1.72 1.67 1.72 1.56
2003 2004 1.51 1.50 1.49 1.49 1.97 3.29 1.91 1.75 1.55 1.49 1.58 1.51
2004 2005 1.48 1.47 1.45 1.40 1.82 3.98 2.13 1.62 1.42 1.45 1.48 1.48
2005 2006 1.49 1.44 1.43 1.54 2.70 4.63 6.05 3.00 1.65 1.56 1.52 1.48
2006 2007 1.49 1.42 1.42 1.44 2.40 2.01 3.49 1.46 1.41 1.43 1.42 1.37
2007 2008 1.35 1.30 1.34 1.35 2.38 1.56 1.54 1.42 1.41 1.37 1.43 1.39
Los clculos en adelante se realizaran con esta serie corregida.
Se recomienda analizar los datos pluviomtricos de las estaciones cercanas tales como la Estacin
Suches, para su verificacin y correcta correccin de los datos hidromtricos.
-
10
2.2.2. Anlisis de Frecuencia
Para conocer la potencialidad de una corriente de agua, es necesario conocer con qu frecuencia
ocurren caudales iguales o superiores a un valor determinado. Dado que la cuenca del Rio Callazas no se
encuentra regulada, se utilizara el Mtodo de Curva de Duracin para calcular la persistencia de los
caudales medios.
2.2.2.1. Series de Tiempo
A partir la Tabla 2.1 elaboramos la siguiente grafica de Tiempo vs Caudal Medio Anual.
Para los tres aos de mxima avenida se elabora al siguiente grafica de Tiempo vs Caudal Mensual.
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
19
56
19
58
19
60
19
62
19
64
19
66
19
68
19
70
19
72
19
74
19
76
19
78
19
80
19
82
19
84
19
86
19
88
19
90
19
92
19
94
19
96
19
98
20
00
20
02
20
04
20
06
20
08
Cau
dal
Me
dio
(m
3/s
)
Tiempo (aos)
Serie No Peridica
0
2
4
6
8
10
12
11
32
53
74
96
17
38
59
71
09
12
11
33
14
51
57
16
91
81
19
32
05
21
72
29
24
12
53
26
52
77
28
93
01
31
33
25
33
73
49
36
13
73
38
53
97
40
94
21
43
34
45
45
74
69
48
14
93
50
55
17
52
95
41
55
35
65
57
75
89
60
16
13
62
5
Cau
dal
Me
dio
(m
3/s
)
Tiempo (mes)
Serie Peridica (Corregida)
-
11
2.2.2.2. Curva de Duracin
De los datos de la Tabla 2.1 se elaboran la siguiente grfica.
Para un anlisis ms detallado de la oferta hdrica se ha calculado la persistencia mensual.
P (%) Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago
0.25 1.56 1.51 1.57 1.66 2.41 3.67 3.11 2.40 1.67 1.57 1.52 1.48
0.5 1.39 1.39 1.40 1.51 1.94 2.54 2.38 1.66 1.45 1.41 1.39 1.39
0.75 1.26 1.28 1.26 1.32 1.62 1.86 1.75 1.44 1.32 1.27 1.29 1.26
0.9 1.18 1.20 1.22 1.18 1.50 1.53 1.43 1.34 1.21 1.21 1.23 1.19
0.95 1.12 1.11 1.14 1.15 1.29 1.44 1.32 1.26 1.16 1.17 1.19 1.15
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Cau
dal
Me
dio
(m
3/s
)
Persistencia (%)
Curva de Duracin
Curva de Duracin
Q50 = 1.50 m3/s Q75 = 1.33 m3/s
Q95 = 1.18 m3/s
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago
Cau
dal
Me
dio
(m
3/s
)
Tiempo (meses)
Curva de Duracin Estacional
0.25
0.5
0.75
0.9
0.95
-
12
2.2.3. Regulacin del Embalse
El aprovechamiento de los recursos hdricos de un rio prev la retirada de un valor de caudal mayor que
el mnimo, se hace necesaria la reserva de los excesos sobre el caudal de derivacin para atender los
periodos cuyos caudales naturales sean menores que aquel derivado. Dicho anlisis de regulacin de
caudales se realiza sobre el periodo crtico de diseo del embalse.
A continuacin se presenta el anlisis para diferentes periodos crticos de aos consecutivos-
Ao Hidrolgico 1 ao 2 aos 3 aos Ao Hidrolgico 1 ao 2 aos 3 aos
1956 1957 1.714 1.810 1.769 1982 1983 1.402 1.674 1.933
1957 1958 1.906 1.797 1.824 1983 1984 1.945 2.199 2.525
1958 1959 1.688 1.782 1.841 1984 1985 2.453 2.815 2.701
1959 1960 1.877 1.918 2.104 1985 1986 3.177 2.825 2.443
1960 1961 1.959 2.217 2.524 1986 1987 2.473 2.076 2.054
1961 1962 2.475 2.806 2.584 1987 1988 1.679 1.844 1.758
1962 1963 3.138 2.639 2.311 1988 1989 2.010 1.797 1.882
1963 1964 2.141 1.898 1.810 1989 1990 1.584 1.817 1.767
1964 1965 1.655 1.644 1.675 1990 1991 2.050 1.859 1.788
1965 1966 1.633 1.685 1.676 1991 1992 1.668 1.657 1.922
1966 1967 1.737 1.697 1.623 1992 1993 1.646 2.049 1.970
1967 1968 1.657 1.566 1.570 1993 1994 2.451 2.132 2.066
1968 1969 1.476 1.526 1.569 1994 1995 1.813 1.873 1.963
1969 1970 1.576 1.616 1.732 1995 1996 1.933 2.039 1.911
1970 1971 1.655 1.810 2.178 1996 1997 2.145 1.900 2.036
1971 1972 1.965 2.440 2.609 1997 1998 1.655 1.982 1.946
1972 1973 2.915 2.931 3.004 1998 1999 2.310 2.092 2.313
1973 1974 2.948 3.049 2.849 1999 2000 1.873 2.314 2.387
1974 1975 3.150 2.800 2.570 2000 2001 2.755 2.644 2.364
1975 1976 2.450 2.280 2.068 2001 2002 2.533 2.169 2.030
1976 1977 2.109 1.877 1.777 2002 2003 1.805 1.779 1.774
1977 1978 1.646 1.611 1.562 2003 2004 1.753 1.759 1.964
1978 1979 1.576 1.520 1.565 2004 2005 1.765 2.069 1.956
1979 1980 1.463 1.560 1.595 2005 2006 2.374 2.052 1.863
1980 1981 1.657 1.662 1.575 2006 2007 1.729 1.608
1981 1982 1.666 1.534 1.671 2007 2008 1.487
De la Tabla 2.2 se observa los siguientes caudales mximos para los siguientes periodos de aos
consecutivos.
Periodo Critico Ao Hidrolgico
1 ao 1982 - 1983
2 aos 1978 - 1980
3 aos 1977 - 1980
-
13
2.2.3.1. Mtodo Curva Masa
El diagrama de curva masa o diagrama de Rippl se utiliza para la estimacin del volumen de reservorio
necesario para satisfacer determinada demanda. Este se define como la integral del hidrograma de
entrada al embalse y se obtiene graficando en abscisas el tiempo acumulado y en ordenadas el volumen
acumulado obtenido a partir del caudal medio diario o mensual.
En nuestro estudio se elabora la Curva Masa para caudales medios mensuales y como demanda se
tomara el caudal obtenido de la pendiente de la recta que une los extremos de la curva masa.
Para 1 Ao Crtico:
Ao Mes Das Q Volumen
Tiempo Acum.
Oferta Acum.
Demanda Ofer-Dem
Acum. Acum.
(m3/s) (MMC) (das) (MMC) (MMC) (MMC)
1982
Sep 30 1.42 3.68 30 3.68 3.33 0.34
Oct 31 1.42 3.79 61 7.47 6.78 0.69
Nov 30 1.41 3.67 91 11.14 10.11 1.02
Dic 31 1.30 3.49 122 14.63 13.56 1.07
1983
Ene 31 1.24 3.32 153 17.95 17.00 0.95
Feb 28 1.20 2.90 181 20.86 20.12 0.74
Mar 31 1.36 3.64 212 24.50 23.56 0.94
Abr 30 1.69 4.39 242 28.89 26.89 2.00
May 31 1.54 4.13 273 33.03 30.34 2.69
Jun 30 1.46 3.78 303 36.81 33.67 3.13
Jul 31 1.42 3.81 334 40.61 37.12 3.49
Ago 31 1.35 3.63 365 44.24 40.56 3.68
Qprom 1.40 m3/s
Vol. 3.33 MMC
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago
Vo
lum
en
Acu
mu
lad
o (
MM
C)
Tiempo (das)
Curva Masa
-
14
Para 2 Aos Crticos:
Ao Mes Das Q Volumen
Tiempo Acum.
Oferta Acum.
Demanda Ofer-Dem
Acum. Acum.
(m3/s) (MMC) (das) (MMC) (MMC) (MMC)
1978
Sep 30 1.44 3.72 30 3.72 3.79 -0.07
Oct 31 1.33 3.55 61 7.27 7.70 -0.43
Nov 30 1.30 3.38 91 10.65 11.49 -0.84
Dic 31 1.42 3.81 122 14.45 15.40 -0.95
1979
Ene 31 1.89 5.05 153 19.50 19.32 0.18
Feb 28 1.53 3.70 181 23.20 22.85 0.35
Mar 31 2.43 6.51 212 29.71 26.77 2.94
Abr 30 1.57 4.08 242 33.79 30.56 3.23
May 31 1.52 4.07 273 37.86 34.47 3.39
Jun 30 1.50 3.89 303 41.75 38.26 3.49
Jul 31 1.52 4.07 334 45.82 42.17 3.64
Ago 31 1.48 3.95 365 49.77 46.09 3.68
Sep 30 1.42 3.69 395 53.46 49.88 3.58
Oct 31 1.42 3.79 426 57.25 53.79 3.46
Nov 30 1.40 3.62 456 60.87 57.58 3.29
Dic 31 1.46 3.90 487 64.77 61.49 3.28
1980
Ene 31 1.50 4.02 518 68.79 65.41 3.38
Feb 28 1.55 3.74 546 72.53 68.94 3.59
Mar 31 1.80 4.81 577 77.35 72.86 4.49
Abr 30 1.49 3.86 607 81.21 76.64 4.56
May 31 1.57 4.20 638 85.40 80.56 4.84
Jun 30 1.32 3.42 668 88.82 84.35 4.48
Jul 31 1.31 3.50 699 92.33 88.26 4.06
Ago 31 1.33 3.57 730 95.90 92.18 3.72
Qprom 1.520 m3/s
Vol. 1 5.79 MMC
0
20
40
60
80
100
120
Sep
Oct
No
v
Dic
Ene
Feb
Mar
Ab
r
May Jun
Jul
Ago Se
p
Oct
No
v
Dic
Ene
Feb
Mar
Ab
r
May Jun
Jul
Ago
Vo
lum
en
Acu
mu
lad
o (
MM
C)
Tiempo (das)
Curva Masa
-
15
2.3. Recopilacin y Anlisis de Informacin Pluviomtrica
Para el diseo de caudales mximos tenemos siguiente data pluviomtrica de precipitacin mxima 24h.
AO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
1963 11.5 24.0 13.7 18.0 3.6 0.0 1.8 2.5 8.0 8.0 14.7 11.8
1964 20.5 18.0 7.7 13.0 4.0 0.0 0.0 2.0 0.0 0.0 9.0 12.0
1965 9.0 22.0 8.5 3.0 1.0 0.0 0.0 2.0 7.0 0.0 0.8 10.2
1966 6.0 23.5 22.0 0.0 18.0 0.0 0.0 0.0 0.0 9.0 10.0 30.5
1967 13.5 20.0 9.0 9.0 1.0 0.0 3.0 0.0 3.0 16.5 2.0 16.2
1968 25.6 11.0 32.8 3.0 6.0 9.0 1.0 0.0 0.0 12.5 14.3 7.5
1969 18.2 20.7 8.0 5.0 0.0 0.0 0.0 1.5 7.0 1.0 6.7 22.0
1970 23.0 15.3 9.7 1.6 5.1 0.0 0.0 0.0 0.0 5.8 0.0 10.3
1971 18.7 16.5 9.5 5.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 7.5 23.0
1972 19.0 27.0 17.2 12.2 0.0 0.0 0.0 0.0 3.2 12.0 1.2 19.0
1973 16.0 15.3 26.0 12.4 0.0 0.0 0.0 5.2 5.2 2.0 2.2 6.5
1974 23.0 21.0 15.0 32.7 0.0 0.0 0.0 12.0 3.0 0.0 8.5 27.3
1975 19.0 14.2 12.4 2.5 3.0 1.0 0.0 0.0 0.0 1.5 0.0 14.8
1976 17.0 13.5 25.5 13.5 3.0 0.0 0.0 1.0 8.0 0.0 0.0 16.0
1977 27.0 24.5 19.5 9.4 0.0 0.0 0.0 0.0 2.3 7.1 11.2 10.8
1978 24.5 6.5 14.2 6.5 0.0 0.0 1.5 0.5 0.0 1.5 20.5 8.0
1979 12.2 9.5 10.5 0.0 0.0 0.0 0.0 9.5 1.5 9.0 8.9 22.9
1980 9.8 14.0 17.8 2.7 0.0 0.0 0.0 0.5 0.4 20.0 9.0 13.0
1981 15.0 17.0 9.5 6.0 0.0 0.0 0.0 5.0 2.0 0.0 4.5 17.0
1982 14.0 20.0 12.5 11.5 0.0 0.0 0.0 0.0 7.4 7.5 3.4 7.9
1983 9.4 15.1 12.8 3.7 0.0 0.0 0.0 0.0 5.0 0.0 0.0 15.7
1984 28.0 26.0 18.5 10.4 1.0 4.0 0.0 4.4 0.0 12.5 27.2 6.2
1985 13.0 20.4 21.1 13.0 2.0 2.0 0.0 1.2 3.9 0.0 21.8 11.2
1986 30.8 39.5 10.8 4.9 2.4 0.0 8.2 2.0 0.0 0.0 2.5 23.4
1987 25.5 18.2 8.0 0.0 0.0 4.2 10.2 0.0 0.0 11.2 6.4 9.5
1988 25.0 13.8 18.2 7.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.2 0.0 11.0
1989 35.6 19.8 20.1 10.3 0.0 2.8 1.2 0.0 0.0 0.0 0.0 4.0
1990 14.8 10.5 12.9 5.0 2.6 24.0 0.0 0.0 0.0 8.1 17.4 20.0
1991 23.5 10.2 20.2 7.8 0.0 11.5 0.0 0.0 0.0 16.0 12.5 11.4
1992 7.8 6.9 0.4 0.0 0.0 2.2 0.0 1.2 0.0 5.3 7.0 18.3
1993 19.7 13.2 15.6 6.0 0.2 3.1 0.2 17.8 1.1 4.2 4.5 14.4
1994 17.2 16.1 5.6 15.2 3.3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 3.2 7.6
1995 13.0 9.0 19.3 11.5 0.3 0.0 0.0 0.0 0.5 7.4 4.7 11.2
1996 9.1 17.6 10.6 9.5 2.0 0.0 0.0 1.8 1.2 0.0 7.6 23.7
1997 23.8 21.0 15.2 5.4 6.3 0.0 0.0 6.4 9.2 2.1 3.4 14.3
1998 30.5 12.8 4.9 0.7 0.0 3.5 0.0 0.0 0.0 0.5 28.5 10.5
1999 7.6 22.3 34.5 9.0 0.0 0.0 0.0 0.0 10.4 1.4 0.0 8.5
2000 17.6 17.5 11.0 6.8 4.0 0.5 0.1 0.0 0.0 7.5 3.0 5.8
2001 27.8 14.8 14.3 12.2 0.5 2.2 0.4 3.5 1.6 5.2 2.7 6.0
-
16
2.3.1. Pruebas de Bondad de Ajuste
Se pasa a efectuar las pruebas de bondad de ajuste para determinar a qu funcin de distribucin de
probabilidad se ajusta mejor el registro de precipitaciones mximas en 24 horas; a partir de los dos
mtodos ms conocidos, la Prueba Chi-Cuadrado y la Prueba de Smirnov-Kolgomorov. Las funciones de
distribucin que se analizaran en este caso son:
Normal
Log Normal
Gumbel
Pearson III
Log Pearson III
Las Pruebas han sido realizadas con el software Hidro Esta, teniendo como resultado que la Distribucin
Gumbel es la de mejor ajuste para la cual se ha calculado la precipitacin para los periodos de retorno de
50 aos y 100 aos:
50 aos 100 aos
DISTRIBUCIN GUMBEL 38.66 mm 41.67 mm
-
17
CAPTULO 3: DISEO HIDRULICO DEL PROYECTO
De acuerdo al anlisis de oferta hdrica realizada en el captulo 2, tenemos un volumen til de
almacenamiento de 6 MMC aproximadamente.
3.1. Determinacin del Eje de la Presa
Se escogi la seccin ubicada con las siguientes coordenadas opuestas:
ESTE NORTE
EJE 0+000.0 362245.1 8114380.3
EJE 0+202.5 362477.5 8114392.1
Procedemos a desarrollar la Curva rea Elevacin Volumen.
-
18
Numero Elevacin
( m.s.n.m. ) rea ( m2 )
rea ( Ha )
Vol. Par. ( m3 )
Vol. Acum. ( m3 )
Vol. Acum. ( MMC )
Altura de la Presa
1 4252.00 1747 0.17 - - 0 0.00
2 4253.00 3827.67 0.38 2,787.34 0.00 2.78734E-09 1.00
3 4254.00 7072.95 0.71 5,450.31 5,450.31 0.00545 2.00
4 4255.00 14452.93 1.45 10,762.94 16,213.25 0.01621 3.00
5 4256.00 20466.3 2.05 17,459.62 33,672.87 0.03367 4.00
6 4257.00 25407.89 2.54 22,937.10 56,609.96 0.05661 5.00
7 4258.00 32374.48 3.24 28,891.19 85,501.15 0.08550 6.00
8 4259.00 40408.51 4.04 36,391.50 121,892.64 0.12189 7.00
9 4260.00 51139.02 5.11 45,773.77 167,666.41 0.16767 8.00
10 4261.00 66524.23 6.65 58,831.63 226,498.03 0.22650 9.00
11 4262.00 86833.24 8.68 76,678.74 303,176.77 0.30318 10.00
12 4263.00 106692.54 10.67 96,762.89 399,939.66 0.39994 11.00
13 4264.00 132339.78 13.23 119,516.16 519,455.82 0.51946 12.00
14 4265.00 149781.96 14.98 141,060.87 660,516.69 0.66052 13.00
15 4266.00 170875.97 17.09 160,328.97 820,845.65 0.82085 14.00
16 4267.00 187028.94 18.70 178,952.46 999,798.11 0.99980 15.00
17 4268.00 205245.15 20.52 196,137.05 1,195,935.15 1.19594 16.00
18 4269.00 220133.03 22.01 212,689.09 1,408,624.24 1.40862 17.00
19 4270.00 235902.2 23.59 228,017.62 1,636,641.86 1.63664 18.00
20 4271.00 248192.31 24.82 242,047.26 1,878,689.11 1.87869 19.00
21 4272.00 263583.72 26.36 255,888.02 2,134,577.13 2.13458 20.00
22 4273.00 278859.62 27.89 271,221.67 2,405,798.80 2.40580 21.00
23 4274.00 297054.57 29.71 287,957.10 2,693,755.89 2.69376 22.00
24 4275.00 314640.36 31.46 305,847.47 2,999,603.36 2.99960 23.00
25 4276.00 337657.44 33.77 326,148.90 3,325,752.26 3.32575 24.00
26 4277.00 365082.79 36.51 351,370.12 3,677,122.37 3.67712 25.00
27 4278.00 391382.65 39.14 378,232.72 4,055,355.09 4.05536 26.00
28 4279.00 414977.06 41.50 403,179.86 4,458,534.95 4.45853 27.00
29 4280.00 444738.98 44.47 429,858.02 4,888,392.97 4.88839 28.00
30 4281.00 470843.33 47.08 457,791.16 5,346,184.12 5.34618 29.00
31 4282.00 501400.25 50.14 486,121.79 5,832,305.91 5.83231 30.00
32 4283.00 539296.48 53.93 520,348.37 6,352,654.28 6.35265 31.00
33 4284.00 582840.27 58.28 561,068.38 6,913,722.65 6.91372 32.00
34 4285.00 625385.55 62.54 604,112.91 7,517,835.56 7.51784 33.00
35 4286.00 672664.38 67.27 649,024.97 8,166,860.53 8.16686 34.00
36 4287.00 719378.32 71.94 696,021.35 8,862,881.88 8.86288 35.00
37 4288.00 769264.79 76.93 744,321.56 9,607,203.43 9.60720 36.00
-
19
4250
4255
4260
4265
4270
4275
4280
4285
4290
4295
- 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00
4250
4255
4260
4265
4270
4275
4280
4285
4290
4295
0 2 4 6 8 10 12
Alt
ura
(m
snm
)
rea de Espejo de Agua (Ha)
Volumen de Almacenamiento (MMC)
Curva AVH
Volumen vs Altura Area vs Altura
-
20
3.2. Determinacin de los Niveles de Operacin
De acuerdo a la Curva AVH, tenemos:
NAMINO: 4271.0 m.s..m. Vol Sedimentos: 1.88 MMC
NAMO: 4285.0 m.s.n.m. Vol. Util : 5.67 MMC
Para el clculo del NAME realizamos el trnsito de la avenida de 100 aos de retorno. Este ha sido
desarrollado con el software HEC HMS, se adjunta el modelo desarrollado.
Para esto Primero se ah calculado el hidrograma de entrada utilizando el modelos de precipitacion
escorrentia del SCS, tanto para la abstraccion hidrologica como la transformacion.
-
21
Realizamos el transito con un vertedero de 5metro de longitud utilizando el software HEC HMS.
Entonces determinamos lo siguiente:
NAME: 4285.8 m.s..m.
CORONA: 4288.0 m.s.n.m.
-
22
CONCLUSIONES
Los niveles de operacin de la presa son:
NAMINO: 4271.0 m.s..m. Vol Sedimentos: 1.88 MMC
NAMO: 4285.0 m.s.n.m. Vol. Util : 5.67 MMC
NAME: 4285.8 m.s..m.
CORONA: 4288.0 m.s.n.m. ALTURA: 36.0 METROS
La presa tiene las siguientes dimensiones:
Altura: 36.0 metros
Longitud: 194 metros
Talud: 1:2.5 en ambos lados. Presa de Tierra.
RECOMENDACIONES
Se recomienda estimar el volumen de demanda del proyecto y caudal ecolgico necesarios para
obtener la disponibilidad hdrica real del rio Callazas.
Se recomienda realizar un anlisis ms exhaustivo de la alteracin de la data hidromtrica, debido a
la presencia de los pozos de extraccin de agua subterrnea.
Se recomienda revisar la geologa de la zona para poder plantear el tipo de presa adecuado.
Se recomienda realizar el estudio de arrastre de sedimentos para poder calcular el volumen de
sedimentos que se almacenara en la presa.
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23
BIBLIOGRAFA
[1] Ven Te Chow, David Maidment, Larry Mays; Hidrologa Aplicada. Bogot 1994.
[2] G. Monsalve; Hidrologa en la Ingeniera, Colombia 1998