Presa Calderillas

UNIVERSIDAD AUTONOMA JUAN MISAEL SARACHOFACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIAS

CIV-482 OBRAS HIDRAULICAS II

1. ESTUDIOS TOPOGRAFICOS.

COTA AREA % AREA% INV AREA

VOLUMEN ENTRE COTAS

VOLUMEN ACUMULADO % VOL

2957 0,00 0,00 100,00 0,00 0,00 0,002958 15,88 0,00 100,00 7,94 7,94 0,002959 745,37 0,08 99,92 380,63 388,57 0,002960 3945,11 0,41 99,59 2345,24 2733,81 0,012961 5352,27 0,56 99,44 4648,69 7382,50 0,042962 6907,21 0,73 99,27 6129,74 13512,24 0,072963 8461,44 0,89 99,11 7684,32 21196,56 0,112964 10075,46 1,06 98,94 9268,45 30465,01 0,162965 11743,93 1,23 98,77 10909,70 41374,71 0,222966 13424,89 1,41 98,59 12584,41 53959,12 0,292967 15017,44 1,58 98,42 14221,17 68180,29 0,372968 16901,50 1,77 98,23 15959,47 84139,76 0,452969 19935,07 2,09 97,91 18418,29 102558,05 0,552970 24862,70 2,61 97,39 22398,88 124956,93 0,672971 29369,41 3,08 96,92 27116,05 152072,98 0,822972 35094,44 3,68 96,32 32231,93 184304,91 0,992973 40799,19 4,28 95,72 37946,82 222251,73 1,202974 46931,17 4,93 95,07 43865,18 266116,91 1,432975 53697,70 5,64 94,36 50314,44 316431,34 1,702976 61574,66 6,46 93,54 57636,18 374067,53 2,012977 69119,61 7,26 92,74 65347,13 439414,66 2,362978 77249,00 8,11 91,89 73184,30 512598,96 2,762979 85943,41 9,02 90,98 81596,20 594195,17 3,202980 102591,14 10,77 89,23 94267,27 688462,44 3,702981 116498,43 12,23 87,77 109544,78 798007,22 4,292982 128092,81 13,45 86,55 122295,62 920302,84 4,952983 139539,12 14,65 85,35 133815,96 1054118,80 5,672984 151400,81 15,90 84,10 145469,96 1199588,77 6,452985 163817,30 17,20 82,80 157609,06 1357197,82 7,302986 179690,80 18,87 81,13 171754,05 1528951,87 8,222987 196793,82 20,66 79,34 188242,31 1717194,18 9,242988 213016,13 22,37 77,63 204904,97 1922099,15 10,342989 229031,36 24,05 75,95 221023,74 2143122,89 11,532990 244374,74 25,66 74,34 236703,05 2379825,94 12,802991 260310,57 27,33 72,67 252342,65 2632168,59 14,162992 276825,77 29,06 70,94 268568,17 2900736,76 15,602993 294455,33 30,92 69,08 285640,55 3186377,31 17,142994 312488,94 32,81 67,19 303472,14 3489849,45 18,772995 330668,84 34,72 65,28 321578,89 3811428,34 20,502996 349597,34 36,71 63,29 340133,09 4151561,43 22,332997 369574,84 38,80 61,20 359586,09 4511147,51 24,272998 391185,44 41,07 58,93 380380,14 4891527,65 26,312999 411383,05 43,19 56,81 401284,24 5292811,90 28,473000 438322,78 46,02 53,98 424852,91 5717664,81 30,763001 462431,99 48,55 51,45 450377,38 6168042,19 33,183002 484493,22 50,87 49,13 473462,60 6641504,79 35,733003 507459,37 53,28 46,72 495976,29 7137481,08 38,403004 531254,67 55,78 44,22 519357,02 7656838,10 41,193005 555569,32 58,33 41,67 543412,00 8200250,10 44,113006 580417,57 60,94 39,06 567993,45 8768243,54 47,173007 605146,70 63,54 36,46 592782,13 9361025,68 50,363008 631461,66 66,30 33,70 618304,18 9979329,86 53,683009 657007,23 68,98 31,02 644234,44 10623564,30 57,153010 683611,68 71,77 28,23 670309,45 11293873,76 60,763011 709198,51 74,46 25,54 696405,10 11990278,85 64,503012 735553,94 77,23 22,77 722376,23 12712655,08 68,393013 764183,68 80,23 19,77 749868,81 13462523,90 72,423014 793514,43 83,31 16,69 778849,06 14241372,95 76,613015 821935,77 86,30 13,70 807725,10 15049098,06 80,963016 851725,29 89,43 10,57 836830,53 15885928,58 85,463017 884278,53 92,84 7,16 868001,91 16753930,49 90,133018 916845,95 96,26 3,74 900562,24 17654492,73 94,973019 952440,19 100,00 0,00 934643,07 18589135,80 100,00

PAGINA 1



PAGINA 2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

2920

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3000

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3020ALTURA-CAPACIDAD-AREA

AREA VOLUMEN%

COTA

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0

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10,000,000

12,000,000

14,000,000

16,000,000

18,000,000

20,000,000

f(x) = 94.0831658423498 x³ − 1072.51366865403 x² + 5006.04042240352 x + 11463.0179727558R² = 0.999991847418025

VOLUMEN - DESNIVEL

DESNIVEL

VO

LUM

EN



2. ESTUDIOS HIDROLOGICOS2.1.CAUDALES MEDIOS MENSUALES

DATOS PLUVIOMETRICOS ESTACION CALDERILLAS

NOMBRE ESTACION: Calderillas PAIS: Bolivia CUENCA: La Plata LAT. S: 21° 45'TIPO DE ESTACION: Pluviométrica DEPTO.: Tarija SUB-CUEN: Tarija LONG. W: 64° 57'

DATOS DE: Precipitación en mm. PROVINCIA: Cercado ALTURA:2.800 m.s.n.m. ALTITUD S.N.M.:

2800 m.

AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DICANUA

L1968 258,5 280,9 105,0 139,1 12,6 11,3 27,8 43,5 53,6 138,4 31,3 96,6 1198,6 1971 273,0 161,5 95,9 59,7 61,0 42,4 0,0 58,0 90,0 136,1 104,9 69,5 1152,0 1972 261,7 107,4 61,4 12,8 5,3 20,0 0,0 0,0 7,1 32,8 68,4 234,5 811,4 1973 295,5 272,4 206,3 67,7 33,9 0,0 0,0 13,5 3,6 21,3 51,8 171,1 1137,1 1974 273,6 480,4 186,7 112,5 2,4 0,0 0,0 0,0 13,4 21,0 99,9 113,9 1303,8 1975 569,0 459,7 106,7 79,8 3,8 0,0 16,0 0,0 35,2 14,3 130,8 414,9 1830,2 1977 149,5 285,5 214,7 167,5 41,3 0,0 0,0 63,0 57,0 44,1 169,7 204,4 1396,7 1978 219,1 227,8 165,5 55,5 0,0 0,0 0,0 0,0 6,0 202,5 38,9 370,3 1285,6 1979 371,2 238,2 289,7 29,7 0,0 0,0 13,5 1,8 10,0 50,9 134,0 320,8 1459,8 1980 255,9 251,8 336,6 27,9 10,8 0,1 0,0 11,5 0,0 47,4 31,6 162,7 1136,3 1981 370,2 365,0 83,7 94,2 4,1 0,0 0,0 16,2 10,4 27,5 155,6 235,4 1362,3 1982 322,2 257,2 434,1 41,2 14,0 3,0 0,0 17,4 0,0 60,7 124,0 168,9 1442,7 1983 174,3 92,5 59,1 32,3 12,6 0,0 2,1 0,9 9,9 24,4 142,0 140,7 690,8 1984 502,3 469,5 395,5 17,5 4,4 0,0 0,0 15,4 1,5 105,9 139,3 262,0 1913,3 1985 146,9 460,9 109,1 39,3 0,0 1,8 1,0 20,0 11,8 5,8 312,2 306,4 1415,2 1986 280,7 216,1 184,2 93,6 1,8 0,3 2,2 16,7 24,7 57,7 144,9 445,6 1468,5 1987 522,7 149,9 76,8 38,4 2,3 1,0 0,0 0,0 0,0 28,9 176,0 198,4 1194,4 1988 325,1 219,5 381,2 73,0 4,7 0,0 5,2 0,3 19,6 45,4 59,7 249,5 1383,2 1989 213,3 110,0 241,5 63,2 1,3 7,9 0,7 1,0 7,7 40,0 74,0 213,6 974,2 1990 307,2 166,9 118,0 40,3 1,2 0,0 0,0 1,9 7,0 104,9 235,9 245,9 1229,2 1991 380,2 212,8 246,8 25,2 2,3 0,0 0,9 4,5 25,9 43,8 93,5 106,5 1142,4 1992 346,4 245,5 71,8 5,4 0,0 0,2 3,7 8,0 18,7 22,3 165,5 256,3 1143,8 1993 224,4 185,4 242,8 11,1 6,7 0,0 12,1 12,1 0,0 84,2 104,7 149,3 1032,8 1994 382,3 269,2 45,6 2,5 0,0 0,8 0,0 0,6 14,0 48,8 123,4 226,1 1113,3 1995 329,1 183,4 155,2 11,0 9,6 0,0 0,0 0,0 10,9 47,5 137,2 145,5 1029,4 1996 238,8 106,6 195,7 22,9 37,5 0,8 0,0 2,6 38,4 10,0 106,3 223,5 983,1 1997 316,9 166,3 273,4 22,8 6,1 0,0 0,0 0,0 31,3 12,5 63,4 148,9 1041,6 1998 260,3 163,9 203 39,2 2,5 2,4 1 2 6,7 102,3 149,4 87,1 1019,8

media 306,1 243,1 188,8 50,9 10,1 3,3 3,1 11,1 18,4 56,5 120,3 213,2 1224,7 % 25,0 19,8 15,4 4,2 0,8 0,3 0,3 0,9 1,5 4,6 9,8 17,4 100,0 máxima 569,0 480,4 434,1 167,5 61,0 42,4 27,8 63,0 90,0 202,5 312,2 445,6 1913,3 mínima 146,9 92,5 45,6 2,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 5,8 31,3 69,5 690,8

PAGINA 3



PRECIPITACION PROBABILISTICA “METODO LOG-NORMAL” PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 100 AÑOS Y UN RIESGO DEL 30%

LEY LOG-NORMAL

PROBABILIDAD %15,8

7 50 84,13PRECIPITACION (mm)

959,5

1224,7

1489,9

10 1000.0

200.0400.0600.0800.0

1000.01200.01400.01600.0

f(x) = 7.76951525931099 x + 836.213522748738R² = 1

PROBABILIDAD VS. PRECIPITACION

PROBABILIDAD %

PREC

IPIT

ACIO

N (m

m)

PARA 100 AÑOSRIESG

OPROBABILID

ADPRECIPITACI

ON(%) (%) (mm.)10,0 0,105 717,2 20,0 0,223 718,4 30,0 0,356 719,7

PAGINA 4

AÑO ANUAL1968 1198,6 1971 1152,0 1972 811,4 1973 1137,1 1974 1303,8 1975 1830,2 1977 1396,7 1978 1285,6 1979 1459,8 1980 1136,3 1981 1362,3 1982 1442,7 1983 690,8 1984 1913,3 1985 1415,2 1986 1468,5 1987 1194,4 1988 1383,2 1989 974,2 1990 1229,2 1991 1142,4 1992 1143,8 1993 1032,8 1994 1113,3 1995 1029,4 1996 983,1 1997 1041,6 1998 1019,8

MAX 1913,3 MIN 690,8 MED 1224,7 DES EST 265,2



CAUDALES DE ESTIAJE

Según las aforaciones que se tiene el registro del año 2002, se generaran los caudales de estiaje con datos de aforaciones realizadas en diferentes años en el mes de mayo.

AFORACIONES EN LA ZONA 2002MES DIAS Q (m3/s)

MAYO 15 0,085SEPTIEMBRE 75 0,076

OCTUBRE 120 0,065

AFORACIONES EN MAYO POR AÑOAÑO PRECP. (mm) Q (m3/s)1983 690,8 0,0751984 1913,3 0,1561993 1032,8 0,0981994 1113,3 0,1031996 983,05 0,089

Por lo que el modelo ajustado es:

Q= (0,00007∗P+0,027 )∗e−0,003t

Obteniendo los siguientes caudales en los meses de estiaje:

PRECIPITACION PROBABILISTICA 719,749 mm.

MAY JUN JUL AGO SEP

t (dias) 15 45 75 105 135Q (m3/s) 0,074 0,068 0,062 0,056 0,051

PAGINA 5

0 20 40 60 80 100 120 1400

0.010.020.030.040.050.060.070.080.09

f(x) = 0.0893139177146936 exp( − 0.00251761962355926 x )R² = 0.968781670007585

Q VS. TIEMPO

DIAS

CAUD

AL m

3/s

600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000.000

0.050

0.100

0.150

0.200

f(x) = 6.72603327787877E-05 x + 0.0270759394192031R² = 0.993955698951929

Qo vs. PRECIPITACION

PRECIPITACION mm.

CAUD

AL m

3/s



CAUDALES MEDIOS MENSUALES PROBABILISTICOS POR EL METODO RACIONAL

AREA DE APORTE DE LA CUENCA:37949912,00 m2

COEFICIENTE DE ESCORRENTIA: 0,46

MES ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALDIAS 31,0 28,0 31,0 30,0 31,0 30,0 31,0 31,0 30,0 31,0 30,0 31,0 365,0

% DISTRIBUCION 25,0 19,8 15,4 4,2 0,8 0,3 0,3 0,9 1,5 4,6 9,8 17,4 100,0 PRECIPITACION 179,9 142,9 110,9 29,9 5,9 1,9 1,8 6,5 10,8 33,2 70,7 125,3 719,7 PRECIPITACION EFECTIVA (según la FAO 75%) 134,9 107,1 83,2 22,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 24,9 53,0 94,0 539,8

ESCORENTIA DIRECTA (M3) 3,1E+06 1,9E+06 1,5E+06 3,9E+05 0,0E+00 0,0E+00 0,0E+000,0E+0

0 0,0E+00 4,3E+05 9,3E+05 1,6E+06 9,4E+06CAUDAL DIRECTO (m3/s) 1,172 0,773 0,542 0,151 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,162 0,357 0,612 0,299 CAUDAL DE ESTIAJE (m3/s) 0,000 0,000 0,000 0,000 0,074 0,068 0,062 0,056 0,051 0,000 0,000 0,000 0,000 CAUDAL TOTAL (m3/s) 1,172 0,773 0,542 0,151 0,074 0,068 0,062 0,056 0,051 0,162 0,357 0,612 0,299

2.2.ESTUDIO DE SEDIMENTOS 2.2.1. ESTUDIO DE ARRASTRE DE SEDIMENTOS DE FORMA ANUAL

Para el estudio de los sedimentos se utilizara el modelo ajustado de Esternberg para la ciudad de Tarija:

Qs=128.28∗e0.0016∗P

Donde:Qs: Caudal solido (m3/Km2/año)P: Precipitación media en la cuenca (mm)

Qs=128.28∗e0.0016∗1244.7=910.3 (m3/Km2/año)

2.2.2. ESTIMACION DE SEDIMENTOS DURANTE LA VIDA UTIL DEL ENVALSE (VOLUMEN MUERTO)

Para la determinación de del volumen muerto se utilizara la siguiente ecuación:V m=c∗A∗T∗Qs

Donde:Vm: volumen muerto (m3)A: área de la cuenca (Km2)Qs: Caudal solido (m3/Km2/año)T: Tiempo de vida útil (años)c: Coeficiente de retención (0.8)

V m=0.8∗37.95∗50∗910.3=1381778,5m3

Por lo que la cota del Volumen muerto es de 2988.00 m.s.n.m. asumiendo una revancha de 0.4 m. al eje de la obra de toma y una condición de diseño para el trabajo de la obra de toma de 2.0 m. y el volumen muerto final es de:

V m=1922099,15m3

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2.3.ANALISIS DE CRECIDAS2.3.1. ANALISIS DE PRECIPITACIONES MAXIMAS DIAREAS MENORES A 24 HORAS (METODO

GUMBEL)

Datos hidrológicos estación Calderillas

ANALISIS DE SERIES DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS DIARIAS

DISTRIBUCIÓN DE PRECIPITACIONES MAXIMAS - METODO DE GUMBEL

Nº AÑOMAXIMA

PRECIPITACION24 hrs (mm)

MAXIMAPRECIPITACION

ORDENADA (mm)

1 1975 89,40 130,00

2 1976 80,00 130,00

3 1977 64,50 90,80

4 1978 130,00 89,40

5 1979 61,00 86,60

6 1980 72,00 86,00

7 1981 64,50 80,00

8 1982 63,80 80,00

9 1983 60,00 79,50

10 1984 70,00 74,90

11 1985 74,90 72,00

12 1986 90,80 71,50

13 1987 86,00 70,00

14 1988 86,60 67,00

15 1989 55,00 64,50

16 1990 80,00 64,50

17 1991 57,20 63,80

18 1992 44,40 61,00

19 1993 45,00 60,00

20 1994 50,20 57,20

21 1995 130,00 55,00

22 1996 67,00 50,20

23 1997 79,50 45,00

24 1998 71,50 44,40

PAGINA 7

0 5 10 15 20 250.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

DISTRIBUCIÓN DE PRECIPITACIONES MAX. DIARIAS METODO GUMBEL

FRECUENCIA

PREC

IPIT

ACIO

N



Gumbel

ht = Ed*(1+Kd*Log T)

Xprom=Promedio=73,8

9

S=Desviación Estándart=21,7

2

Ed=Moda= Xprom-0.456*S=63,9

8

Kd=Característica=S/(0.557*Ed)= 0,61

T (años) PERIODO RETORNO

Ht (mm) ALTURA DE LLUVIA MAX.

10000,00 219,951000,00 180,96500,00 169,22150,00 148,83100,00 141,9750,00 130,2325,00 118,4920,00 114,7110,00 102,985,00 91,243,00 82,592,00 75,721,90 74,851,80 73,941,70 72,971,60 71,941,50 70,851,35 69,071,25 67,761,10 65,601,00 63,98

PAGINA 8



LLUVIAS MAXIMAS CORRESPONDIENTES A DIFERENTES TIEMPOS ( t ) INFERIORES A LAS DIARIASPERIODOS DE RETORNO ( T ) EN AÑOS

Usando la distribución de máximo valores según Ley de Gumbel, se obtine las precipitaciones correspondientes a tiempos inferiores a 24 hrs.Utilizando la ecuación que relaciona la moda de los valores máximos diarios, con la moda correspondiente a otros valores.

Et = Ed * ( t / td )bDonde:

Et = Valor modal para un tiempo t en horasEd = Moda de la lluvia máxima diaria

t = Tiempo en horastd = Tiempo correspondiente a la lluvia diariab = Exponente que varia de 0.20 a 0.30

Se considera que la lluvia diaria es igual a la lluvia de 12 hrs., un exponente de 0.30 para tiempos menores a 2 horas y 0.20 para tiempos mayores a 2 horas.

LLUVIAS MÁXIMAS HORARIAS ( mm ) PARA DIFERENTES TIEMPOS ( t ) 0,72 1 2 3 4 6 12

T t=0.72h t=1h t=2h t=3h t=4h t=6h t=12h

10000,00 94,57 104,37 128,49 166,69 176,56 191,48 219,951000,00 77,81 85,87 105,71 137,14 145,26 157,53 180,96500,00 72,76 80,30 98,86 128,24 135,84 147,31 169,22150,00 63,99 70,62 86,95 112,79 119,47 129,57 148,83100,00 61,04 67,36 82,94 107,59 113,96 123,59 141,9750,00 56,00 61,79 76,08 98,70 104,54 113,37 130,2325,00 50,95 56,23 69,22 89,80 95,12 103,15 118,4920,00 49,32 54,43 67,01 86,94 92,08 99,86 114,7110,00 44,28 48,86 60,16 78,04 82,66 89,65 102,985,00 39,23 43,29 53,30 69,15 73,24 79,43 91,243,00 35,51 39,19 48,25 62,59 66,30 71,90 82,592,00 32,56 35,93 44,24 57,39 60,78 65,92 75,721,90 32,19 35,52 43,73 56,73 60,09 65,16 74,851,80 31,79 35,08 43,19 56,03 59,35 64,37 73,941,70 31,38 34,62 42,63 55,30 58,58 63,52 72,971,60 30,93 34,14 42,03 54,52 57,75 62,63 71,941,50 30,46 33,62 41,39 53,69 56,87 61,68 70,851,35 29,70 32,77 40,35 52,34 55,44 60,13 69,071,25 29,14 32,15 39,59 51,35 54,40 58,99 67,761,10 28,21 31,13 38,32 49,71 52,66 57,11 65,601,00 27,51 30,36 37,38 48,49 51,36 55,70 63,98

PAGINA 9



PAGINA 10

0.1 1 10 100

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

f(x) = 30.2330435201326 ln(x) + 69.0004892857619R² = 0.981831488938132

PRECIPITACION MAXIMA MENOR A 24 HORAS T=100 años

T=1

Logarithmic (T=1)

T=2

Tiempo (horas)

Prec

ipita

ción

(mm

)

1.00 10.00 100.00 1000.00 10000.000.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00PRECIPITACIONES MAXIMAS HORARIAS (mm)

t=0.72h t=1h t=2h t=3h t=4h t=6h t=12h

Periodo De Retorno T (años)

Prec

ipita

cion

es H

orar

ias

(mm

)

0 2 4 6 8 10 12 14

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

f(x) = 30.2330435201326 ln(x) + 69.0004892857619R² = 0.981831488938132

PRECIPITACION MAXIMA MENOR A 24 HORAS T=100 años

T=1

Logarithmic (T=1)

T=2

Tiempo (horas)

Prec

ipita

ción

(mm

)



2.3.2. ANALISIS DE CRECIDAS METODO DE LA SOIL CONSERVATIÓN SERVICE, PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 1000 AÑOS

Altura de precipitación máximas para diferentes períodos de retorno y Tc = 0,72 hr. (Del estudio en 2.3.1.)

T (años) P (mm)10 44,2820 49,3225 50,9550 56,00

100 61,04150 63,99500 72,76

1000 77,8110000 94,57

CALCULO DEL TIEMPO A AL PICO DIFERENTES AUTORES:

AUTOR FORMULA RESULTADO

Ventura Tc = 0.1272*( A / i )1/2 2,0992U.S. Soil Conservation Service: Tc = 0.95*(L^3/H)^0.385 0,667955935

Sherman Tc=0,3*(L/S0,25)0,76 2,011441637

Kirpich Tc = 0.0003245*( L1.15 / H0.38) 0,665639229

Giandotti Tc = (4*A1/2 + 1.5* L)/ 0.8*H1/2 0,818107684

Burea of reclamatión Tc = (11,9*L3/H)0.385 0,6666

Promedio 0,72

DATOS:

Tiempo de concentración Tc = 0,72 hrTiempo al pico Tp = 0,93 hr

Tiempo base Tb = 2,48 hrArea de la cuenca A = 37,95 Km2

Longitud del curso principal L =7.470,8

6 m

Desnivel o altura H =1.041,0

0 mPendiente del curso i = 13,93 %

Tp = D/2 + 0.60 * Tc Tiempo al picoTb = 2.67 * Tp Tiempo baseD = Periodo de lluvia neta en hr

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S = ( 1000 / CN ) - 10 (3) Diferencia potencial máxima entre P y Q en pulgadas, a la hora que comienza la tormenta.

CN = Número de curva dado por las características del tipo de suelo que existen en la cuencaHd = (P - 0.2*S)2 / (P + 0.8 * S)

GRUPO SUELO DESCRIPCIÓN CN

Dcomprende suelos poco profundos con sub horizontes casi impermeables con pastizales sin tratamiento con mala condición para la infiltración

89

P = 77,81 mm 3,063 pulgadas dato

S = 1,24

Hd = 49,71 mm 1,957 pulgadas de escorrentía directa

ANÁLISIS DE CRECIDAS - HIDROGRAMA DE LA CUENCAMÉTODO DE LA SOIL CONSERVATIÓN SERVICE

PERIODO DE RETORNO 1000 AÑOS

Tiempo de concentración Tc = 0,72Tiempo al pico Tp = 0,93 hrTiempo base Tb = 2,48 hr

Precipitación P = 77,81 mm 3,063pulgadas.

Escorrentía directa Hd = 49,71 1,957pulgadas.

Area de la cuenca A = 37,95 Km2 14,659 millas2Longitud del curso principal L = 7.470,86 mDesnivel o altura H = 1.041,00 mPendiente del curso i = 13,93 %

qp = (484 * A * h) / Tp = 215,95 m3/seg 7.626,09 pie3/segQ = (484 * A * Hd) / Tp = 422,64 m3/seg 14.925,31 pie3/seg

Datos:qp = 7.626,09 pie3/seg 215,95 m3/segQ = 14.925,31 pie3/seg 422,64 m3/seg

Tp = 0,93 Hr

PAGINA 12



PAGINA 13



PAGINA 14

Relación Tiempo T /Tp

Relación Descarga q/qp

Tiempo Hrs

Descarga m3/seg

0,00 0,000 0,000 0,000,10 0,015 0,093 6,340,20 0,075 0,186 31,700,30 0,160 0,279 67,620,40 0,280 0,372 118,340,50 0,430 0,465 181,730,60 0,600 0,558 253,580,70 0,770 0,651 325,430,80 0,890 0,744 376,150,90 0,970 0,837 409,961,00 1,000 0,930 422,641,10 0,980 1,023 414,191,20 0,920 1,116 388,831,30 0,840 1,209 355,021,40 0,750 1,302 316,981,50 0,660 1,396 278,941,60 0,560 1,489 236,681,70 0,485 1,582 204,981,80 0,420 1,675 177,511,90 0,365 1,768 154,262,00 0,320 1,861 135,242,10 0,276 1,954 116,652,20 0,240 2,047 101,432,30 0,207 2,140 87,492,40 0,180 2,233 76,072,50 0,151 2,326 63,822,60 0,130 2,419 54,942,70 0,110 2,512 46,492,80 0,098 2,605 41,422,90 0,085 2,698 35,923,00 0,075 2,791 31,703,10 0,065 2,884 27,473,20 0,058 2,977 24,513,30 0,050 3,070 21,133,40 0,041 3,163 17,333,50 0,036 3,256 15,213,60 0,030 3,349 12,683,70 0,027 3,442 11,413,80 0,023 3,535 9,513,90 0,020 3,628 8,454,00 0,018 3,721 7,614,10 0,016 3,814 6,764,20 0,013 3,907 5,284,30 0,011 4,000 4,654,40 0,010 4,093 4,234,50 0,009 4,187 3,804,60 0,008 4,280 3,384,70 0,007 4,373 2,964,80 0,006 4,466 2,544,90 0,005 4,559 2,115,00 0,004 4,652 1,695,10 0,0036 4,745 1,525,20 0,0032 4,838 1,355,30 0,0028 4,931 1,185,40 0,0024 5,024 1,015,50 0,0020 5,117 0,855,60 0,0018 5,210 0,765,70 0,0016 5,303 0,685,80 0,0014 5,396 0,595,90 0,0012 5,489 0,516,00 0,0005 5,582 0,21



0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

420

440

HIDROGRAMA DE CRECIDAS PERIODO DE RETORNO 1000 AñosMétodo: Soil Conservatión Service

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2.4. REGULACION DEL ENVALSE (MÉTODO DE SIMULACIÓN DEL PRONAR)

Datos para la regulación:

CAUDALES MEDIOS MENSUALES DE APORTE (m3/s)

JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY Total

0,07 0,06 0,06 0,05 0,16 0,36 0,61 1,17 0,77 0,54 0,15 0,07 4,08

REQUERIMIENTO AGUA (m3/mes)


338220,0 68872,9 628900,8 1325788,3 1762083,0 514422,7 172017,5 0,0 0,0 0,0 1092704,1 1172439,2 7075448,3

EVAPORACION (mm/mes)


150,4 172,9 181 171,5 208,1 177,5 160,2 154,4 113,7 131,3 140,4 151,6 1913,0

Volumen muerto:

V m=1922099,15m3

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BALANCE MENSUAL DE APORTES, DISPONIBILIDAD Y REQUERIMIENTOS DE AGUA DEL EMBALSE CALDERILLAS

CAPACIDAD DEL EMBALSE 7122099,87 m3

VOLUMEN ANUAL UTILIZABLE: 10677776,84 VOLUMEN UTIL 5200000,72 m3

VOLUMEN MUERTO 1922099,15 m3

MES JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY TOTAL

OFERTA DE AGUA

TOTAL APORTE EN EL MES m3 175057,69 165205,34 150878,21 133348,63 434565,49 925617,49 1640128,51 3140233,88 1870361,52 1452627,94 391681,91 198070,22 10677776,84

RESTO MES ANTERIOR m3 3371695,73 3119861,90 3139689,04 2590946,22 1350737,81 0,00 381472,94 1795940,31 4847134,88 5200000,72 5200000,72 4419323,24

TOTAL VOLUMEN m3 3546753,42 3285067,24 3290567,25 2724294,84 1785303,30 925617,49 2021601,45 4936174,19 6717496,40 6652628,65 5591682,63 4617393,46

VOL. POR VERTED EXCED m3 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1443335,63 1369644,64 0,00 0,00 2812980,27

VOL UTIL ALMACENADO m3 3546753,42 3285067,24 3290567,25 2724294,84 1785303,30 925617,49 2021601,45 4936174,19 5200000,72 5200000,72 5200000,72 4617393,46

TOTAL VOL PRESA m3 5468852,57 5207166,39 5212666,40 4646393,99 3707402,452847716,6

43943700,60 6858273,34 7122099,87 7122099,87 7122099,87 6539492,61

PERDIDAS

Evaporación (mm/mes) 150,40 172,90 181,00 171,50 208,10 177,50 160,20 154,40 113,70 131,30 140,40 151,60 1913,00

Evaporación (m3/mes) 58799,03 49216,85 44582,11 25214,10 3908,12 9903,97 29390,93 58854,96 45278,75 52287,60 50681,87 45504,86 473623,16

Infiltración (mm/día) 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

Infiltración (m3/mes) 11728,53 8539,65 7389,30 4410,63 563,40 1673,91 5503,92 11435,55 11946,90 11946,90 10829,46 9004,92 94973,07

Caudal ecológico m3/mes (7 L/seg) 18144,00 18748,80 18748,80 18144,00 18748,80 18144,00 18748,80 18748,80 16934,40 18748,80 18144,00 18748,80 220752,00

TOTAL PERDIDAS m3 88671,56 76505,30 70720,21 47768,73 23220,32 29721,88 53643,65 89039,31 74160,05 82983,30 79655,33 73258,58 789348,23

TOTAL APROVECHABLE (m3) 3458081,86 3208561,94 3219847,04 2676526,11 1762082,98 895895,61 1967957,80 4847134,88 6643336,35 6569645,35 5512027,30 4544134,88

DEMANDA por ZONAS DE RIEGO en embalse (m3)

REQUERIMIENTO AGUA POTABLE m3 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

REQUERIMIENTO PARA RIEGO m3/mes 338219,96 68872,91 628900,82 1325788,30 1762082,98 514422,67 172017,49 0,00 0,00 0,00 1092704,05 1172439,15 7075448,34

TOTAL REQUERIDO m3 338219,96 68872,91 628900,82 1325788,30 1762082,98 514422,67 172017,49 0,00 0,00 0,00 1092704,05 1172439,15 7075448,34

RESTO UTIL EMBALSE m3 3119861,90 3139689,04 2590946,22 1350737,81 0,00 381472,94 1795940,31 4847134,88 5200000,72 5200000,72 4419323,24 3371695,73

AREA INUNDADA m2 390951,00 284655,00 246310,00 147021,00 18780,00 55797,00 183464,00 381185,00 398230,00 398230,00 360982,00 300164,00

Por lo según la topografía, la cota del vertedero de excedencias estará en 3004.00 m.s.n.m.

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2.5.LAMINACION METODO DE LA PISCINA NIVELADA

FUNCIONES: ELEVACION-SUPERFICIE LIBRE ELEVACION-ALMACENAMIENTO

HIDROGRAMA DE ENTRADA CURVA DE DESAGUE

(1)ELEVACION

(m)

(2)SUPERFICIE

(Ha)

(3)ALAMACENAMIENTO

(Hm3)

(4)TIEMPO

(h)

(5)I

(m3/s)

(6)ELEVACION SOBRE LA

CORONACION ALIVIADERO

(m)

(7)Q

(m3/s)

2957 0,000 0,000 0,00 0,00 0,0 0,02958 0,002 0,000 0,09 6,34 0,1 1,42959 0,075 0,000 0,19 31,70 0,2 4,02960 0,395 0,003 0,28 67,62 0,3 7,32961 0,535 0,007 0,37 118,34 0,4 11,22962 0,691 0,014 0,47 181,73 0,5 15,72963 0,846 0,021 0,56 253,58 0,6 20,62964 1,008 0,030 0,65 325,43 0,7 25,92965 1,174 0,041 0,74 376,15 0,8 31,72966 1,342 0,054 0,84 409,96 0,9 37,82967 1,502 0,068 0,93 422,64 1,0 44,32968 1,690 0,084 1,02 414,19 1,1 51,12969 1,994 0,103 1,12 388,83 1,2 58,22970 2,486 0,125 1,21 355,02 1,3 65,72971 2,937 0,152 1,30 316,98 1,4 73,42972 3,509 0,184 1,40 278,94 1,5 81,42973 4,080 0,222 1,49 236,68 1,6 89,62974 4,693 0,266 1,58 204,98 1,7 98,22975 5,370 0,316 1,67 177,51 1,8 107,02976 6,157 0,374 1,77 154,26 1,9 116,02977 6,912 0,439 1,86 135,24 2,0 125,32978 7,725 0,513 1,95 116,65 2,1 134,82979 8,594 0,594 2,05 101,43 2,2 144,52980 10,259 0,688 2,14 87,49 2,3 154,52981 11,650 0,798 2,23 76,07 2,4 164,72982 12,809 0,920 2,33 63,82 2,5 175,12983 13,954 1,054 2,42 54,94 2,6 185,72984 15,140 1,200 2,51 46,49 2,7 196,52985 16,382 1,357 2,60 41,42 2,8 207,52986 17,969 1,529 2,70 35,92 2,9 218,72987 19,679 1,717 2,79 31,70 3,0 230,22988 21,302 1,922 2,88 27,47 2989 22,903 2,143 2,98 24,51 2990 24,437 2,380 3,07 21,13 2991 26,031 2,632 3,16 17,33 2992 27,683 2,901 3,26 15,21 2993 29,446 3,186 3,35 12,68 2994 31,249 3,490 3,44 11,41 2995 33,067 3,811 3,54 9,51 2996 34,960 4,152 3,63 8,45 2997 36,957 4,511 3,72 7,61 2998 39,119 4,892 3,81 6,76 2999 41,138 5,293 3,91 5,28 3000 43,832 5,718 4,00 4,65 3001 46,243 6,168 4,09 4,23 3002 48,449 6,642 4,19 3,80 3003 50,746 7,137 4,28 3,38 3004 53,125 7,657 4,37 2,96 3005 55,557 8,200 4,47 2,54 3006 58,042 8,768 4,56 2,11 3007 60,515 9,361 4,65 1,69

4,74 1,52 4,84 1,35 4,93 1,18 5,02 1,01 5,12 0,85 5,21 0,76 5,30 0,68 5,40 0,59 5,49 0,51 5,58 0,21

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DESARROLLO DE LA FUNCION ALAMACENAMIENTO-CAUDAL DE SALIDA: 2S/Δt+Q VS Q

(1)ELEVACION

(m)

(2)SUPERFICIE

(Ha)

(3)ALMACENA -

MIENTO(Hm3)

(4)ELEVACION SOBRE LA

CORONACION ALIVIADERO

(m)

(5)ALACENAJE DISPONIBLE

SOBRE CORON ALIVIADERO

S(Hm3)

(6)CAUDAL DE DESAGUE

Q(m3/s)

(7)2S/Δt+Q(m3/s)

3002,0 48,36 6,60 0,00 0,00 0,00 0,003002,1 48,60 6,66 0,10 0,05 1,40 326,143002,2 48,84 6,71 0,20 0,11 3,96 653,443002,3 49,09 6,77 0,30 0,16 7,28 981,493002,4 49,33 6,82 0,40 0,22 11,21 1310,153002,5 49,57 6,87 0,50 0,27 15,66 1639,353002,6 49,81 6,93 0,60 0,33 20,59 1969,013002,7 50,05 6,98 0,70 0,38 25,94 2299,103002,8 50,29 7,04 0,80 0,44 31,69 2629,593002,9 50,54 7,09 0,90 0,49 37,82 2960,453003,0 50,78 7,15 1,00 0,54 44,29 3291,673003,1 51,02 7,20 1,10 0,60 51,10 3623,213003,2 51,26 7,25 1,20 0,65 58,23 3955,073003,3 51,50 7,31 1,30 0,71 65,65 4287,243003,4 51,75 7,36 1,40 0,76 73,37 4619,693003,5 51,99 7,42 1,50 0,82 81,37 4952,433003,6 52,23 7,47 1,60 0,87 89,65 5285,443003,7 52,47 7,53 1,70 0,92 98,18 5618,713003,8 52,71 7,58 1,80 0,98 106,97 5952,243003,9 52,95 7,64 1,90 1,03 116,01 6286,013004,0 53,20 7,69 2,00 1,09 125,28 6620,033004,1 53,44 7,74 2,10 1,14 134,80 6954,283004,2 53,68 7,80 2,20 1,20 144,54 7288,753004,3 53,92 7,85 2,30 1,25 154,50 7623,463004,4 54,16 7,91 2,40 1,31 164,69 7958,383004,5 54,41 7,96 2,50 1,36 175,09 8293,523004,6 54,65 8,02 2,60 1,41 185,70 8628,863004,7 54,89 8,07 2,70 1,47 196,51 8964,423004,8 55,13 8,12 2,80 1,52 207,53 9300,173004,9 55,37 8,18 2,90 1,58 218,75 9636,133005,0 55,61 8,23 3,00 1,63 230,16 9972,27

PAGINA 19



DESARROLLO DE LA FUNCION ALAMACENAMIENTO-CAUDAL DE SALIDA: 2S/Δt+Q VS Q

(1)INTERVALO

i

(2)TIEMPO

(h)

(3)APORTE

I(m3/s)

(4)Ii+Ii+1

(m3/s)

(5)2S/Δt-Qi

(m3/s)

(6)2Si+1/Δt+Qi+1

(m3/s)

(7)CAUDAL DE SALIDA

Q(m3/s)

1 0,00 0,00 6,34 0,00 0,00 0,002 0,09 6,34 38,04 6,29 6,34 0,033 0,19 31,70 99,32 43,94 44,32 0,194 0,28 67,62 185,96 142,03 143,26 0,625 0,37 118,34 300,07 325,17 327,99 1,416 0,47 181,73 435,32 618,72 625,25 3,267 0,56 253,58 579,01 1036,45 1054,04 8,808 0,65 325,43 701,58 1581,93 1615,46 16,779 0,74 376,15 786,11 2228,86 2283,50 27,32

10 0,84 409,96 832,60 2934,56 3014,97 40,2011 0,93 422,64 836,82 3657,34 3767,16 54,9112 1,02 414,19 803,01 4353,14 4494,17 70,5113 1,12 388,83 743,84 4984,31 5156,15 85,9214 1,21 355,02 671,99 5527,85 5728,15 100,1515 1,30 316,98 595,92 5974,79 6199,84 112,5316 1,40 278,94 515,62 6325,38 6570,71 122,6617 1,49 236,68 441,66 6580,45 6841,00 130,2818 1,58 204,98 382,49 6751,14 7022,11 135,4819 1,67 177,51 331,77 6856,16 7133,63 138,7320 1,77 154,26 289,51 6907,28 7187,93 140,3321 1,86 135,24 251,89 6915,62 7196,79 140,5922 1,95 116,65 218,08 6888,06 7167,51 139,7323 2,05 101,43 188,92 6830,28 7106,14 137,9324 2,14 87,49 163,56 6748,41 7019,20 135,4025 2,23 76,07 139,89 6647,35 6911,97 132,3126 2,33 63,82 118,76 6529,75 6787,25 128,7527 2,42 54,94 101,43 6398,85 6648,52 124,8328 2,51 46,49 87,91 6258,86 6500,28 120,7129 2,60 41,42 77,34 6113,77 6346,77 116,5030 2,70 35,92 67,62 5966,53 6191,11 112,2931 2,79 31,70 59,17 5817,92 6034,15 108,1132 2,88 27,47 51,98 5669,10 5877,09 104,0033 2,98 24,51 45,64 5521,14 5721,08 99,9734 3,07 21,13 38,46 5374,68 5566,79 96,0535 3,16 17,33 32,54 5228,73 5413,14 92,2136 3,26 15,21 27,89 5084,32 5261,27 88,4737 3,35 12,68 24,09 4942,49 5112,22 84,8638 3,44 11,41 20,92 4803,80 4966,58 81,3939 3,54 9,51 17,96 4668,59 4824,72 78,0640 3,63 8,45 16,06 4536,80 4686,55 74,8741 3,72 7,61 14,37 4409,20 4552,86 71,8342 3,81 6,76 12,05 4285,69 4423,57 68,9443 3,91 5,28 9,93 4165,41 4297,74 66,1644 4,00 4,65 8,88 4048,35 4175,35 63,5045 4,09 4,23 8,03 3935,28 4057,22 60,9746 4,19 3,80 7,18 3826,19 3943,31 58,5647 4,28 3,38 6,34 3720,83 3833,38 56,2748 4,37 2,96 5,49 3619,00 3727,17 54,0949 4,47 2,54 4,65 3520,48 3624,49 52,0050 4,56 2,11 3,80 3425,10 3525,13 50,0251 4,65 1,69 3,21 3332,68 3428,91 48,1152 4,74 1,52 2,87 3243,30 3335,89 46,3053 4,84 1,35 2,54 3157,04 3246,17 44,5754 4,93 1,18 2,20 3073,74 3159,57 42,9255 5,02 1,01 1,86 2993,25 3075,94 41,3456 5,12 0,85 1,61 2915,44 2995,11 39,8457 5,21 0,76 1,44 2840,25 2917,05 38,4058 5,30 0,68 1,27 2767,63 2841,68 37,0359 5,40 0,59 1,10 2697,47 2768,90 35,7160 5,49 0,51 0,72 2629,65 2698,57 34,4661 5,58 0,21 2563,85 2630,36 33,26

caudal 140,59

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La laminación fue calculada para la cota 3004.00 m.s.n.m. con los siguientes datos:

L: 20,00 metrosC: 2,21 adimensionalΔt: 0,09 horasQ: 140.59 m3/s

Q=C∗L∗h3 /2

Según la ecuación del vertedero la altura de laminación es de 2.16 m.

PAGINA 21



3. DISEÑO DE LA PRESA Y ACCESORIOS.3.1.Diseño del Vertedor practico sin vacío tipo WES

Datos:Cota lecho del rio: 2958.00 m.s.n.m.Cota vertedero: 3004.00 m.s.n.m.Carga de diseño Ho=He: 2.16 m.Altura del parapeto P: 46.00 m.Gasto del vertedero: 140.69 m3*/s.

Determinación del coeficiente de gasto.m=mo∗σ1∗σ2∗σ3∗σ4

mo=0.385+3.9206∗( PH o

)¿¿

σ 1=1

σ 2=1

σ 3=1

σ 4=1

m=0.50

Calculo de la longitud

L= Q

m√2∗gH o3/2

=20.00m.

Calculo de la longitud efectivaLe=L+n∗t+2∗(n∗K p+K e )∗H e

Donde:n: Numero de pilast: Espesor de las pilas [m]s: Separación entre pilas [m]L: Longitud efectiva del vertedero [m]Le: longitud efectiva [m]Kp: coeficiente por la forma de la pilaKe: coeficiente por la forma del estribo [0.20]

Le=20+2∗(0.2 )∗2.16=20.864m.

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Para el diseño se asumirá con una longitud de 25.00mCalculo del cuerpo de la presa

PH o

= 462.16

=21.3

Por lo que según la tabla 3.8 del libro “DISEÑO HIDRAULICO DE ALIVIADEROS PARA PRESAS PEQUEÑAS”:K= 0.51n= 1.87Xc=0.61Yc=0.26R1=1.15R2=0.49

T=2∗Y c∗R1−X c

2−Y c2

2∗(R1−R2)=0.12

N=R1−Y c

|X c|=1.46 M=

R1−T

|Xc|=1.69

sen∝°=M−N √1+N2−M 2

1+N2 =0.295

α °=19° 9 ' 16.92 ' '

X A=−R1∗sen α=−0.38 Y A=R1∗(1−cosα )=0.064X B=−(R1−R2 )∗sen α=−0.22 Y B=R1−(R1−R2 )∗cosα=0.53

Utilizando la ecuación:

Y=H o∗( XH o )n

X Y0,00 01,00 0,262,00 0,953,00 2,044,00 3,495,00 5,296,00 7,447,00 9,938,00 12,759,00 15,89

10,00 19,3511,00 23,1212,00 27,2113,00 31,6014,00 36,3015,00 41,29

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15,89 46,00

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