T E S I S - DSpace Hometesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/4763/1/374_PROCESO... · Los Estudios En Los Proyectos Civiles De Obras Hidráulicas Encaminados A La Presas Las obras

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

UNIDAD: ZACATENCO

PROCESO CONSTRUCTIVO DE LA PRESA DE CONTROL DE AVENIDAS

”ORTEGA GUANAJUATO”

T E S I S

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE I N G E N I E R O C I V I L

P R E S E N T A N :

L I L I A N A P E R E Z C A S T I L L O ARMANDO PALACIOS SANTILLAN

ASESOR: ING. LUCIO ROSALES RAMIREZ

MEXICO D.F. MARZO 2005

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PRESA DE CONTROL DE AVENIDAS ORTEGA GUANAJUATO

ARMANDO PALACIOS SANTILLAN LILIANA PEREZ CASTILLO

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DEDICATORIAS

A LA ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA (ESIA ZACATENCO)

POR LOS CONOCIMIENTOS Y PREPARACION PROFESIONAL QUE NOS BRINDO DURANTE NUESTRA INSTANCIA

AL C. ING. LUCIO ROSALES

POR SU ESFUERZO, DEDICACION Y ASESORIA PARA LA REALIZACION DE ESTE PROYECTO YA QUE SIN SU AYUDA NO HUBIERA SIDO POSIBLE REALIZARLA.

A MIS PADRES

PORQUE GRACIAS A SU CARIÑO COMO GUIA Y APOYO HE LLEGADO A REALIZAR UNO DE LOS ANHELOS MAS GRANDES DE MI VIDA FRUTO DE INMENSO APOYO, AMOR Y CONFIAZA QUE EN MI SE DEPOSITO CON LOS CUALES HE LOGRADO TERMINAR MIS ESTUDIOS PROFESIONALES QUE CONSTITUYE EL LEGADO MAS GRANDE QUE PUDIERA RECIBIR Y POR LO CUAL LES VIVIRE ETERNAMENTE AGRADECIDA CON CARIÑO Y RESPETO.

LILIANA PEREZ CASTILLO

A MIS PADRES

A QUIENE ME HAN HEREDADO EL TESORO MAS VALIOSO QUE PUDIERA DARSELE A UN HIJO: AMOR, A QUIENES SIN ESCATIMAR ESFUERZO ALGUNO HAN SACRIFICADO GRAN PARTE DE SU VIDA QUE ME HAN FORMADO Y EDUCADO, A QUIENES LA ILUCION DE SU EXISTENCIA HA SIDO VERME CONVERTIDO EN PERSONA DE PROVECHO, A QUIENES NUNCA PODRE PAGAR TODOS SUS DESVELOS NI CON LAS RIQUEZAS MAS GRANDES DEL MUNDO. A LOS SERES UNIVERSALMENTE MAS QUERIDOS SINCERAMENTE… GRACIAS.

ARMANDO PALACIOS SANTILLAN



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INDICE GENERAL

CAPITULO 1 INTRODUCCION……………………………………………………….. 4

CAPITULO 2 JUSTIFICACION………………………………………………………… 17

CAPITULO 3 OBJETIVO………………………………………………………………… 24

CAPITULO 4 ESTUDIO HIDROLOGICO……………………………………………… 29

CAPITULO 5 DATOS GENERALES DEL PROYECTO ……………………………… 44

CAPITULO 6 ANALISIS DE ESTABILIDAD DE LA OBRA DE EXCEDENCIAS … 83

CAPITULO 7 CONCLUCIONES…………………………………………………........... 97

BIBLIOGRAFIA…………………………………………………............. 101



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CAPITULO 1

“INTRODUCCION”



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INTRODUCCION En este trabajo se habla sobre el proceso constructivo que se llevo durante la ejecución de la presa control de avenidas Ortega Guanajuato, así como también se describe desde los antecedentes del porque se llevo la construcción de este proyecto, estudios que se realizaron, descripción de los datos que se obtuvieron, y las problemáticas que surgieron durante su periodo de ejecución. En este proyecto nos abocamos mas sobre el análisis y diseño del vertedor; del cual se hace un análisis de estabilidad de la obra, y se compara con los resultados del proyecto.

El Proyecto Ortega tiene sus orígenes en la década de los años cincuentas, cuando un grupo de ejidatarios y pequeños propietarios de los municipios de Irapuato y Salamanca solicitaron a la entonces Secretaría de Recursos Hidráulicos la construcción de una presa de almacenamiento sobre el río Temascatío, para irrigar sus terrenos.

Fue en 1956 cuando la extinta Comisión LermaChapalaSantiago realizó los primeros estudios, pero no con la celeridad deseada por los solicitantes, por lo que los grupos interesados continuaron insistiendo ante la Presidencia de la República y la Secretaría de Recursos Hidráulicos. Ante tales instancias, en 1961 se efectuaron los estudios técnicos y socioeconómicos preliminares que resultaron favorables para la construcción de la presa.

En 1980 la Subdirección de Hidrología dependiente de la Dirección General de Estudios de la Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos (SARH), realizó el estudio del proyecto "Vista Hermosa”, sobre el río Temascatío, con el objeto de regular sus escurrimientos, beneficiar con riego los terrenos ubicados aguas abajo y controlar las avenidas generadas por el río.

Posteriormente en el año de 1984 la Dirección General de Obras Hidráulicas e Ingeniería Agrícola para el Desarrollo Rural, planteó de nuevo el estudio con el mismo propósito, sin embargo y debido a que dicho aprovechamiento se ubica en un afluente del río Lerma, la ahora CNA por los acuerdos de distribución y concesión de aguas, tiene actualmente restringido autorizar la construcción de almacenamientos dentro de esta zona, por lo que este sitio servirá exclusivamente para controlar las avenidas del río Temascatío que afectan la zona industrial de Irapuato.

Para llevar a cabo lo anterior se ha suscrito un convenio entre la CNA y la CFE, a efecto de que esta última dependencia realice los estudios de factibilidad y diseño ejecutivo de la obra.

Existen registros históricos de gastos máximos reportados a través de la estación hidrométrica de San Juan Temascatío (19771994). Los registros completos de 18 años de información, indican que por lo menos tres años sobrepasan los 200 m³/s, y que corresponden a los años 1988,1990 y 1991, siendo el último el de mayor flujo con 216,6 m³/s, cuya avenida máxima se presentó el 8 de Julio de 1991.

La principal actividad en esta parte alta de la cuenca, es el pastoreo extensivo de ganado vacuno y caprino, los terrenos forestales en donde se desarrollan rodales de encinos o selvas bajas caducifolias solo son aprovechables para combustible de uso doméstico y en pequeña escala para la producción de carbón, debido a las condiciones topográficas, climáticas y biológicas los suelos que se desarrollan son substratos de escaso desarrollo y según el sistema de clasificación de suelos propuesto por La FAO/UNESCO, se desarrollan litosoles, vertisoles pélicos y feozems.



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DESCRIPCION DE LA OBRA Presa de control de avenidas Ortega, Guanajuato.

Los Estudios En Los Proyectos Civiles De Obras Hidráulicas Encaminados A La Presas Las obras de ingeniería, requieren de un mínimo de información básica para su dimensionamiento y elaboración de su diseño tanto de la obra en sí, como de su cimentación. En lo que se refiere a obras hidráulicas y especialmente a presas, se requieren estudios perfectamente definidos y detallados para su localización, concepción, arreglo general, (emplazamiento de estructuras), dimensionamiento, diseño y construcción.

Se hacen estudios de Factibilidad Técnica, Económica, Social y Financiera, con objeto de conocer previamente, la bondad de un proyecto. Para que se apruebe una inversión, deberán presentarse estos estudios a quien decidirá si se aprueba la inversión, se difiere o se cancela. Como en todas las obras, cumplidas las condiciones técnicas, será el aspecto económico el que en última instancia definirá el tipo más adecuado de estructura.

Ubicación. La presa de control de avenidas Ortega, Guanajuato, Se localiza en el Estado de Guanajuato, Entre los municipios de Irapuato y Salamanca. A 13 Km. en dirección NE de Irapuato que corresponde a la colindancia de Salamanca. El lugar se enclava en la subcuenca del Río LermaSalamanca (12B9) de la cuenca Lerma, en la Región Hidrológica No. 12 LermaSantiagoPacífico. El sitio esta sobre el Río Temascatío, aproximadamente a 700 m aguas arriba, a partir del inicio de la ranchería de San Juan Temascatío. Geográficamente el sitio se delimita entre las coordenadas geográficas 101°13’16´´ a 101°13’48’’ de Longitud Oeste y 20°44’09’’ a 20°44’25’’ de Latitud Norte, a una altura de 1 770 msnm. Geográficamente la cuenca del río Temascatío está localizada en el estado de Guanajuato, Municipio de Irapuato, el sitio de la boquilla se encuentra al noreste de la ciudad de Irapuato y al norte de la ciudad industrial de Salamanca, las coordenadas geográficas del sitio de la boquilla son las siguientes:

LN = 20° 44’ 48” Altura = 1780 m.s.n.m. LW = 101° 13’ 24”

Figura1 croquis de localización



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La cuenca de captación queda comprendida en las cartas de INEGI:

SALAMANCA F – 14 – C – 63 ALDAMA F – 14 – C – 53

El acceso al sitio del estudio es el siguiente; partiendo de Irapuato, se transita por la carretera de cuota CelayaIrapuato, se llega a la altura del campo Militar en cuyo sitio parte un camino de terracería que con dirección al Norte conduce a la población de San Juan Temascatío, pasando previamente por las poblaciones de La Trinidad y San Nicolás Temascatío.

CONDICIONES NATURALES DE LA CUENCA Hidrografía, orografía y fisiografía La topografía interna de la cuenca de captación es accidentada y escasa en vegetación, excepto una pequeña parte en el extremo norte que es precisamente en los orígenes del río Temascatío.

La cuenca de captación drena la parte suroeste de la Sierra del Chorro, la cual constituye el extremo sur de la Sierra de Guanajuato, descargando en el río Lerma por la margen derecha, aproximadamente a 8 kilómetros al poniente de la ciudad de Salamanca, esta cuenca se localiza en la región hidrológica N° 12 A Parcial de la cuenca Alto Lerma.

El río Temascatío es un afluente del río Lerma, su cuenca se desarrolla totalmente en el estado de Guanajuato y su origen tiene lugar en el accidente orográfico conocido como Cerro Misterio del Chorro, a 2 530 msnm, en su flanco sur. De aquí descienden los arroyos “El Capulín, Carboneras y Potrerillos”, los que se unen a la altura del paralelo 20° 48’ de latitud norte; a la corriente colectora se le denomina en esta parte “Arroyo Potrerillos”, el que escurre con rumbo sur, a través de terrenos caracterizados por lo accidentado de la topografía; en este tramo recibe a un tributario izquierdo de nombre “Arroyo El Bordo” y a partir de esta confluencia cambia su dirección al Oeste para penetrar en la Cañada de Ortega, que corresponde a las estribaciones del Cerro Temascatío al que bordea paulatinamente.

Aquí cambia su curso al sur y cruza por la población de San Juan Temascatío a cuya altura la extinta SARH, por conducto de su División Hidrométrica del Alto Lerma, instaló y opera la estación hidrométrica “San Juan Temascatío”. El curso total del río hasta el sitio de la boquilla es de 27,82 kilómetros, existiendo un desnivel de este punto al extremo opuesto a la cuenca de 750 metros; el perímetro de la cuenca tiene 80,87 kilómetros y el área total drenada es de 251 kilómetros cuadrados.

Azolves La capacidad de azolves depende del volumen de acarreos en suspensión transportados por la corriente en un tiempo dado; la estación Temascatío cuenta con 3 años de registros con un valor medio de 0,01427 %, sin embargo y debido a lo reducido del período de observación se recurrió a tomar en cuenta los registros de la estación La Begoña, estación cercana que dispone de registros de 1940 a 1967, con un valor medio de 0,27253%. Después de esta fecha ya no se contó con tal información por la construcción de la presa de almacenamiento Ignacio Allende. En el cuadro 1 se presenta esta información.

El valor promedio de ambas estaciones es de 0,1434%, valor cercano al recomendado por la extinta SARH en su ejemplar titulado Pequeños Almacenamientos y que a la letra menciona lo siguiente:



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“Cuando se carecen de datos precisos para determinar este volumen, puede operarse en forma aproximada, considerando que los azolves gruesos transportados por la corriente tengan un valor de 0,001 del escurrimiento medio anual (valor aproximado en promedio) para que la obra de toma funcione libremente durante 50 años, sin que los azolves la empiecen a invadir”. Con este fundamento se procedió a estimar un valor de 0,1434% por lo que el volumen medio anual de azolves es de 40,987 m³, si se requiere que la obra de toma opere libremente durante 50 años, el volumen total de azolves será de 2 049 350 m³.

ESTACIÓN: LA BEGOÑA CLAVE: 12652 CORRIENTE: RÍO DE LA LAJA REGION : 12 LERMASANTIAGO CUENCA: RÍO LERMA ESTADO: GUANAJUATO

ESCURRIDO ACARREO 1939 INCOMPLETO 560.24 0.37079 1940 151.09 1941 284.03 1942 182.29 1943 256.69 1944 306.79 1945 93.18 263.89 0.28319 1946 78.03 243.68 0.31229 1947 181.25 540.04 0.29795 1948 161.17 577.16 0.35810 1949 91.68 387.62 0.42280 1950 98.69 467.29 0.47348 1951 131.11 621.83 0.47427 1952 144.80 476.96 0.32939 1953 173.13 690.70 0.39894 1954 104.83 367.55 0.35061 1955 399.06 1,470.28 0.36843 1956 167.27 436.74 0.26109 1957 61.39 137.68 0.22428 1958 314.25 718.85 0.22875 1959 206.89 403.85 0.19519 1960 89.36 0.35517 1961 90.98 323.15 0.44851 1962 117.54 527.17 0.27535 1963 91.14 250.96 0.35455 1964 150.73 534.42 1965 INCOMPLETO 1966 208.47 528.09 0.25331 1967 373.36 878.69 0.23534 1968 45.30 10.23 0.02258 1969 43.29 0.14 0.00032 1970 85.97 0.00 0.00000 1971 696.97 0.00 0.00000 1972 143.77 1973 515.89 1974 144.03 1975 373.15 1976 535.67 1977 192.14 1978 171.90 1979 163.91 1980 59.24 1981 99.90 1982 82.59 1983 45.69 1984 137.93 1985 178.81 1986 253.94 1987 161.50 1988 118.43 1989 105.50

PROMEDIO 370.82 736.19 0.27253

PORCIENTO MEDIO DE ACARREO POR VOLUMEN AÑO

VOLUMEN (10³ m³)

RESUMEN DE DATOS ANUALES DE ACARREOS EN SUSPENSIÓN

CUADRO 1 RESUMEN DE ACARREOS EN SUSPENSIÓN E.H. LA BEGOÑA

COMISIÓN NACIONAL DEL AGUA SUBDIRECCIÓN GENERAL TÉCNICA

GERENCIA DE AGUAS SUPERFICIALES E INGENIERÍA DE RÍOS



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Geología Se llevó a cabo una verificación geológica regional de 9 bancos de materiales que se realizaron a escala 1:25 000. Además, se describieron 95,10 m de muestra de núcleos y se efectuaron 17 pruebas de permeabilidad distribuidas en los 4 barrenos ejecutados en el proyecto, dejándose posteriormente a todos ellos como pozos de observación.

El marco geológico regional comprende tobas e ignimbritas riolíticas y en menor proporción andesitas, pórfidos dacíticos y materiales no consolidados; con edades que varían del Mioceno al Cuaternario. Los lineamientos tienen una orientación principal NESW, mientras que los demás sistemas se encuentran escasamente distribuidos. El patrón estructural dominante en los alrededores del proyecto Ortega tiene una orientación al NESW y se restringe únicamente a lineamientos, estructuras volcánicas y fallamiento de poca importancia.

Mediante el reconocimiento geológico efectuado a lo largo del embalse no se observaron bloques inestables, lo único que llama la atención son los depósitos de talud y suelo residual que serían un aporte importante de azolve para la obra.

La litología existente en la zona de la boquilla está manifestada por la unidad riolítica formada por tobas e ignimbritas cubiertas parcialmente por suelo residual, aluvión o depósitos de talud.

Se perforaron en total 95,10 m en cuatro barrenos, de los cuales 72,50 m fue sobre la unidad riolítica, 9,30 m en la toba vitrocristalina riolítica y los 13,30 m restantes fue en materiales de cobertura. De manera general se sacó un promedio de recuperación con un 89,4% en la primera unidad y un 47,4% en la segunda; en tanto que de RQD fue 60,9% y 0,00% respectivamente. La roca de acuerdo a las 17 pruebas realizadas se le considera como poco permeable.

Los levantamientos geográficos se realizaron con los métodos eléctrico y sísmico de refracción delineando con este último, elásticos dinámicos. Con base en la información geofísica, perforación y en los geológicos, se determinaron en la zona del eje los espesores de los materiales de cobertura, zona de descompresión y calidad de roca debajo de la roca descomprimida.

Para la construcción de la cortina del proyecto de presa Ortega, se requiere la utilización de materiales para enrocamiento, gravaarena requeridos en los filtros y agregados del concreto y arcillas para el núcleo impermeable. Por tal situación se efectuó un reconocimiento de superficie por la zona del Proyecto, considerándose 9 bancos, de los cuales 2 son de roca, 6 de gravaarena y 1 de arcilla, en la siguiente cuadro 2 se muestran algunas características de cada banco.

Cuadro 2 Infraestructura hidráulica existente

*cuadro 2. Nota: Banco de nivel identificado, sin embargo su explotación no es viable ya que es parte de una zona

D IS T A N C IA D E L E J E

Á R E A A P R O X IM A D A

E S P E S O R P R O M E D IO E S T IM A D O

V O L U M E N A P R O X IM A D O

( k m ) ( m ² ) ( m ) ( m ² )

V I S T A H E R M O S A 0 , 2 0 1 5 0 0 0 0 0 1 0 1 5 0 0 0 0 0 0

C E R R O G R A N D E * 2 , 0 0 6 0 0 0 0 0 2 0 1 2 0 0 0 0 0 0

2 1 0 0 0 0 0 1 5 2 7 0 0 0 0 0 0

O R T E G A 1 0 , 9 0 8 0 0 0 0 1 , 0 8 0 0 0 0

O R T E G A 2 1 , 5 0 7 0 0 0 0 1 , 0 7 0 0 0 0

O R T E G A 3 2 , 0 0 7 5 0 0 0 1 , 0 7 5 0 0 0

S A L V IA L C A P U L IN 0 , 7 0 2 0 0 0 0 2 , 0 4 0 0 0 0

A G U A /A Z U L 1 , 6 0 2 0 0 0 0 1 , 5 3 0 0 0 0

T E P A M A L 1 , 7 0 4 0 0 0 0 2 , 0 8 0 0 0 0

3 0 5 0 0 0 1 , 4 2 3 7 5 0 0 0 E J E M A R G E N I Z Q U IE R D A 0 , 3 0 8 4 0 0 0 0 2 , 0 1 6 8 0 0 0 0

8 4 0 0 0 0 2 , 0 1 6 8 0 0 0 0 T O T A L

N O M B R E D E L B A N C O

T IP O D E M A T E R IA L

A R C I L L A

E N R O C A M IE N T O

G R A V A A R E N A

T O T A L

T O T A L



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No se tiene el antecedente de algún almacenamiento, bordo o depósito, aguas arriba del sitio del estudio, sin embargo se consultó en las cartas del INEGI referidas con anterioridad y únicamente se verificó la existencia de un depósito de agua en la porción noreste de la cuenca a la altura del paralelo de latitud norte 20° 47’ cuyo vaso se encuentra enmarcado en una subcuenca endorreica, es decir sin salida.

En la Parte alta de la cuenca, el río Temascatío surca una serie de paisajes escarpados en donde la cubierta vegetal pueden ser de encinos, selvas bajas caducifolias, pastizales inducidos y agricultura de temporada. El río Temascatio tiene una longitud aproximada de 60 km y su cuenca tiene una superficie total de 298 km2. Esta superficie ha desarrollado dos sistemas hidrológicos bien definidos los cuales se caracterizan por condiciones topográficas, geológicas, económicas y ecosistemas particulares.

Topografía El paisaje manifiesta diferentes grados de alteración, el área total de la cabecera de la cuenca es de aproximadamente 251 km 2 y engloba el 84% de la superficie total de la cuenca. Donde la pendiente lo permite se establecen prácticas agrícolas, sin embargo, en su totalidad es una actividad económica de autoconsumo o subsistencia.

En esta área, La Sierra del Copal, es la estructura geológica donde nacen los arroyos que dan caudal al río Temascatio, se levanta desde los 1 800 msnm hasta los 2 600 msnm (Cerro del Misterio del Chorro), en estas condiciones topográficas nacen los arroyos “El Capulín, Carboneras y Potrerillos, los cuales se unen y forman la Cañada de Ortega. Debido a la limitada precipitación pluvial (697 mm), todos estos cauces son intermitentes y presentan poco caudal. Desde las partes altas de la sierra, hasta el sitio donde se pretende construir el proyecto, existe un desnivel 750 metros, la acción combinada de la inclinación del terreno y la gran amplitud de la parte superior de la cuenca, hace que durante temporales muy lluviosos (como el ocurrido en 1941 en donde se registró un periodo anual de precipitación de 1 233.9 mm) el río presente caudales incontrolados, formación del embalse inundará una superficie de 93.12 ha

Uso del Suelo F lora y vegetación La provincia ecológica que comprende la zona de estudio es la denominada Bajío Guanajuatense (SEDUE, 1984. Regionalización Ecológica del Territorio Nacional. Dirección General de Ordenamiento Ecológico e Impacto Ambiental. México, D.F.), corresponde a una región de relativamente pocos accidentes topográficos ubicada en el extremo Sur del altiplano mexicano. La existencia en esta zona de grandes volúmenes de materiales de tipo basáltico, así como las distintas formaciones lacustres en diferentes periodos, ambas condiciones bajo tipo de clima con un largo periodo seco, debe haber propiciado la génesis de suelos negros y arcillosos que predominan ampliamente y son tan característicos en el Bajío, suelos de ph cercano al neutro y abundante materia orgánica, que les confiere alta fertilidad, lo cual, aunado a un clima favorable, ha permitido que una importante parte de la región se aproveche, desde tiempos prehispánicos, en la agricultura. Rzedowski y Calderón (1987), indican que la vegetación original del Bajío desapareció en más del 95% de su superficie, debido al desarrollo de la actividad agropecuaria, y estiman que los terrenos de suelo profundo, en su gran mayoría, estaba cubierto de bosque espinoso, dominado por el mezquite (Prosopis laevigata), en algunos lugares tal vez acompañado por el huamuchil (Pithecellobium dulce), en los manchones existentes en sitios no propicios para la agricultura.

Actualmente los terrenos cerriles, sostienen una vegetación predominantemente arbustiva, con especies abundantes como el cazahuate (Ipomoea murucoides), huizache (Acacia farnesiana), nopal (Opuntia ssp), tepame (Acacia pennatula), palo dulce (Eysenhardtia polystachya) y al palo prieto (Lysiloma microphylla). Esta comunidad vegetal es la más característica en el bajío y ha sido denominada como “Matorral subtropical”. Actualmente ocupa pequeñas áreas aisladas cuya área total no sobrepasa los 20 km 2 en el Bajío, a esta circunstancia se debe que tal comunidad vegetal no fue referenciada en la mayoría de los mapas de vegetación para la región.



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Conforme a la clasificación de Rzedowski (1978), el tipo de vegetación distribuida en el área de estudio es el bosque espinoso, cuyas características son de comunidades bajas y sus elementos, al menos en gran proporción, son árboles espinosos. Se presenta en zonas de clima más seco que el correspondiente al bosque tropical caducifolio, pero a la vez, más húmedo que los matorrales xerófilos, sin embargo entre éstas comunidades vegetales no existe delimitación y pasan en forma muy paulatina a otros tipos de vegetación. Por su parte, CETENAL (1977) en su carta de uso del suelo y vegetación escala 1:50 000, reporta la existencia de un matorral de mezquite por margen derecha de la zona de embalse y por la izquierda, una distribución de matorral inerme mezclado con cardonales y nopaleras.

El informe de campo en un punto de muestreo cercano al área del proyecto, así como con el mismo tipo de vegetación, indica que en el estrato arbóreo (7 m de altura) las especies presentes corresponden a: palo amarillo y el pochote; árboles con altura promedio entre 45 m, se encuentran el casahuate), garambullo, copal, y tepehuaje; en el estrato arbustivo se presentan el acebuche, Jonote y nopal; y en el estrato inferior aparecen el sangregrado, nopal y crotones. En febrero del año 2000, se realizó una visita al sitio, colectándose especimenes botánicos fértiles de los estratos arbóreo y arbustivo, para su posterior identificación por parte de especialistas de la Universidad de Guadalajara, las especies identificadas se encuentran depositadas en el herbario de la misma Universidad y en el del Instituto de Ecología, A. C., y se listan en el cuadro 3,

Familia Nombre científico Nombre local Colectada Ref* Anacardiaceae Pistancia mexicana 4 Bombacaceae Ceiba aesculifolia Pochote 4 Boraginaceae Ehretia latifolia Capulín 4 Burceraceae Bursera fagaroides Copal 4

Bursera galeottiana Changongo 4 Bursera palmeri 4

Cactaceae Opuntia icterica Nopal blanco 4 Opuntia sp Nopal tunero 4 Opuntia sp Nopal forrajero 4 Myrtillocactus geometrizans Garambuyo 4 4 Stenocereus dumortieri 4 4 Stenocereus queretaroensis Pitayo 4

Convolvulaceae Ipomoea murucoides Casahuate 4 4 Euphorbiaceae Euphorbia fulva 4 Leguminosae Acacia forneciana Huizache 4 4

Acacia pennatula Tepame 4 Acacia schaffneri 4 Conzattia multiflora 4 Erithrina coralloides 4 Lyciloma acapulcencis 4 Lysiloma microphylla 4 Prosopis laevigata Mezquite 4

Loranthaceae Phoradendron carneum Muérdago 4 Meliaceae Cedrella dugesii Cedro 4 Oleaceae Forestiera phillyreoides 4

Forestiera tomentosa Mimbre 4 Opiliaceae Agonandra racemosa Chilillo 4 Rhamnaceae Colubrina triflora 4

Condalia velutina Guamuchil 4 Rutaceae Zanthoxylum affine Palo mulato 4

Casimiroa edulis Zapote blanco 4 4 Tiliaceae Heliocarpus terebinthinaceus 4 Ulmaceae Celtis caudata Cuaquil 4

*cuadro 3 Ref: Indica que son especies referenciadas por Rzedowski y Calderón (op cit).



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Especies de la flora identificadas en el área de estudio. La vegetación en la zona de estudio se encuentra con profundos disturbios originados principalmente por las actividades agrícolas y pecuarias que se desarrollan en la localidad, así como por la utilización del suelo para vivienda y solares familiares en el pequeño poblado San Juan Temascatío, aspecto que ha ocasionado invasión de especies correspondientes a vegetación secundaria en casi toda el área afectable por el futuro embalse, de hecho solo existen algunas áreas con individuos de vegetación primaria (Myrtillocactus geometrizans, garambullo, Stenocereus dumortieri y Ipomoea murucoides, cazahuate), y corresponden a zonas de pendientes pronunciadas donde no es posible utilizar el suelo para alguna actividad productiva, mismo que presenta distintos grados de erosión por falta de cobertura vegetal y sobre pastoreo.

Respecto a la flora acuática (flotantes y enraizadas), en el arroyo Temascatío representa baja importancia ecológica, debido a que su hábitat desaparece durante la época seca del año (68 meses) y su presencia se restringe al temporal de lluvias, época en que no alcanzan a desarrollar sus poblaciones.

Por otro lado, en un ecosistema de río (lótico), las poblaciones fitoplanctónicas no se desarrollan por acción de la turbulencia que les dificulta, entre otras cosas, la absorción de nutrientes. Este tipo de ecosistemas Mnann, en Whitton (1975), los denomina como "heterótrofos" por que se sostienen de los nutrientes del suelo y partes de árboles arrastrados por la lluvia hacia el cauce del agua (Mnann en Whitton, 1975), contrariamente a como sucede en lagos, donde las poblaciones fitoplanctónicas dan origen a la red trófica. En ese sentido, el sitio del proyecto corresponde a una zona de baja productividad biótica por dos razones: su localización en la parte alta de la cuenca, donde los nutrimentos arrastrados en el área de captación son escasos y, debido a la intermitencia anual de los escurrimientos.

Fauna Silvestre. Se presenta baja en cuanto a riqueza y densidad debido a diversos factores, en especial a la cercanía del poblado San Juan Temascatío y algunas áreas agrícolas de temporal, donde la presencia humana desplaza organismos de tallas mayores, adicionalmente la práctica de la ganadería extensiva incrementa las alteraciones al hábitat. Durante recorridos por la zona y entrevistas con pobladores de la localidad se obtuvo el siguiente listado de fauna terrestre (cuadro 4), de estos, ninguno se encuentra protegida por la norma NOM059ECOL1994.

Nombre científico Nombre común Masticophis flagellum Chirrionera Canis latrans 1 Coyote Sciurus sp Ardillas Sylvilagus sp 1 Conejo Porción lotor 1 Mapache Conepattus mesoleucus Zorrillo espalda blanca Dasypus novemcinctus Armadillo Didelphis marsupialis 1 Tlacuache Columba fasciata 1 Paloma de collar Zenaida macroura 1 Huilota Zenaida asiatica 1 Paloma de alas blancas

Cuadro 4 Se consideran especies cinegéticas Respecto a la fauna acuática, su presencia es temporal, ya que el arroyo a controlar es intermitente y no permite el establecimiento de poblaciones ictiofaunísticas, los organismos con mayor presencia durante el temporal de lluvias son los anfibios e insectos, los cuales son de hábitos acuáticos durante sus estadíos juveniles.



13

Edafología: La afectación por inundación se puede considerar como no significativa ya que con facilidad pueden establecerse medidas de compensación o mitigación de los impactos. Los suelos afectados casi en su totalidad se utilizan para el pastoreo extensivo de ganado y actividades propias de la comunidad de San Juan Temascatío.

La región muestra un mosaico de suelos los cuales en una buena porción son suelos con cantidades importantes de arcilla, según el sistema FAO/UNESCO existe una asociación de suelos vertisoles, feozems y fluvisoles. Los datos de campo y resultados de laboratorio de las muestras de suelo provenientes del área de inundación indican que el área del embalse existen los siguientes tipos de suelo (cuadro 5):

SUELO SUPERFICIE ha

Feozem háplico 89.02

Fluvisol dístrico 3.5

Litosol 1.6

Total 93.12

Cuadro5 superficie del suelo

Super ficie por tipo de suelo Uso actual del suelo: Respecto al uso del suelo en el área inundable por el embalse, su aprovechamiento agrícola es mínimo debido a las pobres condiciones edáficas prevalecientes en la región, de tal manera que su aprovechamiento se enfoca a la ganadería extensiva con las consecuencias de deterioro ambiental que acarrea por su mala aplicación, tal como erosión de suelo y eliminación de vegetación primaria. A continuación se exponen las superficies afectables por el proyecto, así como su uso actual (cuadro6)

Uso del suelo Super ficie (ha)

Agrícola de temporal 0.4 Vegetación natural 90.6

vivienda 1.0 Total 92.0

Cuadro 6 Super ficie afectable por proyecto

Tenencia de la tierr a La tenencia de la tierra está formada por un mosaico de parcelas ejidales y terrenos particulares. El ejido San Nicolás Temascatío es el que tiene mayor distribución en el sitio y es el que presenta la mayor relación con el proyecto, ya que la afectación por la conformación del embalse y obras le requieren un total de 27.92 ha correspondientes al 29.99 % de la superficie del embalse. Este ejido enmarca una serie de parcelas particulares de cinco propietarios y que en suma aportarán el 70.01 % restante. Los propietarios, la superficie afectable y el porcentaje que aportarán en el embalse se presenta en el cuadro 7



14

No. Propietar io Super ficie (ha) % 1 Ejido San Nicolás Temascatío 27.92 29.99 2 Pedro Campos Silva 23.38 25.11 3 Cristóbal Belman 15.83 17.00 4 José Inocencio Belman Reyes 11.81 12.67 5 Ángel Fuentes Rocío 7.45 8.00 6 Timoteo Vázquez 6.73 7.23 Total 93.12 100

Cuadro 7 Régimen de propiedad

Normas y Regulaciones sobre el Uso del Suelo. El Gobierno del Estado de Guanajuato, a través del Instituto de Ecología elaboró el Ordenamiento Ecológico del Territorio de Guanajuato, en donde se plantean criterios ambientales a considerar en la planeación del desarrollo estatal, dicho ordenamiento aun no se encuentra integrado al Sistema Legislativo de dicho estado, sin embargo se analizó su contenido para verificar las regulaciones ambientales que incidan en la zona del proyecto, en caso de aprobarse legalmente el ordenamiento ecológico.

Conforme con la regionalización del ordenamiento, el proyecto queda incluido en la Zona Ecológica Templada, la provincia es el Bajío Guanajuatense, sistema El Gran bajío y el paisaje le corresponde al Bajío PénjamoIrauatoSalamanca.

Modelo de Ordenamiento Ecológico Según el Modelo de Ordenamiento Ecológico, las políticas aplicables a la región del proyecto son las siguientes:

• Aprovechamiento: Se refiere al uso de los recursos naturales desde la perspectiva de respeto a su integridad funcional, capacidad de carga, regeneración y funciones de los ecosistemas. A ello debe agregarse que la explotación de los recursos deberá ser útil a la sociedad y no impactar negativamente al ambiente. Según el Plano del Modelo de ordenamiento ecológico, la totalidad del proyecto cae dentro de esta consideración, por lo cual no se restringe su construcción ni contraviene lo estipulado en esta política, ya que la presa además de ser una obra de beneficio social, no realizará una explotación de recursos naturales, tampoco impacta negativamente al ambiente.

• Restauración: Se propone esta política para las zonas que dentro del ordenamiento, se detectaron con procesos de deterioro tales como contaminación, erosión y deforestación y que es necesario restaurar. Conforme con el Plano de Modelo de Ordenamiento Ecológico, el Cerro Grande debe ser considerado bajo esta política, esta topoforma se localiza en la margen izquierda del Río Temascatío, aproximadamente a 2 km del proyecto, el cual no será modificado por las acciones constructivas.

• Conservación: Cuando se encuentran áreas que de alguna manera se han utilizado racionalmente y con valores ecológicos y económicos representativos, se propone esta política con una reorientación de las actividades a fin de hace más eficiente el uso de los recursos naturales y la protección al ambiente. El proyecto no se encuentra cercano a alguna zona de conservación, ya que las condiciones de aprovechamiento del suelo han deteriorado los recursos naturales.

Unidades de Gestión Ambiental Las Unidades de Gestión Ambiental (UGA) están definidas a nivel municipal, de tal forma que para Salamanca e Irapuato le corresponden las No. 27 y 17 respectivamente, se presentan a continuación los lineamientos y criterios de regulación ecológica que inciden sobre dichas unidades.



15

Adicionalmente a las UGAS mencionadas y que sus límites coinciden con los municipales, en el municipio de Salamanca existe otra unidad de gestión ambiental denominada Río Lerma, y se menciona en el presente informe por ser el Río Temascatío uno de sus afluentes. Las propuestas para esta UGA se consideran a nivel regional, debido a la influencia territorial que presenta cuadro 8

Programa Obras y/o acciones Servicios Plazo Responsable Gestión Ambiental de los sistemas del Gran Bajío Guanajuatense y de las Sierras Volcánicas del sureste guanajuatense

Coordinación con los municipios para la gestión ambiental conjunta

Recuperación del Río Lerma en calidad y cantidad

Corto, mediano y largo plazo

Gobierno estatal y municipales

Cuadro 8 Unidad de Gestión Ambiental Río Lerma

IDENTIFICACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES

Metodología La identificación de impactos ambientales se logró mediante el examen socioambiental del proyecto y para ello se utiliza una matriz en la cual: se colocaron las principales actividades. Se presentan las tres etapas importantes, que corresponden a lo siguiente:

En esta matriz o plantilla se especifican: los efectos a los componentes ambientales; el cambio biofísico esperado; se hace una breve descripción del impacto; se define si es positivo o negativo; y finalmente se programa una medida de prevención o mitigación (código). No se eligió un método formal o complicado para reconocer sus impactos ambientales, debido a que de manera anticipada se espera que el proyecto no involucrará impactos adversos significativos y en cambio, el control de las avenidas del río Temascatío se espera un impacto positivo significativo, ya que con ello se evitará la inundación de un importante sector industrial que se ha venido estableciendo en el municipio de Irapuato, así como inundaciones que periódicamente afectan terrenos agrícolas y pequeñas localidades rurales establecidas aguas abajo y a lo largo de este cause. El principal objetivo de esta metodología no fue el diagnóstico de la significancía de los efectos adversos del proyecto. La principal intención es el establecer una serie de recomendaciones y precauciones ambientales, para planear y ejecutar actividades y con ello, evitar perturbaciones ambientales innecesarias.

1. Preparación del sitio 2. Construcción del proyecto 3. Operación de la obra



16

Esquema del procedimiento para identificación de impactos ambientales en el proyecto Ortega

INFORME PREVENTIVO AMBIENTAL La construcción de los componentes del proyecto requiere una superficie de 116 ha. Por otra parte, la superficie beneficiada con la obra puede ser de 3 482 ha, de las cuales se protegerán 1 945 de riego y 965 de temporal, así como 230 de uso urbano y 342 de uso industrial, donde se localizan 50 industrias; está área se conoce como Ciudad Industrial de Irapuato, en la que trabajan 5 000 personas distribuidas en 50 empresas. Adicionalmente se contempla el beneficio de la protección a las actividades agropecuarias, comunicación terrestre y a las actividades económicas que en general se realizan en esta región (Cuadro 9)

Uso del suelo Super ficie (ha) Agricultura de temporal 965 Agricultura de riego 1 945 Zona urbana 230 Zona Industrial 342 Total 3 482

Cuadro 9 Uso del suelo y superficie ocupada

La población que se beneficiará asciende a un total de 25 104 personas, distribuidas en 20 diferentes localidades de los municipios de Salamanca e Irapuato. En la zona siniestrable residen 17 347 personas, de las cuales el 29% habita en el municipio de Salamanca, mientras que el 71% son pobladores de Irapuato, éstos resultarían beneficiados al no interrumpirse sus servicios, inundarse sus tierras de cultivo, lugares de trabajo, comunicaciones terrestres, etc.

ACTIVIDADES POR ETAPA

DEL PROYECTO

INTERACCIÓN DE LAS ETAPAS CON

LOS COMPONENTES AMBIENTALES

DESCRIPCIÓN DEL CAMBIO O IMPACTO

MEDIDA PREVENTIVA O MITIGACIÓN

PROYECTO IDENTIFICACIÓN DEL EFECTO



17

CAPITULO 2

“JUSTIFICACION”



18

JUSTIFICACIÓN La población total beneficiada por el control de avenidas de la Presa Ortega, asciende aproximadamente a 25,104 personas (incluye la mano de obra que se contratara para la construcción de la obra), adicionalmente se protegerán 1,945 ha de riego y 965 ha de temporal, así como 230 ha de uso urbano y 342 ha de uso industrial, en dicha zona trabajan 5,000 personas distribuidas en las 50 empresas de la Ciudad Industrial que sufren daños con las avenidas extraordinarias del Río Temascatío.

Después del sitio donde se pretende construir el proyecto, se conforma el resto de la cuenca que cuenta con un área de 47,1 km². Ocasionalmente, las condiciones climáticas son capaces de generar precipitaciones extraordinarias, estas hacen que los arroyos de la parte alta de la cuenca crezcan de manera incontrolada y lleven consigo caudales peligrosos hacia la partes bajas, durante estas contingencias, los márgenes de los cauces se inundan, se erosionan y los materiales son acarreados de manera conjunta con los flujos de agua formando grandes volúmenes de lodo y otros materiales, la magnitud de estos eventos ponen en riesgo a pequeñas localidades rurales como: San Juan Temascatío, Ojo de Agua de Bermúdez, San Nicolás Temascatío (foto 2), Los Reyes, Trinidad Temascatío, Loma de Flores, Purísima Temascatío de Abajo, San José Marañón, Rancho Grande, ubicadas en las márgenes del cause del río, cuando suceden las grandes avenidas, el espejo de inundación abarca grandes áreas del valle de Irapuato y Salamanca, inunda infraestructura y terrenos agrícolas de alta productividad así como la importante zona industrial de Irapuato.

Foto 2 Super ficie beneficiada, San NicolásTemascatio

Existen evidencias hidrológicas, edafológicas, geológicas e históricas, que confirman que este fenómeno ha existido como una parte de la formación natural de la zona, sin embargo, debido al desarrollo agrícola y al continuo crecimiento del área urbana, hacen que estos eventos se presenten con mayor afectación socioeconómica y con mayor riesgo.



19

Figura 2

PERFIL COLOR TEXTURA ARENA ARCILLA LIMO M.O. pH C.I.C. S.B. FERTILIDAD

Munsell(seco) (%) (%) (%) (%) meq/100g (%) Morgan

Figura 2 Perfil del suelo vertisol pélico

cm

80

Ap1

A11

A12

44.00 12.00

38.00

48.00 14.00

1.2 6.5

7.6

28.00

26.00

C.I.C. : Capacidad de intercambio de cationes S.B. : Saturación de bases M.O.: Mater ia orgánica meq/100 g: Miliequiva lentes por cien gramos de suelo

MODERADA

MODERADA 10YR 3/1

10 YR 4/1

50.00 21.60 20.00

1.0

0.3 7.9 24.00

100

100

BAJA 100

10YR 4/1 50

20

A13 10YR 5/2

ARCILLOSO

ARCILLOSO

ARCILLOSO

150

Sitio:Cuenca baja río Temascatío Municipio: Irapuato, Guanajuato Uso actual : Agricultura de temporal Uso potencial : Clase IV

44.00

43.12

38.00

FRANCO ARCILLO ARENOSO

18.00 0.7

6.7

30.00 100

Durante el estiaje el suelo se contrae y presenta un marcado agr ietamiento, generando una estructura de bloques angulares. Con las lluvias las gr ietas desaparecen, el

substrato se expande y se torna muy adherente

R



20

Figura 3

PERFIL COLOR TEXTURA ARENA LIMO ARCILLA M.O. pH C.I.C. S.B. FERTILIDAD

Figura 3 Perfil del suelo fluvisol éutrico

Munsell(seco) (%) (%) (%) (%) meq/100g (%) Morgan

Sitio: Río Temascatio Municipio: Irapuato, Guanajuato Uso actual : Agricultura de temporal Uso potencial : Clase IV

cm

A1

C1c

68.0 16.0 16.0

84.0 6.0 10.0

0.5 7.1

7.6

13.0

7.8

Materiales aluviales no cementados, compuesto de cantos rodados

de var iado tamaño

C.I.C. : Capacidad de intercambio de cationes S.B. : Saturación de bases M.O.: Materia orgánica meq/100 g: Miliequivalentes por cien gramos de suelo

10YR 5/3

10YR 4/2

ARENOSO 0.3

100

C2

BAJA

100

FRANCO ARENOSO

120



21

Tomando en cuenta los registros de las últimas inundaciones, así como las evidencias del desarrollo de suelos cuya génesis está directamente relacionada con las sucesivas crecientes del río, se estima una zona inundable es de aproximadamente 3 482 ha, los usos de suelo existentes en ésta zona se registran en el cuadro 10.

Uso del suelo Super ficie (ha) Agricultura de temporal 965 Agricultura de riego 1 945

Zona urbana 230 Zona Industrial 342

Total 3 482

Cuadro 10 Uso del suelo y superficie ocupada

Además del riesgo relacionado con la protección civil de las comunidades rurales, la inundación afecta 1 945 hectáreas de suelos altamente productivos, cuentan con sistema de manejo y riego agrícola, según el sistema de clasificación de suelos de la FAO los principales tipos de suelos afectados y que pueden beneficiarse con el proyecto son vertisoles pélicos y fluvisoles dístricos, los perfiles y sus características físico químicas de los suelos dominantes (vertisoles y fluvisoles) se aprecian la figura 2 y 3.

La superficie beneficiada con la obra puede ser de 3 482 ha, adicionalmente se contempla el beneficio de la protección a las actividades agropecuarias, comunicación terrestre y la actividad industrial que se viene registrando en esta región.

Población beneficiada La puesta en marcha de la Presa Ortega beneficiará a un total de 25 104 personas, distribuidas en los municipios de Salamanca e Irapuato. La población que reside en la zona siniestrable es de 17 347 personas que habitan en 20 diferentes localidades distribuidas en la superficie expuesta a inundaciones de los municipios involucrados.

La composición de la población en la zona es de: 29% habitan en el municipio de Salamanca, mientras que el 71% son pobladores de Irapuato, éstos resultarían beneficiados al no interrumpirse sus servicios, inundarse sus tierras de cultivo, lugares de trabajo, comunicaciones terrestres, etc.

Es importante señalar que en el área de inundación existe una zona con 342 hectáreas dedicadas a la industria, donde se edifican 50 industrias, está área se conoce como Ciudad Industrial de Irapuato (foto 3), ubicada entre las cabeceras municipales de los municipios involucrados, al borde de la carretera que las comunica, esta zona industrial sufre severos daños cada vez que se presenta una inundación

Con la construcción de esta obra, la población residente (17 347 habitantes), mas la población que trabaja en la zona industrial (5 000 empleados) suman 22 347 beneficiados. Adicionalmente se provocará un beneficio temporal durante la etapa de construcción, el empleo donde la mano de obra requerida por el proyecto se estima en 2 757 personas, donde la mayor parte del personal a emplear será de localidades circunvecinas (San Juan Temascatío, San Nicolás Temascatío, Los Reyes, etc.), de esta manera la suman asciende a un total de 25 104 beneficiados. En el plano1 se muestra la superficie beneficiada.



22

Foto 3 Ciudad Industrial Irapuato en momento de inundación.

Al requerirse mano de obra en los diferentes frentes de trabajo, se crearán fuentes de empleo y derrama económica temporal durante la construcción

Población y Vivienda Afectable El área que contendrá las obras y embalse del proyecto Ortega impactará directamente a sus pobladores; estos están distribuidos en cuatro pequeñas comunidades conocidas como "La Peña", que pertenece al municipio de Salamanca; las otras tres, San Francisco, Vistahermosa y San Juan Temascatío (foto 4) corresponden al municipio de Irapuato, sin embargo todas integran una sola localidad reconocida como San Juan Temascatío.

Foto 4 Población afectable, San Juan Temascatío.



23

Plano 1 Población Beneficiada



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CAPITULO 3

“OBJETIVO”

OBJETIVO



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Realizar un estudio perfectamente definido y detallado para su localización, concepción, arreglo general, (emplazamiento de estructuras), diseño y construcción para el dimensionamiento y elaboración del diseño de la obra, como de su cimentación. Para el buen funcionamiento y resolver la problemática que presenta la comunidad.

Realizar un control de las avenidas extraordinarias del arroyo Temascatío para proteger contra las inundaciones que periódicamente ocasionan siniestros en los poblados, caminos, tierras de cultivo y áreas industriales, ubicadas en ambas márgenes del arroyo, en los Municipios de Irapuato y Salamanca, Guanajuato mostrado en la fotografía 4b.

Fotografía 4b Inundaciones Que Periódicamente Ocasionan Siniestros En El Poblado

La finalidad de la presa será la de regulación del gasto que transita por el río Temascatío durante la temporada de lluvias, para evitar inundaciones de los poblados ubicados aguas abajo de la boquilla, especialmente de la ciudad de Irapuato.

La construcción adecuada, de la cortina del proyecto de la presa Ortega; para lo cual se deberán utilizar materiales para enrocamiento, gravaarena requeridos en los filtros y agregados del concreto y arcillas para el núcleo impermeable.

El proyecto ejecutivo contemplara beneficios tales como el riego de cultivos, el pastoreo excesivo del ganado vacuno y caprino y ser una zona de mayor aprovechamiento para el uso de combustibles domésticos como es la producción del carbón.

Aprovechamiento: uso de los recursos naturales desde la perspectiva de respeto a su integridad funcional, capacidad de carga, regeneración y funciones de los ecosistemas. A ello debe agregarse que la explotación de los recursos debe ser útil a la sociedad y no impactar negativamente al ambiente. Según el Plano del



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Modelo de ordenamiento ecológico, la totalidad del proyecto cae dentro de esta consideración, por lo cual no se restringe su construcción ni contraviene lo estipulado en esta política, ya que la presa además de ser una obra de beneficio social, no realizará una explotación de recursos naturales, tampoco impacta negativamente al ambiente.

Restauración: en las zonas que dentro del ordenamiento, se detectaron con procesos de deterioro tales como contaminación, erosión y deforestación y que es necesario restaurar. Conforme con el Plano de Modelo de Ordenamiento Ecológico, el Cerro Grande debe ser considerado bajo esta política, esta topo forma se localiza en la margen izquierda del Río Temascatío, aproximadamente a 2 Km. del proyecto, el cual no será modificado por las acciones constructivas.

Conservación: se propone esta política con una reorientación de las actividades a fin de hacer más eficiente el uso de los recursos naturales y la protección al ambiente. El proyecto no se encuentra cercano a alguna zona de conservación, ya que las condiciones de aprovechamiento del suelo han deteriorado los recursos naturales.

Beneficiar con la obra una superficie de 3 482 ha, de las cuales se protegerán 1 945 de riego y 965 de temporal, así como 230 de uso urbano y 342 de uso industrial, donde se localizan 50 industrias; está área se conoce como Ciudad Industrial de Irapuato, en la que trabajan 5 000 personas distribuidas en 50 empresas. Adicionalmente se contempla el beneficio de la protección a las actividades agropecuarias, comunicación terrestre y a las actividades económicas que en general se realizan en esta región.

Con la construcción de esta obra, la población residente (17 347 habitantes), mas la población que trabaja en la zona industrial (5 000 empleados) suman 22 347 beneficiados. Adicionalmente se provocará un beneficio temporal durante la etapa de construcción, el empleo donde la mano de obra requerida por el proyecto se estima en 2 757 personas, donde la mayor parte del personal a emplear será de localidades circunvecinas (San Juan Temascatío, San Nicolás Temascatío, Los Reyes, etc.), de esta manera la suman asciende a un total de 25 104 beneficiados, distribuidas en 20 diferentes localidades de los municipios de Salamanca e Irapuato.

En la zona siniestrable residen 17 347 personas, de las cuales el 29% habita en el municipio de Salamanca, mientras que el 71% son pobladores de Irapuato, éstos resultarían beneficiados al no interrumpirse sus servicios, inundarse sus tierras de cultivo, lugares de trabajo, comunicaciones terrestres, etc.

Las obras de excedencias se dimensionan para que transite por el vaso la avenida máxima probable asociada a un período de retorno sin que cause daños a la presa por lo que su diseño en general deberá realizarse en base a un estudio hidrológico confiable. Generalmente se acepta Tr = 10,000 años. La obra de excedencias, viene a ser la válvula de seguridad de una presa ante avenidas que se presentan en las condiciones más desfavorables como es el caso en que el almacenamiento se encuentre lleno (al NAMO).

Proporcionar la seguridad necesaria del vertedor durante la operación de la misma, a través del desalojo de los volúmenes que ponen en peligro a la presa; por esta razón un diseño adecuado debe ser aquel que reduzca el riesgo de falla. Para lograr esto, es necesario contar con información de eventos máximos (avenidas máximas) de buena calidad y consistentes.

El gasto de proyecto para el análisis del tránsito por el río Temascatío, estará en función de la obra de protección a beneficiar que para este caso y según normatividad de la CNA señala un período de retorno que deberá ser de 500 años.



27

Fotografía 4c tránsito por el río Temascatío

Por las condiciones del terreno se deberá evitar el fracturamiento del mismo, las presiones máximas aplicadas por lo que se deberán sondeos para saber las características del suelo.

Determinar la opción más adecuada de la presa de materiales graduados. con base en los análisis hidrológicos realizados y considerando las características del cauce, con la finalidad de disminuir el volumen de explotación de bancos de roca del material para la zona 4 (enrocamiento compactado), se recomienda utilizar el aluvión sobrante del cribado con el que se seleccionen los materiales de las zonas 2 (filtros) y 3 (respaldos). Debido a que este material es granular, mayor a 7,62 cm (3”) o mayor a 15,24 cm (6“) y con la finalidad de evitar la formación zonas amplias con material uniformes.

Finalidad de disminuir el volumen de explotación de bancos de roca del material para la zona 4 (enrocamiento compactado), por lo que se recomienda utilizar el aluvión sobrante del cribado con el que se seleccionen los materiales de las zonas 2 (filtros) y 3 (respaldos). Debido a que este material es granular, mayor a 7,62 cm (3”) o mayor a 15,24 cm (6“) y con la finalidad de evitar la formación zonas amplias con material uniforme.

Objetivo de cada una de los componentes de la pr esa

Obra de desvío. Manejar los caudales del Río Temascatío durante esta época por el propio cauce del río, aprovechando su amplitud, cuyo gasto de diseño es de 222.2 m³/s para un período de retorno de 25 años, se puede entonces construir una primera etapa en ambas laderas.

En contraparte, en el período de estiaje se diseñara una obra que maneja los gastos máximos para esta temporada, constituida por una ataguía o bordo de 5 m de altura que contendrá el paso del agua y mantendrá seca la zona de la cortina. El agua será conducida por una tubería de 109 m de longitud y poco



28

más de un metro de diámetro, con lo cual se podrá iniciar una segunda etapa en la que se construya la parte central de la cortina.

Vertedor . El vertedor u obra de excedencias es la estructura que funcionara cuando se sobrepase la capacidad de almacenamiento. Se trata de una estructura en forma de canal a cielo abierto y de cresta libre, esto es, no tendrá mecanismos para controlar la salida del agua, lo cual iniciará al alcanzar el nivel de almacenamiento los 1 788.00 msnm. Esta obra estará alojada en la margen izquierda y tendrá una capacidad máxima de descarga de 60 m³/s.

Obra de toma y desagüe de fondo. Su finalidad es de desalojar el agua almacenada en la presa lo más rápido posible y, de este modo tener capacidad de controlar otra avenida, se diseñó la obra de toma y desagüe de fondo. La obra de toma es de tipo torre con rejillas, esto para impedir el paso de material de mayor tamaño que obstruya el paso del agua, también para que el desagüe se realice al incrementarse el nivel de azolves en el vaso de almacenamiento.

El desagüe de fondo será la misma tubería que se utilizará en el desvío, solamente se le acoplará la torre para la toma. La estructura permanecerá abierta, de manera que cualquier avenida será retenida un máximo de 4.2 días que corresponde al tiempo para vaciar la capacidad de control.

Capacidad del vaso. El embalse tendrá como objeto que cuando se alcance el nivel de aguas máximo extraordinario (NAME), diseñado, para un volumen de almacenamiento de que será desalojado en forma continua por el desagüe de fondo, por esta razón no se mantendrá un cuerpo de agua, la formación de un lago artificial será ocasional y de corto plazo, al presentarse avenidas extraordinarias en el Río Temascatío.

Vida útil del proyecto Conforme a los cálculos para definir la capacidad de azolves, se considera al proyecto Control de Avenidas Presa Ortega con 50 años de vida útil.

La construcción de la cortina se realizará en dos fases, la primera se realizará en las laderas de los cerros que la soportarán, una vez terminada esta fase se procederá a realizar la obra de desvío y desagüe para proceder a concluir la cortina en su segunda fase. Se pretende terminar la obra en un año, aprovechando el ciclo hidrológico, pues este calendario se ajusta a la presencia o no de lluvias



29

CAPITULO 4

“ESTUDIOS HIDROLOGICOS”



30

ESTUDIOS HIDROLOGICOS Estaciones climatológicas Se analizó la existencia de estaciones climatológicas dentro y fuera de la cuenca del río Temascatío, determinándose que las más cercanas al sitio del proyecto son “Los Razos, Mandujano, La Joyita e Irapuato”, siendo esta última la más representativa para la zona y especialmente de la cuenca en estudio, ya que tiene influencia del 100% sobre la misma, por lo que se recopiló la información disponible de las diferentes áreas en que se maneja dicha información, contemplando principalmente a los datos de precipitación media anual y a la precipitación máxima en 24 horas, cuyo período de observación es de 1922 a 1978; en el figura 4 se presentan los datos recabados para tal fin.

figura 4 comportamiento histográfico de las lluvias máximas en 24 horas

En la gráfica adjunta se presenta el comportamiento histográfico de las lluvias máximas en 24 horas donde se observa claramente, para el año 1965 una altura de precipitación máxima de 137,8 mm., sin embargo esta tormenta no generó la avenida máxima registrada.

Cabe mencionar, que la información obtenida a través de las estaciones climatológicas no se consideraron para la generación de avenidas máximas, sin embargo se analizaron con la finalidad de contar con un parámetro de comparación respecto al comportamiento de lluvias máximas registradas en el sitio.

En la gráfica siguiente se presentan los registros de lluvias en el período analizado, así como la media, cuyo valor para la muestra es de 697,1 mm de precipitación, cabe destacar que el año de mayor precipitación es 1941 con un evento extraordinario de 1233,9 mm.

Conforme a los registros de la estación se puede concluir que la cuenca se ubica en zona de avenidas de verano a otoño principalmente.

P re c ip ita c ió n M á x im a

0

2 0

4 0

6 0

8 0

1 0 0

1 2 0

1 4 0

1 6 0

1 9 2 0

1 9 2 5

1 9 3 0

1 9 3 5

1 9 4 0

1 9 4 5

1 9 5 0

1 9 5 5

1 9 6 0

1 9 6 5

1 9 7 0

1 9 7 5

1 9 8 0

A ñ o s d e r e g is tr o

Altura de precipitación en mm

P re c ip ita c ió n M á x im a

0

2 0

4 0

6 0

8 0

1 0 0

1 2 0

1 4 0

1 6 0

1 9 2 0

1 9 2 5

1 9 3 0

1 9 3 5

1 9 4 0

1 9 4 5

1 9 5 0

1 9 5 5

1 9 6 0

1 9 6 5

1 9 7 0

1 9 7 5

1 9 8 0

A ñ o s d e r e g is tr o

Altura de precipitación en mm



31

0

2 0 0

4 0 0

6 0 0

8 0 0

1 0 0 0

1 2 0 0

1 4 0 0

1922

1924

1926

1928

1930

1932

1934

1936

1938

1940

1942

1944

1946

1948

1950

1952

1954

1956

1958

1960

1962

1964

1966

1968

1970

1972

1974

1976

1978

Altu

ra de precipita

ción

en

mm

E S T A C IÓ N C L IM A T O LÓ G IC A I R A P U A T O

M E D IA 6 9 7 ,1 m m .

A Ñ O S

Figura 5. Estación Climatologica Irapuato

Estaciones hidrométr icas Esta cuenca en particular cuenta con registros históricos de gastos máximos reportados a través de la estación hidrométrica de San Juan Temascatío, como ya se había mencionado en su oportunidad, la cual se ubica aproximadamente a 150 metros aguas abajo del sitio de la boquilla. En ella se tienen registros de volúmenes medios diarios, gastos máximos mensuales y anuales, así como material de acarreo de sólidos en suspensión con un período de observación de 1977 a 1994; en el anexo 02 se presentan los datos de dicha estación, a la cual se le consideró como representativa para la zona en cuestión por razones obvias; cabe mencionar que esta información se recabó del Sistema de Información de Aguas Superficiales del Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA) y de la propia Comisión Nacional del Agua (CNA).



32

Foto 5 Estación Hidrometrica Temascapio

RÉGIMEN DE ESCURRIMIENTOS Volúmenes escurridos Se cuenta con registros de volúmenes escurridos de 1977 a 1994, por lo que se determinó un escurrimiento medio anual de 28 582 500,00 m³ cuyo valor es generado por la cuenca de captación hasta el sitio de la presa; sin embargo, como se mencionó en su oportunidad, no serán destinados para almacenamiento, por lo que únicamente serán analizados para la determinación de la capacidad de azolves. En la gráfica siguiente se presenta la variación anual de los mismos datos que los generaron.

Figura 6 Volumen De Escurrimiento Anual

Capacidad de azolves

La capacidad de azolves depende del volumen de acarreos en suspensión transportados por la corriente en un tiempo dado; para la estación base (Temascatío) se cuenta con 3 años de registros con un valor medio de 0,01427 %; sin embargo, y debido a lo reducido del período de observación se procedió a ponderar un factor medio entre ésta y la estación “La Begoña”, siendo esta última, la más cercana que dispone de mayores registros, la cual operó de 1940 a 1967, fecha en que se dejó de tomar lecturas de sólidos en suspensión, por la construcción de la presa de almacenamiento “Ignacio Allende”.

El resultado obtenido de ambas es de 0,1434%, siendo este valor cercano al recomendado por la extinta Dirección General de Obras Hidráulicas para el Desarrollo Rural de la SARH en su ejemplar titulado “Pequeños Almacenamientos” y que a la letra menciona lo siguiente:

“Cuando se carecen de datos precisos para determinar este volumen, puede operarse en forma aproximada, considerando que los azolves gruesos transportados por la corriente tengan un valor de 0,001 del escurrimiento medio anual (valor aproximado en promedio), y que la obra de toma funcionará libremente durante 50 años, sin que los azolves la empiecen a invadir”. Con este fundamento se procedió a estimar un valor de 0,001434 por lo que el volumen medio anual de azolves es de 40 987 m³; si se requiere que la obra de toma opere libremente durante 50 años, el volumen total de azolves será de 2 049 350 m³.

0

1 0 0 0 0

2 0 0 0 0

3 0 0 0 0

4 0 0 0 0

5 0 0 0 0

6 0 0 0 0

Volum

en en miles de m³

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

A Ñ O

V O L U M E N E S C U R R ID O A N U A L

E .H . T E M A S C A T ÍO

M e d ia 2 8 5 8 2 , 5 m ²

0

1 0 0 0 0

2 0 0 0 0

3 0 0 0 0

4 0 0 0 0

5 0 0 0 0

6 0 0 0 0

Volum

en en miles de m³

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

A Ñ O

V O L U M E N E S C U R R ID O A N U A L

E .H . T E M A S C A T ÍO

M e d ia 2 8 5 8 2 , 5 m ²



33

ESTUDIO DE AVENIDAS

Selección óptima del período de retorno Una de las estructuras más importantes en una presa de almacenamiento es sin duda el vertedor de excedencias, ya que proporciona la seguridad necesaria durante la operación de la misma, a través del desalojo de los volúmenes que ponen en peligro a la presa; por esta razón un diseño adecuado debe ser aquel que reduzca el riesgo de falla. Para lograr esto, es necesario contar con información de eventos máximos (avenidas máximas) de buena calidad y consistentes.

Un ver tedor es: una barrera en un canal sobre la cual circula el agua. El borde o superficie sobre el cual circula el agua se llama cresta. La lamina de agua que se derrama se llama lamina vertiente. Si la lamina descarga en el aire, el vertedor tiene descarga libre. Si la descarga libre. Si la descarga ocurre parcialmente debajo del agua el vertedor esta sumergido o ahogado.

Un vertedor con un borde arriba con lo cual el agua salta libre de la cresta, es un vertedor de pared delgada como se muestra en la figura siguiente, todos los demás vertedores se clasifican como vertedores de pared gruesa, los vertedores de pared delgada se clasifican como vertedores triangulares o en V, vertedores trapezoidales y vertedores parabólicos, los vertedores de pared gruesa se clasifican de acuerdo con la forma de su sección transversal, como vertedores de cresta ancha, vertedores triangulares y trapezoidales.

vertedor de pared delgada

Los vertedores de pared delgada son útiles solo para medir o aforar el flujo de agua. Por constante, los vertedores de pared gruesa se suelen incorporar en estructuras hidráulicas como dispositivos de control o regulación y el aforo es su función secundaria.

En México los vertedores de excedencia se diseñan con eventos extremos que para el caso específico de esta presa le corresponde una creciente de diseño, basada en estudios de probabilidad con un período de retorno de 10 000 años. Las obras que se diseñan bajo esta condición tienen un riesgo de falla del 1%, para una vida útil de 50 años; en lo que respecta a las obras de encauzamiento en ríos, la norma hidrológica de CNA establece que el período de retorno asignado es de Tr 500 años Cabe destacar que la categoría de esta cortina esta considerada dentro del grupo de mediana altura (1230 m) con un almacenamiento total que oscila entre 1,5 y 60 Hm³.

Avenidas máximas registr adas Se cuenta con registros completos de 18 años de información de avenidas máximas anuales, de las cuales tres sobrepasan los 200 m³/s, y que corresponden a los años 1988,1990 y 1991, siendo este último el de mayor registro en el período con 216,6 m³/s, cuya avenida máxima se presentó el 8 de Julio de 1991 a las 20:00 con la lectura de escala de 2,76 m; en la figura siguiente se muestran los registros, así como su gráfica. Ver figura 7.

P

H



34

Figura 7 registros de avenidas máximas anuales

La forma del hidrograma indica que se presentan avenidas de corta duración y picos altos, generando normalmente volúmenes bajos. En la gráfica siguiente se aprecia la forma del hidrograma de la avenida máxima registrada en la fecha antes mencionada y para mayor detalle de la misma, en el anexo 07 se muestra el intervalo de tiempo desarrollado.

Ajuste a los gastos máximos La información de gastos máximos, se ajustó a diferentes funciones de distribución de probabilidad, a través del programa del Centro Nacional de Prevención de Desastres (CENAPRED); el mejor ajuste fue la distribución LogNormal de tres parámetros, estimada por la técnica de Momentos (figura 8).

AÑO MES GASTO MÁXIMO

1977 SEPTIEMBRE 108,0 1978 OCTUBRE 156,9 1979 AGOSTO 102,3 1980 AGOSTO 180,5 1981 VARIOS 112,5 1982 JULIO 110,4 1983 AGOSTO 170,0 1984 JULIO 182,0 1985 AGOSTO 179,9 1986 JUNIO 169,2 1987 SEPTIEMBRE 138,8 1988 AGOSTO 206,9 1989 SEPTIEMBRE 126,5 1990 AGOSTO 215,0 1991 JULIO 216,6 1992 JULIO 120,4 1993 JULIO 149,0 1994 JUNIO 165,1

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

GASTO

S (m

³/s)

AÑO

GAST OS M ÁX I MOS

0

50

100

150

200

250

22 23 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0 1 2 3 4 5 6 7

GAST

O ( m³/s

)

TIEMPO (Horas)

Q Máximo 216,60 m³/s

PROYECTO "ORTEGA"

Figura 8 ajuste de los gastos maximos



35

100

1000

1 10 100 1000 10000

Pe r ío d o d e r e to r n o (a ñ o s )

Gas

to (m

³/s)

mues tra N o rma l Logno rma l 3p Logno rma l 2p G amma 2p G amma 3p G umbe l E xponenc ia l D ob le G umbe l

100

1000

1 10 100 1000 10000

Pe r ío d o d e r e to r n o (a ñ o s )

Gas

to (m

³/s)

mues tra N o rma l Logno rma l 3p Logno rma l 2p G amma 2p G amma 3p G umbe l E xponenc ia l D ob le G umbe l

0

5 0

1 0 0

1 5 0

2 0 0

2 5 0

0 2 0 40 6 0 80 1 0 0 T iem p o en h rs .

Gasto en m³/s

1 9 7 7 1 9 7 8 1 9 7 9 1 9 8 0 1 9 8 1 1 9 8 2 1 9 8 3 1 9 8 4 1 9 8 5 1 9 8 6 1 9 8 7 1 9 8 8 1 9 8 9 1 9 9 0 1 9 9 1 1 9 9 2 1 9 9 3 1 9 9 4 H id ro g ram a M ed io

0

5 0

1 0 0

1 5 0

2 0 0

2 5 0

0 2 0 40 6 0 80 1 0 0 T iem p o en h rs .

Gasto en m³/s

1 9 7 7 1 9 7 8 1 9 7 9 1 9 8 0 1 9 8 1 1 9 8 2 1 9 8 3 1 9 8 4 1 9 8 5 1 9 8 6 1 9 8 7 1 9 8 8 1 9 8 9 1 9 9 0 1 9 9 1 1 9 9 2 1 9 9 3 1 9 9 4 H id ro g ram a M ed io

De las funciones de distribución, se calcularon eventos de diseño para algunos períodos de retorno como se muestra a continuación (fig. 9):

Fig. 9. registros de los hidrogramas

Hidrograma de Diseño

Se procedió a determinar la forma del hidrograma basándose en los registros de 18 años de avenidas, por medio de la estimación del hidrograma unitario de la avenida máxima, como se muestra en la figura10.

figura10. registros de los hidrogramas

Con base en la media de los registros de los hidrogramas presentados en la cuenca de captación, se procedió a ponderar el hidrograma unitario de estas avenidas y cuya figura se presenta a continuación.



36

2.9069

NAME 1791.3 msnm

N 1793.3 msnm

0.2:1

3

2.9069

Nomenclatura:

1. Núcleo impermeable 2. Filtro 3. Respaldo 4. Enrocamiento compactado 5. Enrocamiento acomodado 6. Base para caminos

ATAGUÍA DE AGUAS ARRIBA

Nivel variable

1 1 1

N 1776.3 msnm

2:1

1

3

4

1.3

2:1

5

4

0.5:1

Viaje de aluvión (menor a 3" o menor de 6")

Viaje de enrocamiento

3 4 5

CORTE AA

2 4

2

0.2:1

A

8

0.2:1

2

4

L C

1

0.2:1

3

6

4 0.5:1

5

1.3

2:1

A

Considerando que el volumen de material de aluvión que se colocará en la zona de enrocamiento (zona 4) será de aproximadamente el 25% y con la finalidad de distribuir uniformemente este material, sin formar capas que pudieran generar problemas, se recomienda este patron de colocación.

PRESA ORTEGA, GTO. FIG A DETALLE DE COLOCACIÓN DE ALUVION EN LA ZONA 4 (DE ENROCAMIENTO)

Una presa se integra en general, de las siguientes par tes ver figura A:

Ø Cortina, Obra de desvío, Obra de excedencias, Obra de toma 1. Tipos de cortinas

Ambursen Arcos Multiples Machones de cabeza Contrafuertes

De arco

De gravedad (vertedoras y no vertedoras)

Huecas

Rígidas

Flexibles

Cortinas

Enrocamiento

De tierra

Arco simple Arco gravedad

Mampostería Concreto ciclópeo Concreto simple Colcreto C.C.R.

Homogénea De materiales Graduados Otras

Con cara de concreto Corazón imper. Rígido Corazón imper. Flexible

R. Constante R. Variable



37

V.3. OBRAS DE EXCEDENCIAS

La obra de excedencias, viene a ser la válvula de seguridad de una presa ante avenidas que se presentan en las condiciones más desfavorables como es el caso en que el almacenamiento se encuentre lleno (al NAMO).

Las obras de excedencias se dimensionan para que transite por el vaso la avenida máxima probable asociada a un período de retorno sin que cause daños a la presa por lo que su diseño en general deberá realizarse en base a un estudio hidrológico confiable. Generalmente se acepta Tr=10,000 años.

Según estadísticas a nivel mundial, la falla más socorrida de presas de tierra es por incapacidad del vertedor al provocar desbordamientos y la determinación del Bordo Libre.

1. Tipos de Obras de Excedencias

Como en todas las estructuras que integran una presa, existen varios tipos y combinación de los mismos en obras de excedencias, Se han hecho diseños especiales para casos muy particulares como los que sin tener mecanismos de control, descargan un gasto constante independiente de la carga hidrostática (a base de geometría).

A manera de ejemplo, enseguida se muestra una serie de variantes que en cada caso, estará en función de:

Ø Hidrología, Topografía, Geotecnia, Objetivo del almacenamiento, Funcionamiento hidráulico, Operación.

Par tes que Integran una Obra de Excedencias.

a) Canal de llamada b) Obra o sección de control c) Canal colector d) Canal de descarga (o túnel) e) Estructura disipadora

Las obras de excedencias se pueden dividir en:

Recta Curva De Planta

Cresta

Descarga

Disipador

Cimacio

Morning Glory

Obras de Excedencias

Libre Controlada

en Canal en Túnel Libre

en Salto de Sky en Tanque Amortiguador

Creager Lavadero Otros

en Túnel



38

A. Vertedor

Como se comento en su oportunidad, el gasto seleccionado para el diseño del vertedor fue elegido en base a la categoría, potencial de daños, estudio de crecientes de diseño y características de la presa, por lo que de acuerdo a esta clasificación la avenida máxima probable que corresponde al gasto con período de retorno de 10 000 años, tiene un valor de 306,6 m³/s, caudal con el que se diseñara el vertedor, ver el siguiente cuadro (11).

Tr (Años)

10 000 1 000 500 10050251510 5

Gasto Máximo Probable (m³/s)

306,6 278,0 268,7 245,8 234,6 222,2 212,3 203,6 186,5

cuadro (11). caudal con el que se diseñara el vertedor B. Obra de desvío Gasto en época de lluvias Debido a que el río Temascatío tiene muy marcados sus períodos de lluvias y estiajes, para determinar el gasto de diseño de desvío, se juzgó conveniente efectuar un análisis de gastos máximos en estiaje, ya que algunos meses de este lapso, el río permanece completamente seco. Se desprende que cabe la posibilidad de manejar los caudales en la época de lluvias por el propio río cuyo gasto de diseño tiene un valor de 222,2 m³/s correspondiente al período de retorno de 25 años, ver tabla anterior, de acuerdo a las normas de la CNA, y debido a la amplitud del cauce se puede construir una primera etapa en ambas laderas sin llegar a afectar las maniobras inherentes a la misma obra.

Gasto en época de estiaje Para el análisis de gastos máximos en la época de estiaje (noviembre mayo), se procesaron los 18 datos registrados en la estación hidrométrica San Juan Temascatío, se muestran en el cuadro 12 y la grafica A:

Grafica A. de gastos máximos anuales Los gastos se procesaron por medio del programa Ax, de la misma manera que se hizo para los gastos máximos anuales. Para el análisis se tomaron en cuenta tres criterios de cálculo que a continuación se mencionan y explican.

0

0 ,1

0 ,2

0 ,3

0 ,4

0 ,5

0 ,6

0 ,7

0 ,8

0 ,9

1

0 10 20 30 40 50 60 T iem po en horas

Gasto Unitario

0

0 ,1

0 ,2

0 ,3

0 ,4

0 ,5

0 ,6

0 ,7

0 ,8

0 ,9

1

0 10 20 30 40 50 60 T iem po en horas

Gasto Unitario



39

Año de registro 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985

Gasto en m³/s 0,134 0,810 0,000 20,923 0,536 0,045 1,243 0,000 0,134

Año de registro 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994

Gasto en m³/s 1,200 0,000 0,000 0,000 1,262 1,000 11,900 0,620 0,000

cuadro (12):gastos máximos en el per íodo noviembre – mayo

CASO A . Con la muestra de gastos completa La función de distribución que mejor se ajustó a los datos para este caso fue la Exponencial, calculada para momentos y 2 parámetros con un error cuadrático de 3,49, cuyo gasto interpolado para el período de retorno de 4 años es de 5.74 m³/s.

CASO B . Sin el gasto máximo de la muestra Debido a que se mantuvo la incertidumbre de la veracidad con respecto al gasto de 20,923 m³/s, que fue registrado en el mes de mayo de 1980, se recurrió a verificar el dato mediante el apoyo de los registros en la estación hidrométrica La Trinidad II, la cual estuvo ubicada 7 km aguas abajo de la estación hidrométrica San Juan Temascatío. De esta investigación se concluyó que en el mes de mayo de 1980, la referida estación no registró ningún gasto máximo para ese mes se aprecia en el cuadro 13.

Cuadro 13 gastos máximos de noviembre a mayo

1 9 6 2 0 . 0 5 N O V I N C 1 9 6 3 0 . 0 4 E N E 1 9 6 4 0 . 2 0 N O V 1 9 6 5 0 . 2 3 7 N O V 1 9 6 6 0 . 0 3 5 N O V 1 9 6 7 3 . 2 6 7 N O V 1 9 6 8 0 . 0 2 6 N O V 1 9 6 9 0 . 0 1 5 N O V 1 9 7 0 0 . 0 7 N O V I N C 1 9 7 1 0 . 5 2 6 N O V 1 9 7 2 0 . 1 1 7 N O V 1 9 7 3 0 . 3 7 5 N O V 1 9 7 4 0 . 0 0 1 9 7 5 0 . 0 0 1 9 7 6 0 . 9 9 N O V 1 9 7 7 0 . 0 0 0 . 1 3 4 N O V I N C 1 9 7 8 0 . 1 8 4 N O V 0 . 8 1 0 N O V 1 9 7 9 0 . 0 0 0 . 0 0 1 9 8 0 0 . 0 0 2 0 . 9 2 3 M A Y 1 9 8 1 0 . 0 5 N O V 0 . 5 3 6 N O V 1 9 8 2 0 . 0 2 5 N O V 0 . 0 4 5 N O V 1 9 8 3 0 . 0 0 1 . 2 4 3 N O V 1 9 8 4 0 . 0 0 0 . 0 0 1 9 8 5 0 . 0 0 0 . 1 3 4 N O V 1 9 8 6 0 . 0 0 1 . 2 0 N O V 1 9 8 7 0 . 0 0 0 . 0 0 1 9 8 8 0 . 0 0 0 . 0 0 1 9 8 9 0 . 0 0 0 . 0 0 1 9 9 0 1 . 2 6 2 N O V 1 9 9 1 1 . 0 0 N O V 1 9 9 2 1 1 . 9 0 E N E 1 9 9 3 0 . 6 2 A B R 1 9 9 4 0 . 0 0

A Ñ O D E R E G I S T R O

E S T A C I Ó N L A T R I N I D A D

E S T A C I Ó N L A T R I N I D A D I I

E S T A C I Ó N S A N J U A N T E M A S C A T Í O

G A S T O S M Á X I M O S E N E L P E R Í O D O N O V IE M B R E M A Y O ( m ³ / s )



40

Cabe mencionar que el gasto de 20,923 m³/s, se presentó el día 30 de mayo de 1980, prácticamente al inicio de la época de lluvias, por lo que para este análisis no se consideró este gasto, por lo tanto la función de distribución que mejor se ajustó en este caso fue la Exponencial calculada para máxima verosimilitud y 3 parámetros, con un error cuadrático de 2,247.

El gasto obtenido para el período de retorno de 4 años corresponde a un caudal de 3.03 m³/s,

CASO C . Sin los dos gastos máximos de la muestra Con los resultados obtenidos para los dos casos anteriores, se apreció que los errores cuadráticos para las funciones de distribución, son altos respecto a sus resultados y para algunas de las funciones improcedentes, por lo que se decidió procesar los datos de la muestra desechando definitivamente los dos valores superiores.

La función de distribución que mejor se ajustó a este análisis fue la Normal con un error cuadrático de 0,15 y el gasto para esta función resultó de 1.03 m³/s, para el período de retorno de 4 años.

Estos datos son de estudios hidrológicos que hicieron.

De acuerdo al volumen de obras de la presa, el programa de construcción prevé que esta obra no rebase más de un año, por lo que se acepta una probabilidad del 25% que se presente una avenida para el período de estiaje (noviembremayo), lo que nos lleva según la expresión siguiente a calcular un período de retorno de 4 años.

T r = Tc P

En donde:

Tr = Período de retorno en años Tc = Tiempo de construcción de la presa en años P = Probabilidad de acontecimiento

Por lo que de acuerdo al análisis efectuado se concluye aceptar para el gasto de diseño en la obra de desvío y época de estiaje, el Caso B, por los motivos expuestos en el mismo, ya que probablemente el gasto de 20,923 m³/s se deba a un error en la toma de lecturas por parte del personal encargado de las mismas, por lo que corresponde un gasto de 3,03 m³/s para el período de retorno de 4 años.

RESUMEN 1 El gasto con el que se debe diseñar el vertedor es de 306,6 m³/s. 2 El gasto que se debe controlar en época de lluvias es de 222,2 m³/s. 3 El gasto de diseño para la obra de desvío en estiajes es de 3,03 m³/s.

Aportaciones entre el sitio de la presa y la zona de inundación Existe un área de cuenca entre el sitio de la presa y la zona de inundación, cuya área es de 47,1 km², por lo que se procedió a determinar que gasto se presentaría entre estos dos puntos, lo cual se logró mediante la aplicación de gastos unitarios para cada uno de los períodos de retorno analizados; cabe destacar que mientras no se llegue a realizar el tránsito por el vertedor, estos gastos se tendrán que sumar en forma directa a los obtenidos en el sitio del estudio, por lo que los mismos quedan de la siguiente manera en el cuadro 14:



41

Tr Gasto en el sitio del estudio

(presa) Gasto unitar io Gasto en la zona de inundación Gasto total sin

tr ansitar (años) (m³/s) (m³/s/km²) (m³/s) (m³/s) (1) (2) (3) (4) (5)

10 000 306,6 1,22 57,53 364,13 1 000 278,0 1,10 52,16 330,16 500 268,7 1,07 50,42 319,12 100 245,8 0,97 46,12 291,92 50 234,6 0,93 44,02 278,62 25 222,2 0,88 41,69 263,89 15 212,3 0,84 39,83 252,13 10 203,6 0,81 38,20 241,80 5 186,5 0,74 34,99 221,49

Cuadro 14 gasto en un tiepo de retorno de 10000 años

Los gastos consignados en la columna 5, se presentan en el límite del primer paso vehicular y que corresponde a la autopista Irapuato – Celaya como se aprecia en la figura 11:

En la figura 11 aparecen una serie de represas y bordos, los cuales en la actualidad no existen debido a que se encuentran totalmente azolvados, por lo que no se consideraron como limitante de las avenidas máximas. El gasto de proyecto para el análisis del tránsito por el río Temascatío, estará en función de la obra de protección a beneficiar que para este caso y según normatividad de la CNA señala un período de retorno de 500 años.



42

RESUMEN DEL ESTUDIO HIDROLÓGICO

Ortega

Irapuato

Guanajuato

251,00 km²

41,7 km²

Hidrométrica Temascatío

697,1 mm

28 582 500,00 m³

2 000 000,00 m³

19771994

GASTOS PRESENTADOS (m³/s) Boquilla Puente de

Vehículos 306,6 57,5

278,0 52,1

268,7 50,4

245,8 46,1

234,6 44,0

222,2 41,6

212,3 39,8

203,6 38,2

PROYECTO:

MUNICIPIO:

ESTADO:

ÁREA DE LA CUENCA:

ÁREA CUENCA PROPIA:

ESTACIÓN BASE SELECCIONADA:

PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL:

ESCURRIMIENTO MEDIO ANUAL:

CAPACIDAD DE AZOLVES:

PERÍODO DE ESTUDIO:

AVENIDAS CALCULADAS

AVENIDA MÁXIMA PROBABLE TR 10,000:

AVENIDA MÁXIMA PROBABLE TR 1000:




AVENIDA MÁXIMAPROBABLE TR 25:



AVENIDA MÁXIMA PROBABLE TR 5: 186,5 34,9

Condiciones de cálculo

Tr 10 000 ……Revisión del bordo libre

Tr 1 000 ……Diseño del vertedor

Tr 500 ……Tránsito por el cauce

Tr 10 ……Obra de desvío



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FUNCIÓN DE DISTRIBUCIÓN LOGNORMAL

PRESA PARA CONTROL DE AVENIDAS SOBRE EL ARROYO TEMASCATÍO:

PROYECTO :ORTEGA MUNICIPIO :IRAPUATO ESTADO :GUANAJUATO

Ajuste realizado para el archivo: TEMASCAT.AJU (cuadro 15):

I Tr (años) Dato(i) Valor ajustado Er ror^2

1 9,00 216,60 216,98 0,15 2 9,50 215,00 202,44 157,66

3 6,33 206,90 192,73 200,92 4 4,75 182,00 185,07 9,43 5 3,80 180,50 178,53 3,88 6 3,17 170,90 172,67 3,13 7 2,71 170,00 167,25 7,54 8 2,38 169,20 162,13 49,95 9 2,11 165,10 157,17 62,88 10 1,90 156,90 152,29 21,22 11 1,73 149,00 147,39 2,58 12 1,58 138,80 142,40 12,96 13 1,46 126,46 137,19 115,15 14 1,36 120,40 131,63 126,15 15 1,27 112,45 125,52 170,88 16 1,19 110,40 118,50 65,55 17 1,12 108,00 109,76 3,11 18 1,06 102,30 97,08 27,29

Media = 155,606 Desv = 37,055 asim = 0,143 Error = 32,256

Parámetros de la función Lognormal (momentos) 3 p, à = 6,6586 á = 0,0475 ë = 624,7560

*********************** RESULTADOS ************************* Tr Años Gastos en m³/s 2 154,73 5 186,49 10 203,59 20 217,99 50 234,56 100 245,78 500 268,67 1 000 278,00 5 000 295,57 10 000 306,55



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CAPITULO 5

“DATOS GENERALES DEL PROYECTO”



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DATOS GENERALES DEL PROYECTO El proyecto se desarrolló con base a los registros históricos de gastos máximos reportados a través de la estación hidrométrica de San Juan Temascatío, la cual se ubica aproximadamente a 150 metros aguas abajo del sitio de la boquilla y se consideró como representativa para la zona en cuestión por razones obvias. En ella se tienen registros de volúmenes medios diarios, gastos máximos mensuales y anuales, así como material de acarreo de sólidos en suspensión con un período de observación de 1977 a 1994; cabe mencionar que ésta información se recabó del Sistema de Información de Aguas Superficiales del Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA) y de la propia Comisión Nacional del Agua (CNA).

Algunas características generales de la presa son las siguientes:

Área de inundación al NAME (Elev. 1791,00): 0,904 km 2 (90,4 ha) Capacidad al nivel del vertedor (Elev. 1788,00) 3 684 Mm 3 Capacidad total del vaso (NAME Elev. 1791,00) 5 990 Mm 3 Gasto de entrada (TR = 1 000 años) 278 m 3 /s Gasto de diseño regulado 52 m 3 /s Tipo de obra de desvíoTubería de concreto armado de 106,7 cm (42”) de diámetro Tipo de vertedor de excedencias Cresta fija

Geología regional La geología regional y de la boquilla consiste en lo siguiente: El área en estudio se localiza en la provincia fisiográfica denominada Mesa Neovolcánica, la cual está caracterizada por grandes sierras de origen volcánico y extensas llanuras constituidas por depósitos continentales.

Geomorfológicamente, se observan valles aluviales cubiertos por conglomerados, areniscas y tobas no consolidadas, y montañas redondeadas de topografía suave y de poca altura constituidas principalmente por ignimbritas de la unidad riolítica. La secuencia litológica regional está constituida por: tobas e ignimbritas de composición riolítica, andesitas, pórfidos dacíticos y depósitos no consolidados (aluvión, suelo residual y depósitos de talud).

En el informe geológico elaborado por la Subgerencia de Estudios Geológicos de la GEIC se describe ampliamente el marco geológico regional y local del proyecto.

Geología de la boquilla La zona de la boquilla en ambas márgenes está constituida básicamente por la unidad riolítica cubierta parcialmente por suelo residual, aluvión y/o depósitos de talud. La unidad riolítica a su vez está constituida por vitrófiros, aglomerados, tobas vitrolíticas y dos horizontes de ignimbritas.

El vitrófiro constituye la base de toda la columna litológica, por encima de éste se encuentra la ignimbrita denominada Tmig1, la cual en la margen derecha aflora aguas arriba del eje a nivel del cauce y en la margen izquierda al nivel del río a lo largo de casi toda la margen. Esta roca se presenta seudoestratificada y poco fracturada, con espesores del orden de 11m

Encima de esta ignimbrita aparece un horizonte de aglomerado vitrolítico que alcanza un espesor del orden de 2 a 3 m, el cual aflora principalmente en la parte baja de la margen izquierda (aguags abajo y arriba del eje de la cortina). Cubriendo a éste se tiene la toba vitrolítica con espesor de 4 a 5 m, que aflora en la margen izquierda.



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Sobre éste último material, está depositado el segundo horizonte de ignimbritas denominadas Tmig2, las cuales constituyen la parte superior de la unidad riolítica. Este material se observa principalmente a todo lo largo de la porción media a superior de la margen izquierda.

Los materiales superficiales presentan espesores que varían entre 2 y 8 m, localizándose las coberturas máximas en la parte alta de la margen izquierda, y los menores, en la parte baja de esta margen y en la margen derecha.

En la zona del cauce, por debajo del aluvión y del depósito de talud, cuyos espesores varían de 2 a 5 m, se identifica la ignimbrita riolítca (Tmig1) antes mencionada.

Geología estructural En los afloramientos de ignimbrita, se identificaron cuatro familias de fracturas denominadas:

F1 = N 75° W/ 80° NE

F2 = N 23° E/ 78° NW

F3 = N 77° W / 83° SW

F4 = N 25° E / 84° SE

Las familias F1 y F2 representan a los principales sistemas de fracturamiento y los dos restantes a sistemas secundarios, originados por los primeros.

El sistema F1, se caracteriza por presentar planos con una continuidad hasta de 20 m, de aspecto rugoso, generalmente cerrados o con relleno de óxido de fierro o microbrecha y con espaciamiento promedio de 1 a 2 fracturas por metro. Este sistema es perpendicular al río y tiende a ser paralalelo al eje de la cortina. El sistema F2 presenta características similares al sistema F1, solo que sus planos esporádicamente alcanzan continuidades de 20 m.

Aunado a los sistemas antes mencionados, se tiene presente la seudoestratificación, que se caracteriza por tener un rumbo que varía de N70°W a N85°W y un buzamiento de 3 a 5° al SW. Los seudoestratos son gruesos, con espesores que varían de 0,5 a 5 m.

Sismicidad

De acuerdo con la zonificación sísmica de la República Mexicana, el área en estudio se encuentra en la zona B, de mediana sismicidad.

El estudio geofísico realizado en la zona de la boquilla reporta para el suelo superficial (de 1 a 8 m de espesor), una velocidad de propagación de las ondas transversales (Vs) de 330 a 600 m/s. Debajo de este suelo y en un espesor de 12 a 30 m, para la ignimbrita riolítica, se encontraron valores de módulo de Young dinámico (E) de 12 000 MPa, módulo de rigidez dinámico (G) de 4 300 MPa, velocidad de propagación de las ondas transversales (Vs) de 1 400 m/s y velocidad de propagación de las ondas longitudinales (Vp) de 2 900 m/s. Por último, se encontró aglomerado y toba vitrolítica, con valores de módulo de Young dinámico (E) de 9 600 MPa, módulo de rigidez dinámico (G) de 3 600 MPa, velocidad de propagación de las ondas transversales (Vs) de 1 340 m/s y velocidad de propagación de las ondas longitudinales (Vp) de 2 750 m/s.

Los valores anteriores permiten calificar al terreno en el sitio como de tipo I o tipo II (firme o intermedio, respectivamente), los espectros para diseño sísmico de las estructuras de concreto



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DISEÑO GEOTÉCNICO DE LA CIMENTACIÓN DE LA PRESA Y TRATAMIENTOS DEL MACIZO ROCOSO EN LA BOQUILLA.

Trabajos de campo realizados Con el objeto de obtener información estratigráfica y determinar la litología del terreno, la Subgerencia de Estudios Geológicos de la GEIC realizó exploración directa con sondeos recuperando núcleos, e indirecta utilizando el método de refracción sísmica y sondeos eléctricos verticales. A continuación se presenta una breve descripción de los trabajos realizados.

Exploración dir ecta Se realizaron cuatro sondeos con recuperación de núcleos en diámetro NQ (47 mm) denominados PO1, PO2, PO3 y PO4. Los dos primeros se realizaron en la margen derecha con profundidades de 16,40 y 25,60 m respectivamente, con rumbo N 62° W y una inclinación de 60° con respecto a la horizontal. En la margen izquierda se efectuaron los barrenos PO3 y PO4 con profundidades de 25,35 m y 27,75 respectivamente, con rumbo S 62° E y 60° de inclinación.

En los barrenos de exploración se realizaron pruebas de permeabilidad tipo Lugeon en tramos de 3, 4 y 5 m. Se efectuaron un total de 17 pruebas, de las cuales tres se realizaron en el barreno PO1, cuatro en el PO2, cinco en el PO3 y cinco en el PO4. Por las condiciones del terreno y para evitar el fracturamiento del mismo, las presiones máximas aplicadas fueron de 0,39 a 0,53 MPa para los barrenos PO1,PO3 y PO4, y solo para el barreno PO2 se aplicaron presiones de 0,98 MPa (10 kg/cm²).

Exploración indirecta Para ampliar el conocimiento de la calidad de la roca a profundidad, así como para definir propiedades dinámicas del terreno se efectuaron 18 tendidos de refracción sísmica, en tres líneas, de las cuales, una se ubicó sobre el eje de la presa y las dos restantes a 50 m aguas arriba y aguas abajo del mismo. Además, sobre éstas tres líneas se realizaron un total de 34 sondeos eléctricos verticales, realizándose 20 de ellos sobre el eje de la presa y los 14 restantes distribuidos en las otras dos líneas.

Posteriormente, por necesidades del proyecto, se efectuó una segunda etapa de tendidos de refracción sísmica. Se realizaron en las zonas del vertedor, el canal de desvío y las ataguías, siendo un total de 19 tendidos, conformando las líneas A, B, C, D y E. Su localización se presenta en la figura 4.

Trabajos de laborator io realizados Una vez terminados los trabajos de perforación de los cuatro barrenos, los núcleos de roca se enviaron al Laboratorio de Mecánica de Rocas de la Subgerencia de Geotecnia y Materiales de la GEIC, en cajas debidamente protegidas e identificadas. Para cada barreno se efectúo una inspección visual detallada y se procedió a la selección de los núcleos que serían sometidos a pruebas índice y mecánicas. Todas las pruebas realizadas se hicieron de acuerdo a los procedimientos internos de laboratorio con base en normas ASTM e ISRM. En la tabla 1 se proporciona la identificación del procedimiento aplicado para cada prueba y un resumen del número y tipos de pruebas efectuadas, así como el número de la tabla en donde se presentan los resultados de cada ensaye efectuado.

Resultados de los tr abajos de campo y laborator io Barrenos de exploraciónCon base en los perfiles geomecánicos de cada barreno presentados en el informe de geología (Ref 2), se pudo obtener la información del subsuelo que enseguida se describe. Cabe mencionar que los barrenos son inclinados y las profundidades que se mencionan a continuación son medidas a lo largo del eje del barreno, incluyéndose después de ellas la distancia vertical entre el punto referido y la elevación del brocal del barreno en la superficie del terreno natural, la cual se presenta entre paréntesis.



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Barreno PO1 (ubicado en la parte alta de la margen derecha) De 0,00 a 1,50 (1,29) m se cortó una capa de depósito de talud, por debajo de esta capa y hasta los 16,40 (14,20) m explorados, se detectó la secuencia de la unidad riolítica (ignimbritas, tobas vitrolíticas y aglomerados). De 1,50 (1,30) a 4,50 (3,90) m, la roca se presenta muy deleznable, los valores de recuperación y RQD fueron de 52% y 0%, respectivamente. De 4,50 (3,90) a 16,40 (14,20) m, la calidad de la roca mejora, obteniéndose recuperaciones promedio de 94% y RQD de 70%

Barreno PO2 (ubicado en la parte baja de la margen derecha y próximo al cauce del río) Desde la superficie y hasta 2,70 (2,33) m se encontró suelo residual y depósito de talud. Por debajo de estos materiales y hasta los 22 (19,05) m se detectó la secuencia de la unidad riolítica. De 2,70 (2,33) m a 14 (12,12) m éstas rocas presentaron buenas recuperaciones y RQD, con valores promedio de 92% y 87%, respectivamente, sin embargo, de los 14 (12,12) m a los 22 (19,05) m, la calidad de la roca decreció, alcanzando valores de RQD del orden de 10% e inclusive en algunos tramos llega a ser nulo. De 22 (19,05) y hasta los 25,60 (22,17) m explorados, se detectó a la toba vitrocristalina, la cual, por ser un material deleznable, presentó bajas recuperaciones y valores nulos de RQD.

Barreno P03 (ubicado en la parte baja de la margen izquierda y próximo al cauce del río) En este barreno se atravesó un metro de depósito de talud. Por debajo de éste y hasta los 22,10 (19,13) m se detectó la secuencia riolítca, la cual se presenta poco fracturada, obteniéndose en promedio recuperaciones de 99% y RQD de 71% . De los 22,10 (19,13) m y hasta los 25,35 (21,95) m explorados, se detectó a la toba vitrocristalina de muy mala calidad, con valores de RQD del orden de 2% y recuperaciones bajas de 32%.

Barreno PO4 (ubicado en la parte alta de la margen izquierda) De 0,00 a 8,10 (7,01) m de profundidad se encontró suelo y depósito de talud, de 8,10 (7,01) a 25,30 (21,91) m se identificó la ignimbrita riolítica y de 25,30 (21,91) a 27,75 (24,03) m se encontró a la toba vitrocristalina. En la ignimbrita las recuperaciones fueron de 95 a 100% y los RQD de 59% a 100% en un tramo entre 8,10 (7,01) y 22,75 (19,70) m, y nulo de 22,75 (24,03) a 25,30 (21,91) m, que corresponde con una zona muy alterada. La toba vitrolítica a partir de esta profundidad y hasta la máxima explorada también se encontró muy alterada, donde los RQD fueron nulos.

Cabe comentar que, para las rocas presentes en el sitio, a excepción de las ignimbritas, los valores de RQD antes mencionados no son plenamente representativos para emitir un juicio de calidad del macizo rocoso. Los valores obtenidos son bajos debido a la naturaleza frágil y deleznable de los materiales presentes, ante la acción de la herramienta de perforación, sobre todo en las rocas vítreas

Pruebas de permeabilidad

En los cuatro barrenos realizados se ejecutaron pruebas de permeabildad tipo Lugeon, sin llegar a alcanzar en tres de ellos (PO1, PO3 y PO4) la presión máxima establecida para la prueba de 10 kg/cm². En éstos barrenos las pruebas se realizaron aplicando como máximo una presión de inyección de agua del orden de 0,5 MPa (5 kg/cm²), lo que equivale a cerca de dos veces la carga hidráulica de proyecto. En el barreno PO2 si fue posible aplicar la presión establecida por el criterio Lugeon.



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Los gastos de absorción para las presiones aplicadas se interpretaron para obtener un coeficiente de permeabilidad (k cm/s) aplicando la expresión siguiente.

Donde:

k Coeficiente de permeabilidad (cm/s)

r” Longitud normalizada del tramo de prueba (500 cm)

r’ Radio del barreno (cm)

Q Gasto medio (m 3 /s)

H Carga hidráulica (cm)

b Longitud del tramo de prueba (cm)

Los resultados obtenidos de éstos se observa que la permeabilidad de la masa rocosa en general va de impermeable a permeable, con valores del coeficiente k de 1x10 6 a 2x10 4 cm/s, siendo lo impermeable a poco permeable lo que más predomina.

Exploración Indirecta De acuerdo con los levantamientos geofísicos realizados (sísmicos y eléctricos), se pudieron definir en la zona de la boquilla dos unidades litológicas, denominadas U1 y U2

Las características de cada unidad en términos generales son las siguientes: La unidad U1 corresponde a los materiales superficiales (suelo residual, aluvión y depósito de talud, con velocidades de onda compresional de 0,33 a 0,60 km/s y resistividades en un rango muy amplio de 3 a 1058 Ωm.

La unidad U2, se asocia a la unidad riolítica, la cual a su vez se subdividió en tres subunidades (U2a,U2b y U2c) de acuerdo con las distintas características de rigidez y resistivas que se obtuvieron. Las velocidades de onda compresional fluctuaron entre uno y 3,7 km/s y las resistividades entre 7 y 460 Ωm.

Con la integración de la información geológica y geofísica, se definió el perfil litológico a lo largo del eje de la cortina.

De las pruebas realizadas en probetas de roca intacta se obtuvieron por tipo de roca las siguientes propiedades físicas y mecánicas:

Toba vitrolítica riolítica (Tmtvr). Peso volumétrico seco y saturado de 18,54 y 19,21 kiN/m 3 , respectivamente; contenido de agua de 13,42 %; resistencia a la compresión simple promedio de 150 kg /cm 2 (14,76 Mpa), con un módulo de deformabilidad Et50 promedio de 81142 kg /cm 2 (7 952 MPa) y resistencia a la tensión indirecta de 67.34 kg/cm 2 (6,60 MPa.)

Ignimbrita riolítica (Tmig2). Peso volumétrico de 21.16 kN/m 3 en estado ambiente y de 2I,50 kN/m 3 en condiciones de saturación; contenido de agua 4%; índice de alteración de 6,79 %; en el ensaye de intemperismo acelerado se tuvo una pérdida de 14,32%; resistencia a la compresión simple promedio de 532,14 kg/cm 2 (52,15 MPa), con un módulo de deformabilidad de 256969,38 kg/cm 2 (25 183 MPa), y resistencia a la tensión indirecta de 94.89 kg/cm 2 (9,30 MPa).

Ignimbrita riolítica (Tmig1). Peso volumétrico de 21,17 kN/m 3 en estado ambiente y de 22,3 kN/m 3 en condiciones de saturación; contenido de agua de 2,73%, resistencia a la compresión simple promedio

bH r r QLOG

k π 2

' " 3 . 2

=



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de768,87 kg/cm 2 (75,35 MPa), con un módulo de deformabilidad de 354275,51 kg/cm 2 (34 719 MPa), y resistencia a la tensión indirecta de 75,51 kg/cm 2 (7,40 MPa).

Aglomerado riolítico (Tmar). Peso volumétrico seco y saturado de 19,41 y 20,25 kN/m 3 , respectivamente; contenido de agua de 8,8 %; resistencia a la compresión simple promedio de 375,61 kg/cm 2 (36,81 MPa) , con un módulo de deformabilidad promedio de 218275 kg/cm 2 (21 391 MPa) y una resistencia a la tensión indirecta de 33,77 kg/cm 2 ( 3,31 MPa). Vitrófiro (Tmv). Peso volumétrico de 21,65 kN/m 3 en estado ambiente y de 22,25 kN/m 3 en condiciones de saturación; contenido de agua 2,53% resistencia a la compresión simple promedio de 48,97 kg/cm 2 (4,80 MPa), con un módulo de deformabilidad de 42724 kg/cm 2 (2 423 MPa).

Toba vitrocristalina (Tmtvc). Peso volumétrico seco y saturado de 15,06 y 17,64 kN/m 3 , respectivamente; contenido de agua de 22,40 %; la resistencia a la compresión simple promedio de 228,57 kg/cm 2 (22,40 MPa), un módulo de deformabilidad promedio de 27591,83 kg/cm 2 (2 704 MPa).

Los resultados anteriores son resultados de las pruebas índice y mecánicas, respectivamente, y en las cuales también se hicieron las curvas esfuerzodeformación de los ensayes de resistencia a la compresión simple y el módulo de deformabilidad al 50 % de su resistencia máxima (Et50).

Análisis Geotécnico De La Cimentación De La Cortina Con base en la información de las exploraciones tanto directa como indirecta efectuadas sobre el eje de la cortina, se infiere un espesor promedio de material de cobertura constituido por suelo residual, aluvión, depósito (Qre, Qal, Qdt) de 1 a 8 m, con valores resistivos de 3 a 1058 Ωm y velocidades compresionales de 0,33 a 0,60 Km./s.

Por debajo de estos materiales, se tiene la masa rocosa en la cual se desplantará la cortina y cuyas características generales son las siguientes:

− En la margen izquierda subyaciendo a los materiales de cobertura, desde la parte alta hasta la zona cercana al cauce se encuentra la ignimbrita riolítica (Tmig2 ) con un espesor promedio de 8 m, la cual presenta velocidades de onda compresional de 2,9 km/s y un RQD global de 79 %.

− En zona del cauce y en la parte baja de la margen izquierda, los materiales de cobertura coronan también a otro horizonte de ignimbrita riolítica (Tmig1) con velocidades de 2,2 km/s a 3,7 km/s y un RQD promedio de 78 %.

− En la parte alta de la margen derecha a una profundidad entre de 3 y 5 m se encuentra la toba vitrolítica riolítica (Tmtvr) que presenta velocidades de onda compresional de 1,1 a 1,5 km/s y RQD promedio de 71%.

De acuerdo con los datos anteriores, se estima que la masa rocosa donde se desplantará la presa estará constituida básicamente por rocas de la unidad riolítica con un RDQ global del 75%, que la califica como un macizo de regular a buena calidad. Con base en lo establecido en la referencia 5 y asociando los resultados de campo con los de laboratorio, se le puede asignar a esta masa rocosa un módulo de deformabilidad de campo del orden de 153061 kg/cm 2 (15 000 MPa).

Respecto a las discontinuidades presentes, el sistema de fracturamiento F1 a pesar de ser el más persistente y continuo, por su orientación (casi perpendicular al río) no resulta desfavorable en cuanto a estabilidad y estanqueidad; los dos sistemas de familias F3 y F4 (que son menos persistentes) junto con la seudoestratificación, cuyo rumbo va de N 70º W a N 85º W y buzamiento de 3 a 5º al SW, forman bloques



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regulares en forma tabular, los cuales tampoco representan problema alguno en la estabilidad de las laderas. Solo los sistemas de fracturamiento F2 y F4 que son perpendiculares al eje de cortina, aún con su corta continuidad que los caracteriza, podrían requerir de algún tratamiento especial de sellado, como más adelante se describe.

Por otro lado, con la finalidad de evaluar las filtraciones que pudieran ocurrir bajo la cortina, se efectuó un análisis de red de flujo considerando el valor promedio de la permeabilidad determinado en las pruebas de campo, resultando un gasto de 4 l/s, sin embargo, en este análisis no se tomó en cuenta la existencia de zonas fracturadas o de fracturas abiertas que pudieran existir en la roca de cimentación, las cuales deberán ser tratadas como más adelante se indica, con el objeto de evitar daños por flujo de agua en el cuerpo de la cortina y en la cimentación.

En resumen, la exploración realizada permitió conocer la estratigrafía en la zona de la boquilla, la naturaleza de las formaciones presentes, y determinar sus características de rigidez y permeabilidad, las cuales se consideran adecuadas para la magnitud y tipo de proyecto contemplado en el sitio.

Recomendaciones para la cimentación de la cor tina y estructuras adicionales Excavación, limpieza y preparativos para la cimentación de la presa Con base a la información de la exploración geológicogeotécnica y a la calidad de los materiales presentes, se definió como nivel para el desplante de cimentación de cortina (fig A), aquél en el que la roca presenta velocidad de onda compresional mayor a 1,1 km/s, tratando con concreto dental o inyecciones las discontinuidades abiertas (fracturas principalmente) o zonas alteradas, que queden expuestas después de efectuada la limpieza, realizando las actividades que se describen a continuación:

a) Se deberá efectuar el retiro del material de cobertura (Qre, Qt y Qal), así como los fragmentos de roca sueltos o roca alterada y/o fracturada, en toda la superficie que ocupará el desplante de la cimentación de la cortina, hasta llegar al material de mejor calidad (velocidad de onda compresional ≥ 1,1 Km/s).

b) Una vez terminado el retiro de este material, se procederá a efectuar una limpieza enérgica del terreno, sopleteándolo con agua y aire a presión hasta dejar completamente limpia toda el área por ocupar.

Siguiendo este criterio se deberán retirar los siguientes materiales:

− En la margen izquierda a partir de la elevación 1786 y hasta el nivel de elevación de la corona (Elev. 1793,30 msnm), se deberá retirar todo el material de cobertura hasta llegar a la roca ignimbrita riolítica (Tmig2), se estima que deberán de retirarse espesores de 1 a 3 m. En la parte baja de esta margen, también deberán de retirarse del orden de 3 a 6 m de roca fracturada, alterada y decomprimida que presenta velocidades de onda compresional de 0,52 km/s.

− En la zona del cauce y en la parte baja de la margen derecha se deberá remover el aluvión (Qal) y el suelo residual (Qre) cuyos espesores son del orden de 2 m, y posteriomente retirar la roca alterada y fracturada hasta encontrar la roca de mejor calidad (ignimbrita riolítica).

− En la parte media y alta de la margen derecha, se retirarán de 2 a 4 m de material que incluyen suelo residual y parte de la ignimbrita riolítica, hasta encontrar la toba vitrolítica riolítica (Tmtvr), la cual presenta velocidades de 1,1 km/s.

Durante las etapas de excavación y limpieza de la roca de cimentación se deberá llevar a cabo un levantamiento geológico a detalle de las discontinuidades para su posterior tratamiento.



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Tratamiento de discontinuidades abier tas Si al efectuar el retiro y la limpia, se encuentran fracturas abiertas con material de relleno o material intemperizado, será recomendable realizar un tratamiento, que podrá ajustarse a juicio del ingeniero residente de la obra, el cual consistirá en lo siguiente:

a) Remoción del material de relleno hasta una profundidad de 3 veces el espesor de la discontinuidad, efectuándolo con métodos mecánicos y/o limpieza enérgica con aire y agua a presión.

b) Relleno del área limpiada hasta eliminar la depresión o hendidura ocasionada por la limpieza, mediante la aplicación de un mortero o concreto hidráulico con resistencia de f’c = 153 kg/ cm 2 (15 MPa) a los 28 días de edad.

c) En caso de que la discontinuidad geológica se presente abierta a profundidades hasta de 5 m, y se dificulte su limpieza, se efectuará un tratamiento a base de inyecciones de mortero y/o lechada de f’c = 153 kg/ cm 2 (15 MPa), aplicado a través de barrenos de 7,5 cm de diámetro, distribuidos en abanicos separados entre sí tres metros, consistentes cada uno de tres barrenos para una primera etapa de inyección, y una segunda etapa intermedia entre los abanicos anteriores de dos barrenos en “tresbolillo”, para cerrar los espacios. Los barrenos se harán de tal forma que intercepten lo más perpendicularmente posible a la discontinuidad, prolongándose 2 m después de cortarla a profundidad.

Recomendaciones para la ataguía de aguas arr iba Esta estructura se ubicará aproximadamente a 60 m aguas arriba del eje de la cortina, su nivel de corona según proyecto se encuentra a la elevación 1776,3 msnm, tendrá una altura del orden de 10 m y contará con una longitud de desarrollo de 140 m. Para el desplante de esta estructura se deberá retirar el material de cobertura (aluvión), que se encuentra en el extremo izquierdo donde se alojará la ataguía, cuyo espesor varía de 0,5 a 1,5 m; asimismo en el extremo derecho y en la parte alta, se deberá retirar el depósito de talud cuyo espesor es del orden de 1 m. En el cauce se retirará el aluvión y la roca descomprimida, hasta encontrar a la ignimbrita riolítica (Tmig) que presenta velocidades de 1 a 2,9 km/s.

Una vez terminado el retiro de este material se procederá a efectuar una enérgica limpia aplicando agua y aire a presión en toda la superficie hasta dejar en óptimas condiciones de limpieza toda el área a ocupar.

Tratamientos para la obra de desvío De acuerdo con el procedimiento constructivo que se tiene contemplado, en época de lluvias se empleará la parte central del cauce del río como obra de desvío, para construir durante este período la mayor parte de las estructuras (canal de llamada, cimacio, canal de descarga, tubería de desfogue, incluyendo la propia cortina, la cual se hará en etapas, empezando con la construcción de sus extremos a partir de cada una de las márgenes. En época de estiaje, se cerrará el río mediante una ataguía, para la construcción de la parte central de la cortina. Durante este periodo, se empleará temporalmente como desvío a la tubería que finalmente servirá de desfogue. Por lo anterior, se recomienda solo efectuar el retiro de fragmentos de roca y boleos que se encuentren en el cauce con la finalidad de dar paso franco al agua. Por otro lado deberá cuidarse que durante la construcción de los extremos de la cortina, no se depositen materiales, que al acumularse provoquen una obstrucción para el desalojo del agua de lluvia.

Tratamientos en la obra de excedencias La obra de excedencias consistirá en un canal excavado en margen izquierda, la cual se llevará a cabo en suelo residual (Qre), ignimbrita riolítica, y toba vitrolítica riolítica. De acuerdo con las características geológicas y estructurales del macizo rocoso en el que se realizará la excavación, se proporcionan las siguientes recomendaciones para cada una de las estructuras que la conforman:



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Canal de llamada

El piso de este canal se excavará hasta la elevación 1786 msnm con un ancho de plantilla de 5 m, y estará desplantado en general en ignimbritas riolíticas. Para los cortes que se realizarán, que serán del orden de 4 m como máximo, se recomienda lo siguiente:

a) Los taludes excavados en roca tendrán una inclinación de 0,25:1 (horizontal:vertical). En caso de que la excavación atraviese suelo residual, los taludes deberán tenderse hasta alcanzar una inclinación de 1.5:1, ya que durante la operación del proyecto estarán sujetos a saturación temporal por el agua del embalse y a vaciado rápido.

b) Si durante la excavación del canal se observa roca de mala calidad (alterada y/o con fracturamiento intenso) y si no se decidiera revestirlo con concreto hidráulico, será necesario aplicar sistemáticamente los siguientes tratamientos en los taludes:

− Colocación de mortero lanzado de f’c = 204 kg/cm 2 (20 MPa) , con 5 cm de espesor reforzado con malla de acero de 15 x 15 x 3,453 mm de diámetro (661010), la resistencia del mortero se obtendrá con una relación de cemento arena de 1:4.

− La malla deberá fijarse al terreno por medio de anclas cortadas o grapas de varilla corrugada de 0,95 de diámetro de 0,5 m de longitud inyectadas con mortero de cemento f¨c= 183 kg/cm 2 (18 MPa), y con una distribución de 1.5 x 1.5 m. la resistencia se obtendrá con una relación de cemento arena de 1:5.

− Se colocará una primera capa de mortero lanzado de 2 cm de espesor, posteriormente la malla de acero ligándola a las anclas cortas o grapas y finalmente la segunda capa de mortero de 3 cm de espesor, esta última capa deberá cubrir totalmente a la malla de acero.

− Con el objeto de disipar presiones hidrostáticas bajo la capa del concreto lanzado, deberán perforarse drenes de 5,72 cm de diámetro mínimo, penetrando 0,20 m en roca, con un patrón de 2 x 2 m.

En caso de que se decida revestir el canal con concreto hidráulico, podrá prescindirse del tratamiento antes mencionado.

Para evitar la saturación, erosión y degradación del material en la parte alta de los taludes, principalmente donde se tenga suelo residual, deberá construirse una contracuneta, con lavaderos en sus extremos, con el fin de conducir el agua pluvial hasta lugares en los que no cause daño.

Estructura del cimacio El cimacio tendrá su cresta a la elevación 1788 msnm y se desplantará a la elevación 1785,5 msnm, con un dentellón en su extremo de aguas arriba penetrando cuando menos 1 m en el terreno de cimentación. La estructura será de concreto y tendrá un ancho de 5 m.

La excavación se llevará a cabo en suelo residual, en la parte superior, y en roca constituida por ignimbrita, desplantándose la estructura sobre esta última. La ignimbrita es de buena calidad, presenta velocidades de onda compresional de 2,8 a 3 km/s, por lo que, para realizar la excavación deberá preverse el uso de explosivos, con la aplicación de voladuras controladas para evitar el daño a la roca circundante.



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Los taludes de las excavaciones en la ignimbrita deberán tener una inclinación máxima de 0,25:1 y en el suelo residual de 0,5 : 1, hasta llegar al perfil del terreno natural, por tratarse de una condición temporal hasta antes de colarse los muros del vertedor.

Canal de descarga El piso de este canal se excavará hasta la elevación 1773 msnm, tendrá un ancho de plantilla de 5 m y una pendiente de 0,03 en sus primeros 100 m y de 0,04 en los 220 m restantes. La cubeta del canal en toda su longitud irá revestida con concreto hidráulico. Esta estructura se alojará en una zanja que será excavada en suelo residual (Qre), ignimbrita riolítica (Tmig2) y toba vitrolítica riolítica (Tmtvr), esta última se atravesará en las proximidades de la descarga del vertedor. La profundidad máxima de las excavaciones en estos materiales será del orden de 5 m.

Para los cortes se recomienda lo siguiente: a) Desde el inicio del canal hasta su terminación, los taludes que sean excavados en roca deberán

realizarse con una inclinación de 0,25:1 como mínimo, en el caso de las excavaciones en material residual los taludes deberán tener una inclinación de 1:1 hasta encontrar al terreno natural, y se revestirán con concreto lanzado como se comenta mas adelante.

b) Si los taludes expuestos por arriba de la berma proyectada, presentan roca con fracturamiento intenso y alteración, se recomiendan colocar además de los tratamientos señalados en el inciso 4.5.5.1 b), lo siguiente:

De la estación 0+030 a la 0+260, se deberá perforar en los taludes una línea de drenaje, ubicada 1 m arriba del piso de la berma, el cual estará constituido por barrenos de 5,72 cm de diámetro, con dirección perpendicular a los taludes, de 4 m de longitud, inclinación ascendente de 10º con respecto a la horizontal, y con un espaciamiento entre sí de 4 m.

c) El resto de las zonas expuestas que se encuentren en material residual deberán revestirse solo con mortero lanzado con f’c= 183,67 kg/cm 2 18 MPa y espesor de 5 cm.

Para tratar de evitar la saturación y las aguas pluviales, generen daños en los taludes, en parte alta de estos, deberán construirse contracunetas debidamente recubiertas, con lavaderos en sus extremos a cada 50 m, en toda su longitud de desarrollo del canal de descarga, dichos lavaderos estarán comunicados, desde la parte más alta, hasta el piso del canal.

Par evitar la degradación y erosión de los taludes se recomienda que se realice un tratamiento a base de empaste u otro similar.

Tratamientos en el desagüe de fondo Esta estructura se ubicará en la parte baja de la margen derecha, consistirá en un tubo de acero de 1,06 m de diámetro, el cual contará con una torre vertical en su tramo inicial. El umbral estará en la elevación 1773 msmn y cruzará el desplante de la cortina desde aguas arriba hasta aguas abajo, descargando en la elevación 1769,5 msnm.

El tubo se alojará en una zanja que se excavará en material residual, depósito de talud y roca ignimbrita riolítica, en la cual se desplantará el tubo. En caso de que a lo largo de la zanja y por condiciones geométricas de diseño del desagüe de fondo, éste no quedara apoyado en roca firme (ignimbrita), se deberá hacer una restitución de material, eliminando los suelos y material alterado que existiera, remplazándolo con un concreto con f’c=204 kg/cm 2 (20 MPa).



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Para llevar a cabo estos trabajos tanto en la zanja como en el canal de descarga, se deberán tomar en cuenta las siguientes recomendaciones:

a) Los taludes en ambos lados tendrán una inclinación de 0,25:1 en donde se encuentren ignimbritas y de 1:1 en donde se tenga material residual o depósito de talud, hasta interceptar el terreno natural.

b) El tramo de tubo que quede bajo la cortina, a partir de la torre y hasta la caja disipadora de presión ubicada al el pie del talud de aguas bajo de la cortina, se deberá alojar totalmente en concreto, de tal forma que se rellene la zanja y se restituya el perfil de roca sobre la que se excavó ésta, y que el desplante del material homogéneo que constituye el cuerpo de la cortina se haga sobre una superficie uniforme, con el propósito de no facilitar el flujo de agua a lo largo de la pared exterior del tubo, lo que sería perjudicial para la estabilidad de la cortina.

c) En el canal de descarga, en los tramos donde se tengan rocas de mala calidad, se deberá colocar concreto lanzado con un f’c=204.08 kg/cm 2 (20 MPa) y un espesor de 5cm

DISEÑO GEOTÉCNICO DE LA CORTINA DETERMINACIÓN DE NIVELES EN EL VASO Y ALTURA DE CORTINA

Capacidad muerta Como se había mencionado en el inciso 3.2.4 el volumen de azolves esperado para una vida útil de 50 años de la obra es de 2 049 350 m³, valor que llevado a la gráfica de capacidades se obtiene la cota 1 785 msnm. Debajo de este nivel se considera como capacidad muerta.

Sin embargo para aprovechar al máximo la capacidad del vaso y con el propósito de reducir la cantidad de agua retenida desde el primer año de operación de la presa y de esta manera cumplir con la restricción de no tener nuevos almacenamientos en la cuenca del río Lerma, se decidió ubicar el umbral de la toma del desagüe de fondo a la cota 1 773,50 msnm hasta donde las condiciones topográficas y geológicas lo permitieran. Esta elevación corresponde una capacidad de 38 636,5 m³ que se irá incrementando por la acumulación gradual de los azolves.

Capacidad de regulación Tránsito de avenidas por el cauce: Se realizó mediante un programa de cómputo que resuelve el teorema de Bernoulli en puntos sucesivos a lo largo de un tramo de 8,5 km del río, comprendido entre los cruces “Puente vehícular canal bajo Salamanca y el vado Loma de Flores”.

El análisis se efectuó de aguas abajo hacia aguas arriba, suponiendo una serie de gastos de 20 a 100 m³/s, con un coeficiente de rugosidad de Manning de 0,030 del cauce.

En la sig tabla. se muestran los resultados obtenidos del análisis de 87 secciones del río.

21 no tienen capacidad de conducir gastos mayores de ........................................... 100 m³/s 11 no tienen capacidad de conducir gastos mayores de ............................................ 80 m³/s 4 no tienen capacidad de conducir gastos mayores de ............................................... 60 m³/s La sección del ferrocarril sólo conduce gastos menores de........................................ 40 m³/s El resto de las secciones no presenta problemas de desbordamiento



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PROPIEDADES DE LOS SUELOS ENCONTRADOS EN LOS BANCOS DE MATERIAL PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA CORTINA

Propiedades del mater ial impermeable del Banco Eje Margen Izquierda El material integral de este banco corresponde con una arcilla de alta plasticidad café y gris claro, con un contenido de agua natural de 21% a 37%, límite líquido de 71% a 97% y límite plástico de 25% a 32%. La densidad de sólidos resultó de 2.50 a 2.70 y el porcentaje de finos varió de 81% a 92%. El peso volumétrico seco máximo fue de 13 a 14.1 kN/m 3 para un contenido óptimo de agua de 27% a 35%, obtenidos de la prueba Proctor.

Propiedades del mater ial granular Bancos de Mater iales Geomorfológicamente la región se encuentra en una etapa de madurez temprana, donde el Río Temascatío y el arroyo el Carrizo confluyen, se observan valles aluviales y montañas redondeadas de topografía suave y poca altura. Los valles están cubiertos por depósitos continentales constituidos por conglomerados, areniscas y tobas no consolidadas; mientras que las montañas de altura regular y de cimas planas están formadas por las ignimbritas de la unidad riolítica. Las mayores elevaciones están representadas por las andesitas con montañas de hasta 400 m de alto, pero con pendientes suaves.

La secuencia litológica presente a nivel regional dentro de la zona de influencia del Proyecto Ortega, está representada por tobas e ignimbritas de composición riolítica; sobre las cuales se tiene una andesita de estructura masiva o lajeada y afectando solo al paquete riolítico se tiene a un pórfido dacítico. Por último, coronando a las rocas antes mencionadas aparecen depósitos no consolidados. Las edades de estas rocas varían del Mioceno al Cuaternario.

De acuerdo a Raisz (1964), modificado por el Instituto de Geografía de la UNAM en 1990; el área de estudio se localiza en la provincia fisiográfica denominada Mesa Neovolcánica, la cual ocupa aproximadamente el 45% de superficie del estado de Guanajuato, está conformada por grandes sierras de constitución volcánica correspondientes a corrientes lávicas, conos volcánicos, escudos volcánicos, calderas y hacía las partes bajas existen depósitos continentales, que forman extensas llanuras. El proyecto se ubica dentro de la subprovincia Bajío Guanajuatense caracterizada por la presencia de llanuras aluviales profundas.

Bancos de material impermeable y granular para la presa Los trabajos de campo consistieron primeramente en un recorrido de inspección en un radio de 20 km a partir del sitio de la cortina, con la finalidad de localizar potenciales bancos de préstamo. Una vez identificados los bancos, se procedió a excavar pozos a cielo abierto, de los cuales se obtuvieron muestras integrales para su prueba en el laboratorio y su correspondiente perfil estratigráfico. La ubicación de los bancos se presenta en la figura 7 y en el cuadro 3.2 se indica la distancia de cada uno de ellos a la cortina, su uso, espesor aprovechable, volumen potencial y tratamiento probable.

Las muestras colectadas para su análisis fueron enviadas a un laboratorio de la Comisión Federal de Electricidad en la Cd. de México, donde se les realizaron las siguientes pruebas y resultados:

a) Contenido de agua y clasificación de acuerdo al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS).

b) Límites de consistencia (líquido y plástico). c) Granulometría. d) Porcentaje de finos. f) Densidad de sólidos. g) Compactación Proctor (peso volumétrico seco máximo y humedad óptima).



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h) Compresión triaxial rápida (UU). i) Prueba de permeabilidad con permeámetro de carga variable. j) Prueba de erosividad tipo pinhole. k) Contenido de materia orgánica.

Propiedades del mater ial impermeable:

• Banco Eje Margen Izquierda (foto 6)

Banco Eje Margen Izquierda El material integral de este banco corresponde a una arcilla de alta plasticidad café y gris claro, con un contenido de agua natural de 21% a 37%, límite líquido de 71% a 97% y límite plástico de 25% a 32%. La densidad de sólidos resultó de 2.50 a 2.70 y el porcentaje de finos varió de 81% a 92%. El peso volumétrico seco máximo fue de 13 a 14.1 kN/m3 para un contenido óptimo de agua de 27% a 35%, obtenidos de la prueba Proctor.

Propiedades del mater ial granular

• Banco Tepamal Existe un material integral consistente en gravaarena con finos limoarcillosos y fragmentos de roca y boleos variables de 50 a 100 cm de tamaño máximo. El porcentaje de finos se encuentra entre 2 y 5%.

• Banco Ortega 1 Existe un material integral consistente en gravaarena con finos limoarcillosos y fragmentos de roca y boleos variables de 20 a 80 cm de tamaño máximo. En algunos pozos se encontraron pequeños estratos de turba. El porcentaje de finos es de 2%.



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• Banco Ortega 2 Existe un material integral consistente en gravaarena con finos limoarcillosos y fragmentos de roca y boleos variables de 15 a 60 cm de tamaño máximo. En algunos pozos se encontraron pequeños estratos de turba. El porcentaje de finos se encuentra entre 2 y 4%.

• Banco Ortega 3 Existe un material integral consistente en gravaarena con finos limoarcillosos y fragmentos de roca y boleos variables de 30 a 40 cm de tamaño máximo. El porcentaje de finos se encuentra entre 2 y 4%.

• Banco de roca Se hizo un recorrido por los bancos probables para explotación de roca y se muestrearon mediante pepena de fragmentos, enviándolos al laboratorio de mecánica de rocas, para su ensaye correspondiente. El banco muestreado fue el Vistahermosa.

• Banco Vistahermosa La roca existente en el banco Vistahermosa corresponde a una toba soldada (ignimbrita) color. De este banco se seleccionaron fragmentos de roca de regular tamaño (0,30 m de diámetro), con el objeto de obtener núcleos de roca de 2,68 cm de diámetro y ensayarlos para definir valores de resistencia a la compresión simple, a la tensión indirecta (brasileña), contenido de agua y peso volumétrico.

Nombre del banco

Material Destino Distancia en terracer ía (km)

Espesor aprovechable (m)

Volumen (m 3 )

Observaciones

Eje margen izquierda

Impermeable Cortina < 1 km 2 310 000 Margen izquierda del eje de la cortina

Ortega 1 Aluvión Cortina 1 1.4 19 200 Cauce del arroyo Ortega

Ortega 2 Aluvión Cortina 1.5 1.5 13 800 Cauce del arroyo Ortega Ortega 3 Aluvión Cortina 2.5 1.5 24 000 Terraza en margen derecha

del arroyo Ortega Salvial Capulín

Aluvión Concreto y/o Cortina

1 1.7 11 900 Terraza en margen izquierda del arroyo Ortega

Tepamal Aluvión Cortina 2.5 1.8 14 600 Terraza y cauce del arroyo Ortega

Agua Azul Aluvión Concreto y/o Cortina

2 1 17 000 Terraza en confluencia de arroyos Ortega y Carrizo

Vistahermosa Roca Cortina < 1 7 500 000 Entre los Arroyos Ortega y Zapote

Cuadro 15 volumenes de bancos



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Figura 12 Bancos de Material



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Localización y uso de bancos de mater ial par a la construcción de la cor tina Bancos de agregados para concreto Se localizaron 2 bancos de agregados naturales identificados como: Agua Azul y Salvial Capulín. La figura 7 muestra la localización de los bancos de agregados. Las distancias de estos bancos al sitio del proyecto se presentan en cuadro 3.2. Con ayuda de una retroexcavadora, se realizaron pozos a cielo abierto de aproximadamente 1.5 m de largo por 1 m de ancho, con profundidades variables que dependieron del estrato aprovechable de material. Al terminar la excavación, se realizó el muestreo de cada pozo abriendo una franja de aproximadamente 50 cm de ancho en una de las paredes de la excavación, de la cual se tomó una muestra integral de material. Este material se clasificó por tamaños utilizando las mallas nominales de 9”, 6”, 4”, 3”, 2”, 1 ½”, ¾”, 3/8”, y No. 4, y se almacenó en costales que se identificaron para su traslado al laboratorio de materiales de CFE. Se tomaron 3 muestras de cemento de las marcas Monterrey, Cruz Azul y Apasco para su ensaye físico químico en el laboratorio. El primero corresponde a un cemento tipo I y los dos restantes a cemento puzolánico.

A las muestras de agregados se les realizaron las siguientes pruebas:

a) Granulometría de grava y arena (de acuerdo con ASTM C136) b) Módulo de finura de la arena (ASTM C136) c) Densidad y absorción de grava (ASTM C127) d) Densidad y absorción de arena (ASTM C128) e) Pérdida por lavado de grava y arena (ASTM C117) f) Pesos volumétricos sueltos y varillados de grava y arena (ASTM C29) g) Contenido de materia orgánica de la arena (ASTM C40) h) Sanidad de grava y arena (ASTM C88) i) Abrasión de grava (ASTM C535) j) Determinación de la Reactividad Alcaliagregado (ASTM C289) k) Determinación de cloruros solubles en agua (ASTM D512) l) Determinación de Sulfatos solubles en agua (ASTM D 516)

Análisis de propiedades físicas y químicas de los agregados

• Banco Agua Azul Propiedades físicas de la arena: Existe un material integral consistente en gravaarena con finos limoarcillosos y fragmentos de roca y boleos variables de 50 a 80 cm de tamaño máximo. El porcentaje de finos se encuentra entre 4 y 8%.

La arena de este banco no cumple con los límites granulométricos indicados para las mallas 16, 30, 50 y 100 (fig 31), el módulo de finura (M.F.= 1.99) es inferior al límite mínimo indicado por la norma (M.F. = 2.3), lo que indica se trata de un material muy fino, que no es recomendable para usarse en la fabricación de concreto. Para poder utilizar este material se requiere combinar la arena fina con una arena más gruesa, en proporción tal que la arena resultante cumpla con los límites granulométricos y con el módulo de finura indicados por la norma.

Con respecto a las demás propiedades físicas, la arena tiene una baja densidad (23.49 kN/m3) y aceptable absorción (4.10%); la pérdida por lavado del material (6.01%) es superior al indicado en ASTM C33 (5.0%), y el contenido de materia orgánica es inferior al límite #2.



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Propiedades físicas de la gr ava El material tiene una buena densidad promedio (23.91 kN/m3), absorción promedio alta (3.71%) y pérdida por lavado promedio (0.83%) inferior al valor máximo indicado (1%). El resultado de la prueba de sanidad (1.48%) es inferior al valor máximo indicado (12%). La resistencia a la abrasión promedio del agregado es de 17.74%, inferior al valor máximo indicado por la norma (50%).

Propiedades químicas La grava y la arena de este banco poseen un bajo contenido de cloruros y no presentan sulfatos. Respecto a la prueba de reactividad potencial de los agregados con el cemento mediante el método químico ASTM C289, la arena y la grava resultaron potencialmente deletéreas.

• Banco Salvial Capulín Propiedades físicas de la arena Existe un material integral consistente en gravaarena con finos limoarcillosos y fragmentos de roca y boleos variables de 30 a 80 cm de tamaño máximo. El porcentaje de finos se encuentra entre 3 y 13%.

La arena proveniente de este banco presenta mejores características físicoquímicas que la arena del banco Agua Azul, cumple con los limites granulométricos indicados en la norma ASTM C33 para cada una de las mallas; sin embargo, el módulo de finura del material (M.F. = 3.21) se encuentra ligeramente arriba del límite máximo permitido por la norma (M.F. = 3.1). El uso de una arena con esta característica producirá un concreto áspero y de difícil acabado, y probablemente para mejorar la trabajabilidad de las mezclas pudiera ser necesario incrementar los consumos de cemento o utilizar un aditivo inclusor de aire. Por otra parte, la arena tiene una buena densidad (23.86 kN/m3), una absorción aceptable (2.97%), y una pérdida por lavado de 4.17% inferior al valor máximo indicado en la norma de referencia. Con respecto al contenido de materia orgánica tiene un contenido bajo. La arena del banco Salvial Capulín presenta una pérdida de material, en la prueba de sanidad de 2.68%, valor inferior al máximo permitido por la norma ASTM C33 (10%).

Propiedades físicas de la gr ava La grava de este banco es de baja densidad (promedio 23.47 kN/m3), alta absorción 4.42%, pérdida por lavado promedio (0.88%) que cumple con el valor máximo indicado de ASTM C33. La grava cumple con lo indicado en la norma ASTM C33 para la prueba de intemperismo. La grava pasa la prueba de resistencia a la abrasión (pérdida de material promedio 20.06%).

Propiedades químicas Respecto a las propiedades químicas, ambos agregados poseen un bajo contenido de cloruros y no presentan sulfatos, respecto a la prueba de reactividad con los álcalis del cemento, la arena y la grava resultaron potencialmente deletéreas.

• Análisis de propiedades físicas y químicas del cemento Los resultados de los ensayes realizados a las muestras de cemento Monterrey, Cruz Azul y Apasco, respectivamente indican que las tres marcas de cemento son de buena calidad. Sin embargo, considerando que los resultados de la prueba de reactividad realizada a los agregados de los bancos Agua azul y Salvial Capulín indican que son potencialmente deletéreos, es necesario tomar las precauciones necesarias para evitar una posible reacción álcaliagregado, por lo que se recomienda utilizar en la fabricación de concreto un cemento tipo II de bajo contenido de álcalis o un cemento puzolánico que inhiba la reacción álcaliagregado, los cementos tipo I no deberán utilizarse.



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Análisis de la sección de la cor tina Con base en las características del sitio de la boquilla, los materiales disponibles, así como la altura y objetivo de la presa, se determinó que la opción más adecuada era una presa de materiales graduados. El Centro de Anteproyectos del Pacífico Norte, con base en los análisis hidrológicos realizados y considerando las características del cauce, determinó que únicamente se requería la ataguía de aguas arriba y solicitó que con el fin de disminuir el costo de la obra, ésta formara parte del cuerpo de la cortina. En la figura 24 se muestra la sección de la cortina.

Con la finalidad de disminuir el volumen de explotación de bancos de roca del material para la zona 4 (enrocamiento compactado), se recomienda utilizar el aluvión sobrante del cribado con el que se seleccionen los materiales de las zonas 2 (filtros) y 3 (respaldos). Debido a que este material es granular, mayor a 7,62 cm (3”) o mayor a 15,24 cm (6“) y con la finalidad de evitar la formación zonas amplias con material uniforme,

Estabilidad de taludes ante falla por cor tante La estabilidad de taludes ante falla por cortante de la cortina se analizó con las siguientes condiciones:

I. Al final de la construcción II. Vaciado rápido con embalse máximo (elevación 1791,00) III. Flujo establecido con embalse a la elevación 1780,00) IV. Flujo establecido con embalse máximo (elevación 1791,00) V. Al final de la construcción (caso I) con sismo VI. Flujo establecido con embalse a la elevación 1780,00 (caso III) con sismo VII. Flujo establecido con embalse máximo (caso IV) con sismo

El análisis se realizó aplicando el método de Bishop simplificado, empleando el programa de cómputo Slope/w versión 4.0.

Volumen de materiales para construcción De acuerdo con la opción estudiada y con la topografía de la boquilla, se determinaron los volúmenes aproximados de los materiales necesarios para la construcción de la cortina y ataguía. Los volúmenes de materiales requeridos quedan satisfechos por los bancos estudiados y se consideran adecuados para su uso en la cortina de la presa.

Núcleo impermeable • Si al momento de su colocación, el contenido de agua del material es mayor que el recomendado o si

adquiere más humedad por lluvia antes de ser compactado, deberá ser retirado y reemplazado por material adecuado.

• Se recomienda construir un terraplén de prueba con el equipo que se vaya a usar en la obra, para determinar el número de pasadas óptimo.

• El núcleo impermeable será colocado en capas de 25 cm de espesor en estado suelto, con una humedad óptima más 2% y se compactará al 95% Proctor. El número de pasadas se determinará con los resultados del terraplén de prueba, el cual se puede realizar con rodillo pata de cabra autopropulsada 815 o equivalente.

• En la construcción del núcleo impermeable que irá en contacto con los muros del vertedor, se colocará la arcilla con un contenido de agua 2% mayor al óptimo, y se compactará con el uso de compactadores neumáticos (bailarinas), o bien, con un compactador tipo paletero. Las caras del concreto deberán tener un acabado lo más rugoso posible.



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Filtros y respaldos • Se recomienda construir un terraplén de prueba con el equipo que se vaya a usar en la obra, para

determinar el número de pasadas óptimo.

• Deberá evitarse su segregación (cambios bruscos de granulometría) en la zona de colocación, en caso de que esto ocurra, se deberá homogeneizar con motoconformadora.

• Los filtros se colocarán en capas de 30 cm de espesor en estado suelto, de forma tal, que el material no resulte segregado (si esto ocurre, deberá homogeneizarse con motoconformadora), hasta alcanzar como mínimo el 100% de compacidad relativa (CR= d mín/ máx mín). El número de pasadas se determinará con los resultados del terraplén de prueba, el cual se puede realizar con el rodillo liso vibratorio modelo CS533 (22.68 t de peso) o equivalente.

• Los respaldos se colocarán en capas de 60 cm de espesor en estado suelto, de forma tal, que el material no resulte segregado (si esto ocurre, deberá homogeneizarse con motoconformadora), hasta alcanzar como mínimo el 100% de compacidad relativa. El número de pasadas se determinará con los resultados del terraplén de prueba, el cual se puede realizar con el rodillo liso vibratorio modelo CS 533 (22.68 t de peso) o equivalente.

Enrocamientos • Para el enrocamiento compactado se recomienda construir un terraplén de prueba con el equipo que

se vaya a usar en la obra, para determinar el número de pasadas óptimo. Este terraplén podría formar parte de la presa.

• El material será colocado en capas de 80 cm de espesor, tendiéndolo en el sentido del río hacia los taludes exteriores, dándole 6 pasadas de rodillo liso vibratorio modelo CS533 (22.68 t de peso) o equivalente, para que, de esta forma, la roca que no quepa en la capa sea colocada en la zona 5 de enrocamiento acomodado o de protección. El número de pasadas se determinará con los resultados del terraplén de prueba.

• Para la conformación del terraplén de prueba, se iniciará compactando mediante 6 pasadas de rodillo liso vibratorio de 100 kN de peso estático en el tambor. Los fragmentos mayores se colocarán en el talud exterior. El ancho de compactación deberá ser de 3 m como mínimo.

• El enrocamiento de protección deberá colocarse preferentemente tendiéndolo en dirección longitudinal al río y en sentido del interior de la presa hacia los taludes para que la roca más pequeña quede colocada junto al material de enrocamiento compactado y la de mayor tamaño en el talud.

• Deberá evitarse la segregación (cambios bruscos de granulometría) en la zona de transición entre el enrocamiento de protección y el compactado.

• Para proporcionar los rangos granulométricos mostrados para el enrocamiento, el constructor deberá ejecutar voladuras de prueba para la obtención del material que cumpla con estas propiedades.

• En la zona del enrocamiento compactado se podrá colocar el aluvión sobrante del cribado con el que se selecionen los materiales de las zonas 2 (filtros) y 3 (transiciones).



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Zona del ver tedor (cad 0+371,43 a 0+621,09) • Considerando que en la margen izquierda de la cortina (zona del vertedor), existe suelo natural

similar al que se utilizará para el núcleo impermeable, cuyo espesor es del orden de 4 m y con la finalidad disminuir el volumen de la presa en este tramo, se recomienda formar un dentellón excavando en la zona del núcleo impermeable con taludes verticales y en el ancho que le corresponda al nivel del terreno natural hasta llegar a la línea de desplante de la presa (incluso retirando la roca alterada). A partir de aquí se construirá el núcleo impermeable tomando en cuenta. El resto de los materiales se construirá con la geometría que les corresponda, solamente retirando un metro de espesor de suelo natural.

• En la construcción del núcleo impermeable que irá en contacto con los muros del vertedor, se colocará la arcilla con un contenido de agua 2% mayor al óptimo, y se compactará con equipo neumático (bailarinas), o bien, con un compactador tipo paletero. Las caras del concreto deberán tener un acabado lo más rugoso posible.

Teraplenes para el camino Para construir los terraplenes del camino se podrá utilizar material proveniente de los bancos existentes aguas arriba de la cortina, los cuales no se muestrearon, pero por ser similares a los Ortega 1, 2 y 3, pueden utilizarse. Se colocará en capas de 60 cm de espesor en estado suelto, de forma tal que el material no resulte segregado (si esto ocurre, deberá homogeneizarse con motoconformadora), hasta alcanzar como mínimo el 100% de compacidad relativa. El número de pasadas se determinará con los resultados del terraplén de prueba, el cual se puede realizar con el rodillo liso vibratorio modelo CS533 (22,68 t de peso) o equivalente.

El revestimiento del camino se realizará con material proveniente de los bancos existentes aguas arriba de la cortina. Dado que su espesor es de 30 cm, se deberá colocar y compactar en una capa, con una humedad óptima y se compactará al 95% Proctor o hasta alcanzar como mínimo el 100% de compacidad relativa.

Vías de acceso Para llegar al área del proyecto por vía terrestre se parte de la ciudad de Irapuato, hacia el NE, por la carretera 45 que conduce a Salamanca, a la altura de la Unidad Militar parte posterior a mano derecha se encuentra el camino que conduce al poblado Las Malvas; a partir de aquí se continúa por terracería, la cual conserva buenas condiciones con un ancho aproximado de 5 m, cabe señalar que éste es el único camino de acceso y conecta los poblados de La Purísima, La Trinidad, Los Reyes, San Nicolás y San Juan Temascatío, en las inmediaciones de éste último se localiza el sitio, para llegar a él se atraviesa al Río Temascatío de la margen derecha a la margen izquierda, aproximadamente a 700 m aguas arriba de San Juan Temascatío se encuentra el sitio de la presa. Este camino comunica a ranchos situados en la zona Noreste del proyecto. ver figura 12a



65 figura 12a croquis de localización



66

Obra de contención. Se construirá una presa con altura máxima de 23.3 m y 658 m de longitud en la corona o parte superior y taludes con inclinaciones 2:1. Será edificada a base de materiales graduados, es decir, el cuerpo presentará material con distinta granulometría, de acuerdo a su posición en la estructura de la cortina, requiriendo un volumen total de materiales de 252 500 m 3 que serán extraídos de bancos cercanos a la obra.

La composición de la cortina y características de cada zona de la estructura se presentan a continuación, partiendo de la sección interna o núcleo de la presa, hasta su parte externa o de protección, considerando también el camino que se construirá en la corona o parte superior de la cortina:

• Núcleo impermeable: Será constituido de material tipo arcilla y arena, los que por su reducido tamaño le brindan las características de impermeabilidad al núcleo. Su colocación se realizará en capas de 30 cm en estado suelto, se compactará al 95 % proctor, con seis pasadas de rodillo vibratorio de almuadillas (75 kN de peso estático en el tambor). Se requieren 43 700 m 3 para su realización, se aprovechará el banco Margen Izquierda que cuenta con un potencial de 310 000 m 3 .

• F iltro: El material requerido para su construcción es la grava y arena colocadas en capas de 40 cm en estado suelto, de forma tal que no resulte segregado (de ocurrir se homogeneizará con motoconformadora). Su compactación se ejecutará con dos pasadas de rodillo liso vibratorio (100 kN de peso estático del tambor). El volumen necesario para su conformación es de 34 600 m 3 a extraerse de los bancos Salvial Capulín, Agua Azul y Tepamal que en conjunto tienen potencial para 43 500 m 3 .

• Transición: En esta zona de la cortina se utilizará grava, colocada en capas de 60 cm de espesor en estado suelto, se compactará con cuatro pasadas de rodillo liso vibratorio (100 kN de peso estático del tambor). Se necesita un volumen total de 37 000 m 3 para aprovecharse de los bancos Ortega 1, Ortega 2 y Ortega 3, que tienen potencial para 57 400 m 3 de gravas.

• Enrocamiento compactado: Las rocas se colocarán en capas de 80 cm de espesor, tendiéndolo del río, hacia los taludes exteriores para que, de esta forma la roca que no quepa en la capa, sea colocada en la capa de protección, se compactará mediante seis pasadas de rodillo liso vibratorio (100 kN de peso estático del tambor). El volumen necesario para su conformación es de 80 900 m 3 a extraerse del banco Vistahermosa con potencial de 500 000 m 3 .

• Enrocamiento de protección: Colocados en los paramentos exteriores, se acomodará con tractor, roca por roca, apoyando estas en su área mayor y colocando previamente escatillones para dejar una superficie bien alineada. El volumen necesario para realizarlo es de 52 000 m 3 y se planea extraerlos del banco Vistahermosa con un potencial de 500 000 m 3 .

• Base para camino: Se deberá compactar en capas de 20 cm mediante cuatro pasadas de rodillo liso vibratorio (100 kN de peso estático del tambor). Este camino será construido en la parte superior de la cortina, aprovechando la amplitud de la corona, con la finalidad de ingresar al cuerpo de la cortina y realizar inspecciones o servicios, ya que no podrá ser utilizado como acceso a margen izquierda por que obstaculizará lo obro de excedencias (vertedor).

Se requieren 3 500 m 3 de gravaarena a extraerse de los bancos Agua azul o Tepamal con potencial de 43 000 m 3 .



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Cuadro 16 datos generales de la presa

Hidrología Corriente controlada Río Temascatío Unidad

Área de la cuenca 251.00 km² Escurimiento medio anual 28 582 500.00 m³ Gasto medio anual 906.00 l/s Volumen medio anual de azolves en suspensión 40 987.00 m³ Gasto de avenida máxima registrada (julio de 1991) 216.60 m³/s Gasto de la Avenida máxima ordinaria (Lluvia con Tr=10 000 años) 306.60 m³/s

Vaso Capacidad de azolves para 50 años (elev. 1 785.00) 2 049 350.00 m³

Capacidad de control (elev. 1 788.00 – 1 785.00) 1 650 450.00 m³ Volumen disponible para avenidas (elev. 1 791.30 elev.1 785.00) 4 242 007.00 m³ Capacidad normal (elev. 1 788.00) 3 684 220.00 m³ Superalmacenamiento (elev. 1 791.30 – 1 788.00) 2 591 557.00 m³ Capacidad total (NAME 1 791.30) 6 275 777.00 m³ Área total del embalse 93.12 ha

Cor tina Tipo Materiales graduados Elevación de la corona 1 793.30 msnm Elevación en el cauce 1 770.00 msnm Altura máxima desde el cauce 23.30 m Longitud de la corona 658.00 m Ancho de la corona 8.00 m Volumen total 252 500.00 m³

Ver tedor Tipo Cresta libre Elevación cresta (NAMO) 1 788.00 msnm Elevación al NAME 1 791.30 msnm Carga (máxima sobre la cresta) de diseño 3.30 m Longitud de la cresta (B) 5.00 m Gasto máximo de descarga (Q) 60.00 m³/s Volumen de la avenida 6 386 757.00 m³ Coeficiente de descarga 2.00 m Ancho de plantila 5.00 m

Obra de toma y desagüe Tipo Conducto circular de acero Elevación del umbral de la obra de toma 1 773.50 msnm Nivel de diseño en el vaso 1 788 msnm Elevación de descarga del conducto 1 770.7 msnm Diámetro exterior del conducto (36”) 1.07 m Gasto máximo de descarga al NAME 5.95 m³/s Longitud de la tubería 109 m Tiempo para vaciar la capacidad de control (aprox.) 4.2 días Gasto de diseño (max / mín) 5.66 / 5.35 m 3 /s

Desvío Tipo Conducto circular

Gasto de diseño (Tr=25 años) 1.5 m 3 /s Elevación de la corona de la ataguía aguas arriba 1 775 msnm Diámetro del conducto 1.07 m Longitud total 109 m Pendiente (inclinación) 1.579 %



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Geología Se llevó a cabo una verificación geológica regional a escala 1: 25 000, cubriéndose un área de 225 km2. Después a escala 1: 5 000 se cartografió la zona del embalse con 2 km2 de superficie. El sitio de la boquilla que comprende 0,36 km2 , se levantó a escala 1: 1 000; en tanto que la localización de 9 bancos de materiales se realizó a escala 1: 25 000. Además, se describieron 95,10 m de muestras de núcleos y se efectuaron 17 pruebas de permeabilidad distribuidas en los 4 barrenos ejecutados en el proyecto, dejándose posteriormente a todos ellos como pozos de observación.

Geofísica En los levantamientos geofísicos se realizaron dos métodos; el eléctrico y el sísmico de refracción, definiendo con éste último además, módulos elásticos dinámicos.

Con el primero se realizaron 34 sondeos eléctricos verticales (SEV) distribuidos en las tres secciones de la zona de boquilla, aunque principalmente en la del eje. Se aplicaron con abertura electródica AB/2 de 100 m y puntos de atribución espaciados entre 20 y 50 m.

Con el método sísmico se efectuaron 22 tendidos de refracción sísmica (TRS), aplicando el dispositivo de 12 detectores (geófonos) con una separación de 5 a 8 m y con tres puntos de tiro en cada uno de ellos; tales tendidos se levantaron uno a continuación del otro. Para determinar el arreglo TSC (módulos elásticos dinámicos) se seccionaron tres unidades de roca en el eje; con 12 geófonos colocados a distancias variables de 2 a 3 m y puntos de tiro en los extremos, con geófonos de componente vertical y horizontal para obtener la velocidad longitudinal y transversal, respectivamente. En el cuadro 17. muestra de manera sintetizada la distribución y número de los SEV y TRS efectuados en el proyecto.

MÉTODO SÍSMICO MÉTODO ELÉCTRICO

SECCIÓN LONGITUD (m) TRS TSC SEV AB/2 (m)

11’ 200 1 7 100

22’ (EJE) 1 000 16 3 20 100

33’ 200 2 7 100

TOTAL 1 400 19 3 34 100

Cuadro 17. Distr ibución y volúmenes de los levantamientos sísmicos y eléctr icos en el proyecto Or tega, Gto.

Per foración con Diamante Se realizaron 4 barrenos de diámetro NQ, totalizando 95,10 m de perforación de núcleos y se utilizó una máquina perforadora rotaria Long Year 38. Posteriormente las cuatro perforaciones fueron habilitadas como pozos de observación, utilizándose tubería de PVC de 1” de diámetro lisa y ranurada. Además a cada uno de ellos se le practicaron pruebas de permeabilidad tipo Lugeon alcanzando la suma de 17 ensayos. Los cuatro barrenos se encuentran sobre el eje de la cortina; dos en cada margen.

Obra de desvío. Conforme al calendario de la obra, el inicio de construcción será en pleno periodo de lluvias, en ese sentido, es posible manejar los caudales del Río Temascatío durante esta época por el propio cauce del río, aprovechando su amplitud, cuyo gasto de diseño es de 222.2 m³/s para un período de retorno de 25 años, se puede entonces construir una primera etapa en ambas laderas.



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En contraparte, en el período de estiaje se diseñó una obra que maneja los gastos máximos para esta temporada, constituida por una ataguía o bordo de 5 m de altura que contendrá el paso del agua y mantendrá seca la zona de la cortina. El agua será conducida por una tubería de 109 m de longitud y poco más de un metro de diámetro, con lo cual se podrá iniciar una segunda etapa en la que se construya la parte central de la cortina.

Vertedor . El vertedor u obra de excedencias es la estructura que funciona cuando se sobrepasa la capacidad de almacenamiento. Se trata de una estructura en forma de canal a cielo abierto y de cresta libre, esto es, no tendrá mecanismos para controlar la salida del agua, lo cual iniciará al alcanzar el nivel de almacenamiento los 1 788.00 msnm. Esta obra estará alojada en la margen izquierda y tendrá una capacidad máxima de descarga de 60 m³/s.

Obra de toma y desagüe de fondo. Con la finalidad de desalojar el agua almacenada en la presa lo más rápido posible y, de este modo tener capacidad de controlar otra avenida, se diseñó la obra de toma y desagüe de fondo. La obra de toma es de tipo torre con rejillas, esto para impedir el paso de material de mayor tamaño que obstruya el paso del agua, también para que el desagüe se realice al incrementarse el nivel de azolves en el vaso de almacenamiento. El desagüe de fondo será la misma tubería que se utilizará en el desvío, solamente se le acoplará la torre para la toma. La estructura permanecerá abierta, de manera que cualquier avenida será retenida un máximo de 4.2 días que corresponde al tiempo para vaciar la capacidad de control.

Capacidad del vaso. El embalse tendrá un espejo de agua de 93.12 ha, esto cuando se alcance el nivel de aguas máximo extraordinario (NAME), diseñado a los 1 791.3 msnm, para un volumen de almacenamiento de 6 275 777 m³, que será desalojado en forma continua por el desagüe de fondo, por esta razón no se mantendrá un cuerpo de agua, la formación de un lago artificial será ocasional y de corto plazo, al presentarse avenidas extraordinarias en el Río Temascatío se muestra en la figura 14 el programa de construccion de la cortina

Inversión requer ida Conforme con las estimaciones de la obra, se requieren $ 25 000 000.00 (veinticinco millones de pesos) para finalizar la totalidad de trabajos y finiquitar el proyecto.

Vida útil del proyecto Conforme a los cálculos para definir la capacidad de azolves, se considera al proyecto Control de Avenidas Presa Ortega con 50 años de vida útil.

Programa de tr abajo. Se inicia con la instalación de infraestructura para realizar las actividades de construcción (electricidad, alumbrado, casetas y caminos de construcción), simultáneamente se realiza el desmonte para proseguir con el despalme. La construcción de la cortina se realizará en dos fases, la primera se realizará en las laderas de los cerros que la soportarán, una ves terminada esta fase se procederá a realizar la obra de desvío y desagüe para proceder a concluir la cortina en su segunda fase. Se pretende terminar la obra en un año, aprovechando el ciclo hidrológico, pues este calendario se ajusta a la presencia o no de lluvias

Obras y acciones para la pr eparación del sitio. Antes de iniciar la construcción, se realizará la indemnización de tierras y restitución o indemnización de viviendas afectables por la obra y embalse. Además se requiere del desmonte y despalme de la zona de la cortina para desarrollar la obra, las que corresponden a un total de 5.5 ha.



70

Obras y servicios de apoyo. Son mínimas las obras y servicios de apoyo que se requieren para la construcción de la presa, se mencionan a continuación:

Acondicionamiento del Camino de acceso. Se aprovechará el acceso existente hasta el sitio del proyecto, consiste de un camino revestido de 5 m de corona, al que se le aplicarán obras menores para su mantenimiento y mejoramiento.

Casetas de servicios generales. Se requerirán de 3 a 4 casetas desmontables para diversos usos como: bodegas, oficinas y comedor, los cuales se ubicarán cercanas al sitio de la obra, no habrá dormitorios para obreros o ingenieros debido a la cercanía del proyecto a localidades con mano de obra y viviendas disponibles.

Programa De Construcción El programa de construcción está representado en un cronograma de actividades principales en el que se consideran tiempos estimados según las cantidades de obra y los rendimientos mostrados en el cuadro 18 en el cuadro 19, se muestra el programa de obra el la figura 13 y 15 el programa de obra obtenidos en proyectos similares.

La propuesta del programa de construcción toma en cuenta el señalamiento de la supervisión de la CNA, para iniciar los trabajos de construcción a partir del mes de agosto del 2000, en el caso de que esa fecha se modificara, de acuerdo con la planeación del proyecto, la obra iniciaría hasta el mes de mayo del 2001, para poder manejar los gastos de la temporada de lluvias por el cauce del río, Se propone que a partir de agosto del 2000 inicien los trabajos de infraestructura (almacenes de obra, comedores, oficinas de campo, etc.) y la primera etapa de la obra de contención 67 639 m³ de excavaciones en laderas y colocación de 133 500 m³ de materiales en ambas márgenes. Estas actividades tendrían una duración de 8 meses.

A partir de marzo del 2001 se pretende realizar la segunda etapa con las excavaciones en el área central de la cortina (25 516 m³) y la colocación de materiales (119 000 m³) y terminar antes que inicie la temporada de lluvias.

La obra de desagüe de fondo se puede iniciar a partir de septiembre y concluir a finales de noviembre, con el objeto de desfogar los gastos que se presenten en la temporada de estiajes.

Ø Se contempla que la ataguía del desvío se inicie en noviembre y se concluya en diciembre.

Ø El vertedor tendrá una duración de poco más de 3 meses y se podrá iniciar en el mes de octubre.

Ø Para el camino de acceso se pretende empezar en septiembre del 2000 y finalizar en junio del 2001.

Ø Aunque el programa de construcción propuesto está calculado con un frente de trabajo, abarca un total de 13 meses, tiempo que se puede reducir conforme se incremente el equipo y recursos por utilizar.



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No .

1 L ínea de transm is ión 2 Subestación (Transfo rmador) 3 Alumbrado general 4 Comedor obrero 5 Comedor técnico 6 Oficina 7 Almacén

8 Camino de terracerías

9 Obras prelim inares (lim pieza) 10 Ataguía 11 Excavación, concreto , tubería

12 Desmonte 13 Despalme 14 Excavación 15 Co locación de materia les

16 Desmonte , despalme y excavac ión 17 Concretos 18 Puente

19 Desmante lam ien to de la in fraestructura de apoyo.

20 L impieza de l á rea (obra) 21 Obras accesorias

J un Sep Dic En e

CORTINA

INFRAESTRUCTURA DE APOYO

INFRAESTRUCTURA DE CAM INOS

RECEPC IÓN DE OBRA

OBRAS DE EXCEDENCIAS

OBRAS DE DESVÍO y DESAGÜE DE FONDO

AÑO 2000 AÑO 2001

CONCEPTO Mar A b r May Feb Oc t No v A go Ju l

Número Concepto Rendimiento Cuadrilla/Equipo

1

retroexcavadora,camiones,compr esor, tractores,perforadoras.

Excavación en roca sin explosivos 4 1144 m³/d tractor,cargador y camiones

3 Excavación en roca con explosivos 480 m³/d

2

Excavación en zanja (suelo) 5 88 m³/d 20 peones y camión volteo

9 Colocación de tubería de acero D= 1,07 m 4,5 tramos/d 2 soldadores y 2 ayudantes

8 Habilitación de acero de refuerzo vars. # 3,4,5 y 6

1 ton/d 2 fierreros y 14 ayudantes

7 Colocación de concreto f'c= 200 kg/cm² 134 m³/d planta dosific. ollas revolvedoras,bomba de

6 Colocación de material 1000 m³/d tractor,cargador,camión y compactador

Excavación en material suelto en el cauce del río

1912 m³/d retroexc. Cat 245, camión F carretera, bombas, pistolas,grúa

Limpieza y despalme en laderas 960m³/d tractor D8, retroexcav. Cat 245 y volteo.

CUADRO 18 DE RENDIMIENTOS DE CONSTRUCCIÓN

Cuadro 19 Programa general de trabajo

.



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ago sep oct nov dic ene feb mar abr may jun jul ago OBRA

CASO A

CAMINO

INFRAESTRUCTURA

VERTEDOR

DESAGÜE

CORTINA

DESVÍO (solo ataguía)

2000 2001

Figura 13 PROGRAMA DE CONSTRUCCIÓN

Colocación de materiales en área central 2 a etapa Vt=119 000 m³

Colocación de materiales en laderas 1a Etapa ; Vt= 133 500 m³

Servicios grl. y acceso

Excavaciones: Suelo V=2 812 m³, Material III V= 1 448 m³ ; Vt= 4260 m³

Concreto V= 430 m³

Excavación: Suelo V=7 712 m³, material III V= 5 803 m³ ; Vt= 4260 m³

Concreto: V= 679 m³

Excavación: suelo V= 25 060 m³ , material III V= 13 710 m³ Terracería: V= 29 050 m³ , Concreto: V= 406 m³

Excavación en suelo y mat. III Vt= 10 650 m³

Excavación en laderas 1 a Etapa: suelo V= 25 030 m³, material III V= 42 609 m³ , Vt= 67 639 m³

Desmonte y excavación en cauce 2 a etapa suelo y mat. IIII V= 25 516 m³

Desmonte y actividades previas

Colocación de materiales V = 13 185 m³



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may jun jul ago sep oct nov dic ene feb mar abr

CAMINO

INFRAESTRUCTURA

VERTEDOR

DESAGÜE

CORTINA

DESVÍO (solo ataguía)

PROGRAMA DE CONSTRUCCIÓN (fig.15)

OBRA

CASO B 2001 2002

Servicios grl. y acceso

Excavaciónes : Suelo 2 812 m³ Material III 1 448 m³ ; Vt= 4260 m³

Excavaciónes : 7 712 m³ Suelo 5 803 m³ Material III ; VT= 4260 m³

Concretos : 679 m³

Excavaciónes : 25 060 m³ suelo 13 710 m³ en material III Ter r acer ias : 29 050 m³ Concreto: 406 m³

Excavaciones en suelo y mat. III V= 10 650 m³

Excavaciones en laderas 1a Etapa V= 25 030 m³ suelo V= 42 609 m³ de material III Vt= 67 639 m³

Colocación de m ater iales en laderas 1a Etapa ; V= 133 500 m³

Despalme y excavaciones en suelo y mat. IIII V= 25 516 m³

Colocación de m ater iales en área central V= 119 000 m³

Desmonte y actividades previas



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ago sep oct nov dic ene feb mar abr may jun jul

NOTA : U N FRENTE D E TRA B A JO

NOTA : U N FRENTE D E TRA B A JO

NOTA : DOS FRENTES DE TRA B A JO

may jun mar

NOTA : DOS FRENTES DE TRA B A JO

may

jul ago sep oct nov dic ene feb abr

jul ago feb ene sep oct nov dic mar abr

may jun jul ago sep oct nov

jun

CRONOGRAMA PRELIMINAR PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA CORTINA (fig 14)

abr dic ene feb mar

Despalme y Excavaciones en laderas

Colocación de materiales en laderas Colocación de materiales en área cent ral Despalme y Excavaciones en área cent ral


Co locación de materiales en laderas

Despal. y Exc, en área central

Co locación de materiales en área

central


Colocación de materiales en laderas

Colocación de materiales en área cent ral

Despalme y Exc. en área cent ral


Co locación de materiales en laderas

Despal. y Exc, en área central

Colocación de materiales en área

central

Desmonte y act ividades previas






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Requer imientos de mano de obra La obra generará un total de 2 757 empleos, siendo el séptimo mes del programa el de mayor demanda con 367 personas trabajando, debido al traslape de actividades en distintos frentes de trabajo. La actividad que demandará mayor mano de obra será la construcción de la cortina, debido a que empleará aproximadamente 1 990 personas durante doce meses para colocar más de 2 500 000 m 3 de cuatro tipos de material. En el cuadro 20 se indica, según la actividad a desarrollar, la estimación del número de personas requeridas por mes para desempeñar las actividades de obra correspondientes. Es importante mencionar que los trabajos de construcción requerirán de personal con diferentes niveles de especialización empezando con ingenieros y personal calificado que atenderán la supervisión dirección y control de obras en los distintos frentes de trabajo, asimismo habrá mandos intermedios, oficiales y peones en construcción, estos últimos conformarán la mayoría de personal a contratar.

Concepto Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul TOTAL

Infraestructura de apoyo 100 100

Infraestructura de caminos 95 35 130

Desvío y desagüe de fondo 20 20 25 82 25 172

Cortina 45 125 165 210 190 200 240 165 190 165 165 130 1 990

Obra de excedencias 35 60 45 50 45 30 265

Recepción de obra 40 60 100

Personal de obra por mes 250 150 200 290 255 275 367 220 190 165 205 190 2 757

Cuadro 20 Requerimientos de mano de obra

El mayor número de personas a emplear será de localidades circunvecinas, debido a que por el tipo de trabajo que se lleva a cabo no se requiere de una especialización en la materia.

Super ficie requer ida La construcción de los componentes del proyecto requiere una superficie de 106.6 ha, sin embargo, en los frentes de trabajo se necesita un poco más de terreno y espacio para facilitar las maniobras de la maquinaria, tránsito vehicular y el acceso humano, entre otros, por ello se estima que la afectación total del proyecto puede incrementarse en un 8 %, abarcando una superficie total de 115.89 ha; las obras, superficie requerida y superficie total afectable se presenta en el cuadro 21 y figura 4.

Concepto Super ficie Requer ida (ha)

Super ficie total afectable (ha)

Embalse 93.12 93.12 Cortina 3.73 5.5 Vertedor 0.40 0.70 Desagüe 0.06 0.1 Bancos de material 7.16 16.34 Camino de construcción 0.03 0.03 Caminos bancos de materiales 0.06 0.06 Campamento 0.012 0.012 Comedor 0.006 0.006 Oficinas generales 0.012 0.012 Almacén general 0.012 0.012

Total 106.6 115.89 Cuadro 21 Superficie requerida



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Recursos naturales del área que serán aprovechados Solamente se aprovechará material geológico para la construcción de la presa, su localización y selección obedecen a un estudio del cual se presentan los resultados a continuación:

Requerimientos y fuentes de suministro de energía. Electr icidad La energía eléctrica será abastecida de la línea existente en el poblado San Nicolás Temascatío, desde donde se instalará una línea de abastecimiento al proyecto, la capacidad es suficiente para cubrir el consumo en la zona de trabajos. Por otro lado y con el fin de ahorrar energía, las actividades constructivas serán desarrolladas durante el día.

Es importante mencionar que solamente durante la etapa de construcción se consumirá este tipo de energía, ya que por las características del proyecto, no requiere energía eléctrica para su operación.

Combustible En esta obra el suministro de hidrocarburos será desde la cabecera municipal de Irapuato, abastecidos por una compañía autorizada de PEMEX, en un recorrido de 14 km aproximadamente hasta el proyecto, los combustibles a utilizar son básicamente diesel y en menor grado gasolina. El combustible será transportado al área de trabajo por medio de contenedores de 200 litros, en vehículos con señalamientos reglamentados por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes, estos serán los únicos depósitos de combustibles en la zona de obras.

Se estima que la obra de colocación de materiales será la que demande mayor cantidad de combustibles, 346 l diarios de gasolina y 1 570 l de diesel por día.

Por las características del proyecto, no se requieren consumos de combustibles en la etapa de operación.

Requer imientos de agua Se plantea que la demanda más alta en el consumo de agua como servicio al trabajador será de 7 340 l/día, en base a que cada trabajador requiere de 20 litros de agua al día para diferentes usos. Así mismo el agua para consumo humano quedara distribuida en depósitos de 100 litros distribuidos estratégicamente en el área de trabajo. En la figura 16 se muestran las áreas y capacidades del vaso así como el cuadro 23, en el Cuadro 24 se presentan las capacidades de la Obra de excedencias

Las actividades de la obra, requerirán de un abastecimiento de 241 680 litros de agua para la fabricación de concretos y 18 millones de litros en la construcción de la cortina en un periodo de 5 y 8 meses respectivamente. Lo anterior arroja un requerimiento de 2.66l/s. En la temporada más critica en el proceso de construcción y en jornales de 8 h, a mayor tiempo de jornal menor tiempo de consumo por l/s.en el cuadro 25 se muestran datos del canal de descarga y en el cuadro 26 se muestran datos de la trayectoria a chorro

La fuente de abastecimiento para la construcción será con pipas desde la ciudad de Irapuato a una distancia de 13 km existiendo la posibilidad de recortar dicha distancia debido al suministro de agua a través de pozos de riego localizados en el área de Loma de Flores o Las Malvas.

Generación de residuos. Durante la época de mayor actividad se generará un máximo de 0.012 l/s de aguas residuales que serán contenidas en letrinas portátiles y colectadas por una empresa prestadora de este servicio, que también se encargará de su disposición final, debiendo establecerse en el contrato que dicha disposición final sea con tratamiento previo.



77

Figura 16 CURVA DE ELEVACIONES ÁREAS CAPACIDADES Elevación Área Capacidad msnmm Ha Mm³ 1770.0 0.05 0.00000 1771.0 0.49 0.00267 1772.0 1.11 0.01065 1773.0 1.92 0.02582 1774.0 3.20 0.05145 1775.0 4.52 0.09003 1776.0 5.74 0.14129 1777.0 7.78 0.20889 1778.0 10.37 0.29965 1779.0 14.80 0.42551 1780.0 18.40 0.59152 1781.0 20.97 0.78839 1782.0 24.81 1.01733 1783.0 30.33 1.29307 1784.0 36.27 1.62610 1785.0 45.26 2.03377 1786.0 51.80 2.51910 1787.0 58.49 3.07057 1788.0 64.24 3.68422 1789.0 71.27 4.36176 1790.0 82.03 5.12823 1791.0 90.40 5.99036 1792.0 99.48 6.93975 1793.0 109.35 7.98389 1794.0 120.62 9.13374 1795.0 131.20 10.39285 1796.0 141.20 11.75488 1797.0 151.23 13.21706 1798.0 161.53 14.78085 1799.0 172.83 16.45263 1800.0 184.41 18.23884 1801.0 195.15 20.13664 1802.0 207.07 22.14769 1803.0 218.60 24.27603 1804.0 231.49 26.52652 1805.0 244.30 28.90549

1,770

1,775

1,780

1,785

1,790

1,795

1,800

1,805

0 50 100 150 200 250 300

Capacidad en Mm³

Elevación en msn

m

0 5 10 15 20 25 30

Área en ha



78

Cuadro 23 Curva De Elevación Areas Capacidades

ELEVACIÓN msnmm m ² ha Parcial Acumulada 1770 489 0.0 0 0

1771 4856 0.5 2,673 2,673

1772 11101 1.1 7,979 10,651

1773 19245 1.9 15,173 25,824

1774 32005 3.2 25,625 51,449

1775 45151 4.5 38,578 90,027

1776 57370 5.7 51,260 141,288

1777 77828 7.8 67,599 208,887

1778 103702 10.4 90,765 299,652

1779 148009 14.8 125,855 425,507

1780 184008 18.4 166,008 591,516

1781 209742 21.0 196,875 788,391

1782 248141 24.8 228,942 1,017,332

1783 303329 30.3 275,735 1,293,067

1784 362731 36.3 333,030 1,626,097

1785 452614 45.3 407,672 2,033,770

1786 518044 51.8 485,329 2,519,098

1787 584903 58.5 551,473 3,070,572

1788 642386 64.2 613,645 3,684,216

1789 712,694 71.3 677,540 4,361,756

1790 820,262 82.0 766,478 5,128,234

1791 903,990 90.4 862,126 5,990,361

1792 994,785 99.5 949,388 6,939,748

1793 1,093,499 109.3 1,044,142 7,983,890

1794 1,206,191 120.6 1,149,845 9,133,736

1795 1,312,033 131.2 1,259,112 10,392,848

1796 1,412,037 141.2 1,362,035 11,754,883

1797 1,512,311 151.2 1,462,174 13,217,056

1798 1,615,267 161.5 1,563,789 14,780,845

1799 1,728,295 172.8 1,671,781 16,452,627

1800 1,844,137 184.4 1,786,216 18,238,843

1801 1,951,450 195.1 1,897,793 20,136,636

1802 2,070,651 207.1 2,011,051 22,147,687

1803 2,186,031 218.6 2,128,341 24,276,028

1804 2,314,944 231.5 2,250,488 26,526,516

1805 2,443,008 244.3 2,378,976 28,905,492

CURVA ELEVACIONESÁREASCAPACIDADES VASO DE LA PRESA ORTEGA

ÁREA CAPACIDAD ( m³ )



79

Cuadro 24 presa ortega, gto. Obra de excedencias

CANTIDAD COSTO CANTIDAD COSTO m³ $ m³ $

Margen Derecha 3,080,929 15,678 2,459,239 731 621,690 No existen indemizaciones

Existe mayor volumen de excavación de

material III

El camino de acceso es directo

La roca es de menor calidad

Mayor costo

Margen Izquierda 2,798,175 14,340 2,249,372 646 548,803 Menor costo

Existen viviendas cerca del vertedor que se tendrán que indemizar debido a que las voladuras las

afectarían.

Buena parte de volumen de

excavaciones es material II (suelo

residual)

El acceso no es directo,cuando

menos se necesitaría un vado de cruce

Mejor calidad de la roca debajo del material residual

Cruza entre las viviendas de esa

margen

DESVENTAJAS ALTERNATIVAS COSTO TOTAL

S/TRATAMIENTOS $

EXCAVACIONES CONCRETOS VENTAJAS



80

Clave Importe $

A OBRA DE DESVÍO 1 110 492

B DESAGÜE DE FONDO 1 409 379

C VERTEDOR 1 525 221

D CORTINA 12 118 350

E CAMINO 2 231 788

COSTO DIRECTO 18 395 231

SUPERVISIÓN (10%) 1 839 523

I.V.A. (15%) 3 035 213

T O T A L 23 269 967

NOTA: NO SE INCLUYEN COSTOS POR INDEMNIZACIONES.

RESUMEN GENERAL DEL PRESUPUESTO PRELIMINAR Corona de la cortina: 1 793,30 msnm y altura : 23,30 m

Precios Unitarios de CNA de Abril del 2000

Concepto

Las grasas, aceites y combustibles residuales serán almacenados en contenedores de 200 litros colocados a la sombra y en piso de concreto con machuelo perimetral para evitar derrames y contaminación del suelo. Estos residuos serán transportados a la planta recicladora de la región. La cantidad esperada es de 288 litros de grasas y aceites residuales, esta cifra corresponde al mantenimiento en el sitio de la maquinaria pesada, el resto de vehículos ligeros, inclusive camiones de volteo, serán llevados a talleres especializados que presten servicio de mantenimiento vehicular a la localidad de Irapuato.

En cuanto a las emisiones a la atmósfera, serán gases de combustión de monóxido de carbono generados por la maquinaria, sin embargo cuantitativamente no es significativa, dada la magnitud de la obra, la capacidad dilutiva de la atmósfera del sitio y la selección de maquinaria que operará.

Las basuras serán colectadas en contenedores de 200 litros dispuestos estratégicamente en el área de trabajo, con atención especial en el área del comedor, periódicamente se transportarán hacia el tiradero municipal. Se espera un máximo de 280 kg por día de basuras en el mes con mayor demanda de mano de obra y un mínimo de 65 kg en el de menor actividad.

VOLÚMENES DE OBRA Y PRESUPUESTO Para determinar la inversión necesaria para llevar a cabo la construcción del proyecto elaborado, se obtuvieron los volúmenes de cada obra y se listaron en el catálogo de conceptos. Posteriormente se incluyeron los precios unitarios otorgados por la CNA a abril del 2000 y se formó el presupuesto, el cual arroja un costo total de $23 269 967 incluyendo el 10% de supervisión y 15% del IVA, ver tabla 22:

Tabla 22 volúmenes de obra y presupuesto



81

Sección Cadenam ien to Elev. p lant illa Elev. Agua V Y Ah Pm Rh U Y* BL Altu ra

teór ica Altu ra real

No. m msnm msnm m/s m m² m m % m m m m

1 ej e c resta 0.000 1,788.000 1,790.450 4.90 2.45 12.25 9.88 1.24 0.00 2.45 0.84 3.29 3.3

2 0.200 1,787.990 1,790.320 5.15 2.33 11.64 9.62 1.21 0.00 2.33 0.85 3.18 3.2

3 0.400 1,787.970 1,790.210 5.36 2.24 11.19 9.48 1.18 0.00 2.24 0.86 3.10 3.1

4 0.600 1,787.930 1,790.070 5.61 2.14 10.69 9.30 1.15 0.00 2.14 0.87 3.01 3.0

5 0.800 1,787.870 1,789.910 5.89 2.04 10.19 9.10 1.12 0.00 2.04 0.88 2.92 2.9

6 1.000 1,787.810 1,789.770 6.13 1.96 9.79 8.90 1.10 0.00 1.96 0.88 2.84 2.8

7 1.200 1,787.740 1,789.630 6.35 1.89 9.44 8.74 1.08 0.00 1.89 0.89 2.78 2.8

8 1.400 1,787.650 1,789.470 6.60 1.82 9.09 8.66 1.05 0.00 1.82 0.90 2.72 2.7

9 1.600 1,787.550 1,789.300 6.86 1.75 8.74 8.49 1.03 0.00 1.75 0.91 2.66 2.7

10 1.800 1,787.440 1,789.130 7.11 1.69 8.44 8.36 1.01 1.43 1.70 0.91 2.61 2.6

11 2.000 1,787.330 1,788.970 7.32 1.64 8.19 8.27 0.99 3.22 1.66 0.92 2.58 2.6

12 PT(1,5: 1) 2.188 1,787.200 1,788.780 7.60 1.58 7.89 8.13 0.97 4.63 1.60 0.93 2.53 2.5

13 PCV 4.221 1,785.850 1,787.110 9.54 1.26 6.29 7.49 0.84 11.00 1.30 0.98 2.29 2.3

14 PI 6.408 1,784.800 1,785.930 10.63 1.13 5.64 7.23 0.78 13.98 1.18 1.01 2.19 2.2

15 PTCV 8.800 1,784.390 1,785.480 11.02 1.09 5.44 7.16 0.76 15.03 1.14 1.02 2.16 2.2

16 Inicia trans. 20.412 1,784.040 1,785.130 11.02 1.09 5.44 7.16 0.76 15.03 1.14 1.02 2.16 2.2

17 Termina tr ans . 30.412 1,783.740 1,784.720 11.17 0.98 5.37 7.16 0.75 15.46 1.03 1.01 2.04 2.0

18 49.860 1,783.156 1,784.130 11.17 0.97 5.37 7.16 0.75 15.46 1.02 1.01 2.03 2.0

19 69.860 1,782.560 1,783.540 11.17 0.98 5.37 7.16 0.75 15.46 1.03 1.01 2.04 2.0

20 89.860 1,781.960 1,782.940 11.17 0.98 5.37 7.16 0.75 15.46 1.03 1.01 2.04 2.0

21 Cambi o pend. 117.204 1,781.140 1,782.130 11.05 0.99 5.43 7.24 0.75 15.23 1.04 1.01 2.05 2.0

22 137.204 1,780.340 1,781.320 11.17 0.98 5.37 7.16 0.75 15.46 1.03 1.01 2.04 2.0

23 157.204 1,779.540 1,780.510 11.30 0.97 5.31 7.18 0.74 15.87 1.02 1.01 2.03 2.0

24 177.204 1,778.740 1,779.700 11.42 0.96 5.25 7.09 0.74 16.10 1.01 1.02 2.03 2.0

25 197.204 1,777.940 1,778.890 11.56 0.95 5.19 7.11 0.73 16.53 1.00 1.02 2.02 2.0

26 217.204 1,777.140 1,778.080 11.69 0.94 5.13 7.13 0.72 16.94 0.99 1.02 2.01 2.0

27 237.204 1,776.340 1,777.280 11.69 0.94 5.13 7.13 0.72 16.94 0.99 1.02 2.01 2.0

28 250.640 1,775.798 1,776.740 11.69 0.94 5.13 7.13 0.72 16.94 0.99 1.02 2.02 2.0

29 258.000 1,775.504 1,776.440 11.69 0.94 5.13 7.13 0.72 16.94 0.99 1.02 2.01 2.0

30 258.200 1,775.500 1,776.440 11.69 0.94 5.13 7.13 0.72 16.94 0.99 1.02 2.01 2.0

31 259.068 1,775.576 1,776.510 11.69 0.93 5.13 7.13 0.72 16.94 0.98 1.02 2.01 2.0

32 Labio cubeta 259.910 1,775.802 1,776.750 11.56 0.95 5.19 7.11 0.73 16.53 1.00 1.02 2.02 2.0

Nota: Criterio del fascículo A.2.10 de los Manuales de Obras Civ iles de CFE

Fórmulas: U = 10 (0,20 V 2 /9,81Rh 1) 1/2

Y* = Y (1+U/100) 1/3

BL = 0,60+0,37VY 1/3

cuadro 25. HIDRÁULICA DEL CANAL DE DESCARGA NAME 1 791,30 msnm

L 5,00 m

Hd 3,30



82

TRAYECTORIA DEL CHORRO (cuadro 26)

Ángulo de la cubeta Radio de la cubeta 20 R = 5,00 m

Qdis = 60,00 m³/s

X Y Elevación

0 0.00 1,775.80

0.5 0.17 1,775.97

1.0 0.32 1,776.13

1.5 0.45 1,776.26

2.0 0.57 1,776.37

2.5 0.66 1,776.46

3.0 0.73 1,776.53

3.5 0.78 1,776.58

4.0 0.81 1,776.61

4.5 0.82 1,776.62

5.0 0.81 1,776.61

5.5 0.78 1,776.58

6.0 0.72 1,776.53

6.5 0.65 1,776.45

7.0 0.56 1,776.36

7.5 0.45 1,776.25

8.0 0.32 1,776.12

8.5 0.16 1,775.97

9.0 0.01 1,775.79

9.5 0.20 1,775.60

10.0 0.41 1,775.39

10.5 0.65 1,775.15

11.0 0.90 1,774.90

11.5 1.18 1,774.63

12.0 1.47 1,774.33

Fórmula: Y = X tan α + X² / 3,6 ( D + hv ) Cos² α



83

CAPITULO 6

“ANALISIS DE ESTABILIDAD DE LA

OBRA DE

EXCEDENCIAS”



84

ANALISIS DE ESTABILIDAD DE LA OBRA DE EXCEDENCIAS

Un ve roedor es una barrera en un canal sobre la cual circula el agua. El borde o superficie sobre el cual circula el agua se llama cresta. La lámina que derrama se llama lámina vertiente. Si la lamina descarga en el aire, el vertedor tiene descarga libre. Si la descarga ocurre parcialmente debajo del agua, el vertedor esta sumergido o ahogado. Un vertedor con un borde delgado aguas arriba, con lo cual el agua salta libre de la cresta, es un vertedor de pared delgada, todos los demás vertedores se clasifican como vertedores de pared gruesa. Los vertedores de pared delgada se clasifican de acuerdo con la forma de abertura del vertedor, como vertedores rectangulares, vertedores triangulares o en V, vertedores trapezoidales y parabólicos. Los vertedores de pared gruesa se clasifican, de acuerdo con la forma de su sección transversal, como vertedores de pared ancha, vertedores triangulares y vertedores trapezoidales.

Los vertedores de pared gruesa son robustos, de construcción fuerte que suelen ser parte integral de proyectos hidráulicos, el vertedor típico de pared gruesa aparece como sección de cresta para una presa vertedora o la sección de entrada de un vertedor de demasías o un canal. Este vertedor puede utilizarse para aforo del flujo, pero su propósito normal es el de control y regulación.

Los vertedores de pared delgada son útiles solo para medir o aforar el flujo del agua. Por contraste, los vertedores de pared gruesa se suelen incorporar en estructuras hidráulicas como dispositivos de control o regulación y el aforo es su función secundaria.

Vertedores de tipo cimacio el desarrollo de tipo cimacio fue un intento por producir un vertedor que no tuviera la variación indeseable en la lamina que suele estar asociada con vertedores de pared delgada. Se necesitaba una forma que pudiera obligar a la lámina a adoptar una sola trayectoria para cualquier gasto, con lo cual el vertedor resultaría adecuado para aforos. El vertedor de tipo cimacio, su perfil de la cresta sigue muy cerca el perfil de la superficie interior de la lamina ventilada que circule sobre un vertedor rectangular de pared delgada. La forma de esta lamina y, por tanto, del cimacio dependen de la carga que produzca el flujo. En consecuencia, se diseña un vertedor de tipo cimacio para una sola carga total, llamada carga de diseño Hd. Cuando un vertedor de tipo cimacio descarga a la carta de diseño el flujo se desliza sobre la cresta sin ninguna interferencia de las superficies y alcanza una eficiencia casi máxima.

Para flujo con cargas menores que la de diseño, la lamina esta soportada por la cresta y se desarrolla presión en la cresta, la cual es superior a la atmosférica, pero menor que la hidrostático. Esta presión en la cresta reduce el gasto el gasto a menos del flujo ideal. (es el flujo sobre el vertedor de pared delgada, totalmente ventilado, bajo la misma carga H.)

Cuando el vertedor descarga con cargas mayores que la de diseño, la presión sobre la cual es menor que la atmosférica y el gasto aumenta a mas flujo ideal. La presión puede volverse tan baja que ocurra separación en el flujo; no obstante de acuerdo con Chow, puede excederse la carga de diseño, sin peligro en un 50% antes que se desarrolle la cavitación peligrosa ( V.T. Chow, OpenChanel Hydraulics, McGrawHill Book Company, New York). La carga H medida en un vertedor de tipo cimacio se toma como distancia de 2.5H aguas arriba. Este tirante coincide con el tirante medido entre el nivel de aguas arriba y el fondo de la lámina, en el punto máximo de contracción, para un vertedor de pared delgada.



85

Los coeficientes de descarga para vertedores de tipo cimacio se determinan, por tanto, con los coeficientes de pared delgada después de un ajuste de esta diferencia en la carga. CALCULO DE CIMACIO DE CRESTA LIBRE Perfil. El U. S. Army Coros of Engineers recomienda diferentes perfiles en función de la velocidad de llegada.

X 1.85 = 2 Hd 0.85 Y

En La Tabla 27 Se Muestra Las Alternativas Del Vertedor

X

CUADRANTE AGUAS

P.U. De la CNA actualizados a Marzo del 2000

ALTERNATIVA MARGEN IZQUIERDA REVESTIMIENTO EXCLUSIVAMENTE EN ZONA DE CONTROL Y TRANSICIONES

CONCEPTO UNIDAD CANTIDAD P.U. TOTAL

Excavación material III m³ 14,340.00 39.93 572,596.20

Concreto en cimacio m³ 37.50 850.00 31,875.00

Concreto en muros m³ 494.40 850.00 420,240.00

Concreto en plantilla m³ 113.75 850.00 96,687.50

1,121,398.70

ALTERNATIVA MARGEN IZQUIERDA REVESTIDO TOTALMENTE






1,433,248.50

ALTERNATIVA MARGEN DERECHA REVESTIMIENTO EXCLUSIVAMENTE EN ZONA DE CONTROL Y TRANSICIONES






1,247,712.54

ALTERNATIVA MARGEN DERECHA REVESTIDO TOTALMENTE






1,501,522.54

Tabla 27 COMPARACION ENTRE ALTERNATIVAS DE VERTEDOR



94



95



96



97

CAPITULO 7

“CONCLUCIONES”



98

CONCLUSIONES Para la ejecución del proyecto dentro de la zona interviene la comisión nacional del agua (c.n.a.), el estudio realizado con dicho aprovechamiento se determina que no se puede construir un proyecto de una presa de almacenamiento, debido a que las afluentes de este río pasan por el río Lerma y según los acuerdos de distribución y concesión de aguas se tiene actualmente restringido autorizar la construcción de una obra de almacenamiento dentro de la zona por lo cual se tuvo que optar por el proyecto de control de avenidas.

Basándose en el análisis hidrológico presentado, se pueden concluir las siguientes observaciones:

1. se generan dos cuencas de captación, aguas arriba de la zona de inundación:

Cuenca n° 1 Es la cuenca que se forma a partir de la construcción de la presa y en ella se tendrá la capacidad suficiente de controlar las avenidas que se presenten hasta el sitio de la boquilla.

Cuenca n° 2 Es la cuenca que se forma entre la boquilla y la zona de inundación y en ella no se tendrá control alguno sobre las avenidas que se presenten.

2. debido a lo anterior, se aconseja que los gastos de salida por el vertedor de excedencias (gastos transitados) sean reducidos, lográndose mediante el diseño de vertedores de corta longitud.

3. mientras no se lleve a cabo alguna obra preventiva para evitar inundaciones en las partes bajas, se recomienda en época de estiaje la limpieza, mantenimiento y desazolve del río, ya que al ser zona de planicie la pendiente disminuye notablemente, provocando con ello el remanso en el flujo.

Con respecto al estudio realizado para la elaboración de este proyecto se tomaron varios resultados de las diferentes estaciones hidrométricas más cercanas, en los cuales los datos no coincidían por lo cual optaron por realizar tres tipos de análisis para realizar el cálculo de esta presa.

Con respecto a los datos obtenidos en el proyecto y al análisis realizado en el diseño del vertedor, no se obtiene los mismos resultados debido a que varía la metodología del análisis para el mismo, lo cual no afecta ni altera el diseño, se obtiene un valor de un porcentaje de falla mínimo, por lo a continuación se hace mención de los valores obtenidos en el calculo hidráulico y de la estabilidad de la obra de excedencias haciendo una comparativa de los resultados de proyecto a los resultados que se obtuvieron ver tabla comparativa C1.

CONCEPTO CALCULADO SEGÚN PROYECTO Carga máxima sobre la cresta (Ho) es de : 3.30 m 3.30 m Carga de diseño sobre el la cresta del cimacio (Hd) es de 2.63m 2.63m Velocidad promedio en el eje del vertedor 3.64m/s 3.64m/s El desnivel de la cresta del cimacio y el fondo del canal de acceso 5.30m 5.30m Curvatura del cimacio aguas arriba R1= 0.7755m,

R2=1.749m R1= 0.660m R2=1.584m



99

Radio en la curvatura de la parte del inicio de la descarga del cimacio

8.73m 8.727

Coordenadas del punto tangencial (2.186,1787.21) Altura antes del salto hidráulico (h1) 1.099m Altura después del salto hidráulico (h2) 4.65m Espesor de la plantilla (d) 0.60m 0.60m Longitud del salto hidráulico (ls) 19.33m Presión hidrostática activa (PH) 14.04ton Presión hidrostática pasiva (Ph) 0.604ton Altura donde actúa la presión hidrostático activo 1.54m Área transversal del vertedor (Awi) 15.67m 2

Peso del vertedor (Wi) 34.47 ton/m 2

Peso que actua sobre el vertedor (Wi) 3.35 ton/m 2 Sumatoria de fuerzas normales horizontales 44.88ton Sumatoria de fuerzas normales verticales 15.99ton Sumatoria de momentos 35.57 ton/m Esfuerzos normales del subsuelo

Por lo que esta en equilibrio σ1=2.02 T σ 2=0.12 T

Tabla C1 comparativa de los resultados de proyecto y los resultados que obtuvimos.

A continuación se muestra la figura AII el perfil del cimacio del proyecto y en la figura XI se muestra el perfil del cimacio calculado, en la cual podemos observar los datos en la tabla CI.

Nota: En los anexos mostramos los planos ejecutivos de la presa ortega Guanajuato.



100



101

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104

“ANEXOS”



105

NAME 1791.3 msnm

N 1793.3 msnm 0.2:1

PRESA ORTEGA, GTO. FIG 24 SECCIÓN DE LA CORTINA Y ATAGUÍA

3

2:1

Nomenclatura:

1. Núcleo impermeable 2. Filtro 3. Respaldo 4. Enrocamiento compactado 5. Enrocamiento acomodado 6. Base para caminos

2.9069

ATAGUÍA DE AGUAS ARRIBA

Nivel variable

1 1 1

N 1776.3 msnm

2:1

1

3

4

1.3

5

4

0.5:1

2 30.1

Acotaciones en metros

Las propiedades de estos materiales se presentan en el cuadro de materiales de la Tabla 17.

6.5

0.2:1

2

0.2:1

2 1

8

0.2:1

3

3

4 0.5:1

5

1.3

2:1

2.9069 4

6

8

4

L C

En el tramo de la denominada Etapa II de construcción (del cadenamiento 0+137 al 0+330), se colocará un bombeo de 0,40 m al centro de la misma. La pendiente de 0,0041 será constante del centro del tramo (cad 0+233,5) hacia los extremos, hasta llegar a la cota 1793,3.

1.2

4

1.2 L C

8

4

1 1 2%

2 2%

2 1 1

2


Vertedor unidad

msnm msnm m m m³/s m³m m

msnm msnm

1,791.30 1,788.00 3.30 m

3.30 3.64 2 9.81 2.63 m

60.00 5.00 3.30 3.64 m/s

1,791.30 1,786.00 5.30 m

2.5 Ho = 2.5 3.30 8.25 m

3.30 2.63 0.67 m

Hb = H ha = 5.30 0.67 4.63 m

MEMORIA DE CALCULO

3. calculo de la velocidad promedio en el eje del vertedor

H o = Carga máxima sobre la cresta NAME= Nivel de agua maximo extraordinario NAMO= Nivel de agua maximo ordinario

Hd= Ho (Vd 2 / 2g) =

1,791.30 3.30 5.00

Elevación al NAME Carga (máxima sobre la cresta) de diseño

Coeficiente de descarga Ancho de plantila (B)

Longitud de la cresta Gasto máximo de descarga (Q) Volumen de la avenida

Teniendo los siguientes datos del proyecto:

Cresta libre Tipo

Elevación cresta (NAMO) 1,788.00 V d = Velocidad promedio en el eje del vertedor

H d = Carga de diseño del Cimacio en m.

P= Desnivel de la cresta del cimacio y el fondo del canal

2.00 5.00

PT= Punto tangencial 60.00

6,386,757.00

Fondo del canal de acceso (E.I.) 1,786.00

H = NAME EI =

figura I carga H de la cresta del cimacio desde el punto de la plantilla del vertedor hasta el nivel de aguas maximo extraordinario

4. Calculo de la carga H de la cresta del cimacio desde el punto de la plantilla del vertedor hasta el nivel de aguas maximo extraordinario, medida a una distancia de 2.5 Ho aguas arriba este tirante coincide con el tirante entre el nivel de aguas arriba y el fondo de la lamina, en el punto de maxima contraccion del vertedor como se muestra la figura I

Fondo del cimacio punto mas bajo(EI') 1,784.39

1. calculo de la carga máxima sobre la cresta

Ho = NAME NAMO =

2. calculo de la carga de diseño del cimacio

ha = Ho Hd =

Vd= Q / (B * Ho) =

Hb= La altura de la plantilla del vertedor a la altura del nivel de la superficie del agua en el eje de la cresta

5. Calculo del desnivel de la cresta del cimacio al nivel de carga del agua

=

( ) ) = * / (

) = / ( *

2

=

= *

= *

=

= *

H

(


86


xm ym 0.000 0.000 0.653 0.100 0.950 0.200 1.381 0.400 1.720 0.600 1.796 0.650 2.002 0.795 2.267 1.000

x1=0.28Ho = 0.28 3.30 0.924 m

x2=0.147Ho = 0.147 3.30 0.4851 m

x3=0.082Ho = 0.082 3.30 0.2706 m

y1=0.021Ho = 0.021 3.30 0.0693 m

y2=0.127Ho = 0.127 3.30 0.4191 m

y3=0.247Ho = 0.247 3.30 0.8151 m

R1=0.235Ho = 0.235 3.30 0.7755 m

R2=0.530Ho = 0.53 3.30 1.749 m

Y=0.724*( (X+0.270Hd) 1.85 /(Hd 0.85 )) + 0.126 Hd 0.4315 Hd 0.375 (X + 0.270Hd) 0.625

figura III diseño del perefil del cimacio aguas arriba del lado izquierdo d

( 2 Hd 0.85 Y ) 1/1.85

figura II perfil del Cimacio partiendo del eje de la cresta en funcion de la velocidad de llegada

7. diseño del perefil del cimacio aguas arriba del lado izquierdo definido por curvas compuestas figura III

El perfil del cuadrante de aguas abajo tiene la ecuación.Donde Y = ym

X 1.85 = 2 H d 0.85 Y =

6. calculo del perfil del Cimacio partiendo del eje de la cresta en funcion de la velocidad de llegada del talud y de la relación P/H. Ver figura II

La velocidad de llegada es despreciable cuando el talud vertical y P/H ≥1.

* =

* =

* =

* =

* =

*

*

*

=

=

=

P.T.


87


a =1.5

X 2.19

9. Determinacion de las coordenadas del punto tangencial del punto de tangencia PT ♦ Una vez que se calculo el perfil del cuadrante de aguas abajo y la curvatura de la parte del inicio de la descarga del cimacio y haber dibujado el perfil, se traza una linea con respecto al perfil de aguas abajo y la pendiente "a" que es de 1.5, ya habiendole dado el espesor de 60cm a la linea con respecto a la pendiente y donde se intersecta la linea trazada con l el perfil del cuadrante de aguas abajo es el punto tangencial como se muestra en la figura V

♦ Siguiendo la misma topografia del terreno y siguiendo el espesor de 60cm, se traza con un compas un circulo en cada uno de los extremos al final del cimacio y en la continuacion de nuestra pendiente para asi encontrar el centro de nuestro circulo, se traza una linea en el punto donde se intercectan el "EI", despues se traza una linea de 90° al final del extremo donde termine el vertedor, hasta donde se intersecten las dos lineas y asi encontramos el radio el cual trazamos como se muestra en la figura IV para poder hacer asi la curvatura de la parte de salida de la descarga del cimacio.

figura IV curvatura de la parte de salida de la descarga del cimacio.

figura V Determinacion de las coordenadas del punto tangencial del punto de tangencia PT

1787.21 Y

COORDENADAS DEL P.T.

8. calculo para el inicio del canal de descarga del cimacio.


88


3.612 2.63 1.375 ≥ 1

1,788.00 1,784.388 3.612 m

g = gravedad q = gasto ideal

0.9

h2

h1

12 9.81 2.45 m

Calculo del gasto ideal

q = Q / B = 60.00 5.00 12 m 3 /seg.m

12 0.9 2 9.81 5.30 3.30 hc

hc hc' 0 1.026

1.026 1.094 1.094 1.099 1.099 1.099 1.099 1.099 . = h1

Vc = Vd

D=0.15Vc √ hc = 0.15 3.64 1.099 0.57 0.6 m

1.099 2.00 1.00 8.00 2.45 1.099 1.00 4.65

4.65 2.00 1.00 8.00 2.45 4.65 1.00 1.099

ls = 2.5 (1.9 h2 h1) = 2.5 1.9 4.65 1.099 19.33 m

hcr = tirante critico ls = longitud del salto hidraulico

Proponiendo el desnivel de la cresta del cimacio o el fondo del canal (P)

h2 = altura despues del salto hidraulico

ϕ = corrector de velocidad en el vertedor =

hcr = 3 √q 2 / g =

h'c = q / ( ϕ √ 2g (P + Ho hc) ) =

hc = h1 = h2/ 2 √ 1+ 8 ( hcr / h2) 3 1 =

14. Calaculo de la longitud del salto hidraulico

13. Comprobando hc

10. Calculo del tirante critico ver figura VI h1 = hc = altura antes del salto hidraulico

P = NAMO EI =

figura VI Calculo del tirante critico

12 calculo de la altura despues del salto hidraulico

♦. Calculo del grueso de la plantilla en el tanque

( P / Hd ) ≥ 1 =

h2 = h1/ 2 √ 1+ 8 ( hcr / h1) 3 1 =

11. Calculo de la altura antes del salto hidraulico

=

= 3 2

/ ( * * ( + ) )

( ( ( * ( + / ) ) 3

m

( ) ( * ( + / ) )= 3 m

( ) = ) *

=

/ =

* * = =

=

* ((

(


89


1.00 5.30 2 1.00 14.045 T

H= 5.30 m Hb = 4.63 m Bsec= base de la seccion = 1m

γ H20 = 1.00 T / m 3 γ H20 = peso especifico del agua

B sec = 1.00 m Ph= esfuerzo de presion hidrostatica (pasiva) PH= esfuerzo de presion hidrostatica (activa)

1.00 1.10 2 1.00 0.604 T

hc = h1 1.10 m

1 / 3 Hb = 1/3 4.63 1.54 m

15.67 1.00 1.00 15.67 T/m 2

Awi= area transversal del vertedor Awi= 15.67 m 2

15.67 2.2 1.00 34.47 T

γ concreto = 2.2 T / m 3

3.35 1.00 1.00 3.35 T

3.35 m 2

figura VII deslizamiento y al volteo en la cimentacion del vertedor se calculan los esfuerzos y fuerzas que actuan en la seccion del vertedor

♦ Altura donde actua la presion hidrostatica

15. Calculo al deslizamiento y al volteo en la cimentacion del vertedor se calculan los esfuerzos y fuerzas que actuan en la seccion del vertedor ver figura VII

PH = γ H20 Hb 2 / 2 * Bsec =

Ph = γ H20 hc 2 / 2 * Bsec =

♦ Esfuerzo por presion hidrostatica (activa)

♦ Esfuerzo por presion hidrostatica (pasiva)

16. Fuerzas que actuan en la seccion del vertedor

Wi = Awi*γ H2O *Bsec =

A H2O = area transversal del agua sobre el delantal total =

G concreto = A transversal *γ concreto *B sec =

♦ Esfuerzo sobre el delantal

♦ Esfuerzo debido al peso propio

G H2O =A H2O *γ H2O *B sec =

* ) / * ( ) = 2

(

* ) / * ( ) = 2

* =

=

=

* *

* *

* * =

H=1/3P' PH

(


90


C=Cohesion del suelo= 1.6 N= fuerzas normales ↑ ↓ 14.98 P=fuerzas horizontales ← →

Bsec = 1 m tan φ =angulo de friccion interno del subsuelo= 42

1.59 1.00 1.00 1.59 Ton 2.69 0.59 1.59 m 2

2.16 1.00 1.00 2.16 Ton 7.31 0.59 2 2.16 m 2

47.10 1.00 1.00 47.10 Ton 10 4.71 47.10 m 2

1.94 1.00 1.00 1.94 Ton 0.6 3.3 0.6 0.13 2 1.94 m 2

23.74 1.00 1.00 23.74 Ton 14.98 3.17 2 23.74 m 2

6.00 1.00 1.00 6.00 Ton 10 0.6 6.00 m 2

B=Ancho de la obra con respecto al plano de referencia=

♦. Cal culo de fuerzas internas ver figura VIII figura VIII Cal culo de fuerzas internas

Aw1= (b * h)(b' * h') / 2 =

W2 = Aw2*γ H2O *Bsec = Aw2= ( b * h ) / 2 =

G1 conc = A1 trans *γ conc *B sec = A1 trans = b * h =

W1 = Aw1*γ H2O *Bsec =

17. Coeficiente de seguridad al deslizamiento

G1H 2 O = A1 H2O * γ H2O * B sec =

G2H 2 O = A2 H2O * γ H2O * B sec =

A1 H2O = b * h =

A2 H2O = (b * h) / 2 =

G3H 2 O = A3 H2O * γ H2O * B sec = A3 H2O = b * h =

* =

* * =

* * = * = ) / (

* * = *

) (

* =

* * =

= * * * ( * = ) /

= * * * ( = ) /

= * * * * =


91


2.61 1.00 1.00 2.61 Ton 0.6 0.45 2 4.98 2.61 m 2

1.69 1.00 1.00 1.69 Ton 2.25 1.5 2 1.69 m 2

4.11 1.00 1.00 4.11 Ton 1.58 1.43 2 2.73 4.11 m 2

3.37 1.00 1.00 3.37 Ton 3.37 m 2

(+)↑ ΣP = 1.59 2.16 47.10 6.00 2.61 1.69 4.11 3.37 23.74 44.88 T 44.88 T

(+) → ΣΝ = 1.94 14.04 15.99 Ton

15.99 2.29 1.6 14.98 1 44.88 1.35

.+↑→ ΣΜΑ =

.+↑→ ΣΜΑ = 1.59 6.15 2.16 2.37 47.10 2.47 6.00 2.47 2.61 5.4 1.69 5.99 4.11 3.96 3.37 3.72 23.74 2.47 1.94 1.54 14.045 0.3 35.57 Ton/m

G5 conc = A5 trans *γ conc *B sec =

figura IX calculo de momentos

G4 conc = A4 trans *γ conc *B sec = A4 trans = ((H + h)/2) * b =

A5 trans = calculada en autocad =

G3 conc = A3 trans *γ conc *B sec = A3 trans = ( b * h ) / 2 =

G2 conc = A2 trans *γ conc *B sec = A2 trans = ((H + h)/2) * b =

.+G1H2O*6.15 + G2H2O*2.37 + G3H2O*2.47 + G1conc*2.47 G2conc*5.4 G3conc*5.99 G4conc*3.96 G5conc*3.72 W2*2.47 PH*1.54 + W1*0.3

18 Calculo de momentosver figura IX

ok se acepta ES ± 10 %

(+)↑ ΣP = G1H 2 O G2H 2 O G3H 2 O G1 conc G2 conc G3 conc G4 conc G5 conc + W 2

(+) → ΣΝ = W1 + PH

♦ .Sumatoria de fuerzas normales verticales

♦ .Sumatoria de fuerzas normales horizontales

kc = (ΣΝtanφ + CBBsec) / ΣP = 1.3 ± 10% =

) +

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= * * + = ) / ( ( ) *

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* *

* *

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92


σ=(ΣN / BBsec) ± (6ΣΜο / Bsec Β 2 ) = Mo=momento con respecto al punto de referencia cero

σ1 = 15.986 14.98 1.00 6.00 35.57 1.00 14.98 2.02 ton/m

σ2 = 15.986 14.98 1.00 6.00 35.57 1.00 14.98 0.12 ton/m

POR LO QUE LA OBRA DE ECXEDENCIAS ESTA EN EQUILIBRIO

19 Calculo del esfuerzo normal al subsuelo ver figura X

figura X Calculo del esfuerzo normal al subsuelo

En las figura XI se muestra el perfil diseñado del vertedor, en la figura XII se muestra la planta del vcertedor, en la figura XIII se muestra un perfil general del vertedor, en los anexos se muestran los planos ejecutivos de la obra.

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*

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/

2

2 ) = ) =


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