Manual de Diseño y Construccion de Pequeñas Presas – Volumen 1

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MANUAL DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE PEQUEÑAS PRESAS VOLUMEN 1: DISEÑO HIDROLÓGICO / HIDRÁULICO VERSIÓN 1.01


Descripción:
 La demanda de agua se ha incrementado en los últimos años y las represas aparecen como una herramienta económicamente viable para poder almacenar el agua en el invierno para usarla en el verano cuando escasea. De esta manera las represas permiten satisfacer dicha demanda, frente a la imposibilidad de poder realizarlo mediante una obra de toma con el caudal firme de un curso de agua.La Dirección Nacional de Aguas (DINAGUA), como entidad responsable de la gestión de los recursos hídricos, publica este Manual como guía de diseño para los represamientos hidráulicos, en particular con destino de riego.El objetivo del Manual es disponer de una referencia técnica que asegure la responsabilidad en el ejercicio profesional en la presentación del proyecto, la construcción y su seguimiento y la documentación final de obra terminada, así como en una correcta vigilancia y mantenimiento de las obras del aprovechamiento.

En este volumen se presentan todas las metodologías específicas hidráulicas e hidrológicas para el diseño del embalse y de las distintas obras. Iniciando con un capítulo resumen de todos los pasos a seguir, este volumen continúa con un segundo capítulo dedicado a la descripción del dimensionado del volumen útil de agua a disponer en el embalse en función de la topografía del sitio elegido, de la oferta de agua disponible y de la demanda de agua a satisfacer. Mediante la evaluación de este balance hídrico el proyectista determinará las dimensiones básicas de la obra hidráulica a proyectar, y el volumen de agua por el que solicitará los derechos de uso
Datos Técnicos:
MINISTERIO DE VIVIENDA, ORDENAMIENTO TERRITORIAL Y MEDIO AMBIENTE (MVOTMA)
Ministra: Arq. Graciela Muslera
Subsecretario: Arq. Jorge Patrone
Director General de Secretaría: Dr. Gerardo Siri
Directora Nacional de Vivienda: A.S. Lucía Etcheverry
Director Nacional de Ordenamiento Territorial: Ing. Agron. Manuel Chabalgoity
Director Nacional de Medio Ambiente: Arq. Jorge Rucks
Director Nacional de Aguas: Ing. José Luis Genta

FICHA TÉCNICA

PERSONAL TÉCNICO PARTICIPANTE EN EL PROYECTO IMFIA DINAGUA
Ing. Rafael Terra Ing. Roberto Torres
Ing. Christian Chreties Ing. Rodolfo Chao
Ing. Jimena Alonso Ing. Agrón. Lourdes Batista
Ing. Federico Charbonier Ing. Javier Algorta
Ing. Nicolás Failache

Versión digital
http://www.mvotma.gub.uy/dinagua/manualdepequenaspresas
Segunda edición, abril de 2011
112 pp. 17 x 23 cm
© MVOTMA
Montevideo Uruguay
Contenido:
 Presentación ............................................................................................................... vii
0. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 1
1. ETAPAS DE UN PROYECTO...................................................................................... 7
1.1 Consideraciones generales......................................................................................... 8
1.2 Dimensionado del volumen de embalse...................................................................... 13
1.3 Diseño hidrológico-hidráulico de las obras de vertido................................................. 14
1.4 Otros aspectos vinculados al diseño, construcción y mantenimiento de las obras..... 15
2. DIMENSIONADO DEL VOLUMEN DE EMBALSE..................................................... 19
2.1 Volumen de escurrimiento de la cuenca de aporte ..................................................... 20
2.1.1 Datos necesarios para la aplicación del modelo ...........................................20
2.1.2 Estructura del modelo ................................................................................... 26
2.2 Balance hídrico mensual en un embalse..................................................................... 27
3. DISEÑO DE LAS OBRAS NECESARIAS .................................................................. 31
3.1 Aliviadero..................................................................................................................... 32
3.1.1 Determinación de la Avenida Extraordinaria ..................................................33
3.1.2 Laminado de la Avenida Extraordinaria - Cálculo simplificado...................... 39
3.1.3 Caudal específico del Vertedero-Canal ........................................................ 44
3.1.4 Determinación del Ancho del Vertedero-Canal ............................................. 45
3.2 Presa ...................................................................................................................... 45
3.2.1 Determinación de la cota de coronamiento de la presa ............................... 45
ANEXOS ....................................................................................................................... 47
A. MODELO MENSUAL DE PRECIPITACIÓN ESCURRIMIENTO:
MODELO DE TEMEZ.................................................................................................. 49
A.1 Estructura del modelo ................................................................................................. 50.
A.2 Calibración del modelo en uruguay ............................................................................ 53
A.2.1 Calibración individual .................................................................................... 53
A.2.2 Calibración regional ...................................................................................... 55
A.3 Agua disponible de los suelos del uruguay ................................................................. 56
A.4 Evapotranspiración potencial en el uruguay ............................................................... 58
A.5 Función objetivo, número de nash .............................................................................. 61
A.6 Implementación del modelo para la determinación del escurrimiento......................... 63
B: I MPLEMENTACIÓN DEL BALANCE HÍDRICO DE OFERTA Y DEMANDA DE AGUA... 65
C. MÉTODO RACI ONAL Y DEL NRCS.......................................................................... 69
C.1 Introducción .................................................................................................................70
C.2 Método racional ...........................................................................................................70
C.2.1 Conceptos básicos y definiciones ................................................................ 70
C.2.2 Cálculo del caudal máximo y volumen de escorrentía ................................. 71
C.3 Método del nrcs ....................................................................................................... 71
C.3.1 Conceptos básicos y definiciones ................................................................ 71
C.3.2 Cálculo de la tormenta de diseño ................................................................. 72.
C.3.3 Cálculo del volumen de escurrimiento .......................................................... 73
C.3.4 Cálculo del caudal máximo e hidrograma de crecida ................................... 75
C.4 Simplificaciones para la determinación del caudal máximo ........................................ 76
D. LAMINADO DE UNA CRECIENTE EN UN EMBALSE...............................................79
D.1 Ecuaciones de laminado ............................................................................................. 80
D.2 Caudal de vertido ........................................................................................................ 82
E: E JEMPLO DE CÁLCULO........................................................................................... 85
E.1 Diseño del volumen a embalsar .................................................................................. 86
E.1.1 Cálculo del volumen de escurrimiento de la cuenca de aporte .................... 86
E.1.2 Balance hídrico mensual en el embalse ...................................................... 90
E.1.3 Satisfacción de la demanda ......................................................................... 92
E.2 Diseño del aliviadero ................................................................................................... 93
E.2.1 Estimación del volumen de escorrentía y caudal máximo
de la avenida extrema ................................................................................................. 93
E.2.2 Laminado de la avenida extraordinaria y determinación
del ancho del vertedero .............................................................................................. 95
E.2.3 Determinación de la cota de coronamiento................................................... 96
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................... 99
Resumen de pasos necesarios para el
diseño hidráulico hidrológico de pequeñas presas ....................................103
Portada:
 
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