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apuntes de la carrera de ingenieria civil
Tipo: Apuntes
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Eje Cierre Embalse Pacchani Pacchani Pacchani
1.1 Antecedentes
En base al contenido del Acta de Acuerdos, del veinticinco de mes de Junio del presente año emitida por la Comisión Técnica, encargada de la supervisión y coordinación del estudio Evaluación y Revisión de los Estudios Hídricos vinculados a la Región Moquegua presentado por los consultores Ingº Plinio Gutierrez e Ingº Jorge Gianella, se plantea en esta, la necesidad de complementar el desarrollo de alternativas propuestas por los consultores, orientadas a la solución del abastecimiento de Agua para Uso Minero del complejo Quellaveco
En este sentido, el acta precisa que no se puede tomar la decisión de elección sobre el fundamento de las alternativas presentadas en el estudio, acordándose continuar con la siguiente fase de prefactibilidad, debiendo incluirse en esta para complementación y análisis las alternativas siguientes:
Pasto Grande 00 Chelecache Aruntaya 00 Pacchani con Aruntaya.
l respecto, la Intendencia de Recursos Hídricos del INRENA recibió el encargo de formular los esquemas hidráulicos y desarrollo de las alternativas señaladas, acordando para ello utilizar la información topográfica y resultados de investigaciones geotécnicas que debería generar la gerencia del proyecto Pasto Grande y los estudios existentes que se encuentren en los archivos del proyecto mencionando entre otros el Estudio de Factibilidad del Subsistema Río Blanco y Colector Chilota y Estudio Definitivo del Subsistema Chilota Vizcachas elaborados por la Consultora Asesores Técnicos Asociados en 1 996.
Dentro de este marco y previo al inicio de los estudios, el equipo técnico de profesionales dispuesto por el INRENA, coordinó en la ciudad de Moquegua con la gerencia del proyecto Pasto Grande para la formulación de los términos de referencia de los trabajos de campo e investigaciones básicas necesarias, además para tratar sobre la concepción del planteamiento de cada uno de los esquemas hidráulicos, con fines de obtener la información básica a utilizar y acordar la determinación de las características hidráulicas y tamaño de las alternativas que se debían desarrollar.
Río Blanco – Chelecache Vizcachas - Chilota Colector Chilota
El Sub Sistema Río Blanco – Chelecache, propone un conjunto de obras que permitirían realizar el aprovechamiento del potencial hídrico de las cuencas altas de los ríos Blanco así como de afluentes de la cuenca alta del río Tambo y conducirlo hasta el canal Pasto Grande. Al final del esquema, el estudio contempla el desarrollo del canal Colector Chelecache con entrega en el canal Pasto Grande ( Km 8+175), información que fue utilizada para los fines del presente estudio, precisando la información elaborada correspondiente al tramo de canal quebrada Margaritani ( Km 34+300), quebrada Aruntaya (Km 45+300) hasta el sifón Vizcachas ( Km 81+300) y entrega al canal Pasto Grande.
2.1 Cartografía y Topografía
Se utilizó información cartográfica obtenida del IGN a escaña 1:250 000, información topográfica extraída del Estudio de Factibilidad del Subsistema Río Blanco y Colector Chilota e información complementaria generada por la región Moquegua.
La información cartográfica sirvió de base para elaborar los planos generales preliminares de los esquemas hidráulicos correspondientes a cada una de las alternativas. La información obtenida del Estudio, se refiere a los planos topográficos de planta y perfil del tramo de canal colector Chelecache, entre la quebrada Margaritani (Km 34+300), quebrada Aruntaya /Km 45+300) y canal Pasto Grande, elaborados a escala (H:V) 1:5 000 y 1:500. La información complementaria alcanzada por la región se refiere a la topografía semidetallada de la ruta de conducción entre la zona del reservorio Pacchani hasta la quebrada Aruntaya, desarrollando un longitud aproximada de 33 Km, con curvas de nivel especiadas cada metro, indicando cotas absolutas. Esta información sirvió de base para proyectar el desarrollo de la ruta de conducción de las alternativas desarrolladas.
Por otro lado, la región alcanzó información topográfica semidetallada en planta de la zona del reservorio Pacchani, cubriendo aproximadamente 3 Ha con curvas de nivel especiadas cada metro, cotas absolutas y control horizontal mediante coordenadas rectangulares. Esta información sirvió de base para definir las curvas área volumen, ubicación de los posibles ejes de cierre y dimensionamiento de la obra de presa.
2.2 Hidrología
2.2.1 Aspectos Generales
La información hidrológica ha sido tomada del Informe “Evaluación y Revisión de los Estudios Hídricos Relacionados con las Cuencas Tambo y Moquegua”, preparado por los Consultores Jorge Gianella y Plinio Gutiérrez.
En el mencionado estudio se ha definido como herramienta de análisis para la evaluación de las alternativas de desarrollo planteadas, se ha diseñado un Modelo de Simulación Hidrológica, el cual requiere como información básica la oferta y la demanda hídrica, del cual se está tomando la información correspondiente.
Para la determinación de la oferta hídrica superficial se ha empleado una metodología para la generación estocástica de series de descargas medias mensuales en los distintos puntos de interés, cubriendo un período amplio y común para todos ellos. El período de análisis seleccionado es de 43 años hidrológicos (noviembre-octubre) que se inicia en el mes de noviembre-1956 y culmina en el mes de octubre-1999.
2.2.2 Modelo de Generación de Descargas Medias Mensuales
El Modelo de Generación de Descargas Medias Mensuales, ha tenido por finalidad la determinación de series de descargas medias mensuales en los puntos de interés para el Modelo de Simulación Hidrológica y se ha basado en los registros de las estaciones de aforo de Chucarapi-La Pascana, ubicada en la parte baja de la cuenca del Tambo, Pasto Grande en la cuenca alta del Tambo sobre el río Vizcachas, Tocco sobre el río Tocco, CHL- sobre el río Chilota, lIchupampa sobre el río Torata y Chivaya sobre el río Tumilaca, las dos últimas pertenecientes a la cuenca del río Moquegua.
Las coordenadas UTM correspondientes a cada punto en el cual se han generado series hidrológicas, se presentan en el cuadro siguiente:
Lugar de Generación UTM Norte UTM Este Qda Aruntaya en capt. Canal Aruntaya 8164832 363218 Qda Margaritani en capt. Canal Aruntaya 8166008 363175 Río Pacchani en Presa Pacchani 8178532 354432 Qda. Aruntaya en capt. Canal Chelecache 8163685 365822 Qda. Margaritani en capt. Canal Chelecache 8168422 365327
El modelo utilizado para la generación de descargas medias mensuales se divide en dos fases, siendo la primera un modelo estocástico para la determinación de dos variables anuales que
De la división de estas dos variables anuales, se obtiene un valor X, Qmax/Qmed = X, el que determina la forma en que se desagrega la descarga media anual en 12 valores mensuales siguiendo funciones adimensionales y, por lo tanto, aplicables a cualquier dimensión de cuenca.
La bondad del modelo es que se aplica con resultados positivos en cuencas grandes y cuencas pequeñas, debido a que el método utilizado tiene en cuenta intrínsicamente la superficie de la cuenca, por lo que el comportamiento de la cuenca, independiente a la dimensión de esta, se expresa en los resultados. El modelo que fue calibrado en su segunda fase con los registros de las estaciones de Pasto Grande, Tocco y CHL-8 (río Chilota) ha sido aplicado a los registros de descargas del río Vizcachas en Pasto Grande, Tocco (con una cuenca hídrica de 93 Km^2 ) y Chilota en la sección de control de la estación CHL-8 (cuenca de 283 Km^2 ) con muy buenos resultados.
2.2.4 Generación de Descargas Máximas Mensuales
La variable descarga máxima mensual (Qmax), se ha generado para cada cuenca de interés (cuenca dependiente), utilizándose los parámetros de la estación tomada como referencia (estación base) y la ecuación que se presenta a continuación:
Qmax,i = a (Qmed,i)^b + S ti (1 - R^2)^0.
En donde:
Qmax = descarga máxima mensual en el año i. Qmed,i = descarga media anual generada para el año i según el procedimiento anterior S = desviación standard de la variable Qmax. R = coeficiente de correlación entre las variables Qmax y Qmed. Ti = variable aleatoria de distribución Pearson de tres
parámetros. a y b = coeficientes de la función de regresión Qmax = f(Qmed) obtenidos de la información anual de los registros de las estaciones Chucarapi-La Pascana (río Tambo), Pasto Grande (río Vizcachas), Ichupampa (río Torata), Chivaya (río Tumilaca).
2.2.5 Desagregación en Descargas Medias Mensuales
Tomando como base las variables, descarga media anual (Qmed) y descarga máxima mensual (Qmax), que se generan según las ecuaciones descritas anteriormente, se obtienen las descargas medias mensuales utilizando para ello un modelo de desagregación.
Tal modelo, probado ya para distintas cuencas hidrográficas del país, tanto de la vertiente del Atlántico como del Pacífico, ha sido calibrado para las cuencas de los ríos Tambo y Moquegua, utilizando para ello los registros de descargas medias mensuales que se presentan en los Cuadros Nº 6-2 y 6-5.
El modelo está basado en la concepción de que las descargas medias mensuales generadas para un año determinado, deben mantener dos premisas fundamentales, siendo la primera de ellas el conservar el valor de la descarga media anual (Qmed) y descarga máxima mensual (Qmax) utilizadas en la ecuación de desagregación y la segunda, el reflejar en el hidrograma anual obtenido, un padrón de distribución determinado como característico del comportamiento hidrológico de la región.
El modelo establece un orden determinado en el valor relativo de las descargas mensuales, por lo tanto al generarse las descargas el caudal máximo ocurrirá siempre en febrero, el segundo valor siempre marzo y así sucesivamente hasta llegar al caudal mínimo que ocurrirá en octubre. Este orden, que es válido para esta región, se establece en base a los valores medios registrados en las estaciones de aforo de Pasto Grande y Tocco y para otra región este orden se establecerá en base a la estadística que corresponda.
Los coeficientes de correlación obtenidos entre las series de descargas registradas y descargas generadas se presentan a continuación:
Coef correlación río Vizcachas en Pasto Grande 0. Coef correlación río Tocco 0. Coef correlación río Chilota en Est. CHL-8 0.
Con el modelo de generación de descargas medias mensuales se ha obtenido, para el mes de noviembre, un caudal medio de 220 l/s y caudal mínimo de 30 l/s para la cuenca del río Aruntaya. El registro obtenido directamente fue de solo 8 l/s para la quebrada Aruntaya observándose que el caudal de esta quebrada era derivado aguas arriba para riego de pastizales lo que explica el bajo caudal medido. En cambio, el caudal observado en la quebrada Margaritani de 180 l/s, con una superficie ligeramente mayor y colindante a la de Aruntaya, sirve para comprobar la similitud existente entre el caudal medido directamente y el valor generado con el modelo.
Para la cuenca del río Pacchani en el lugar propuesto para la presa de regulación, con el modelo de generación de descargas medias mensuales se ha obtenido, para el mes de octubre, un caudal medio de 400 l/s y caudal mínimo de 130 l/s y el caudal medido
Ante la ausencia de mediciones hidrométricas, profesionales de la Cooperación Energética Peruana-Alemana y de la ex-Oficina Nacional de Evaluación de Recursos Naturales (ex-ONERN) con el objetivo de realizar el análisis regional de avenidas, adecuaron para el país las relaciones anteriores.
La fórmula de Creager puede expresarse en función del área de la cuenca y el período de retorno:
Q =(C +C ) (T)A mA 1 1
-n m ax^ log
donde: Qmax = caudal máximo en m^3 /s T = período de retorno en años
Para la Región Nº 5, donde se ubican las diferentes subcuencas involucradas, se tienen los valores: C 1 = 0.11, C 2 = 0.26, m = 1.02 y n = 0.04.
Los resultados obtenidos definen la descarga máxima para los diferentes periodos de retorno:
Cuenca Pacchani
Tr (años)
Qmax Rendimiento m^3 /s km^2 m^3 /s/km^2 215. 10000 319 1. 1000 239 1. 200 183 0. 100 159 0. 50 135 0. 10 80 0. 5 56 0. 2 24 0.
2.3 Geología y Geotecnia
2.3.1 Geomorfología
Las unidades geomorfológicas regionales están referidas al Arco del Barroso y al Altiplano y las unidades geomorfológicas locales consideran a unidades morfogenéticas, representadas por los valles, planicies, lomadas, unidades glaciáricas, bofedales- pantanos y lagunas.
2.3.2 Hidrogeología
Las condiciones hidrogeológicas del área de estudio, están representadas por las particularidades que presentan los acuíferos.
Se trata de acuíferos en los depósitos inconsolidados del cuaternario aluvial y glacial, así como en los horizontes fracturados del Volcánico Barroso y de la Formación Capillune, todos ellos relacionados con los Bofedales.
De acuerdo con los resultados de las observaciones de campo, basadas en comparaciones altitudinales, extrapolación de profundidades del nivel estático de la napa o del nivel de agua de pre bombeo de los pozos exploratorios de Chilota, ubicados al sur del área de estudio, en el ámbito del área de estudio, el nivel estático de la napa freática, ubicada en el Volcánico Barroso, estaría a mas de 50 metros de profundidad.
2.3.3 Geodinamica Externa
Las acciones de geodinámica externa que se desarrollan en la actualidad, en el área de estudio son de características poco importantes y que no difieren mayormente, debido a la similitud de su fisiografía, clima y geología.
Referente a la estabilidad geomorfológica de la zona de estudio, se considera como zona estable, es decir una zona que comprende todas aquellas áreas donde la ocurrencia actual de acciones erosivas no reviste condiciones de deterioro muy significativas y que tampoco están sujetas a patrones potenciales severos en caso de soportar actividades humanas de rango normal. Sin embargo, pueden ser objeto de modificaciones sustanciales que podrían alterar algunas de sus condiciones de importancia en la conservación ambiental.
Las zonas consideradas como estables son las Altiplanicies onduladas y Fondos de Valle Aluvial y Glacial, Superficies de Erosión Locales, Bofedales (“oconales”) y las Colinas de topografía ligeramente accidentada.
Merece prestar atención la presencia de los bofedales, que son pequeños sectores donde se acumulan las aguas de escorrentía y manantiales, los mismos que son estables, pero muy sensibles desde el punto de vista de su recurso hídrico y valor ecológico; asimismo es conveniente precisar que por sus limitadas condiciones como elemento de soporte de obras, ya que si no representan un proceso geodinámico propiamente dicho, indirectamente su dinámica está relacionado por la emergencia de agua que a la vez genera variaciones en la vegetación y terreno
agua y en las alternativas de locación de canteras no fue observada ninguna evidencia neotectónica, es decir se descarta la presencia de fallas activas.
2.3.6 Condiciones Geotécnicas de la Presa
2.3.6.1 Aspectos Generales
En este numeral, se describe las Investigaciones Geotécnicas realizadas en la presa, orientadas a proporcionar la información requerida a nivel de pre factibilidad; estas investigaciones fueron ejecutadas con el fin de obtener o inferir las características físicas, mecánicas e hidráulicas de los materiales de fundación de las estructuras proyectadas.
2.3.6.2 Investigaciones Ejecutadas
En la fase de campo se ejecutaron tres calicatas en la zona del emplazamiento de la presa, dos de ellas ubicadas en el eje del dique y uno en el estribo izquierdo de la presa. Las calicatas alcanzaron profundidades de 2,80 m en el estribo izquierdo y 0, m en el cauce.
2.3.6.3 Características Geotécnicas
Estabilidad de taludes en el eje
De las observaciones de campo efectuadas y de acuerdo a los resultados de los parámetros asumidos, sobre todo debido a su morfología de un valle maduro, caracterizado por presentar pendientes suaves y sobre todo teniendo en cuenta que el embalse tendrá una altura inferior a 31.40 metros, se prevé que no habrá riesgos de desprendimientos de las partes altas; sin embargo se deberá efectuar mayores investigaciones detalladas consistentes en prospecciones geofísicas y sondajes diamantinos en esta alternativa elegida, para garantizar la estabilidad física de los taludes.
Área de Estribos
Referente a los estribos, debemos precisar que en el estribo izquierdo, las estructuras se apoyarán superficialmente en depósitos fluvio-glaciares constituidos por suelos areno limosos y areno arcillosos de ligera plasticidad y en profundidad por rocas de naturaleza volcánica, por lo que sus características geotécnicas serán vistos desde el punto de vista de mecánica de suelos, mientras que en el estribo derecho las estructuras se apoyarán en rocas piroclásticas representados por tufos, bombas y lapilles, por lo que sus características geotécnicas nos llevarán a efectuar una clasificación geomecánica.
2.3.7 Condiciones Geotécnicas del Embalse
La zona del embalse comprende en mayor proporción el cauce y parte de la planicie fluvial del río Pacchani, en donde el vaso está conformado por cantos rodados, gravas, arenas y limos, causado por el transporte de sedimentos, básicamente fluvial, que comienza con el lavado de los materiales más finos en los flancos de los cerros en forma de arroyadas difusas y concentradas y en menor proporción el embalse comprenderá el pie de monte de las formaciones volcánicas sedimentarias aflorantes en ambas márgenes del río, cuya litología está compuesta de una alternancia aparentemente irregular de conglomerados de grano fino a grueso, lutitas, tufos retrabajados, traquitas y areniscas tufáceas.
Las observaciones efectuadas en la margen derecha del cauce, nos indican que los suelos se clasifican como arenas mal graduadas “SP” (según el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos- SUCS-), de peso específico moderado (2,5), con un coeficiente de permeabilidad elevado (superior a K = 10-1^ cm/s), característico de suelos gravosos limpios sin relleno, en la margen izquierda del cauce, los suelos se clasifican como arenas bien graduadas a arenas limosas “SW-SM”, con un coeficiente de permeabilidad de media a baja (K = 10-1^ a 10-5^ ), característico de arenas muy finas a limos; en las laderas de la margen izquierda y en menor proporción en las laderas de la margen derecha, los suelos se clasifican como arenas arcillosas “SC”, con un coeficiente de permeabilidad de baja a muy baja (K = 10-3^ a 10-7^ ), característico de arenas arcillosas; asimismo en el flanco derecho del embalse, las laderas consisten de macizos rocosos de Clase III (mediana calidad).
De acuerdo al uso destinado del embalse, éste reúne las condiciones básicas de estanqueidad.
2.3.8 Condiciones Geotécnicas de la Línea de Conducción de Agua
En esta parte se mencionan las principales características o parámetros geotécnicos de los materiales en donde se implantará el canal de conducción.
2.3.8.1 Arenas Limosas y Arenas Arcillosas
Se localizan entre las progresivas: Km 00+00 al Km 05+00 y Km 11+00 al Km 29+00.
2.3.8.2 Arenas Finas y Arenas Limosas
Estos suelos alcanzan un moderado desarrollo a lo largo del canal, se encuentran entre las progresivas Km 05+00 al Km 11+00 y Km
A lo largo de la quebrada el área estimada del material granular es de 150,000 m^2 , considerando una explotación promedio de 2.00 m de profundidad, el volumen es de 300,000 m^3 y considerando un rendimiento de 90 %, el volumen es de 270, 000 m^3.
2.3.9.2 Materiales de Impermeables
Cantera 2- Área de Préstamo Condorine
Se ha evaluado en la ladera del cerro, cerca de la quebrada Salluma, con ocurrencia de arcilla.
Se ubica en la ladera del cerro, cerca de la quebrada Salluma, referenciándose con las coordenadas UTM: 8’180,235 N ; 357,109 E, también se hace referencia su proximidad a la progresiva Km 04 + 000, del canal de conducción Pacchani- Aruntaya.
El área estimada del material impermeable es de 80,000 m^2 , considerando una explotación promedio de 4.00 m de profundidad, el volumen es de 320,000 m^3 y considerando un rendimiento de 95 %, el volumen es de 304, 000 m^3.
3.1 Generalidades
El INRENA, en base al encargo recibido de parte de la Comisión Técnica, orientado a realizar a nivel de prefactibilidad, específicamente el desarrollo del estudio de las alternativas: Chelecache, Aruntaya 00 y Pachani con Aruntaya, , con fines de posibilitar el uso de agua para desarrollo minero, elaboró el planteamiento hidráulico y diseños preliminares del proyecto Agua para Uso Minero, el cual contempla el aprovechamiento de los recursos hídricos superficiales de los ríos Pacchani, Margaritani y Aruntaya, mediante la propuesta de un conjunto de obras para almacenamiento regulación y conducción del primero y derivación y conducción de los dos siguientes, previendo en ambos casos, descargar el caudal en el canal Pasto Grande en la progresiva Km 8+170.
Al respecto, para análisis se formularon las alternativas de rutas de conducción, tipos de obra (canal de sección rectangular, trapezoidal y en tubería trabajando a pelo libre) y alternativas de obra de almacenamiento (presa de tierra de sección compuesta con núcleo impermeable y membrana de concreto), siendo estas las siguientes:
Alternativa 1 Alta Sin Regulación: Margaritani – Aruntaya – Pasto Grande (Chelecache)
Alternativa 2 Baja Sin Regulación: Margaritani – Aruntaya – Pasto Grande (Aruntaya 00)
Alternativa 3 Con Regulación: Pacchani – Pasto Grande (Pacchani con Aruntaya).
3.2 Esquema Hidráulico de Almacenamiento
Para definir el esquema hidráulico de almacenamiento de agua en la cuenca del río Pacchani, inicialmente fue necesario identificar in situ los posibles vasos naturales y sitios de cierre para conformación del embalse, lográndose establecer dos ejes de presa para evaluación. Posteriormente sobre el eje conveniente elegido, se plantearon dos alternativas de obra, que posibilitan el emplazamiento del cierre para formación del embalse, siendo éstas : presa de tierra de sección compuesta con núcleo impermeable y presa de tierra con membrana de concreto.
Dentro de esta concepción, se realizó la evaluación de los sitios de emplazamiento de los ejes identificados, principalmente en base las condiciones geológicas y geotécnicas que presentan estos lugares y de las condiciones de cada uno de los elementos que conforman cada una de las presas, para realizar una adecuada operación. Bajo estas premisas, se determino para emplazamiento de la presa el eje de cierre Nº 2, con cota en el cauce 4 367 msnm, como el más conveniente. El presente estudio geológico, así lo considera.
Seguidamente, sobre el sitio del eje de cierre Nº 2 y con la finalidad de analizar y elegir el tipo de presa que permita regular el total de la masa de agua requerida (21 MMC), se proyecto sobre planos de restitución aerofotográfica a escala 1 :4000, el conjunto de las estructuras que conforman cada uno de los dos tipos de presa anteriormente indicados.
Paralelamente, los resultados de la evaluación hidrológica, determinaron que la masa de agua disponible en la cuenca alcanza los 31 MMC, siendo el volumen de agua requerido de 21 MMC y el volumen de sólidos calculado de 8 MMC para un período de vida útil de 50 años, el embalse se proyectó para contener un volumen igual a 29 MMC, y relacionado este valor con la curva área volumen le corresponde al nivel máximo de operación del embalse, la cota 4 395 ,40 msnm, la que incrementada en 3.0 m por carga de agua para funcionamiento del vertedero más borde libre, hace que la presa alcance la cota de corona 4 398,40 msnm, correspondiéndole a la presa una altura total de 31,40 m
En base a la determinación de la máxima altura de presa, calculada en 31,40 m, necesaria para almacenar la masa de agua que permitirá cubrir la demanda de agua de la mina Quellaveco (700 lt/s), se realizo el análisis económico, obteniéndose el costo de los dos tipos de presa. Observándose que la presa de tierra con membrana de concreto, resulta ser económicamente la más conveniente. El detalle del análisis y
En el análisis de esta ruta se plantearon tres tipos de obra para desarrollo de la conducción, siendo éstas las siguientes :
Sección trapezoidal revestida de concreto y fibra de polipropileno Sección rectangular de concreto armado Sección en tubería
Los criterios seguidos para desarrollo de los anteproyectos de los tipos de presa tienen en cuenta las particularidades para cada tipo de obra. En general, para este nivel de estudio, se plantean todas las obras necesarias para la operación del sistema de regulación, así cada solución incluye el cuerpo de presa, aliviadero de excedencias superficial, obra de toma y las obras de retención y desvío, dejando para la siguiente fase del estudio el análisis más detallados que determinen con mayor precisión las formas de las estructuras.
4.1 Criterios generales para definición de la sección del cuerpo de presa
Las condiciones morfológicas que presente la zona de la boquilla y características de los materiales que conforman la sección de cierre, principalmente desde el punto de vista de permeabilidad y capacidad de sustentación.
De los materiales que existan en las proximidades de la zona de la boquilla, con posibilidades de utilizar en la conformación de los rellenos que den forma a la sección del cuerpo de presa.
El talud del núcleo impermeable en la base, tanto para aguas arriba como para aguas abajo será de 1:1, asegurando un buen empotramiento con la cimentación, procurando un mayor del recorrido del flujo, superando la dimensión de la base a la altura de la carga de agua.
El talud del núcleo impermeable en el cuerpo de presa será de 0.5:1, con ancho de corona 8.0m, asegurando el comportamiento impermeable de la pantalla desde el nivel de la fundación.
Los espaldones a conformarse con gravas arenosas darán estabilidad al cuerpo de presa y permitirán una rápida disipación de la presión de poros debido a su alta permeabilidad, en beneficio de la estabilidad desminuyendo las necesidades de filtros intermedios o zonas de transición para el control de la migración de partículas entre el núcleo y los espaldones.
El talud exterior de los espaldones será aguas abajo de 2.5:1 y aguas arriba 2.75:1, debiendo protegerse estos con la cobertura de material de rip – rap, apoyado sobre el talud de los espaldones, de 0.50 m de espesor.
Los resultados aceptables, obtenidos de realizar la simulación de estabilidad de la máxima altura de presa para condiciones críticas con embalse lleno y vacío, se verifican con los taludes y materiales adoptados.
Para la definición de la altura del borde libre, se considera que el vaso no presenta zonas inestables, disminuyendo las posibilidades de deslizamientos como causa de generación de oleajes, por lo que la determinación del borde libre se obtiene básicamente en función de la ocasionada por el viento.
Se asume una velocidad de viento de 80 km /h en dirección normal al emplazamiento del eje de presa, debido a que no se dispone de mediciones en la zona. El fetch obtenido es aproximadamente de 1. km, sobre el que actuará la velocidad del viento. Para fines de determinación de la altura de la ola se emplearon las siguientes expresiones teóricas.
US ARM y Coastal Enginners Research Center.
g x h/V2=0.283tg h (0.025(gfe/V^2 )0.42)
Donde: tgh = tangente hiperbólica. Fe = fetch efectivo. V = velocidad del viento. g = Aceleración de la gravedad. h = altura de la ola.
Stevenson.
h = 0.76 + 0.34(Fe)0.5^ – 0.26(Fe) 0.
Iribarren
h = 1.20(Fe)0.
Para el diseño, se adopta el borde libre con factor de seguridad 1. veces la altura de la ola calculada.
La determinación del ancho de la corona se obtuvo, con la aplicación de las siguientes expresiones teóricas, considerando una altura máxima de presa de 31.40 m,
Bureau of Reclamation.
B = (H/5) + 10
Formula Italiana.
