ALMACENAMIENTOS

La falta de agua es la principal causa de inseguridad alimentaria y pobreza entre las personas ms pobres del mundo. Pero para muchos, el problema no es la escasez, sino la incapacidad para manejar la variabilidad de las precipitaciones.Se espera que el cambio climtico aumente la variabilidad de las precipitaciones en muchos lugares, incluso en aquellos donde se prev un incremento del total de sus precipitaciones. En consecuencia, el manejo del agua se volver ms difcil, muchos agricultores pobres tendrn menos seguridad hdrica y sern cada vez ms vulnerables.

En tales circunstancias, incluso pequeas cantidades de agua almacenada pueden apoyar los cultivos o la ganadera durante los periodos secos, incrementando significativamente la productividad agrcola y econmica y mejorando el bienestar de la poblacin. El almacenamiento de agua cumple un importante papel en la reduccin de la pobreza, el desarrollo sostenible y la adaptacin al cambio climtico.Pero las soluciones para el almacenamiento de agua deben responder a los objetivos. La planificacin de los recursos hdricos con frecuencia est centrada en grandes represas: aproximadamente el 40 por ciento de las 50.000 represas ms grandes del mundo se usan para irrigacin. Pero si bien muchas contribuyen significativamente al desarrollo econmico, otras incurren tambin en significativos costos sociales y medioambientales y afectan adversamente a la gente pobre.

OBRAS DE EMBALSES I.-INTRODUCCIN

Los embalses de agua se proyectan y construyen con fines de almacenar grandes volmenes de este valioso recurso hdrico en pocas estacionales de lluvias, en las que el consumo de agua es inferior a la disponibilidad, para posteriormente emplear estos volmenes almacenados en pocas de estiaje. En el Per los embalses de agua se construyen y emplean esencialmente para los siguientes casos:- Riego de terrenos con fines agrcolas

- Afianzamiento hdrico de centrales hidroelctricas

- Uso en agua potable

- USO Mixto

Dado el enorme valor que tiene el recurso hdrico almacenado, el manejo de las aguas debe poder ser adecuadamente controlado, por tal razn en el proyecto de un embalse de agua deben incluirse estructuras que permitan lo siguiente:1. Efectuar una descarga de agua de servicio2. Descargar los slidos sedimentados que se acumulen en el fondo del embalse.3. Descargar los volmenes de agua que excedan la capacidad de almacenamientoLas dos primeras funciones indicadas se logran mediante conductos de descarga independientes o uno solo que cumpla ambas funciones y que requieran una operacin controlada.

La tercera funcin se logra mediante estructuras de alivio (aliviaderos) por rebose con su correspondiente conducto de descarga, que no requieren control.

El control de las estructuras de descarga slo se puede lograr mediante equipos hidromecnicos, los que a su vez requieren para su funcionamiento de algunos servicios auxiliares. Aunque del monto total para la construccin de una presa, la parte correspondiente al equipamiento hidromecnico rara vez supera el 10%, la importancia de este equipamiento para lograr un control y manejo adecuado de las aguas embalsadas es crucial.

A continuacin presentaremos una breve descripcin del equipamiento hidromecnico y auxiliar ms empleado en la construccin de presas de tierra, as como algunos criterios para su seleccin.II. DEFINICION.Se denomina embalse a la acumulacin de agua producida por una obstruccin en el lecho de un ro o arroyo que cierra parcial o totalmente su cauce.La obstruccin del cauce puede ocurrir por causas naturales como, por ejemplo, el derrumbe de una ladera en un tramo estrecho del ro o arroyo, la acumulacin de placas de hielo o las construcciones hechas por los castores, y por obras construidas por el hombre para tal fin, como son las presas.

III. TIPOS DE EMBALSES: Embalses por causas naturales Embalses artificiales.

A. EMBALSES POR CAUSAS NATURALES

Derrumbe de laderas.En este caso se trata, de embalses totalmente incontrolados, que generalmente tienen una vida corta, das, semanas o hasta meses. Al llenarse el embalse con los aportes del ro o arroyo, se provocan filtraciones a travs de la masa de tierra no compactada, y vertimientos por el punto ms bajo de la corona, que llevan a la ruptura ms o menos rpida y abrupta de la presa, pudiendo causar grandes daos a las poblaciones y reas cultivadas situadas aguas abajo. Acumulacin de hieloLa acumulacin de hielo (embancaduras) en los grandes ros situados en zonas fras se produce generalmente en puntos en los cuales el cauce presenta algn estrechamiento, ya sea natural, como la presencia de rocas, o artificial, como los pilares de un puente.Situaciones de este tipo pueden darse, por ejemplo, en el ro Danubio. Para prevenir los daos que esto puede causar los servicios de prevencin utilizan barcos especiales denominados rompehielos.

Presas construidas por castoresLas presas construidas por castores se dan en pequeos arroyos, generalmente en reas poco habitadas y, por lo tanto, los eventuales daos causados por su ruptura son generalmente limitados.B. EMBALSES ARTIFICIALES. Los embalses generados al construir una presa pueden tener la finalidad de: regular el caudal de un ro o arroyo, almacenando el agua de los perodos hmedos para utilizarlos durante los perodos ms secos para el riego, para el abastecimiento de agua potable, para la generacin de energa elctrica, para permitir la navegacin o para diluir poluentes. Cuando un embalse tiene ms de un fin, se le llama de usos mltiples; contener los caudales extremos de las avenidas o crecidas. Laminacin de avenidas; crear una diferencia de nivel para generar energa elctrica, mediante una central hidroelctrica; crear espacios para esparcimiento y deportes acuticos.III. CARACTERISTICAS DE LOS EMBALSES.Las caractersticas fsicas principales de un embalse son las curvas cota-volumen, la curva cota-superficie inundada y el caudal regularizado.Dependiendo de las caractersticas del valle, si este es amplio y abierto, las reas inundables pueden ocupar zonas densamente pobladas, o reas frtiles para la agricultura. En estos casos, antes de construir la presa debe evaluarse muy objetivamente las ventajas e inconvenientes, mediante un Estudio de impacto ambiental, cosa que no siempre se ha hecho en el pasado.En otros casos, especialmente en zonas altas y abruptas, el embalse ocupa tierras deshabitadas, en cuyo caso los impactos ambientales son limitados o inexistentes.El caudal regularizado es quizs la caracterstica ms importante de los embalses destinados, justamente, a regularizar, a lo largo del da, del ao o periodos plurianuales o quizs pasen siglos antes de q este sea deshabilitado por la mano humana, el caudal que puede ser retirado en forma continua para el uso para el cual se ha construido el embalse.

Niveles caractersticos de los embalses de los caudalesEl nivel del agua en un embalse es siempre mayor que el nivel original del ro. Desde el punto de vista de la operacin de los embalses, se definen una serie de niveles. Los principales son (en orden creciente): Nivel mnimo minimorum: es el nivel mnimo que puede alcanzar el embalse; coincide con el nivel mnimo de la toma situada en la menor cota. Nivel mnimo operacional: es el nivel por debajo del cual las estructuras asociadas al embalse y la presa no operan u operan en forma inadecuada. Nivel medio. Es el nivel que tiene el 50% de permanencia en el lapso del ciclo de compensacin del embalse, que puede ser de un da, para los pequeos embalses, hasta perodos plurianuales para los grandes embalses. El perodo ms frecuente es de un ao. Nivel mximo operacional: al llegarse a este nivel se comienza a verter agua con el objetivo de mantener el nivel pero sin causar daos aguas abajo. Nivel del vertedero. Si la presa dispone de un solo vertedero libre, el nivel de la solera coincide con el nivel mximo operacional. Si el vertedero est equipado con compuertas, el nivel de la solera es inferior al mximo operacional. Nivel mximo normal: al llegarse a este nivel la operacin cambia de objetivo y la prioridad es garantizar la seguridad de la presa. En esta fase pueden ocurrir daos aguas abajo; sin embargo, se intentar minimizar los mismos. Nivel mximo maximorum: en este nivel ya la prioridad absoluta es la seguridad de la presa, dado que una ruptura sera catastrfica aguas abajo. Se mantiene el nivel a toda costa; el caudal descargado es igual al caudal que entra en el embalse.Volmenes caractersticos de un embalseLos volmenes caractersticos de los embalses estn asociados a los niveles; de esta forma se tiene: Volumen muerto, definido como el volumen almacenado hasta alcanzar el nivel mnimo minimorum. Volumen til, el comprendido entre el nivel mnimo minimorum y el nivel mximo operacional. Volumen de laminacin, es el volumen comprendido entre el nivel mximo operacional y el nivel mximo normal. Este volumen, como su nombre lo dice, se utiliza para reducir el caudal vertido en las avenidas, para limitar los daos aguas abajo.Caudales caractersticos de un embalse Caudal firme. Es el caudal mximo que se puede retirar del embalse en un perodo crtico. Si el embalse ha sido dimensionado para compensar los caudales a lo largo de un ao hidrolgico, generalmente se considera como perodo crtico al ao hidrolgico en el cual se ha registrado el volumen aportado mnimo. Sin embargo, existen otras definiciones para el perodo crtico tambin aceptadas, como, por ejemplo, el volumen anual de aporte hdrico superado en el 75% de los aos, que es una condicin menos crtica que la anterior. Caudal regularizado. Es el caudal que se puede retirar del embalse durante todo el ao hidrolgico, asociado a una probabilidad.

IV .ESTRUCTURAS QUE CONFORMAN LOS EMBALSESTodo embalse consta de las siguientes estructuras bsicas: la presa, el aliviadero y las obras de toma.La presa, dique o represa, es laestructurade retencin de las aguas y resiste un empuje. Debe ser por lo tanto, impermeable y estable, conjuntamente con su fundacin y sus estribos.El aliviadero o estructura de alivio o descarga de los excedentes que llegan al embalse, los cuales no se desean almacenar. Sus caractersticas ms importante es la de evacuar con facilidad las mximas crecientes que llegan al vaso dealmacenamiento. Su insuficiencia provoca el desborde del agua por encima de la cresta de la presa y el posible colapso de esta estructura si se trata de una presa de tierra o enrocado.Las obras de toma son un conjunto de estructuras formado por una estructura de entrada o toma, un tnel o conducto a travs de un estribo o de la presa y una estructura de salida. Este conjunto permite tomar las aguas del embalse y pasarlas al canal principal. Debe tener suficiente capacidad para descargar las aguas abastecer a la zona de riego con el gasto necesario, de acuerdo a los requerimientos de lossuelospara niveles mnimos del embalse.

Capacidad de un embalse:La capacidad de un embalse se mide por elvolumende agua contenido en su vaso de almacenamiento para una altura dada de la presa y de su aliviadero. Para calcular la capacidad se utilizan los planos levantados del vaso de almacenamiento. Para ello, una vez que hayamos fijado el sitio de la presa y la cota del fondo del ro, comenzamos por medir con elplanmetro las reas abarcadas por cada una de las curvas de nivel. Luego, si calculamos la semisuma de las reas entre curvas y las multiplicamos por el intervalo entre las mismas obtenemos el volumen almacenado entre curvas o volumen parcial. Si se acumulan luego los volmenes parciales, se obtienen el volumen almacenado por cada cota o altura sobre el fondo del ro.Todos estos cmputos se anotan en un cuadro similar al que semuestraa continuacin:

Curvas de reas y capacidades:Con losdatosdel cuadro dibujamos las curvas de capacidades y de reas, las cuales nos permitirn conocer grficamente los volmenes capaces de ser almacenados en el sitio y las reas que sern inundadas para cualquier altura de la presa. Estas curvas nos permiten seleccionar entre varias alternativas, aquellas que presentan mayores capacidades para la misma altura de la presa.Para dibujar estas curvas se elige unsistemade coordenadas rectangulares y sobre el eje de las abscisas, aescaladeterminada, se dibujan los volmenes, a escala determinada, se dibujan los volmenes; en las ordenadas a partir de la cota de fondo del ro las alturas o cotas, o ambas. Se dibuja tambin las reas inundadas, usando sentido contrario a la curva de volmenes para evitar confusiones al usar el grfico.Los cmputos de los volmenes, de las reas y eldibujode las curvas deben hacerse lo ms preciso posible y muy cuidadosamente. Si se cometen errores al calcularlas o dibujarlas, stos se reflejarn en las dimensiones de todas las estructuras que integrarn el futuro embalse.Las capacidades de los vasos de almacenamiento, se expresan en metros cbicos (m), hectmetros cbicos (Hm), equivale tambin esta medida a (106m), o en hectreas-metro (Ha.m), equivalente a 10.000 m.

V. EFECTOS DE UN EMBALSE.Los embalses tienen un importante influjo en el entorno; algunos de sus efectos pueden ser considerados positivos y otros pueden ser considerados negativos. GeneralesLos embalses de grandes dimensiones agregan un peso muy importante al suelo de la zona, adems de incrementar las infiltraciones. Estos dos factores juntos pueden provocar lo que se conoce como sesmos inducidos. Son frecuentes durante los primeros aos despus del llenado del embalse. Si bien estos sesmos inducidos son molestos, muy rara vez alcanzan intensidades que puedan causar daos serios a la poblacin. Aguas arribaAguas arriba de un embalse, el nivel fretico de los terrenos vecinos se puede modificar fuertemente, pudiendo traer consecuencias en la vegetacin circunlacustre. Aguas abajoLos efectos de un embalse aguas abajo son de varios tipos; se pueden mencionar: Aumento de la capacidad de erosionar el lecho del ro. Disminucin de los caudales medios vertidos y, consecuente, facilidad para que actividades entrpicas ocupen parte del lecho mayor del ro. Disminucin del aporte de sedimentos a las costas, incidiendo en la erosin de las playas y deltas.

V. USOS DE LOS EMBALSES.Bsicamente un embalse creado por una presa, que interrumpe el cauce natural de un ro, pone a disposicin del operador del embalse un volumen de almacenamiento potencial que puede ser utilizado para mltiples fines, algunos de ellos complementarios y otros conflictivos entre s, pone a disposicin del operador del embalse tambin un potencial energtico derivado de la elevacin del nivel del agua.

En Riego; usos domsticos e industriales, obtenindose como beneficio; Incremento de laproduccinagropecuaria. Suministro de agua para uso de las poblaciones y de lasindustrias. En control de inundaciones; Prevencin de daos causados por desbordamiento durante la creciente, en defensa de las poblaciones y reas cultivadas o industriales. Generacin de Energa;protecciny suministro de energa para usos domsticos e industriales. Navegacin; facilidades detransportepor va fluvial, permitiendo la navegacin entre poblaciones. Control de sedimentos; pequeos embalses para control de sedimentos a otros embalses o a corrientes de agua. Control deerosin. Recreacin;aumentode bienestar de lapoblacin. Mejoramiento de la piscicultura para usos industriales. Mejoramiento de laecologavegetal y animal.