Almacenamiento Por Diques de Tierra

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ALMACENAMIENTO DE AGUA MEDIANTE DIQUES O PRESAS DE TIERRA

DR.ING. WALTER MORALES UCHOFEN-DOCENTE DE HIDROLOGA EPIC UNPRG 1

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y

DE ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

ALMACENAMIENTO DE AGUA MEDIANTE DIQUE O PRESAS

DE TIERRA

CURSO :

HIDROLOGA

DOCENTE :

DR. Ing. WALTER MORALES UCHOFEN

ALUMNO :

GONZALES SANTA CRUZ EDUAR MICHAEL

CODIGO :

111928-B

LAMBAYEQUE MARZO DEL 2015



MARCO TERICO

PRESA DE TIERRA

PREGUNTA BASICA: Qu es una presa?

Las presas son estructuras hidrulicas de contencin que permiten conseguir niveles de

inundacin previstos y el embalsamiento de las aguas.

Presa de tierra:

Una presa puede denominarse de relleno de

tierra si los suelos compactados representan

ms del 50% del volumen colocado de

material. En general, las presas de tierra

utilizan materiales naturales con un mnimo de

elaboracin o proceso y pueden construirse

con el equipo primitivo en condiciones donde

cualquier otro material de construccin sera

impracticable. Las primeras presas que se

conocen a lo largo de la historia del hombre

son de tierra.

Una presa de relleno de tierra se construye principalmente con suelos seleccionados cuidadosamente para la ingeniera, de compactacin uniforme e intensiva en capas ms o menos delgadas y con un contenido de humedad controlado.

Las presas de tierra no son competitivas en costo con las de mampostera en todos los tamaos.

Al contrario que en las altas presas de arco y de gravedad que necesitan una cimentacin en roca sana, las presas de tierra se adaptan rpidamente a las cimentaciones en el terreno natural. Este tipo de presas es una seleccin lgica para muchos sitios donde las condiciones de la cimentacin haran poco satisfactorias las presas de concreto.

OBJETIVOS:

Almacenar grandes cantidades de agua para diferentes propsitos:

Riego

Abastecimiento poblacional

Generacin de energa hidroelctrica

Control de inundaciones

Para recreacin, pesca, actividades deportivas.

Ilustracin 1: presa de tierra multifuncional



PARTES COMPONENTES DE UNA PRESA DE TIERRA DE TIERRA:

TIPOLOGIA DE PRESAS DE TIERRA:

PRESAS HOMOGENEAS: son construidas casi exclusivamente con suelos compactados, tienen

por lo menos una proteccin contra el oleaje en el talud de arriba.

PRESAS HETEROGENEAS O ZONIFICADAS: el tipo ms comn de seccin de presa de suelos

compactados es aquel que tiene un ncleo central impermeable.

PRESAS DE PANTALLA: el terrapln de estas presas se constituye con material permeable (arena,

grava, o roca) establecindose una pantalla fina de material impermeable que constituye una

barrera que impide el paso del agua.



PRESA DE ESCOLLERA: se utilizan rocas de todos los tamaos de manera de asegurar la

estabilidad y una pantalla impermeable para darle estanqueidad.

PRESAS DE HORMIGN:

Presas de gravedad: se construyen de manera que su propio peso resista las fuerzas que

se ejercen sobre ellas.

Presas de arco de hormign: se realizan en los lugares en los que la relacin del ancho

entre los estribos a la altura no sea grande y donde los estribos sean de roca capaz de

resistir el empuje de los arcos.

Presa de arco gravedad: hasta una altura funcionan a gravedad y a partir de ese punto

funcionan como arco.

Presas de pantallas: pueden ser de directriz recta (pantalla plana) o directriz curva

(bvedas mltiples y cpulas mltiples).

OTRO CRITERIO DE CLASIFICACIN:

Fuente: https://prezi.com/aienwukxz0sk/presas-de-tierra/



Segn la altura de la presa:

Presa pequea: hasta 15 m.

Presa mediana: de 15 a 29 m.

Presa grande: mayor a 30m.

Segn la disposicin en planta de la presa:

Recto

Curvo

Mixto

DISEO Y CONSTRUCCION DE UNA PRESA DE TIERRA

Las presas de tierra se han construido con xito utilizando grava, arena, limo, polvo de roca y

arcilla.

Elementos a disear

- Cimentacin.

- Ancho de corona.

- Zonificacin de materiales.

- Diseo de las capas de materiales.

Suelo a proteger criterio para filtros (opciones de cantidad de finos para el diseo elegido):

- Ms del 85% de finos.

- 40 a 85% de finos.

- 15 a 39% de finos.

- Menos del 15% de finos.

- Algunos criterios de talud usados en el diseo segn la altura de la presa:

ALTURA DE PRESA(m) TALUD AGUAS ARRIBA(H:V) TALUD AGUAS ABAJO(H:V)

5 2 : 1 1.50 : 1

5 a 10 2.50 : 1 2.00 : 1

12 a 15 2.75 : 1 2.50 : 1

20 a 30 3.00 : 1 2.50 : 1

- Taludes recomendados cuando se usa materiales homogneos:

ALTURA DE PRESA (m) TALUD ( H:V)

< A 15 0.50 : 1

DE 15 A 30 0.75 : 1

DE 30 A 45 1.00 : 1

>A 45 1.30 : 1

Fuente: https://prezi.com/aienwukxz0sk/presas-de-tierra/



CONTROL DE FILTRACIONES

Los mtodos para el control y manejo de las filtraciones a travs del terrapln son

- Zonificacin gradual del terrapln de finos a grueso.

- Chimeneas verticales o inclinadas y/o colchones horizontales de subdrenaje.

- Tuberas colectoras de agua abajo del pie de la cortina (no debe haber tuberas dentro

del terrapln).

PROTECCIN CONTRA LA EROSION:

En el diseo general de la presa se prever el diseo y construccin de obras complementarias

que aseguren la estabilidad y durabilidad de la estructura hidrulica principal.

Problemas especiales que presentan las presas de tierra:

Efectos naturales como sismos y avenidas (precipitaciones mximas).

Mal diseo o construccin.

Mala seleccin de los materiales.

Envejecimiento y falta de mantenimiento.

Inestabilidad de cimentacin y empotramientos.

Filtraciones y subpresiones.

Fallas en equipo mecnico (vertedores).

Mal funcionamiento u operacin (del vaso y vertedor).

CONSIDERACIONES GENERALES PARA LA UBICAICON DE LA PRESA:

Consideraciones topogrficas.

Consideraciones geolgicas.

Consideraciones hidrolgicas.

Consideraciones hidrulicas.

Consideraciones estructurales.

Consideraciones generales.

NECESIDAD DE UNA PRESA

Varios casos pueden justificar la construccin de una presa:

El calado suministrado por el rio no es suficiente para la derivacin de las aguas.

En los ros de mucha anchura con relacin a su caudal, el flujo se divide en estiaje

en varios brazos, siendo imposible recoger toda o la mayor parte del agua sin la

construccin de una presa.

E.Razvan(1998) sugiere que la construccin de una presa se requiere cuando el

caudal a ser derivado es mayor que la cuarta parte del caudal mnimo del rio

asociado a una frecuencia dada. En ros caudalosos, de suficiente calado, de

mrgenes fijas y libres de deslizamientos, se puede derivar el agua sin la

construccin de presas (caudal mnimo del rio mayor que cuatro veces la

demanda segn E.Razvan).



VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE UNA PRESA DE TIERRA:

I. VENTAJAS:

Aplicable en distintos tipos de sitio (valles amplios o gargantas estrechas).

Adaptable a un amplio rango de condiciones de fundacin, desde rocas competentes

hasta formaciones de suelos blandos y compresibles o permeables.

Usa materiales de la zona, por ende minimiza la necesidad de importar o transportar

grandes cantidades de materiales.

El diseo es flexible, muchas posibilidades de aprovechar los materiales y las

condiciones.

La construccin es mecanizada y continua.

Los costos unitarios del terrapln suben ms lentamente que los del concreto.

Bien diseada se puede ajustar con seguridad a un apreciable grado de asentamiento-

deformacin.

II. DESVENTAJAS:

Muy vulnerable por sobrevertido.

Hay que garantizar realce para crecidas.

Vertedero suficiente.

Vertedero separado.

Vulnerable a la filtracin y erosin interna en la presa o en la fundacin.

CONCLUSIONES:

Las presas de tierra son las ms comunes de los diferentes tipos de construcciones cuyo

objetivo es el almacenamiento de agua, esto se debe principalmente al tipo de material

del cual se encuentran elaboradas ya que generalmente se encuentran en su estado

natural y a esto se le suma que los requisitos para su elaboracin no requieren de tanta

complejidad como lo son necesarios para otro tipo de construcciones.

Este tipo de obras hidrulicas al ser las ms comunes y segn sus anlisis las ms

rentables en suelos que pueden ser manejados con maquinaria especializada en

compactacin, excavacin y acarreos han hecho que su elaboracin sea ms econmica

desplazando otras construcciones como son los terraplenes, aunque es importante

destacar que las presas de tierra van destinadas a cierto tipo de cantidad de agua ya que

no son igual de resistentes que las mega estructuras las cuales tienen mayor capacidad

de almacenamiento.

Se logr establecer que las presas de tierra no son tan complejas para su elaboracin

debido a su reducido tamao requieren de estructuras complementarias que le sirva de

soporte como en el caso de los vertederos, por lo que es necesario inicialmente tener

en cuenta la capacidad de almacenamiento que tendr la presa, para no incurrir en una

de las falencias de estas construcciones que es no contar con la suficiente capacidad de

almacenamiento y termine daando las estructuras complementarias, aunque los daos

se pueden presentar por otros factores.



CLCULO DE PARMETROS UTILIZADOS EN EL DISEO:

CALCULO DE RESGUARDO O ALTURA LIBRE:

F= longitud mxima en km de la lmina libre de agua prevista

F= 1.631km

Ilustracin: TRAMO LONGITUDINAL DE LA CORONA DEL DIQUE

RESGUARDO NORMAL

Rs=1.50m

RESGUARDO DE SEGURIDAD

0.00

500000.00

1000000.00

1500000.00

2000000.00

2500000.00

3000000.00

3500000.00

4000000.00

4500000.00

5000000.00

0 2 4 6 8 10 12 14

VO

LUM

EN (

m3

)

ALTURA EN m

GRFICA ALTURA vs VOLUMEN



Ru=Ru1+Ru2

CALCULO DE Ru1

FORMULA DE KNAPPEN

2

1 00.752

VRu h

g

DE DONDE

0.5 1/4

0 0.75 0.34 0.26h F F

SEGN GAILLARD. La velocidad de las olas se puede determinar por

01.52 2V h

ENTONCES:

0.5 1/4

0 0.75 0.34 0.26h F F

0.5 1/4

0

0

0.75 0.34(1.631) 0.26(1.631)

0.89

h

h

VELOCIDAD:

1.52 2(0.89)

3.30 /

V

v m s

2

1

1

(3.3)0.75(0.89)

2

1.22

Rug

Ru m

2 3 /100*(15) 0.45

0.45 1.22

1.67

uR

Ru

Ru

RESGUARDO =3.00m

CALCULO DE VOLUMEN:

11

5 7*

12

h hH h

S SV V e



DESCRIPCION AREA (Ha) TIPO

VOLUMEN ACUMULADO(m3) ALTURA(m)

A1 0.111 V1 462.50 1

A2 1.221 V2 6197.50 2

A3 4.359 V3 31482.50 3

A4 9.839 V4 97905.83 4

A5 17.429 V5 227920.83 5

A6 32.812 V6 466306.67 6

A7 71.771 V7 1369586.67 7

A8 52.386 V8 1593695.00 8

A9 67.357 V9 2179934.17 9

A10 77.369 V10 2895220.83 10

A11 88.192 V11 3714006.67 11

A12 96.406 V12 4630151.67 12

VOLUMEN TOTAL 4630151.67 m3

LINKOGRAFA:

https://prezi.com/aienwukxz0sk/presas-de-tierra/

http://www.fceia.unr.edu.ar/geologiaygeotecnia/Presas%20de%20tierra.pdf

Ilustracin 2: SECCION TRANVERSAL DEL DIQUE DE TIERRA,

Fuente: INFORMACION PROPORCIONADA EN CLASE POR EL DOCENTE
https://prezi.com/aienwukxz0sk/presas-de-tierra/http://www.fceia.unr.edu.ar/geologiaygeotecnia/Presas%20de%20tierra.pdf



ANEXOS

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