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1. GENERALIDADES 1.0 Pluviosidad El origen del agua dulce es la lluvia, y ésta varía con la situación geográfica y el clima. Lageografia y el clima influyen en la cantidad de lluvia y en la estación en que cae. Como resultado de la geografía y el clima, la pluviosidad en un lugar determinado puede concentrarse durante unos pocos meses o bien durar todo el año. En las regiones tropicales, como la sabana africana y las zonas de monzón asiáticas, la pluviosidad generalmente se concentra en una estación. En las regiones ecuatoriales, como los bosques higrófitos de Africa, el Extremo Oriente, Asia y Sudamérica, la precipitación se distribuye más uniformemente a lo largo del año, con una o dos estaciones de lluvias especialmente intensas. 1.1 Infiltración y escurrimiento del agua de lluvia

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1. GENERALIDADES

1.0 Pluviosidad

El origen del agua dulce es la lluvia, y ésta varía con la situación geográfica y el clima. Lageografia y el clima influyen en la cantidad de lluvia y en la estación en que cae. Como resultado de la geografía y el clima, la pluviosidad en un lugar determinado puede concentrarse durante unos pocos meses o bien durar todo el año.En las regiones tropicales, como la sabana africana y las zonas de monzón asiáticas, la pluviosidad generalmente se concentra en una estación.

En las regiones ecuatoriales, como los bosques higrófitos de Africa, el Extremo Oriente, Asia y Sudamérica, la precipitación se distribuye más uniformemente a lo largo del año, con una o dos estaciones de lluvias especialmente intensas.

1.1 Infiltración y escurrimiento del agua de lluvia

Cuando llueve, el agua que Ilega a la superficie del suelo se infiltra en éste o se escurre por su superficie. Parte del agua que se infiltra en el suelo la absorben las capas superiores, y parte lo atraviesa y Ilega a las capas más profundas. La parte del agua que no se

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puede filtrar se escurre a lo largo de la superficie del suelo.

El grado de penetración o escurrimiento del agua dependerá de la permeabilidad de la superficie del suelo, la presencia de vegetación y la topografía local.

Permeabilidad de la superficie del suelo

Cuanto más permeable es el suelo más fácilmente se infiltra el agua. En algunos casos la superficie puede ser completamente impermeable (por ejemplo, cuando es rocosa) y la lluvia no sólo no se filtra, sino que se escurrirá.

Intensidad de la pluviosidad

Si la lluvia es poco intensa, habrá menos escurrimiento y más infiltración.Si la lluvia es más intensa, habrá más escurrimiento y menos infiltración

Si la lluvia es inferior a la que el suelo puede absorber, se filtrará toda y no habrá escurrimiento.

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Presencia de vegetación

La presencia de vegetación durante una pluviosidad intensa puede influir mucho en la infiltración del agua. Las ramas y las hojas de los árboles contribuyen a reducir la intensidad de la precipitación o la velocidad del agua según cae y permitir una mayor infiltración en el suelo. Cuanto más vegetación haya, menor será el escurrimiento.

Topografía local

Cuando el agua cae en una superficie plana en la que el suelo no permitirá que se filtre toda inmedíatamente, se formarán charcos. Con el tiempo, parte del agua de los charcos se infiltrará lentamente. El agua que no se filtre se evaporará.

Cuando la lluvia cae en un terreno pendiente y no se filtra inmedíatamente, se escurrirá siguiendo la pendiente para formar pequeños arroyos en los valles.

1.2 ¿Qué sucede con el agua que se infiltra en el suelo?El agua que se infiltra en el suelo puede ser absorbida en cantidades limitadas por éste, según su espesor y composición. Cuanto más arcilla contenga, más agua retendrá, pero la arcilla no absorbe el agua rápidamente.

Recuerde: el agua penetra lentamente en los suelos arcillosos, pero éstos pueden retener más que los arenosos. El agua penetra rápidamente en los suelos arenosos, pero éstos retienen menos que los arcillosos.

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Parte del agua que ha sido absorbida por el suelo la usarán las plantas y parte se evaporará en la superficie del suelo. La que no ha sido absorbida por el suelo penetra en el subsuelo. La velocidad y profundidad a que lo hace dependen de la composición, estructura y capas del subsuelo y de la estructura de las formaciones rocosas debajo. Por tanto, y según lo anterior, la profundidad a que se encuentra el agua en el suelo variará de unos pocos centímetros a muchos metros.

Cuando las formaciones rocosas debajo del subsuelo son porosas, el agua puede penetrar a grandes profundidades, haciendo difícil Ilegar hasta ella.

Cuando las formaciones de rocas debajo del subsuelo son impermeables, el agua no puede penetrar a gran profundidad, se acumulará encima de las rocas y será más fácil Ilegar a ella.

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El agua subsuperficial que no ha sido absorbida por el suelo se Ilama agua subterránea. El nivel al que se encuentra el agua subterránea en el suelo se Ilama capa freática. Cuando la capa freática es lo bastante alta para salir por la superficie en lugares bajos, se forma un pantano, un lago o un arroyo (véase la Sección 1.5).

1.3 Los manantiales y los pozos son fuentes de agua infiltradaCuando el agua que se encuentra encima de una capa de roca impermeable (véase supra) entra en una capa permeable como de arena o grava, comenzará a infiltrarse en esta capa. Tal capa portadora de agua se Ilama un acuífero. Si el acuífero llega a la superficie del suelo, el agua que acarrea surgirá de éste. Esto se denomina un manantial.

El período durante el cual el agua fluye de un manantial puede variar, porque aquélla puede moverse por un acuífero bastante rápidamente o puede tardar más tiempo, según la topografía.

La cantidad e intervalo del caudal de un manantial también dependerá de la lluvia, cómo se distribuye ésta a lo largo del año, y las dimensiones de la zona que alimenta el manantial de agua de lluvia.

Cuando un acuífero está próximo a la superficie del suelo, pero no lo atraviesa, puede ser posible llegar al agua excavando un agujero, que se Ilama pozo.

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Cuando un acuífero está lejos de la superficie del suelo y no basta una excavación, se puede alcanzar el agua medíante una perforación.

Cuando un acuífero queda atrapado entre dos capas impermeables que debido a la topografía forman una pendiente en el suelo, el agua que acarrea descenderá y quedará sometida a presión. Cuanto más descienda el agua atrapada, mayor será la presión que se cree.

Si la capa impermeable superior está fracturada, el agua a presión es forzada hacia arriba. Si la presión es lo bastante grande para fracturar la superficie, el agua saldrá del suelo. Esto se Ilama un manantial artesiano. Si la presión no es lo bastante grande y el agua permanece debajo de la superficie, es posible Ilegar a ella excavando o perforando un agujero. Esto se Ilama un pozoartesiano.

1.4 ¿Qué ocurre con el agua de escurrimiento?

Cuando el suelo está en pendiente, el agua se escurre a lo largo de la superficie y Ilega a los lugares adyacentes bajos. El exceso de agua subterránea en el suelo también tiende a dirigirse hacia los lugares bajos. Si el nivel del agua subterránea es lo bastante alto, el escurrimiento se quedara encima del suelo. Este es un

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ejemplo del nivel freático que sube por encima de la superficie del suelo.

1.5 Pantanos, lagos y arroyos son fuentes de agua de escorrentíaCuando el agua se queda encima de la superficie en lugares bajos con escurrimiento natural escaso o nulo, y con poca o ninguna pendiente natural en la tierra, se forma un pantano o un lago.

Cuando el agua se queda encima de la superficie en lugares bajos con un buen desagüe natural y un suelo en pendiente, se forma un arroyo.

El efecto de la infiltración de agua subterránea en masas de agua superficial es gradua y dificil de observar.

El efecto del escurrimiento del agua de la superficie en másas de agua de superficie es más fácil de observar. Inmedíatamente después de una tormenta, por ejemplo, el nivel del agua de pantanos, lagos y arroyos puede incrementar rápidamente como resultado del escurrimiento.

1.6 Cuencas de captación y redes de arroyos

Los arroyos los alimentan la infiltración de agua subterránea y el escurrimiento del agua de la superficie de zonas adyacentes que forman pendiente hacia el canal del arroyo. La superficie total de tierra que alimenta un arroyo se denomina cuenca

El límite de una cuenca colectora lo definen las lomas de las colinas más altas entre los valles de los arroyos. La lluvia que cae en un lado de una loma se escurrirá hacia un valle y la que caiga en el otro lado lo hará hacia el valle siguiente.

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colectora o de captación de ese arroyo.

Según los arroyos van fluyendo, pueden unirse con otros procedentes de otros valles y formar una red de arroyos. El tamaño de los arroyos aumenta según lo hacen las redes de arroyos y pueden transformarse en grandes arroyos Ilamados ríos.

El agua de que se dispone en un lugar cualquiera de una red de arroyos,es el total que suministran todas las cuencas colectoras aguas arribade ese lugar. Al seleccionar un lugar para recoger agua, por ejemplo construyendo una presa, una distancia muy corta aguas arriba o abajo en la red de arroyos puede tener un gran efecto en la cantidad de agua disponible.

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Ejemplo

Usted dispone de una red de arroyos formada por seis cuencas colectoras, 1 a 6.En el punto A el agua la suministran las cuencas colectoras 3, 4 y 5.En el punto B, que está a muy poca distancia aguas arriba del punto A, el agua sólo la suministra la cuenca colectora 4. .

1.7 Necesidades de agua para un estanque piscícola

Para un estanque piscícola, se necesitará una cantidad inicial de agua para Ilenarlo. Esta cantidad debe ser igual al volumen requerido del estanque.

 Cuando se haya Ilenado el estanque, se perderá una cierta cantidad de agua por infiltración en el suelo, a través del fondo y orillas del estanque y por el sistema de desagüe. El agua que se pierde de esta manera se Ilama infiltración.

La cantidad total de agua necesaria para la piscicultura puede determinarse sumando lo siguiente:

el volumen del estanque al comienzo del período de crecimiento de los peces;

las pérdidas por infiltración durante el período de crecimiento;

las pérdidas por evaporación durante el período de crecimiento.

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1.8 Suministro de agua   de un estanque piscícola

Necesitará un suministro de agua suficiente para Ilenar el estanque de las dimensiones que desea construir, tenerlo Ileno durante un período de tiempo razonable, compensar las pérdidas por infiltración y evaporación mientras crecen los peces, y poder emplear su estanque continuamente durante todo el año.

La capa freática como proveedora de agua

Lo mejor es evitar el empleo del nivel natural del agua en el suelo para Ilenar su estanque. Según el lugar donde esté, la capa freática tiende a fluctuar mucho de estación en estación, lo que hará dificil regular el nivel en su estanque, manejarlo y recolectar los peces.En la estación seca, cuando el nivel de la capa freática es bajo, es posible que quede por debajo del fondo del estanque y usted se quedará sin agua para Ilenarlo y compensar las pérdidas por infiltración y evaporación.

En la estación húmeda, cuando el nivel de la capa freática es alto, nopodrá vaciar el agua del estanque, por ejemplo, cuando está recolectando los peces.

Otras fuentes de abastecimiento de agua: manantiales, arroyos y ríosLe conviene construir el estanque muy por encima de las fluctuaciones estacionales de la capa freática (cuando sea posible) y emplear una fuente de agua para su estanque que no sea la de la capa freática.

Si construye su estanque encima de la capa freática, tendrá que obtener agua de una fuente más alta que el

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estanque. Según las fuentes de agua de que se disponga, puede decidir entre un manantial, un arroyo o un río.

Después que haya elegido la fuente de agua, tendrá que estimar de cuánta dispone de esa fuente en diversos momentos del año. Tendrá que medir el caudal de agua.

Medida del caudal de agua

Empleando el método que se indica en la Sección 3.1, se puede determinar aproximadamente el caudal de agua en diversos momentos del año. Si ve que la cantidad de agua disponible parece ser mayor que las necesidades del estanque que quiere construir, no hacen falta otras medidas del agua.

Si observa que la cantidad de agua disponible parece ser muy próxima a las necesidades del estanque que quiere construir, le conviene tomar medidas más exactas. Emplee un método más exacto (véanse las Secciones 3.2 a 3.6), para medir el caudal de agua en diversos momentos del año. Tiene que estar seguro de que existe agua suficiente para Ilenar su estanque y tenerlo Ileno continuamente durante todo el año.

Si las variaciones del caudal de agua de su fuente son tan grandes durante todo el año que es difícil determinar exactamente el suministro disponible, puede Ilevar un registro anual.

Empleando uno de los métodos más exactos   mida el caudal de agua por lo menos una vez al mes durante un año. Mida el caudal el mismo día de cada mes y siempre en el mismo lugar del manantial, arroyo o río. Tome nota con cuidado de todas sus medidas. Con esta serie de medidas podrá organizar mejor sus actividades piscícolas.

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Cuándo hay que construir un embalse

Si después de medir cuidadosamente el caudal de agua observa que en ciertos momentos del año no hay suficiente para satisfacer sus necesidades, pero que durante todo el año el caudal total basta para suministrar su estanque, puede construir un embalse.

Con un embalse podrá almacenar agua cuando disponga de ella y emplearla cuando la necesite durante las estaciones secas. La Parte 4 de este manual contiene información sobre elalmacenamiento de agua en un embalse, selección de un lugar para hacerlo   y estimación del volumen de agua que tiene,Nota: es posible que la fuente de agua existente no abastezca la suficiente para utilizar el estanque durante todo el año. Durante la epoca en que su suministro de agua no le permita practicar la piscicultura, puede utilizar el fondo del estanque para obtener cultivos

de plantas.

2. ESTIMACIONES DE LAS NECESIDADES DE AGUA

2.0 Agua para llenar el estanque

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Para determinar cuánta agua cabrá en su estanque cuando esté Ileno tendrá que calcular:

el área de la superficie del estanque ; la profundidad medía del agua en el

estanque; el volumen de agua en el estanque

cuando esté Ileno.

Como calcular el área de la superficie del estanqueSi el estanque es de forma cuadrada o rectangular, multiplique la longitud (en metros, o m) por la anchura (en m) para encontrar el área de la superficie (en metros cuadrados o m2).

Ejemplos

10 m x 10 m = 100 m2 15 m x 10 m = 150 m2 75 m x 25 m = 1875 m2

Si tiene un estanque grande, usted puede convertir el área de la superficiede metros cuadrados a áreas o hectáreas (ha).

100 m2 = 1 área, 10000 m2 = 100 áreas = 1 hectárea (ha)

Ejemplos

150 m2 = 1.50 áreas 780 m2 = 7.80 áreas 2 758 m2 = 27.58 áreas 15 350 m2 = 153.50 áreas = 1.5350 ha

Si el estanque es de forma irregular, pero los lados son generalmente rectos, se puede encontrar el área de la superficie dividiendo el estanque en áreas más pequeñas que pueden calcularse más fácilmente y se suman para obtener el área total de la superficie.

Prepare un plaño del área de la superficie del estanque con la mayor precisión posible en una hoja de papel.

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Divida el plano en cuadrados, rectángulos o triángulos rectos (de 90°).Nota: cuando divida la superficie de un estanque irregular grande, conviene trazar un eje xy a lo largo del plano. Puede emplear el eje como referencia a lo largo del cual puede trazar sus cuadrados, rectángulos o triángulos.

Calcule el área de cada cuadrado, rectángulo o triángulo empleando medidas exactas (en m) de la longitud, anchura, base y altura.

Para encontrar el área de un cuadrado, se multiplica lado por lado;

para encontrar el área de un rectángulo se multiplica la longitud porla anchura;

para encontrar el área de un triángulo recto se multiplica la basepor la altura y se divide por 2.

Después que ha calculado todas las áreas más pequeñas, súmelas para obtener el área total de la superficie.

Si el estanque tiene una forma irregular con un lado curvado, tiene que hacer aproximaciones de la parte curva para encontrar el área de la superficie. Trace una Iínea a través de la parte curva del estanque de manera que la parte exterior de la Iínea sea aproximadamente igual que la interior y calcule después el área o áreas como lo ha hecho anteriormente en está sección.

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Ejemplos

Las partes exteriores y la parte interior del estanque son aproximadamente iguales; suponga que 1 + 2 = 3; a partir de esto puede calcular el área de anchura por la longitud.

Las partes fuera del estanque y la parte dentro de éste son aproximadamente iguales; suponga que 2 + 3 = 4; en ese caso el área total de la superficie es = ADE + FCB + EDCF = 1a + 1b +1c

Cómo calcular la profundidad medía del agua del estanque cuando está vacioSi el estanque no es muy grande, se puede marcar el nivel futuro del agua con cuerdas tendidas a través del estanque y atadas a estacas en AB, CD y EF. Las estacas se colocan en el nivel del agua previsto. Mida la profundidad en varios lugares a lo largo de cada cuerda y caicule la profundidad medía del agua como se indica más adelante.

Si el estanque es grande y es difícil o imposible tender líneas de orilla a orilla, puede calcular la profundidad medía del agua empleando una combinación de cuerdas cuando sea posible, o una cuadrícula como se indica en la página siguiente.

Cómo calcular la profundidad medía del estanque cuando está Ileno

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Si el estanque es pequeño, de forma regular y tiene un fondo de pendiente constante de un extremo al otro, entre en el agua y mida la profundidad en cuatro puntos, 1, 2, 3 y 4 del estanque. Para calcular la profundidad media, calcule el promedio de estas medidas.

Si el estanque es grande, de forma regular y tiene un fondo con una pendiente constante de un extremo al otro, tome más medidas. Entre en el agua y mida la profundidad en nueve o más lugares del estanque.

Si el estanque es grande, de forma irregular y de fondo también irregular, construya una cuadrícula de 5 m x 5 m en su superficie. Entre en el aguay mida la profundidad en cada intersección de la cuadrícula. Haga un promedio de todas las medidas.

Cómo calcular el volumen de agua en el estanqueHa calculado el área de la superficie del estanque según lo indicado en las págs. 20-22 y la profundidad medía del agua según lo indicado en las págs. 23-24. A continuación, empleando las cifras que haya encontrado, puede calcular el volumen del agua multiplicando la superficie en metros cuadrados (m2) por la profundidad medía del agua en metros (m) para obtener el volumen del estanque en metros cúbicos (m3).

AREA DE LA SUPERFICIE x

Ejemplos

Area de la superficie (m2)

Profundidad Medía del agua (m)

Volumen del agua (m3)

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PROFUNDIDAD MEDÍA = VOLUMEN235 x 1.0 = 235450 x 1.2 = 540

2500 x 1.5 = 3750

Nota: 1 metro cúbico (m3) = 1 000 litros (I). Para expresar el volumen del agua (en m3) en litros (I) multiplique por 1 000. Para expresar el volumen del agua (en I) en metros cúbicos (m3) divida por 1 000.

2.1 Pérdidas de agua por infiltración

El agua que se pierde verticalmente a través del fondo del estanque, horizontalmente a través de las paredes por infiltración y por el sistema de desagüe del estanque, se Ilama agua de infiltración.

Si los terraplenes de su estanque están bien construidos y mantenidos y su sistema de desagüe es impermeable, la cantidad de agua perdida por infiltración horizontal será muy pequeña. Sólo tendrá que calcular la infiltración vertical.

La infiltración de agua es mayor en un estanque nuevo cuando se Ilena por primera vez. La estructura del suelo del estanque será todavía buena y se perderá agua.

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Después que el estanque ha estado Ileno durante algún tiempo, el agua tiende a disgregar la estructura del suelo y los poros de éste los cierra la materia orgánica que se acumula en el fondo, con el resultado de que disminuirán la permeabilidad del suelo y las pérdidas por infiltración.

La cantidad de infiltración vertical de agua dependerá de la composición y estructura   del suelo del fondo del estanque. Si el suelo es tosco, como en el caso de los arenosos, será permeable y el agua se perderá por infiltración. Los suelos con una buena estructura permitirán más infiltración que los suelos de mala estructura.

Cómo calcular las pérdidas de agua causadas por la infiltraciónLas cifras que figuran a continuación dan las pérdidas por infiltración   en milímetros al día (mm/día) en suelos de varias clases (en su estado natural) necesarias para calcular las pérdidas por infiltración durante un cierto tiempo.

Suelo de tipo natural Pérd (mm/dfa)

Arena 25.00 - 250Legamo arenoso 13.00 - 76Legamo 8.00 - 20Legamo arcilloso 2.50 - 15Arcilla legamosa 0.25 - 5Arcilla 1.25 - 10

Ejemplo

Su estanque tiene un área de 1 500 m2. El suelo es de légamo. Quiere averiguar la cantidad de agua que se necesita para compensar las pérdidas por infiltración durante seis meses.

Las pérdidas por infiltración en el legamo en un día promedíarán 14 mm (de 8 a 20 mm/día) o 0,014 m/día (infiltración) x 1 500 m2 (área del estanque) = 21 m3/día.Las pérdidas por infiltración en 6 meses (180 días):

180 (días) x 21 m3/día = 3 780 m3.Reducción de las pérdidas de agua por infiltración medíante la pudelación

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Una manera de reducir las pérdidas de agua por infiltración consiste en disgregar la estructura del suelo del fondo del estanque antes de Ilenarlo de agua. Esto se acostumbra hacer en los arrozales de regadío y se denomina pudelación.

En primer lugar, el suelo del estanque se satura con agua. La cantidad de agua que se necesita inicialmente para saturar el fondo (200-300 mm) variará un poco con el tipo de suelo. Supongamos una necesidad uniforme de 300 mm, o 0,3 m.

Cuando el agua ha empapado el suelo del fondo del estanque lo suficiente para poder trabajar, está listo para pudelar, lo que se hace con azadones, el arado o trabajando el suelo de otra manera conveniente.

Cómo calcular el agua que se necesita para el pudelado y las pérdidas de agua por infiltración después de pudelarPara calcular la cantidad de agua necesaria para el pudelado, multiplique el área del estanque (en m2) por 0,3 m.

Ejemplo

Su estanque tiene un área de 1 500 m2. ¿Cuanta agua necesitará para saturar el fondo antes de pudelarlo? Necesitará 0,3 m x 1 500 m2 = 450 m3.

Las cifras que figuran a continuación dan las pérdidas por infiltración en diversas clases de suelo (después de pudelar) necesarias para calcular las pérdidas por infiltración del estanque durante un período de tiempo.

Ejemplo

Usted va a pudelar un estanque con un área de la superficie de 1 500 m2; el fondo es legamoso; necesita

Page 20: Diseño y Calculo de Presa

Tipo de suelo pudelado Pérdidas por infiltración (mm/día)

Légamo arenoso 3-6Légamo 2-3Légamo arcilloso 1-2Arcilla legamosa cerca de 1Arcilla cerca de 1

determinar la cantidad de agua necesaria para compensar las pérdidas por infiltración en los 6 meses siguientes a la pudelación.Las pérdidas por infiltración en el legamo pudelado en un día serán de unos 3 mm o 0,003 m/día (infiltración) x 1 500 m2 (área del estanque) = 4,5 m3/día.Las pérdidas por infiltración durante 6 meses (180 días) 180 (días) x 4,5 m3/día = 810 m 3.

Para calcular la cantidad total de agua necesaria para el pudelado y para compensar las pérdidas por infiltración en los 6 meses siguientes, sume los dos valores.

Ejemplo

Agua necesaria para el pudelado como se ha calculado en el ejemplo de la pág. 28: 450 m3.Pérdidas de agua por infiltración durante 6 meses (el ejemplo anterior): 810 m3.Total de agua necesaria: 450 m3 + 810 m3 = 1 260 m 3.

2.2 Pérdidas de agua por evaporación

El agua que se pierde en la atmósfera desde la superficie del estanque se Ilama evaporación. La cantidad de agua que se pierde por evaporación depende mucho de las condiciones climáticas locales.

Las temperaturas elevadas, la poca humedad, los vientos fuertes y el sol incrementan la evaporación.

Las temperaturas bajas, la humedad alta, la pluviosidad y nubosidad disminuyen la evaporación.

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La evaporación también dependerá del área de la superficie del agua. Cuanto mayor sea el estanque, más agua se evaporare de su superficie.

Velocidades de evaporación

Tendrá que conocer sus velocidades de evaporación locales para calcular la cantidad de agua perdida de la superficie del estanque por evaporación. Las velocidades de evaporación, facilitadas por los observatorios meteorológicos, se encuentran midiendo y registrando las pérdidas de agua por evaporación durante muchos años.

Generalmente la velocidad de evaporación se expresa como la profundidad de agua perdida en milímetros en un período de tiempo, por ejemplo, 2 mm/día, 14 mm/semana o 60 mm/mes.

Velocidades de evaporación por cubetas de Clase A

Uno de los métodos más comunes de encontrar la velocidad de evaporación consiste en medir exactamente todos los días las pérdidas de agua de un recipiente de tamaño normal denominado cubeta de Clase A. Las velocidades de evaporación por las cubetas de Clase A pueden obtenerse en muchos observatorios meteorológicos de todo el mundo.

Al seleccionar un observatorio meteorológico para determinar las velocidades de evaporación, tenga cuidado de que sus condiciones climáticas como sol, vientos y pluviosidad sean parecidas a las que existen en su localidad. Si no está seguro, pregunte a un técnico del observatorio meteorológico.Las velocidades de evaporación de las cubetas de Clase A pueden

Ejemplo

Page 22: Diseño y Calculo de Presa

expresarse en mm/día, mm/semana o mm/mes, durante un período de años y años. Generalmente podrá obtener las velocidades medías de evaporación mensual basadas en las observaciones hechas durante varios años. Si puede conseguir las velocidades medías de evaporación mensual, esto será lo más conveniente para calcular las pérdidas de agua por evaporación.

Nota: el agua se evapora más rápidamente en las cubetas de Clase A que en superficies mayores como las de un estanque. Cuando se usan las velocidades de evaporación de las cubetas de Clase A se tiene que multiplicar por un coeficiente de corrección de 0,75 para aproximarse más a las pérdidas efectivas.

La velocidad de evaporación de la cubeta de Clase A durante el mes de diciembre es de 45 mm. Para encontrar la velocidad de evaporación corregida, multiplicar 45 mm x 0,75 (coeficiente de corrección) = 33,75 mm.

Cómo calcular las pérdidas de agua por evaporación empleando velocidades de evaporación de la cubeta de Clase APara calcular las pérdidas por evaporación multiplique el área de la superficie del agua (en m2) por la velocidad de evaporación corregida (en m) durante el tiempo que utilice su estanque.

Obtenga la velocidad medía de evaporación de la cubeta de Clase A (en mm) para cada mes durante el cual su estanque estará Ileno, de una estación meteorológica apropiada;

las velocidades medías mensuales de evaporación de las cubetas de Clase A necesarias para este ejemplo son las que se indican a continuación:

Mes Velocidad de evaporación

(mm)

Abril 56

Ejemplo

El área de la superficie de agua de su estanque es de 2 500 m2, e intenta cultivar peces desde abril hasta septiembre.

La evaporación total para estos meses es de 56 + 63 + 68 + 75 + 84 + 79 = 425 mm.

La evaporación total corregida es de 425 mm x 0,75 = 318,75 o 319 mm (omita está operación si emplea velocidades de evaporación calculádas por la fórmula Penman).

Page 23: Diseño y Calculo de Presa

Mayo 63

Junio 68

Julio 75

Agosto 84

Septiembre 79

sume las velocidades (en mm) de cada mes y multiplique estasuma por 0,75 (coeficiente de corrección de las velocidades de lacubeta de Clase A) para determinar la evaporación corregida total(en mm) para todos los meses;

divida este total de evaporación corregida (en mm) por 1 000, paraexpresar la evaporación en metros;

multiplique este valor (en m) por el área de la superficie de agua(en m2) para encontrar la pérdida total de agua por evaporación (enm3) en los meses en que emplee su estanque.

La evaporación total corregida expresada en metros es 319 mm H-1 000 = 0,319 m.

La cantidad total de agua que perderá su estanque por evaporación de abril a septiembre es de 2 500 m2 x 0,319 m = 769,5 o 770 m3.

Velocidades de evaporación por la fórmula Penman

Algunos observatorios meteorológicos pueden no registrar las velocidades de evaporación empleando la cubeta de Clase A, y en tal caso usted puede obtener las suyas calculándolas por la fórmula Penman, que se basa en los datos sobre la presión atmosférica, irradiación, horas de sol, humedad, temperatura del aire y velocidad del viento.

Nota: en algunas condiciones, tales como cuando el viento es fuerte, particularmente

Las velocidades de evaporación calculadas por la fórmula Penman son más exactas que las que se obtienen empleando la cubeta de Clase A. Para calcular las pérdidas por evaporación por la fórmula Penman se puede emplear el método que se muestra,   pero como estas velocidades son más exactas, omita la multiplicación de la evaporación total por el coeficiente de corrección de 0,75.

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en climás áridos, la fórmula Penman puede dar velocidades de evaporación demásiado bajas. Si tal es el caso en su localidad, consulte con un técnico del observatorio meteorológico.

2.3 Necesidades totales de agua

Las necesidades totales de agua de un estanque son:

la cantidad de agua necesaria para Ilenar el estanque en un tiempo razonable;

la cantidad de agua necesaria para compensar las pérdidas por infiltración y evaporación durante el período previsto de crecimiento de los peces.

Tamaño del estanque y caudal de agua necesario

Para comenzar a cultivar peces lo antes posible se debe disponer de agua suficiente para Ilenar su estanque en un tiempo razonable. En los casos de estanques de menos de 1 500 m3, ocho días es un período razonable.

Antes de comenzar a construir el estanque le convendrá comparar el número de días que se precisan para Ilenar estanques de diversos tamaños y el caudal de agua necesario. El Cuadro 1 le dará una idea rápida de algunas combinaciones posibles.

CUADRO 1

Días necesarios para llenar estanques de

Ejemplo

Desea construir un estanque de 1 000 m3.

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diversas dimensiones y caudal de agua necesario

Tiempo aproximado de llenado

(dias)

Volumen del

estanque(m3)

Caudal de agua

necesario(l/s)

8

400 0.51000 1.52500 3.5

10000 14.0

4

400 1.01000 3.02500 7.05000 14.0

10000 28.0

2

400 2.01000 6.02500 14.0

10000 56.0

Empleando el Cuadro 1 observará que un estanque de esas dimensiones puede Ilenarse en unos 4 días con un caudal de agua de 3 l/s.

Desea construir un estanque de 2 500 m3. Empleando el Cuadro 1 comprobará que un estanque de esas dimensiones puede llenarse en unos 8 días con un caudal de agua de 3,5 l/s.

Si mide el caudal de agua disponible (véase Sección 3) antes de comenzar a construir su estanque, podrá estimar con más exactitud el número de días necesarios para Ilenarlo. ElCuadro 2 da el volumen de agua por día (en m3) que proveen diversos caudales de agua. Para calcular el número de días necesarios para Ilenar su estanque, divida el volumen de agua del estanque proyectado por este caudal díario.

CUADRO 2

Cantidad de agua que suministran al día diversos caudales

l/s l/min l/h l/day m3/día

1 60 3600 86400 86.42 120 7200 172800 172.83 180 10800 259200 259.24 240 14400 345600 345.65 300 18000 432000 432.0

Ejemplo

El volumen de agua del estanque que usted desea construir se calcula en 1 000 m3 y ha medido el caudal de agua disponible en 3 l/s.

Empleando el Cuadro 2 observará que un caudal de 3 l/s provee de 259,2 m3 de agua al día.

El tiempo necesario para Ilenar su estanque es de 1 000 m3 -H 259,2 m3/día = 3,86 días, digamos 4 días.

Page 26: Diseño y Calculo de Presa

6 360 21600 518400 518.47 420 25200 604800 604.88 480 28800 691200 691.29 540 32400 777600 777.6

10 600 36000 864000 864.014 840 50400 1209600 1209.615 900 54000 1296000 1296.020 1200 72000 1728000 1728.01Z Zx60 Zx3600 Zx86400 Zx86.4

1 En la última línea de este cuadro se ve cómo convertir los valores del caudal de agua (Z) en l/s en l/min, l/h, l/día y m3 /día.

Como comprobación, compare este resultado con el Cuadro 1 y confirmará, leyendo transversalmente desde 4 días, que necesita 3 l/s para Ilenar un estanque de 1 000 m3.

El volumen del estanque y el número posible de estanques dependerán del caudal de agua disponibleLas dimensiones y el número de estanques que pueda construir dependerán del caudal de agua disponible en el momento que intente Ilenarlos. Las secciones de las págs. 34-35 y los Cuadros 1 y 2 le ofrecen diversas maneras de estimar el volumen posible del estanque con diversos caudales de agua.

Ahora tiene que decidir el volumen de cada estanque, el número de estanques   que va a construir y como va a organizar la ampliación futura   de sus actividades piscícolas.

Volumen de cada estanque que se va a construir

Ha medido el caudal de agua y ha comprobado que dispone de 14 l/s:

empleando el Cuadro 1 observará que con 14 l/s puede Ilenar un estanque de 2 500 m3 en 2 días;

con 14 l/s puede Ilenar un estanque de 5 000 m3 en 4 días;

usando los valores del Cuadro 1, observe también que con 14 l/s puede Ilenar un estanque de 10 000 m3 en 8 días.

Page 27: Diseño y Calculo de Presa

Número de estanques que se van a construir

Con el mismo caudal de agua de 14 l/s usted puede decidir construir más estanques más pequeños que los que se indican :

por ejemplo, con 14 l/s puede Ilenar dos estanques de 2500 m3 (= 5 000 m3) en 4 días;

con 14 l/s puede Ilenar 5 estanques de 500 m3 (= 2 500 m3) en 2 días.

Planificación de la expansión futura

Es posible que usted prefiera construir un estanque este año y otro el año próximo:

con 14 l/s puede construir un estanque de 2500 m3 este año y Ilenarlo en 2 días, y ampliar sus actividades el año que viene con 2 estanques de 2 500 m3 que con el caudal de agua disponible puede Ilenar en 4 días.

Nota: cuando tenga varios estanques no necesita Ilenarlos a la vez. Primero Ilene uno y después otro según lo permita el suministro de agua.

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Pérdidas por infiltración y evaporación

Además del agua que necesite inicialmente para Ilenar el estanque, tendrá que añadir más agua regularmente durante la época de crecimiento, para compensar las pérdidas por infiltración y evaporación.

Antes de comenzar a construir un estanque debe estimar cuánta agua necesitará paracompensar las pérdidas por infiltración   y evaporación por hectárea   de superficie del estanque, de modo que el suministro de que disponga sea suficiente durante la temporada más seca. Basándose en esto, puede calcular el área del estanque que puede mantener con este minimo de caudal de agua solamente.

Recuerde: 1 ha = 10 000 m2 1 m3 = 1 000 l 1 day = 86 400 s

Ejemplo

Durante la estación seca, el suministro de agua disponible disminuiráa 4 I/s durante 2 meses.

Usted observa que durante este período las pérdidas por infiltración, dada la clase de suelo de su estanque, son de 7 mm/día (véase la Sección 21).

También observará que las pérdidas por evaporación de la superficie del estanque son de 5 mm/día (véase la Sección 22).

Las pérdidas totales por infiltración y evaporación en este período son de 7 min/día + 5 mm/día = 12 mm/día, que expresado en metros es12 H- 1 000 = 0,012 m/día.

Por tanto, las pérdidas de agua por hectárea de superficie del estanque pueden calcularse en m3/ día como sigue:

0.012 m/día en 1 ha = 0.012 m x 10000 m2 = 120 m3/día/ha

Expresado en l/s/ha =(120 x 1 000 l) ÷ 86 400 o 1.4 l/s/hadel área del estanque.

El área del estanque (en ha) que puede

Page 29: Diseño y Calculo de Presa

mantenerse con un caudal mínimo de agua de 4 l/s puede calcularse como sigue: 4 l/s ÷ 1.4 l/s = 2.8 ha de estanques piscicolas.

Nota: cuando se adiciona agua a un estanque para compensar las pérdidas por infiltración y evaporación, añádase solamente la suficiente para mantener su nivel a una altura normal. Si usted añade demasiada cantidad, la rica agua fertilizada del estanque de que se alimentan los peces se perderá por la descarga. Compruebe regularmente que la descarga es impermeable y no pierde agua.

3. ESTIMACIONES DEL CAUDAL DE AGUA

3.0 Introducción

Existen diversas maneras convenientes de medir la cantidad de agua en un arroyo o canal. El método que se emplee dependerá de varios factores:

la exactitud del resultado que se necesite; la cantidad de agua existente en el arroyo o canal que va a medir; el material que puede usar.

Page 30: Diseño y Calculo de Presa

Comparemos los diversos métodos. El Cuadro 3 le ayudará a comparar los diversos métodos y a seleccionar el que más se ajuste a sus necesidades. Cada uno de ellos se explica e ilustra pienamente en las secciones siguientes.

Nota: para averiguar el tiempo que tardará en Ilenarse o vaciarse un estanque empleando un conducto derecho   o un sifón, véanse las secciones 3.7 y 3.8.

CUADRO 3 Métodos para medir el caudal de agua de arroyos o canales

SecciónMétodo Caudal de agua Exactitud Observaciones Equipo

3.1 *Ràpido y aproximado

PequenoUna

aproximación

Para una estimación ràpida

Ninguno

3.2** Cubo Muy pequeño Muy grande

El mas exacto de todos los métodos

Presa, tubo, cubos, botella de 1 1, reloj

3.3** Flotador

De pequeño a grande

Pequeña a mediana

Mas conveniente para arroyos de agua tranquila

Flotador, estacas, lìnea, vara de medir, reloj

3.4**Flotador y sección transversal

Mediana

Flotador, estacas, línea, vara de medir, hoia de registrar, reloj

3.5**

Mancha de colorarnte y sección transversal

Colorante, estacas, línea vara de medir, hoja de registrar, reloj

3.6***

Presa, triangular

No varia mucho, 114 l/s o menos, o varia mucho de pequeno a grande

Grande Para registrar el caudal durante un perìodo de tiempo

Madera, planchas de metal o làminas acanaladas de tejado; m herramientas para 1 trabajar la madera o el Presa, No varia

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rectangularmucho y es de mas de 1 1 4 l/s metal, pala,

pico, lìnea, nivel, vara de

NOTA: *muy sencillo; ** mas dificil; *** el mas difìcil.

3.1 Estimación rápida aproximada

Este es un método muy sencillo para medir aproximadamente el caudal de agua en arroyos muy pequeños. Para ello no necesita emplear ningún equipo especial.

Eche una hoja en el agua del arroyo cuyo caudal quiere medir.Vaya en la dirección en que flota la hoja al paso normal, unos 30 metros o 35 pasos.

Observe lo que ha avanzado la hoja mientras usted anda y estime el caudal de agua como se indica en los ejemplos.

Ejemplos

La hoja recorre la mitad de la distancia (15 m); el arroyo tiene 20 CMde anchura y 10 cm de profundidad en el centro; arroyo puedesuministrar 2 500 m3 de agua en una semana aproximadamente.

Page 32: Diseño y Calculo de Presa

La hoja recorre la mitad de la distancia (15 m); el arroyo tiene 30 CMde anchura y 15 cm de profundidad en el centro; este arroyo puedesuministrar 10 000 m3 de agua en una semana aproximadamente.

La hoja se mueve tan rápidamente como usted (30 m); el arroyoTiene 30 cm de anchura y 15 cm de profundidad; arroyo suministrará20 000 m3 de agua en una semana aproximadamente.

Si sus necesidades de agua no son mayores que las indicadas en estos ejemplos, no tiene que tornar ninguna otra medida del caudal.

Si sus necesidades de agua son mayores que las dadas en los ejemplos, tiene que emplear uno de los métodos más exactos para medir el caudal de modo que pueda estar seguro de que dispone de agua suficiente.

3.2 Método del cubo

Es un método sencillo para medir caudales muy pequeños de menos de 5 l/s con gran precisión

Se comienza construyendo una presa pequeña de tierra a través del arroyo para detener el agua. Se pueden emplear postes de madera, bambú o ramás de árboles para retener la tierra en su lugar mientras se construye la presa.

Page 33: Diseño y Calculo de Presa

Cuando la presa está a medio construir, se pone un tubo de 5 a 7 cm de diámetro y de 1 a 1,5 m de longitud, que puede ser de bambú.

Termine de construir la presa a través del arroyo para que toda el agua pase por el tubo.

Busque por lo menos dos cubos u otros recipientes similares que empleará para Ilenarlos del agua que pasa por el tubo. También necesitará una botella u otro recipiente pequeño de 1 litro.

Empleando el recipiente de 1 litro, cuente el nùmero de litros que necesita para Ilenar de agua los cubos, a fin de determinar cuànta contiene cada uno.

Ejemplo

Si necesita 10 recipientes de 10 litros de capacidad.

Empleando un cubo tras otro, recoja toda el agua que pasa por el tubo durante un minuto (60 segundos). Cuente el número de cubos que puede Ilenar durante ese tiempo. Calcule el caudal total de agua (en l/s).

Ejemplo

Cada uno de esos cubos es de 10 litros; (llena 9 cubos en 1 minuto; el caudal total de agua en 1 minuto es 10 I x 9 = 90 I; 1 minuto = 60 s; el caudal total de agua en 1 segundo es de 90 I -r- 60 s = 1,5 l/s.

Page 34: Diseño y Calculo de Presa

3.3 Método del flotador

Con este método se miden caudales de pequeños a grandes con mediana exactitud. Conviene emplearlo más en arroyos de agua tranquila y durante períodos de buen tiempo, porque si hay mucho viento y se altera la superficie del agua, el flotador puede no moverse a la velocidad normal.

Preparación de un flotador

Un buen flotador puede ser un trozo de madera o la rama lisa de un árbol de unos 30 cm de longitud y 5 cm de anchura, o una botella pequeña bien cerrada de 10 cm de altura, que contenga suficientes materias (tales como agua, tierra o piedras) para que flote con su parte superior justo encima de la superficie.Dónde medír

Encuentre un tramo de longitud AA a BB a lo largo del arroyo, que sea recto por una distancia de por lo menos 10 m. Trate de encontrar un lugar donde el agua esté tranquila y exenta. de plantas acuáticas, de manera que el flotador se mueva con facilidad y suavidad.

Determine la velocidad media del agua

Pida a un amigo que ponga el flotador en

Ejemplo

Ha determinado que el flotador tarda 15, 21 y 20 segundos en ir de AA a BB: 15

Page 35: Diseño y Calculo de Presa

el centro del arroyo, a unos pocos metros aguas arriba de la línea AA y que lo suelte suavemente en la corriente. Póngase en la línea BB y empleando el reloj mida exactamente el tiempo (en segundos) que tarda el flotador en recorrer la distancia de so AA a BB.

Repita tres veces la operación. Ponga el flotador en el agua y observe cuánto tiempo tarda en recorrer la distancia de AA a BB en tres momentos distintos.

Nota: si una de las tres medidas difiere mucho de las otras dos, tome una cuarta y emplee ésta.

segundos es mucho menos que las otras dos medidas; tome una cuarta medida y empléela en vez de 15.

Ahora puede calcular el tiempo medio que ha tardado el flotador en ir de AA a BB. Sume las tres medidas y divida por tres.

Ejemplo

Los tres tiempos medidos son de 19, 21 y 20 segundos: su suma es de 19 + 21 + 20 = 60 segundos; el tiempo medio para recorrer la distancia de AA a BB es de 60 s ^ 3 = 20 segundos.

Averigue la velocidad de la superficie del agua (en m/s) dividiendo la distancia de AA a BB (en este ejemplo, 10 m) por el tiempo medio (en segundos) y multiplique este resultado por 0,85 (un coeficiente de corrección) para estimar la velocidad media del agua del arroyo.

Ejemplo

AA a BB = 10 metrosTiempo medio = 20 segundosVelocidad de la superficie del agua = 10 m -H 20 so 10 ÷ 20 m/s= 0.5 m/s la velocidad media del agua = 0,5 m/s x 0,85 = 0,425 m/s.

Averigüe la profundidad media

Mida la anchura (en m) del arroyo en varios lugares. Tome la medida que reaparece con más frecuencia, como la anchura media.

Ejemplo

Page 36: Diseño y Calculo de Presa

Las medidas de la anchura han sido 1,1 m, 1 m, 1 m, 0,9 m, 1 m y 1,2 m; utilice 1 m como la anchura media.

Averigüe la profundidad media

Mida la profundidad del agua (en m) del arroyo en varios lugares a lo largo de su anchura. Tome la mitad de la medida más profunda como una aproximación de la profundidad media.

Ejemplo

Las medidas de la profundidad han sido 0,2 m, 0,6 m, 0,9 m, 1,2 m, 0,8 m y 0,3 m; la más profonda es de 1,2 m, de modo que la profundidad media es 1,2 m -r- 2 = 0,6 m.

Calcule el caudal de agua

Para calcular el caudal de agua (en m3) multiplique la velocidad media del agua (en m/s) por la anchura media (en m) y por la profundidad media(en m).

Ejemplo

Caudal de agua = 0,425 m/s x 1 m x 0,6 m = 0,255 m3/s.

Nota: recuerde que 1 m3 = 1 000 I, de modo que multiplique por está cifrapara convertir las medidas del caudal de agua en litros por segundo (l/s).

Ejemplo

Caudal de agua = 0,255 m3/s x 1 000 I = 255 l/s.

3.4 Método del flotador y la sección transversal

Este es un método sencillo para medir un caudal de pequeño a grande con bastante más exactitud que el del flotador descrito en la Sección 33. Como este último

Page 37: Diseño y Calculo de Presa

método, conviene emplearlo en agua tranquila, en momentos de buen tiempo, cuando hay poco viento. Deberá preparar un flotador como se ilustra   .

Dónde tomar las medidas

Busque un tramo de arroyo recto en una distancia de por lo menos 20 metros. Trate de encontrar un lugar de agua tranquila y exento de plantas acuáticas, de modo que el flotador se moverá con facilidad y regularidad. Márquelo con estacas en ambos lados de la corriente, en los puntos AA y BB y tienda una línea entre las estacas.

Averigüe la sección transversal media

La sección transversal del arroyo será distinta al comienzo (AA) y al final (BB). Tendrá que determinar la sección transversal media.

Mida 5 veces la profundidad del agua (en m) a distancias iguales a través del arroyo en el punto AA.

Sera más fácil registrar las medidas que tome en los puntos AA y BB si prepara un pequeño esquema con una hoja de registros en la cual hacer las añotaciones.

Cuando haya tornado todas las medidas en el punto AA, sume las cinco cifras de la profundidad y divida por cinco para encontrar la profundidad media del agua

Ejemplo

En el punto BB la profundidad media es de 0,8 m y la anchura del arroyo de 2 m; la

Page 38: Diseño y Calculo de Presa

en AA.sección transversal en ese punto es 0,8 m x 2 m = 1,6 m2.

La sección transversal (en m2) en el punto AA es la profundidad media multiplicada por la anchura del arroyo.

Ejemplo

La anchura del arroyo en el punto AA es de 2 m; la sección transveral en ese punto es, por tanto, 1 m x 2 m = 2 m2.

Tome en el punto BB las mismas medidas que en el punto AA para averiguar la profundidad media, anchura del arroyo y sección transversal en BB.

Ejemplo

En el punto BB la profundidad media es de 0,8 m y la anchura del arroyo de 2 m; la sección transversal en ese punto es 0,8 m x 2 m = 1,6 m2.

Para calcular la sección transversal media en los puntos AA y BB sume los dos valores de la sección transversal que ha determinado y divida por 2.

Ejemplo

Sección transversal en el punto AA = 2,0 m2 Sección transversal en el punto BB = 1,6 m2 Total de AA + BB = 3,6 m2 Sección transversal media = 3,6 m2 4- 2 = 1,8 m2

Averigüe la velocidad media del agua

Ahora tiene que encontrar la velocidad media del agua empleando un flotador. Que un amigo ponga el flotador en el centro del arroyo a unos pocos metros aguas arriba de la línea AA y que lo suelte con cuidado en la corriente. Póngase en la línea BB y, empleando un reloj, mida exactamente el tiempo (en segundos) que tarda el flotador en recorrer la distancia de AA a BB.Repita la medida por lo menos tres veces y calcule el tiempo medio sumando todas las medidas y dividiendo por el número de medidas que haya tornado. A continuación, divida la distancia de AA a BB por el tiempo medio para averiguar la velocidad del agua en la superficie y multiplique esto por 0,85 (un coeficiente de corrección) para

Ejemplo

Distancia de AA a BB = 20 m; los tres tiempos medidos son de 59, 61 y 60 segundos; su suma es de 180 segundos; el tiempo medio en ir de AA a BB es de 180 -f- 3 = 60 segundos; la velocidad de la superficie del agua es de 20 m -r- 60 s = 0,33 m/s; la velocidad media del agua es de 0,33 x 0,85 = 0,27 m/s.

Page 39: Diseño y Calculo de Presa

estimar la velocidad media del agua.

Calcule el caudal de agua

Para calcular el caudal de agua (en m3/s) multiplique la velocidad media del agua por la sección transversal media.

Ejemplo

Velocidad media del agua = 0,27 m/s;Sección transversai media = 1,8 m2;Caudal de agua = 0,27 m/s x 1,8 m2 = 0,486 m3/s.

Para expresar este caudal en litros por segundo (l/s) multiplique el resultado (en m3/s) por 1 000.

Ejemplo

0,486 m3/s x 1 000 = 486 l/s..

Nota: este método puede resultar más exacto si se aumenta la distancia de AA a BB a 30 m, a 50 m o incluso a 100 m. Se recomienda una distancia mayor entre AA y BB si la corriente es rápida. Cuanto más veloz sea el agua, mayor deberá ser la distancia.

Nota: puede aumentar la exactitud de este método si se incrementan las medidas del tiempo a 5, 7 o incluso 10 veces.Pero recuerde:

cuanto mayor sea el tiempo medido, menor será el número de medidas que se necesiten;

cuanto más largo sea el tiempo medido, mayor será la diferencia entre cada cifra.

Ejemplo

Distancia de AA a BB = 20 m.

Ha soltado el flotador cinco veces y ha medido el tiempo que tarda en ir de AA a BB como 50, 47, 51, 48 y 54 segundos.

Por término medio ha flotado 50 + 47 + 51 + 48 + 54 =(250 ÷ 5) = 50 s.

Velocidad de la superficie del agua = 20 m ÷ 50 s or 0.4 m/s.

Velocidad media del agua = 0.4 m/s x 0.85 (coeficiente de corrección) = 0.34 m/s.

Recuérdese de adaptar sus cálculos de manera correspondiente.

Page 40: Diseño y Calculo de Presa

3.5 Método del colorante y la sección transversal

Este es un método para medir caudales de agua pequeños y grandes con mediana exactitud, y en él se emplea un colorante del agua en vez de un flotador para medir la velocidad de está.

Mida el tiempo (ti1 en segundos) que tarda la parte delantera del colorante en Ilegar a la línea BB.

Arroje una pequeña cantidad de colorante en el centro del arroyo, un poco por encima de la línea AA, de manera que quede una mancha en el agua.

Nota: el permanganato potásico y la fluoresceína son soluciones colorantes convenientes que pueden obtenerse en la farmacia.

Mida el tiempo (t2,  en segundos) que tarda la parte delantera del colo-rante en Ilegar a la línea BB.

Calcule el tiempo medio que tardan la parte delantera y trasera de la

Ejemplo

Page 41: Diseño y Calculo de Presa

mancha de colorante en Negar a la línea BB, sumando t, y t2 y dividiendo el resultado por 2.

Tiempo que tarda la mancha de colorante (t1) en Ilegar a la línea BB =95 sTiempo que tarda la parte posterior de la mancha de colorante (t2) enIlegar a la línea BB = 105 s

Tiempo total: 95 + 105 = 200 s

Tiempo medio: 200 -r- 2 = 100 s.Calcule la velocidad del agua (en m/s) dividiendo la distancia de AA a BB (en m) por el tiempo medio (en s).

Nota: cuando usa un colorante no tiene que multiplicar la velocidad del agua por un coeficiente de corrección como cuando emplea un flotador.

Ejemplo

Distancia de AA a BB = 20 mTiempo medio = 100 sVelocidad del agua = 20 m 4- 100 s

Calcule la sección transversal media del arroyo como se describe (Sección 3.4.

Ejemplo

Sección transversal media = 1,8 m2.El caudal de agua equivale a la velocidad del agua multiplicado por la sección transversal media.

Ejemplo

Velocidad del agua = 0,2 m/sSección transversal media = 1,8 m2

Caudal de agua = 0.2 m/s x 1.8 m2 = 0.36 m3/s or 0.36 m3/s x 1 000 = 360 l/s

Nota: se puede reforzar la exactitud de este método si se aumenta la distancia de AA a BB o el número de medidas de tiempo, como se describe en la secciones   .

Recuerde de adaptar sus cálculos de manera correspondiente

3.6 Métodos de presa

Las presas se emplean normalmente para medir caudales de agua grandes y pequeños con gran exactitud. Son especialmente útiles para registrar el caudal de agua durante un período de tiempo.

¿Qué es una presa?

Una presa es una obstrucción que se pone a través del arroyo y que obliga al agua a

En la presa triangular y en la rectangular la entalladura empleada tiene bordes

Page 42: Diseño y Calculo de Presa

pasar por una entalladura. Las presas son de muchas clases y formás. En esta sección nos ocuparemos de dos clases, la triangular y la rectangular.

agudos, de manera que el agua que pasa por encima de la presa tocará sólo una línea fina; la anchura de la entalladura es menor que la anchura de la corriente (presa contraída).

Cuando la presa está en su lugar a través del arroyo, aumenta el nivel del agua aguas arriba. Para ser eficaz, la presa debe crear una calda vertical suficiente entre el fondo de la entalladura y la superficie del agua aguas abajo. En este caso, la cortina de agua cae libremente y el aire circula detrás de ella.

El coronamiento de una presa es el borde inferior de la entalladura. En una presa rectangular, la longitud del coronamiento es la anchura de la entalladura. En una triangular (o presa de entalladura en V) la longitud del coronamiento es cero.

La altura de una presa es la distancia vertical desde el coronamiento hasta la superficie tranquila del agua aguas arriba.

Ventajas e inconvenientes de las presas

Ventajas:

Permiten medir el caudal con facilidad y exactitud; se construyen

Fácilmente y sólo necesitan poco

Page 43: Diseño y Calculo de Presa

mantenimiento; la broza flotante Pequeña pasa fácilmente por la

entalladura; son duraderas.

Inconvenientes:

necesitan mucha altura de caída para funcionar debidamente;

la broza grande puede obstruir la entalladura y cambiar el flujo deagua;

pueden ocurrir cambios de calibración si se modifica el canal aguasarriba, como por ejemplo cuando se forman sedimentos detras dela presa .

Dónde construir la presa

Una presa debe construirse en un canal que sea recto aguas arriba de ella, con una distancia minima por lo menos 10 veces mayor que la longitud del coronamiento de la presa.

Para aumentar la exactitud, haga la presa en el extremo inferior de un remanso largo, ancho y profundo para que el agua se aproxime con lentitud, regularidad y sin remolinos.

La velocidad del agua inmediatamente aguas arriba de la presa no deberá exceder de 0,14 m/s.

Page 44: Diseño y Calculo de Presa

Haga la presa donde el nivel del agua aguas arriba (detras de la presa) no cause pérdidas añormales de agua al inundar las orillas del arroyo o pérdidas por infiltración en la parte superior de las orillas, que no estaban sumergidas anteriormente. Tiene que tener especial cuidado en terrenos Ilanos o donde haya canales o zanjas junto al arroyo, que queden debajo del nuevo nivel del agua detrás de la presa.

Cómo elegir el tipo de presa

En primer lugar estime el caudal del arroyo empleando los métodos del flotador y la sección transversal descritos en la Sección 34.Emplee una presa triangular si va a medir el caudal de un arroyo que:

no varía mucho de estación en estación y es generalmente menor de 114 l/s;

varía mucho de caudal grande a pequeño o de pequeño a grande.

Emplee una presa rectangular si el caudal que va a medir:

no varía mucho y es generalmente mayor de 114 l/s.

Cómo proyectar una presa triangular

Una presa triangular o de entalladura en V tiene una entalladura que forma ángulo recto (de 90°). Ambos bordes de la entalladura tienen que ser agudos y de no más de 3 mm de espesor.

Page 45: Diseño y Calculo de Presa

Para obtener medidas exactas del caudal con una presa triangular asegúrese de que:

la altura del agua es mayor de 5 cm;

la altura del coronamiento por encima del fondo del arroyo aguasarriba de la presa es más de 2 o 3 veces mayor que la altura del agua;

la caída de agua detrás de la presa es lo bastante alta para crear una caída vertical suficiente para que el agua caiga libremente.

Nota: antes de comenzar a construir la presa, haga planes cuidadosos que reúnan las condiciones anteriores de altura, altura del coronamiento y calda del agua. Tenga especial cuidado de la anchura del arroyo (si es posible, que sea más de 7 veces mayor que la altura máxima del agua) y de su profundidad donde intente construir la presa, porque una vez que la haya construido sera difícil modificarla.

Cuando estime el caudal de agua empleando una presa triangular, el errar tenderá a aumentar al disminuir la altura. En condiciones prácticas, si ha cumplido todos los requisitos citados anteriormente, el errar se limitará en general al 10 por ciento. Si en una presa triangular desea reducír el error, puede aumentar la profundidad de la entalladura, dentro de los límites fijados.

Se necesitan las siguientes profundidades de entalladura (en cm) para los caudales de agua (en l/s) indicados:

20 cm, caudal de menos de 15 l/s;

30 cm, caudal de 15 a 45 l/s; 40 cm, caudal de 45 a 65 l/s;

Page 46: Diseño y Calculo de Presa

50 cm, caudal de 65 a 110 l/s.

Si el caudal de agua es superior a la mayor cifra anterior (110 l/s) tendrá que hacer un cálculo aproximado de la profundidad de la entalladura necesaria. Empleando el Cuadro 4, determine la altura (en cm) correspondiente al caudal máximo de agua (en l/s) que se va a medir y añada unos 10 cm al valor de la altura para obtener la profundidad de la entalladura corregida.

Caudal de agua quese va a

medir (l/s)

Alturacorrespondient

e (cm)

Profundidad necesaria

de la entalladura

(cm)

180 44.5+10 55260 51.5+10 62390 60.5+10 71

Cómo disertar una presa rectangular

El tipo de presa rectangular que se examina en esta sección tiene una entalladura rectangular con una longitud de coronamiento inferior a la anchura del arroyo. Los tres bordes de la entalladura tienen que ser agudos y de no más de 3 mm de espesor.

Para obtener medidas exactas del caudal con una presa rectangular, asegúrese de que:

la altura del agua es de más de 5 cm;

la longitud del coronamiento es por lo menos de 15 cm y debería ser preferiblemente 3 veces mayor que la altura máxima del agua que se va a medir;

la altura del coronamiento por encima del fondo del arroyo aguas arriba de la presa es mayor que 2 o 3 veces la altura del agua;

la distancia de los lados de la entalladura hasta los lados del canal del arroyo debe ser más de 2 veces mayor que la altura máxima del agua que se va a medir;

la caída del agua detrás de la presa debe ser lo bastante alta para que el agua caiga libremente.

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Nota: antes de comenzar a construir la presa haga sus planes cuidadosamente para satisfacer las condiciones anteriores de altura, altura del coronamiento y caída del agua. Tenga especial cuidado de la anchura del arroyo; si es posible, que sea más de 7 veces mayor que la altura máxima del agua, y de la profundidad donde intenta construir su presa. Una vez que la presa esté construida sera dificil modificarla.

Cuando estime el caudal de agua empleando una presa rectangular, el error tenderá a aumentar al disminuir la altura. En condiciones prácticas, si ha cumplido todas las condiciones citadas anteriormente, el error se limitará generalmente al 10 por ciento. En una presa rectangular, si quiere reducir todavía más el error, puede disminuir la longitud del coronamiento dentro de los Iímites expuestos anteriormente   con lo que aumentará la altura. El Cuadro 5 le ayudará a hacerlo.

Para los valores de caudal se necesitan las alturas de entalladura y longitudes de coronamiento siguientes (en cm):

30 x 60 cm, caudal 80 to 120 l/s; 40 x 90 cm, caudal 120 to 300

l/s; 55 x 120 cm, caudal 300 to 600

l/s; 75 x 180 cm, caudal 600 to 1500

l/s.

Para definir las dimensiones de la entalladura de una presa rectangular, aparte de las indicadas anteriormente, se puede emplear la parte superior del Cuadro 5. Encuentre el caudal de agua máximo (en l/s) que se va a medir, manteniendo la longitud del coronamiento (en cm) lo más

Ejemplo

El caudal de agua máximo que se va a medir es 250 i/s.

Empleando el Cuadro 5 obtiene que 253,97 l/s es el más próximo a 250 l/s en la parte más

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pequeña posible. Lea horizontalmente la altura correspondiente (en cm) y añada 10 a 15 cm para encontrar la altura de entalladura que deberia emplear.

exacta del cuadro, que es la superior, y con la menor longitud de coronamiento: 90 cm.

Este valor del caudal de agua corresponde a una altura de 30 cm. Así, la altura de la entalladura deberá ser 30 cm + 10 cm = 40 cm.El tamaño de la entalladura que deberá emplear es de 40 cm (altura) x 90 cm (anchura).

Cómo construir e instalar una presa

Como construye e instala usted una presa, dependerá de la velocidad del agua y del tamaño del arroyo.

En un arroyo de agua corriente

Si la corriente es lenta o el arroyo pequeño, puede construir su presa en la orilla, donde está seco y es fácil trabajar, e instalarla en el arroyo una vez terminada.

Con un arroyo muy pequeño, la presa que se ha construido en la orilla puede instalarse dandole golpes basta que encaje en su sitio, o excavando los lados y fondo del arroyo mientras fluye el agua.

Nota: si el agua fluye rápidamente o el arroyo es grande, puede preferir construir la presa directamente en el arroyo. Cuanto mayor es el arroyo mayor tendrá que ser la presa, y puede resultar demásiado grande y pesada para construirla en la orilla y colocarla en el arroyo una vez terminada.

Page 49: Diseño y Calculo de Presa

Desviando el agua

Cuando el arroyo es grande y tenga que construir la presa en el lugar, tendrá que desviar el agua del canal alrededor del sitio donde va a construir la presa.Para desviar el agua, haga una zanja desde un punto de la orilla aguas arriba del lugar donde va a poner la presa, hasta un punto de la orilla aguas abajo de la presa.

Construya un muro inmediatamente debajo del extremo aguas arriba de la zanja de desviación. Cuando el agua se acumule detrás del muro pasará por la zanja alrededor del lugar y regresará al arroyo.

Para impedir que el agua desviada aguas abajo regrese al lugar, es posible que tenga que construir otro muro aguas abajo de la presa.Cuando el agua se ha desviado y el lugar está seco puede comenzar a construir su presa. Una vez que la presa esté terminada quite los muros y deje que el agua regrese al canal del arroyo. Pronto alcanzará su nivel constante y comenzará a pasar por la entalladura.

Posición de la presa en un arroyo

Una presa debe construirse o colocarse en el arroyo en posición vertical   y en una línea que atraviese el arroyo perpendicularmente al flujo del agua. Marque el lugar que ha seleccionado para la presa tendiendo una línea a través del arroyo de orlila a

Page 50: Diseño y Calculo de Presa

orilla en ángulo recto (90°) al movimiento del agua.

Clave una hilera de estacas de madera fuertes en el fondo del arroyo a lo largo de la línea. Emplee un nivel para asegurarse de que las estacas son verticales. Esta hilera de estacas le ayudará a situar la presa debidamente, lo mismo si la ha construido en la orilla antes de la instalación o en el lugar que le corresponde en el arroyo.

Cuando instale una presa que ha construido en la orilla o en el arroyo sin haber desviado el agua, coloquela en la parte aguas arriba de las estacas verticales, de manera que el flujo del agua retenga la presa en la posición correcta contra las estacas.

Una vez que la presa está bien instalada en las orillas y el fondo del arroyo, puede quitar las estacas verticales si la presa no necesita refuerzos adicionales. Si la corriente es fuerte y se necesitan refuerzos adicionales, quite solamente las estacas delante de la entalladura.

Page 51: Diseño y Calculo de Presa

Construcción de una presa de madera

Se puede construir una presa con tablones o planchas de madera muy ajustados que se sujetan medíante piezas verticales de madera en ambos lados.El espesor de la madera que emplee dependerá de la anchura del arroyo y de la fuerza de la corriente de agua. En arroyos muy pequeños se pueden usar maderas ligeras, pero para corrientes grandes y fuertes necesitará maderas macizas o de construcción.Mida la anchura del arroyo y la distancia desde las partes superiores de la orilla hasta el lecho para determinar el tamaño de la presa que tiene que construir. Una presa debe tener anchura y altura suficientes para que encaje bien en las orillas y fondo del arroyo de modo que esté bien sustentada e impida fugas de agua por los lados y debajo de la presa.Construya la presa de manera que quede espacio suficiente en el centro entre las piezas verticales, para la entalladura del tamaño que necesitará.

Cubra las juntas de las planchas o tablones de madera con listones de madera para impedir fugas de agua.

Una vez que ha construido la presa, puede hacer la entalladura en el borde superior.

Presa triangular

Cómo construir una entalladura

Page 52: Diseño y Calculo de Presa

triangular de 90°:

busque el punto central en el borde superior de la presa;

en cada lado de este punto mida y marque una distancia igual a la altura de la entalladura (digamos 30 cm) que va a emplear;

en el centro del punto trace una línea en ángulo recto hacia abajo,   igual en longitud a la altura de la entalladura;

una el extremo de esta línea con las dos marcas en el borde superior de la presa. De esta manera ha construido una entalladura triangular de ángulo recto;

con una sierra corte cuidadosamente la entalladura;

compruebe con una escuadra la entalladura que ha hecho para versi tiene una abertura de 90° y que todas las demás medidas sonexactas;

si es necesario, refuerce las planchas o tablones que haya cortado.Haga esto con refuerzos de madera en la parte aguas abajo de lapresa;

lime los dos lados de la entalladura hasta formar ángulo con el borde agudo de no más de 3 mm en el lado aguas arriba de la presa.

Page 53: Diseño y Calculo de Presa

Presa rectangular

Cómo construir una entalladura rectangular:

encuentre el punto central en el borde superior de la presa;

en cada lado del punto central mida y marque una distancia igual ala mitad de la longitud del coronamiento, digamos 30 cm (longituddel coronamiento, 60 cm) que va a emplear;

en cada una de estas dos marcas trace una línea en ángulo recto hacia abajo, igual a la longitud de la altura de la entalladura;

de estas dos líneas. Ha construido una entalladura rectangular;

empleando una sierra corte cuidadosamente la entalladura;

compruebe con una escuadra y un nivel de albañil la entalladura que ha hecho para ver si el borde del coronamiento forma ángulo de 90° con los lados y que todas las demás medidas son exactas;

de ser necesario refuerce los tablones o planchas que ha cortado. Hágalo con refuerzos de madera en el lado aguas abajo de la presa;

lime todos los lados de la entalladura hasta formar ángulo con un borde agudo de no más de 3 mm en el lado aguas arriba de la presa.

Page 54: Diseño y Calculo de Presa

Cuando la presa está en posición en el arroyo y ha sido bien empotrada en las orillas y el fondo, asegúrese de que es estanca. Rellene las uniones entre los maderos con musgo, arcilla o algodón grasiento. Llene todos los agujeros a lo largo del fondo y lados de la presa con arcilla, tierra o hierba.

Construcción de una presa con otros materiales

También se puede construir una presa con láminas de metal o planchas onduladas de tejados.

Láminas de metal

El espesor y fuerza de la lámina de metal que tenga que emplear dependerán de la velocidad del agua y del tamaño del arroyo.

Cuando haga una entalladura en una lámina de metal tenga cuidado de que los bordes sean rectos y agudos. Puede pedir ayuda al herrero local.Nota: si una presa de láminas de metal necesita refuerzos adicionales, deje las estacas verticales que ha puesto en el arroyo para marcar la posición de la presa, pero asegúrese de quitarlas delante de la entalladura.

Plancha acanalada de tejado

Este metal acanalado es fácil de encontrar

Page 55: Diseño y Calculo de Presa

en grandes planchas y mucho más barato que las láminas de metal.

Las planchas onduladas tienen el inconveniente de que se doblan a lo largo de las ondulaciones. Si éstas se colocan a través de la corriente y la presa está bien empotrada en las orillas y el fondo, la plancha sera lo bastante fuerte.

Una entalladura que se haga en una plancha ondulada sera irregular y dará un resultado menos exacto. Para evitarlo ponga un trozo de madera en el centro de la plancha y haga la entalladura como se describe para una presa de madera normal.

Nota: si una presa de planchas onduladas necesita refuerzos adicionales, deje las estacas verticales que ha clavado en el arroyo para marcar la posición de la presa, pero asegúrese de quitarlas delante de la entalladura.

Para obtener una medida exacta es esencial que su presa:

se construya en ángulo recto (90°)   respecto del flujo de agua;

se coloque exactamente vertical, en ángulo de 90°   con la superficie del agua.

Cuando instale o construya una presa en el lugar, compuebe esto periódi-camente.

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Empleo de una presa para determinar el caudal de agua

Se emplea una presa para determinar el caudal de agua midiendo la altura, o diferencia entre el nivel del coronamiento de la presa y el nivel del agua, aguas arriba de la presa.El nivel del agua que pasa por el coronamiento de la presa no sera tan alto como el del agua aguas arriba, porque al aproximarse el agua a la presa, el nivel comienza a descender antes de pasar por encima del coronamiento.Para medir la altura, o el nivel del agua constante aguas arriba equivalente al de la presa, tendrá que transferir un punto igual a la altura del coronamiento a otro punto aguas arriba donde el nivel del agua sea constante.

Determine el punto aguas arriba midiendo una distancia encima de la presa que sea por lo menos 10 veces la profundidad de la entalladura de la presa.

Preparación de un punto aguas arriba para medir la altura cuando se ha desviado el aguaSi ha desviado el agua del canal para construir la presa, será más fácil preparar este punto aguas arriba.

Page 57: Diseño y Calculo de Presa

Clave una estaca en el fondo del arroyo cerca de la orilla en el punto aguas arriba que haya seleccionado. Empleando un nivel de albañil y una tabla derecha transfiera la altura del coronamiento de la presa a la estaca. Siga clavando la estaca hasta que su parte superior esté a la misma altura que el coronamiento de la presa.

Deje ahora que el agua regrese al canal. Asegúrese de que esté cerrada la zanja de desviación de manera que cuando el nivel exceda al de la presa no se perderá agua (véase pág. 63). Cuando se ha alcanzado el nivel constante aguas arriba, el tope de la estaca estará debajo del agua.

Compruebe que la presa funcíona debidamente

Compruebe la altura colocando una vara de medir con la marca cero en el fondo, encima de la estaca y leyendo la profundidad al ras del agua.

Preparación de un punto aguas arriba para medir la altura cuando no se ha desviado la corriente de agua

Si no ha desviado el agua del canal para construir la presa, tendrá que preparar este punto aguas arriba mientras el agua está en el canal.

Clave una estaca en el fondo del arroyo cerca de la orilla en el punto aguas arriba que haya seleccionado.La estaca deberá ser lo bastante alta para que quede por encima de la superficie cuando el nivel del agua alcanza su altura máxima.

Page 58: Diseño y Calculo de Presa

Ponga la vara de medir, con el O en el fondo, en la entalladura de la presa. La vara debe ser un poco más larga que la altura de la entalladura. Empleando un nivel de albañil y un tablero recto, pase la altura de la parte superior de la vara de medir a la estaca y márquela, poniéndola junto a la estaca.

Quite la vara de medir de la entalladura y póngala junto a la estaca atándola a ella a la altura de esta marca.

Compruebe que la presa funciona debidamente

Averigüe la altura leyendo la profundidad en la vara de medir en la superficie del agua.

Hemos visto las presas triangulares se emplean en general para medir caudales pequeños de agua, y las rectangulares para los grandes. Por esta razón, mida la altura de una presa triangular con una vara de medir graduada en medios centímetros, y la de una presa rectangular con una vara graduada en centímetros.

Nota: cuando mida la altura en el punto aguas arriba, tenga cuidado de no perturbar la superficie del agua (por ejemplo, metiéndose en ella), ya que esto puede hacer imprecisa la lectura de la altura.

Mantenimiento de una presa

Para asegurarse de que se estima exactamente el caudal de agua empleando una presa, ésta tiene que estar siempre en buenas condiciones:

Page 59: Diseño y Calculo de Presa

limpie la presa y quite la broza flotante que quede en la entalladura;

quite los sedimentos que se acumulen en el lado aguas arriba de la presa;

controle la erosión del fondo del arroyo en el lado aguas abajo de la presa;

compruebe la alineación de la presa, tanto verticalmente(desde la superficie del agua) comoperpendicularmente   con respecto al movimiento del agua;

compruebe que la presa es estanca;

compruebe que la marca O en la vara de medir aguas arriba está a la altura del coronamiento de la presa.

Cómo calcular el caudal de agua empleando una presa

Presa triangular

Cuando se emplea una presa triangular, la altura se mide al medio centimetro más próximo en el punto de medida aguas arriba. Cuando haya determinado la altura emplee el Cuadro 4 para determinar el caudal de agua (en l/s).

Ejemplos

El nivel de agua constante en el punto de medida aguas arriba está más próximo a 23,5 cm; ésta es la altura en la presa. Empleando el Cuadro 4 observará que para una altura de 23,5 cm, el caudal de agua = 36,68 l/s.

El nivel de agua constante en el punto de medida aguas arriba es de 34 cm; es la altura en la presa. Empleando el Cuadro 4 observará que para una altura de 34 cm el caudal de agua = 92,35 l/s.

Nota:recuerde que las presas triangulares son las que más convienen para medir caudales de agua de 114 l/s o menos (véase pág. 64). Cuando emplee el Cuadro 4 todos los valores superiores a F = 114,08 l/s y H = 37 cm no serán exactos.

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CUADRO 4 Estimación del caudal de agua empleando una presa triangular con entalladura en V

(H = Altura en centimetros; F = Caudal de agua en litros por segundo) 

NOTA: La parte azul es menos exacta.

Presa rectangular

Cuando se emplea una presa rectangular, la altura se mide al centímetro más próximo en el punto de medida aguas arriba. Cuando haya determinado la altura, emplee el Cuadro 5y en la columna correspondiente a la longitud del coronamiento de la presa encontrará el caudal de agua en l/s.

Ejemplo

La longitud del coronamiento de su presa es de 30 cm y ha averiguado que la altura es de 10 cm; encontrará está última cantidad en la escala de la izquierda del cuadro; siga la línea a través del mismo hasta que Ilegue a la columna de la longitud del coronamiento correspondiente a 30 cm (observe que ésta es todavia la sección superior del cuadro, en la que los valores del caudal de agua son los más exactos); encontrará que el valor del caudal de agua es de 16,29 l/s.

Si encuentra valores intermedios o impares, tendrá que hacer una aproximación para determinar el caudal de agua exacto. En el Cuadro 5 sólo se dan valores de altura pares.

Ejemplo

La longitud del coronamiento es de 60 crn y ha medido una altura entre dos valores (H) que es la más próxima a 15 cm. Para encontrar un caudal de agua aproximado a una altura de 15 cm, tiene que promediar la diferencia entre los valores del caudal de agua (F se encuentra en el Cuadro 5 para H = 14 cm y H = 16 cm):

Page 61: Diseño y Calculo de Presa

para H = 16 cm, F = 66,89 l/s; para H = 14 cm, F = 55,13 l/s.

Sumando estos dos valores de F y dividiendo el resultado por dos: 66,89 + 55,13 = 122,02 + 2 = 61,01 l/so, digamos, 61 l/s que es el valor corregido del caudal de agua para una altura de 15 cm.

Si la longitud del coronamiento de su presa es mayor de 30 cm y noaparece en el Cuadro 5 (por ejemplo, 40, 50, 70 y 80 cm) puede calcular el caudal de agua empleando la columna de 10 cm que figura a la derecha del cuadro, y procediendo como se indica en el ejemplo de la página siguiente.

Encuentre la altura en la columna de la derecha del cuadro, y anote el correspondiente valor del caudal que aparece en la columna de 10 cm.

Determine el valor del caudal de agua que aparece en la columna donde la longitud del coronamiento es menor que la real de la presa que usted emplea, y el valor del caudal de agua en la columna de 10 cm.

Calcule el número de longitudes adicionales de 10 cm que tiene el coronamiento de la presa, y compárelo con la longitud menor de coronamiento que ha averiguado en el cuadro.

Multiplique el valor del caudal de agua que ha encontrado en la columna de 10 cm por este número y sume el resultado al valor del caudal de agua correspondiente a la longitud del coronamiento menor que la real.

El resultado es el valor corregido del caudal de agua para la longitud real del coronamiento.

Ejemplo

La longitud del coronamiento de su presa es de 110 cm, y ha medido la altura más próxima a 34 cm.

La columna donde la longitud del coronamiento es menor de 110 cm, es 90 cm, con un caudal de agua de 303,50 l/s.

Siguiendo la misma Iínea, el caudal de agua en la columna de 10 cm es de 34,40 l/s.

La diferencia entre la longitud real del coronamiento y la longitud en el cuadro es de 110 cm - 90 cm = 20 cm.

El número de longitudes adicionales de 10 cm es 20 -r 10 = 2.

En este caso, el caudal adicional debido a esto es de 34,40x2 = 68,80 l/s.

El valor correcto del caudal de agua para la longitud real del coronamiento de 110 cm es 303,50 l/s + 68,80 l/s = 372,30 l/s.

Si mide un caudal de agua de 130 l/s o menos, puede emplear el Cuadro 6. Haga esto determinando la altura (en cm) en la escala de la izquierda del cuadro y siga este valor horizontalmente hasta que Ilegue a la curva que representa la longitud del coronamiento correcta. Lleve este

Ejemplo

La longitud del coronamiento de su presa es de 50 cm y la altura es de 15 cm; encuentre la altura en la escala de la izquierda del cuadro y siga la línea horizontal hasta que llegue a la curva de

Page 62: Diseño y Calculo de Presa

punto verticalmente hacia abajo hasta el fondo de la escala y lea allí el caudal de agua (en l/s).

una longitud de coronamiento de 50 cm; desde este punto siga verticalmente hacia abajo hasta el fondo de la escala del cuadro. Vera que el caudal de agua es de unos 51 l/s.

CUADRO 5 Estimación del caudal de agua empleando una presa rectangular1 

NOTE: La exactitud de los valores del caudal de agua disminuye cuando los valores de laaltura son mayores que la tercera parte de la longitud del coronamiento. Los valores del agua84 en este cuadro están divididos en tres secciones: blanca, azul y gris. Los valores de la secciónblanca son los más exactos. En las secciones azul y gris, la exactitud disminuye al aumentar laaltura hacia un valor igual al de la longitud del coronamiento.

1Con contracciones completas del extremo y bordes agudos2Valor aproximado del caudal de agua para cada 10 cm adicionales de coronamiento de

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la presa (para longitudes del coronamiento de 30 cm o más y para valores de la parte superior del cuadro solamente).

CUADRO 6 Estimacion del caudal de agua empleando una presa rectangular1 

1Con contracciones completas del extremo y bordes agudos

3.7 Flujo de agua por un tubo recto

Page 64: Diseño y Calculo de Presa

Este es un método para estimar el paso de agua por un tubo relativamente corto y derecho, desde un nivel más alto hasta otro más bajo y puede emplearse, por ejemplo, cuando Ilena o vacía un estanque. Para emplear este método tendrá que determinar la altura (en cm).

Si el agua que pasa de un nivel más alto a otro más bajo sale del tubo encima de la línea de agua del nivel inferior, puede determinar la altura midiendo la distancia vertical entre la superficie del agua encima y la línea central del tubo debajo.

 

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Si el agua que sale de un nivel más alto a otro más bajo sale del tubo debajo de la linea de agua del nivel inferior, puede determinar la altura midiendo la distancia vertical entre la superficie del agua encima y la superficie del agua debajo.Para determinar la altura, prepare primero un punto constante desde el cual medirla. Puede hacerlo empleando un nivel de albañil   y una tabla recta, o una línea de nivel y una cuerda tendida entre dos estacas.

Ponga la tabla recta en la parte superior de la orilla.

Page 66: Diseño y Calculo de Presa

Asegúrese de que es horizontal empleando un nivel de albañil. Si no es horizontal cálcela con piedras basta que lo sea. Determine la altura midiendo hacia abajo en ambos lados de la orilla y añotando la diferencia entre ambas medidas.

Ejemplo

Si el tubo está encima de la línea de agua, mida la distancia desde la horizontal hasta la superficie del agua (AB) en el nivel superior; mida la distancia desde la horizontal hasta el centro del tubo (CD) en el nivel inferior; la altura es CD menos AB.

Ponga la tabla recta en la parte superior de la orilla. Asegúrese de que es horizontal empleando un nivel de albañil. Si no es horizontal cálcela con piedras basta que lo sea. Determine la altura midiendo hacia abajo en ambos lados de la orilla y anotando la diferencia entre ambas medidas.Ejemplo

Si el tubo está debajo de la línea de agua, mida la distancia desde la horizontal hasta la superficie del

Ejemplos

Su tubo tiene un diámetro interior de unos 7,6 cm; ha averiguado que la altura es de 18 cm; entre con este valor en la escala de la izquierda del Cuadro 7

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agua (AB), en el nivel superior; mida la distancia desde la horizontal hasta la superficie del agua (CD) en el nivel inferior; la altura es CD menos AB.

Cuando haya determinado la altura, averigüe el caudal empleando el Cuadro 7 si el diámetro interior del tubo es menor de 9 cm, y el Cuadro 8 si el diámetro interior del tubo es mayor de 9 cm.Haga esto determinando la altura (en cm) en la escala vertical del cuadro y siga horizontalmente a través hasta que Ilegue a la curva que marca la dimensión del tubo que emplea. Mire hacia abajo a la escala del fondo en la que encontrará el caudal de agua (en l/s).

(diámetro inferior a 9 cm) y siga a través hasta que encuentre la curva para un tubo de 7,6 cm; siga verticalmente hacia abajo hasta la escala del fondo donde observara que el caudal de agua es de 6,5 l/s.

El diámetro interior de su tubo es de unos 25,4 cm y la altura es de 19,5 cm; entre con este valor en la escala de la izquierda del Cuadro 8 (diámetro superior a 9 cm) y siga hasta que Ilegue a la curva para un tubo de 25,4 cm; siga verticalmente hacia abajo hasta la escala del fondo, donde encontrará que el caudal de agua es de unos 76 l/s.

CUADRO 7 Estimación del caudal de agua por tubos rectos con un diámetro interior de menos de 9

cm

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CUADRO 8 Estimación del caudal de agua por tubos rectos con un diámetro interior de más de 9

cm

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3.8 Flujo de agua por un sifón

Con este método se puede estimar el paso de agua por un tubo relativamente corto, curvado, Ilamado sifón, desde un nivel superior hasta otro inferior y puede emplearse, por ejemplo, cuando Ilena o vacía su estanque. Como con el método del tubo (véase Sección 37), para emplear este método tendrá que calcular la altura (en cm).

Cómo hacer un sifón

Se puede hacer un sifón con un tubo de caucho o plástico, lo bastante largo y elástico para pasar por encima de la orilla desde el nivel superior del agua hasta el inferior.

Cómo funciona un sifón

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Un sifón sólo funciona cuando hay una diferencia en los dos niveles de agua, y el extremo del tubo en el inferior está por debajo del extremo sumergido en el agua en el superior.

Mida la altura, o diferencia entre la superficie del agua en el nivel superior y en el nivel inferior, empleando un nivel de albañil   y una tabla recta, o un nivel y una cuerda tendida entre dos estacas, como con el método del tubo.

Ejemplo

Mida la distancia desde la horizontal hasta la superficie del agua (AB) en el nivel superior; mida la distancia desde la horizontal a la superficie del agua (CD) en el nivel inferior; la altura es la diferencia entre ambos o CD menos AB.

Cuando haya encontrado el valor de la altura, averigüe el caudal del agua en el Cuadro 9 para sifones con un diámetro interior de menos de 9 cm, o en el  Cuadro 10  para sifones con un diámetro interior de más de 9 cm. Hágalo determinando la altura (en cm) en la escala vertical del cuadro y siga horizontalmente a través hasta que Ilegue a la curva que marca el tamano correcto del sifón. Mire hacia abajo al fondo de la escala donde encontrará el caudal de agua (en l/s).

Ejemplo

Su sifón tiene un diámetro interior de unos 5,1 cm; ha averiguado que la altura es de 21 cm; busque este punto a la izquierda del cuadro y siga horizontalmente a través hasta que Ilegue a la curva para un sifón de 5,1 cm. Siga verticalmente hacia abajo hasta el fondo de la escala donde encontrará que el caudal de agua es de unos 2,5 l/s.

QUADRO 9 Estimación del caudal de agua por sifones con un diámetro interior de menos de 9 cm

Page 71: Diseño y Calculo de Presa

QUADRO 10 Estimación del caudal de agua por sifones con un diámetro interior de más de 9 cm

Page 72: Diseño y Calculo de Presa

4. ESTIMACIONES DEL AGUA QUE SE VA A ALMACENAR

4.0 Cantidad de agua que se va a almacenarPrimero tiene que determinar sus necesidades de agua, es decir, el agua necesaria para Ilenar inicialmente el estanque y compensar las pérdidas por infiltración y evaporación (véase la Sección 2) y el agua disponible de su fuente (véase la Sección 3).

Si ve que su fuente provee de agua suficiente para Ilenar el estanque en un período razonable de tiempo y hacerlo cuando usted lo desee, y para compensar las pérdidas de agua durante todo el año, no necesitará un embalse.Si ve que su fuente no proporciona agua suficiente para Ilenar el estanque y para compensar las pérdidas de agua en ciertos momentos del año, pero existe la suficiente durante todo el año, puede decidirse a construir un embalse y almacenar el agua que va a necesitar.

Si decide construir un embalse se encontrará ante dos situaciones:

su fuente suministra agua suficiente durante todo el año

su fuente se seca por completo y no suministra agua en determinados momentos del año.

Su fuente suministra agua durante todo el año

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Si su caudal de agua díario es suficiente durante todo el año para compensar las pérdidas por infiltración y evaporación, pero no lo bastante para Ilenar el estanque en un período de tiempo razonable cuando usted lo desee, sólo necesitará un embalse con un volumen igual al del estanque, o incluso menor, ya que el embalse está siendo abastecido constantemente.

Ejemplo

Su fuente de agua es suficiente para compensar las pérdidas, pero no para Ilenar el estanque.Para Ilenar el estanque inicialmente, necesita 4 l/s durante 6 días. Su fuente sólo suministra 1 l/s durante esos 6 días.Empleando el Cuadro 2 (pág, 37) observa que un flujo de 1 l/s suministra 86,4 m3 de agua díarios.En 6 días su fuente suministrará 86,4 nf/día x 6 = 518,4 m3. Por tanto, el volumen de su embalse puede reducirse a 518,4 m3.

Si su suministro díario de agua no es suficiente durante todo el año para Ilenar el estanque en un período razonable cuando usted desea hacerlo, y para compensar las pérdidas de agua por infiltración y evaporación, el embalse tendra que ser lo bastante grande para suministrar las necesidades totales de agua.

Ejemplo

Su caudal de agua es insuficiente para satisfacer sus necesidadestotales de agua (Ilenado más pérdidas).El volumen de su estanque es de 2 073 m3.Ha calculado que por término medio las pérdidas de agua durante elperíodo de cultivo (240 días) son las siguientes: infiltración 34,56 m3/día y evaporación 8,64 m3/día. Por tanto, las pérdidas totales de aguaserán 34,56 + 8,64 = 43,2 m3/día.Durante este período, su fuente de agua sólo suministra 0,25 l/s o21,8/día (véase Cuadro 2), pero fuera de este período se dispone de mucha más agua para Ilenar su embalse en 60 a 80 días.En este embalse tendrá que almacenar el agua que necesita paraIlenar el estanque (2 073) más la que requiera para compensar laspérdidas durante 240 días.

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Pérdidas de agua cada día: 43,2 m3

Agua disponible cada día: 21,6 m3

Agua almacenada empleada cada día: 43,2 - 21,6 m3 = 21,6 m3.Para los 240 días tendrá que almacenar 21.6 m 3 x 240 = 5184 m3 Volumen total de agua que se tiene que almacenar: 2 073 m3 + 5184 m3 = 7257 m3.

Su fuente se seca por completo en ciertos momentos del añoSi su fuente no suministra agua durante todo el año porque se seca en determinadas épocas, tendrá que Ilenar su estanque durante el año, bien de un embalse, o directamente de la fuente en momentos en que fluya agua suficiente.Sí iniciaimente puede Ilenar su estanque en momentos en que dispone de agua, su embalse sólo tendrá que contener la suficiente para compensar las pérdidas por infiltración y evaporación durante la estación seca.

Si inicialmente no puede Ilenar el estanque en momentos en que dispone de agua, necesitará construir un embalse mayor para almacenarla durante más tiempo y que contenga la suficiente para Ilenar el estanque y compensar las pérdidas.

Pérdidas de agua por infiltración y evaporación de un embalseUn embalse está expuesto a pérdidas de agua por infiltración y evaporación, de la misma manera que un estanque. Para compensar las pérdidas de agua de un embalse, hágalo de un volumen 1,5 veces mayor que el del agua que necesitará para satisfacer sus necesidades totales.EL VOLUMEN DEL EMBALSE ES IGUAL A 1,5 x NECESIDADESDE AGUA DE LOS ESTANQUES

Ejemplo

Su necesidad total de agua almacenada para el cultivo en estanqueses de 7 257 m3. Su embalse de almacenamiento debe tener una capacidad de 7 257 rn3 x 1,5ó10 888 m3.

Page 75: Diseño y Calculo de Presa

4.1 Selección del lugar para un embalse

Si va a construir un embalse busque un sitio que le permita retener la mayor cantidad de agua con la menor presa posible. La construcción y mantenimiento de presas requieren mucho trabajo por lo que cuanto más pequeña sea la presa, mejor.

Evite lugares en un valle relativamente abierto y anche en el extremo aguas abajo. En tal lugar tendría que construir una gran presa.

Un lugar satisfactorio para un embalse

Wide contours 

EI lugar ideal para un embalse es un valle amplio que se estrecha repentinamente, con paredes muy pendientes en el extremo aguas abajo. Cuanto más estrecho sea el extremo inferior del valle, menor tendrá que ser la presa.

Ejemplo

Un lugar satisfactorio para un embalse

Close contours

Page 76: Diseño y Calculo de Presa

Seleccione un lugar con un buen suelo que retenga bien el agua. Evite lugares arenosos. El lugar que seleccione no deberá tener zonas de arena demasiado grandes para impermeabilizarlas e impedir la pérdida de agua. Si hay muchas zonas arenosas, puede convenir más buscar otro sitio.

Conviene suprimir toda la vegetación del lugar   antes de construir el embalse. Si intenta hacerlo, evite un lugar con demasiados árboles grandes, que pueden ser difíciles de erradicar.

Debe elegir un lugar en el que pueda construir un embalse lo bastante grande para satisfacer sus necesidades totales de agua. Le resultará ventajoso encontrar más de un lugar posible y seleccionar entre ellos basándose en:

sus necesidades de agua (véase la Sección 2.3);

dimensiones máximás de un embalse en cada lugar posible (véasela Sección 4.2);

la topografía, suelo y vegetación de cada lugar, como se ha explicado en está sección.

Page 77: Diseño y Calculo de Presa

Ejemplo

En un arroyo ha encontrado dos lugares posibles en los puntos A y B (ver díagrama en la página siguiente) en los que las condiciones son convenientes para construir la presa de un embalse.

Ambos lugares son igualmente convenientes en cuanto a topografia, suelo y vegetación.

Los puntos A y B están próximos, pero observe que al punto A lo abastecen las cuencas de captación 3, 4 y 5 mientras que al punto B sólo lo abastecen las cuencas de captación 3 y 4.

Por tanto, puede recogerse más agua en el punto A que en el punto B.

Antes de decidir qué lugar emplear, estime sus necesidades de agua y seleccione el que tenga la menor capacidad de agua suficiente para satisfacer sus necesidades.

Nota: si el caudal de agua de un arroyo aumenta mucho durante la estación de las lluvias, puede ser difícil mantener una presa durante esos momentos. Si el nivel aumenta demásiado, es posible que el agua arrastre la presa.

Ejemplo

Si el caudal de agua aumenta mucho en los puntos A y B durante la estación de las lluvias, sera más

Page 78: Diseño y Calculo de Presa

seguro construir una presa en el punto B donde el caudal será menor.

4.2 Determinación de las características de un embalse

Cuando haya seleccionado un lugar conveniente para el embalse y haya decidido dónde va a construir la presa, tendrá que determinar la altura de ésta para almacenar el volumen de agua necesario. Para ello, tendrá que hacer una o más aproximaciones para encontrar las dimensiones del embalse que le dará el volumen que desea.

Antes tendrá que decidir el tipo de presa que desea construir. Una presa se puede construir sin vertedero (cuando el caudal es relativamente pequeño y constante durante todo el año) o con vertedero(cuando el caudal es relativamente grande o varia mucho de una estación a otra). Si las condiciones lo permiten, la presa deberá ser sin vertedero, por ser más fácil de construir.

Estimación del volumen de un embalse sin vertederoEste es un método relativamente sencillo que le dará una estimación aproximada del volumen del embalse. Si intenta construir una presa sin vertedero, está aproximación sera suficiente.

Primera aproximación

Comience suponiendo una profundidad máxima del agua en la presa de 1,5 m.

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Determine y marque la línea   de contorno en este nivel del agua máxime supuesto (véase pág. 106). El contorno, una vez marcado, indicará la extensión del embalse planificado.

Mida la línea de contorno   (en m) y calcule el volumen aproximado de agua (en m3) que se puede almacenar en un embalse de estas dimensiones y con una profundidad máxima de 1,5 m. Para ello:

eleve al cuadrado la longitud de la línea de contorno;

divida el resultado por 37,5 (coeficiente de conversión);

multiplique por la profundidad de agua máxima supuesta (en este caso 1,5 m) para encontrar el volumen aproximado del embalse.

Ejemplo

Ha medido la longitud de la línea de contorno en el nivel de agua supuesto de 1,5 m y obtiene el resultado de 289 m.

Eleve al cuadrado la longitud de la línea de contorno:289 x 289 = 83 521 m2.

Divida el resultado por 37,5:

83 521 m2 4- 37,5 = 2 227 m2.Multiplique por la profundidad máxima supuesta de 1,5 m:2 227 m2 x 1,5 = 3 340 m3

que es el volumen aproximado del embalse proyectado.

Si este volumen aproximado de agua es de 10 a 20 por ciento mayor queel del agua que necesita almacenar, puede construir la presa y el embalse basándose en la profundidad supuesta de 1,5 m.

Ejemplo

Ha estimado su necesidad de almacenar agua en 2 840 m3,

Calcule un 10 por ciento y un 20 por ciento de aumento de está necesidad de almacenar agua: (2 840 m3 + 10%) y (2 840 m3 + 20%) o 2 840 + (2 840 x 0,10) = 3 124 m3 y 2 840 + (2 840 x 0,20) = 3 408 m3.

Ha encontrado que el volumen aproximado del embalse es de 3 340 m3, que es entre un 10 y un 20 por ciento mayor que las necesidades de almacenamiento de agua: 3 124 m3 < 3 340 rn3 < 3 408 m3.

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Por tanto, la profundidad máxima supuesta de 1,5 m puede aceptarse como la máxima de este embalse para satisfacer sus necesidades de almacenamiento de agua.

Aproximación adicional

Si su primera aproximación es menos del 10 por ciento o más del 20 por ciento de la necesidad de almacenar agua, tendrá que ajustar la profundidad de agua máxima supuesta y hacer otra aproximación.Si el volumen aproximado del embalse es mucho mayor que el del agua que necesita almacenar,reduzca la profundidad de agua máxima supuesta en 30 cm, a 1,2 m y repita las operaciones de las págs. 103-104, empleando está nueva profundidad supuesta. Si el volumen del embalsecalculado   , es todavía demásiado grande, reduzca la profundidad del agua máxima supuesta en otros 30 cm, a 0,90 m y repita la operación.Si el volumen calculado del embalse es mucho más pequeño que el del agua que necesita almacenar, aumenta la profundidad máxima supuesta en 30 cm hasta 1,8 m y repita las operaciones   , empleando está nueva profundidad máxima supuesta.

Estimación del volumen de un embalse con vertedero

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Si decide construir una presa con vertedero, necesitará más tiempo y trabajo que si no lo tiene. Por tanto, conviene estimar el volumen del embalse con más exactitud antes de comenzar las obras. Este es un método que le permitirá calcular el volumen del embalse proyectado con mayor exactitud.

Para emplear este método necesitará diversos dispositivos topográficos de medida para hacer la nivelación, tales como un soporte en pirámideun nivel de borde recto y uno de albañil, u otros dispositivos de ubicación, que también puedan medir angulos de 90°, como una escuadra de agrimensor una escuadra de estudio   u otro dispositivo aún más complicado.

Primer cálculo

Comience suponiendo una profundidad máxima del agua de 1,5 m en el embalse, cuando el nivel del agua alcanza el coronamiento del vertedero.

Determine y marque la Iínea   de contorno en este nivel máximo supuesto del agua, empleando un método conveniente de nivelación. El contorno marcado sera la extensión del embalse proyectado.

Divida la superficie del embalse proyectado en cuadrados de 20 m x 20 m, empleando un método apropiado para medir los ángulos de 90°.   En el centro del área tendrá cuadrados completos, pero en los bordes irregulares del embalse tendrá cuadrados parciales. Clave un poste de madera en el ángulo de cada cuadrado dentro del área del embalse.

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Empleando un método para nivelar apropiado, marque, en los postes y en los ángulos de cada cuadrado, el nivel que alcanzaría el agua si la profundidad máxima del embalse fuera de 1,5 m.

Ahora ya puede calcular el volumen de agua de cada cuadrado. La suma de los volúmenes de todos los cuadrados le dará el volumen total de almacenamiento de agua del embalse.

Cálculo del volumen de cada cuadrado completo

Mida la profundidad del agua (en m) marcada en el poste de cadaángulo del cuadrado;

sume las cifras de las cuatro profundidades del agua y divida por 4para determinar el promedio de la profundidad del agua en estecuadrado;

multiplique la profundidad medía del agua por 400 m2, que es elárea del cuadrado de 20 m x 20 m, para averiguar el volumen totalde agua en el cuadrado (en m3).

Ejemplo

La profundidad del agua en los cuatro ángulos de un cuadrado completo es de 0,95 m, 1,26 m, 1,58 m y 1,91 m.

La profundidad medía del agua es de(0.95 + 1.26 + 1.58 + 1.91) ÷ 4 = 1.425 m, digamos 1.43 m. El volumen total de agua en el cuadrado completo es de 1,43 m x 400 m2 = 572 m3.

Page 83: Diseño y Calculo de Presa

Cálculo del volumen de cada cuadrado parcial

Mida la profundidad del agua (en m) marcada en el poste en los dos ángulos del cuadrado que están dentro del área del embalse proyectado (la profundidad de los otros dos ángulos del cuadrado parcial es 0);

sume las dos cifras de profundidad del agua y divida por 4 para encontrar la profundidad medía de este cuadrado parcial;

mida la longitud de los dos lados parciales del cuadrado (en m);

sume estas dos medidas de longitud y divida por 2 para encontrar la longitud medía de los lados;

multiplique este promedio por 20 m para encontrar el área del cuadrado parcial (en m2);

multiplique el área de este cuadrado parcial por la profundidad medía del agua para encontrar el volumen total de agua correspondiente al cuadrado parcial (en m3).

Ejemplo

La profundidad del agua en los dos ángulos del cuadrado parcial es de 0,88 m y de 0,96 m.

La profundidad medía del agua es (0.88 + 0.96) ÷ 4

= 0.46 m. 

La longitud medía de cada lado es 6.32 m y 17.24 m.

La longitud de los dos lados parciales es de 6,32 m y 17,24 m.

El área del cuadrado parcial es de 11,78 m x 20 m = 235,6 m2

Después de haber calculado el volumen de agua de cada cuadrado completo y cada cuadrado parcial, súmelos todos para averiguar el volumen total de almacenamiento de agua. Está es la capacidad del embalse proyectado si tiene una profundidad máxima de 1,5 m en el coronamiento del vertedero.

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El volumen total de agua correspondiente al cuadrado parcial es de235,6 m2 x 0,46 m = 108,376 m3 o 108 m3.

Cálculo adicional

Si la capacidad de su embalse es mucho mayor o mucho más pequeña que la necesidad de almacenar agua, tendrá que ajustar la profundidad del agua supuesta y hacer otra serie de cálculos.

Si la capacidad calculada del embalse es mucho mayor que la necesidad de almacenar agua, reduzca de 0,2 m la profundidad máxima supuesta del agua, de 1,5 m a 1,3 m. Repita las operaciones mencionadas en las págs. 108-109 y calcule de nuevo cada cuadrado. Repita este proceso hasta que la capacidad calculada   del embalse sea igual o casi igual que la necesidad de almacenar agua.

Ejemplo

Usted necesita almacenar 125 000 m3 de agua; el primer cálculo de la capacidad del embalse empleando una profundidad supuesta del agua de 1,5 m es de 132 000 m3; esto es demasiado.

Reste 0,2 m de la profundidad supuesta del agua de 1,5 m: 1,5 m -0,2 m = 1,3 m.

Empleando la profundidad supuesta del agua de 1,3 m haga un segundo cálculo y averiguará que la capacidad del embalse es de 128 000 m3; esto sigue siendo demásiado.

Vuelva a restar 0,2 m de la profundidad supuesta del agua de 1,3 m: 1,3 m-0,2 m = 1,1 m.

Empleando la profundidad supuesta del agua de 1,1 m haga un tercer cálculo y el resultado será que el volumen del embalse es de 125 600 m3; esto se aproxima bastante a su necesidad de almacenar 125 000 m3.

Puede construir un embalse con una profundidad máxima del agua de 1,1 m en el coronamíento del vertedero. 

Si la capacidad calculada del embalse es mucho más pequeña que la necesidad de almacenar agua, aumente la profundidad máxima supuesta del agua de 1,5 m + 0,2 m

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= 1,7 m; repita las operaciones mencionadas en las págs. 108-109 y calcule de nuevo cada cuadrado. Repita está operación hasta que la capacidad calculada   del embalse sea igual o casi igual a la del agua que necesita almacenar.