Transito de Avendas y Avenida Maxima

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGON

INGENIERIA CIVIL

ORGANIZACIÓN DE OBRAS

TAREA # 2

NOMBRE DEL ALUMNO:

GARRIDO CRUZ DIEGO

NOMBRE DEL PROFESOR:

MARTINEZ TOLEDANO TEODOLFO

GRUPO:

1951

FECHA DE ENTREGA:

25 de AGOSTO de 2015

Elaboró: Garrido Cruz DiegoGrupo: 1951

TRANSITO DE AVENDAS Y AVENIDA MAXIMA

Una avenida (conocida también como crecida —de un río, arroyo, etc. —,

creciente, riada o aguas altas) es la elevación del nivel de un curso de agua

significativamente mayor que el flujo medio de éste. Durante la crecida, el caudal

de un curso de agua aumenta en tales proporciones que el lecho del río puede

resultar insuficiente para contenerlo. Entonces el agua lo desborda e invade el

lecho mayor. Dicho cambio es casi siempre debido a una tormenta. Originando

con ello un hidrograma donde claramente está definido una rama ascendente, un

pico y una rama descendente.

El tránsito de avenidas se basa en algunos conceptos hidrológicos fundamentales

(como relación precipitación-escurrimiento e Hidrograma Unitario Instantáneo) que

nos permiten calcular la Cantidad de agua transportada por un río. Su aplicación

desempeña una gran función en el funcionamiento de presas y obras para el

control de inundaciones.

Hidrograma

Un hidrograma es la representación del gasto en el transcurso del tiempo. Este se

puede obtener a través del aforo de un cauce o un río en un determinado tiempo.

Si en el depósito de la figura se produce un aumento brusco del caudal de

entrada, ese aumento se refleja en la salida atenuado (caudal máximo menor) y

retardado (caudal máximo retrasado en el tiempo).


La transformación que sufre un hidrograma, desde una sección transversal hasta

otra ubicada después de un tramo de río o una presa, se entiende como tránsito

de la avenida y, en general, este cambio puede ser tanto en forma como en

desplazamiento en el tiempo. A lo largo del tiempo, se han desarrollado varios

procedimientos para llevar a cabo el tránsito de avenidas y comúnmente se

distinguen dos categorías:

Tránsito hidrológico. El tránsito hidrológico utiliza la ecuación de continuidad y

una relación entre el almacenamiento y el gasto de salida. Asimismo, este método

se emplea para calcular la capacidad de la obra de excedencias (vertedor) de una

presa o bien para conocer el cambio en la forma y avance de la onda de avenida

en un tramo de río.

Tránsito hidráulico. En el tránsito hidráulico se utilizan las ecuaciones

diferenciales de continuidad y de conservación de la cantidad de movimiento para

flujo no permanente o transitorio. La solución numérica de estas ecuaciones

permite conocer la variación detallada de las características hidráulicas (velocidad

y tirante) con respecto al tiempo. En conclusión, con este proceso se conoce la

evolución del nivel de agua del cauce de un río o en la zona de planicie.

TIEMPO DE RETRASO


El tiempo de retraso se define como el

tiempo que transcurre entre el centroide del

hietograma de lluvia efectiva y el tiempo

pico del hidrograma de escurrimiento

directo, tal como puede observarse en la

figura a la dercha.

Hietograma

El hietograma es la representación en

barras de la variación de la altura de lluvia o

de la intensidad de la lluvia en el tiempo.

Para precipitaciones reales la información

se obtiene de un pluviografo, aunque estos

cálculos no suelen realizarse con una precipitación que ya sucedió sino con

intensidades de precipitación calculadas estadísticamente (precipitaciones de

diseño), su distribución en el tiempo (forma del hietograma) puede calcularse o

puede estar catalogada previamente dependiendo de la zona geográfica.

El tiempo de retraso depende, principalmente, de las características fisiográficas

de la cuenca y de la forma del hidrograma y es independiente de la lluvia. Para

calcular el tiempo de retraso, Chow (1962) propone la ecuación:


Donde:

L: es la longitud del cauce principal, en metros;S: es la pendiente del cauce principal, en %;

tR: es el tiempo de retraso, en horas.

Linsley y colaboradores (1975) recomiendan calcular el tiempo de retraso tR con la

expresión:

Donde:

L: es la longitud de la corriente principal, en km;Lca

: es la longitud de la corriente principal desde la salida de la cuenca, hasta el punto más cercano al centro de gravedad de la cuenca, en km (los puntos deben estar ubicados sobre el cauce principal);

S: es la pendiente de la cuenca;n: es una constante (para montañas, pie de montes y valles, el valor de n = 0.38);

Ct: es el coeficiente que representa las variaciones de la pendiente y el almacenamiento en la cuenca (para cuencas naturales varía entre 1.35 y 1.65 y para zonas urbanas, de acuerdo con las mediciones realizadas por Eagleson, se obtuvo que oscila entre 0.16 y 0.24).

En tanto que Snyder (1938) propone determinar el valor de tR mediante la

ecuación siguiente:

O bien, se puede utilizar la ecuación:

Donde tc es el tiempo de concentración, en horas.

PRESAS DERIVADORAS


Este tipo de presa, en general, es de poca altura. Su función es la de garantizar la

permanencia de la sección transversal del cauce, controlando la sedimentación en

él, de forma que no se obstruyan las bocatomas de derivación.

Las presas derivadoras son casi invariablemente presas vertedoras o tienes largos

tramos vertedores. Por lo general llevan compuertas de control, de manera que se

pueda mantener el nivel de derivación necesario o con el objeto de dejar pasar

parte del cauce que es el necesario para satisfacer los derechos hidráulicos aguas

abajo. Este equipo mecánico debe operarse y mantenerse de acuerdo con las

instrucciones entregadas como parte del funcionamiento proyectado.

Una presa derivadora es una obra de captación de aguas corrientes superficiales

que consiste en una construcción permanente de forma de que vertedor que es

interpuesto a todo lo ancho del cauce de un rio o arroyo, con objeto de remansar

sus aguas y poderlas extraer por gravedad por alguna de las márgenes o ambas.

Las principales estructuras que constituyen una presa derivadora son la presa o

dique vertedor, la obra de toma o bocatoma y el canal desarenador.

PRESAS DE ALMACENAMIMETO

Las presas de almacenamiento tienen la función del suministro de agua a una

población, ya sea para uso doméstico, generación de energía o para el riego de

cultivos. Independientemente de cuál sea el uso que se le da a una presa de

almacenamiento su función principal es mantener el depósito lleno para asegurar

la disponibilidad del recurso en tiempos de sequía. Para asegurar que esto ocurra,

es necesario plantear un necesario diseño hidrológico de una presa de

almacenamiento.

Para la realización de un diseño hidrológico de la capacidad útil de una presa de

almacenamiento, es necesario que se cuente con una serie de registros históricos

hidrometeorológicos del sitio en cuestión. No se debe descartar el hecho de la

presencia de pérdidas y volúmenes sobrantes, que dicho depósito de

almacenamiento pueda tener, es por ello que la simulación hidrológica es una

herramienta útil cuando se tienen este tipo de situaciones.


Por ello se hace necesario un paquete para el análisis de dichos datos, para

conocer los más críticos y así dar la capacidad más razonable en una presa de

almacenamiento

FUNCIONAMIENTO DE VASOS.

Un vaso de almacenamiento se conforma al colocar en forma perpendicular al

paso de una corriente un obstáculo, llamado comúnmente cortina, provocando un

remanso que limita el escurrimiento del agua.

En otras palabras, un vaso de almacenamiento sirve para regular los

escurrimientos de un río, es decir, almacena los volúmenes de agua que escurren

en exceso en las temporadas de lluvia para posteriormente usarlo en las épocas

de sequía, cuando los escurrimientos son escasos.

Un vaso de almacenamiento puede tener uno o varios de los usos siguientes:

Irrigación; generación de energía eléctrica; control de avenidas; abastecimiento de

agua potable; navegación; acuacultura; recreación; retención de sedimentos; y

otros más. Para ilustrar los principales componentes de un vaso de

almacenamiento se presenta la siguiente figura.

A continuación se define cada uno de ellos:


NAMINO (Nivel de aguas mínimas de operación). Es el nivel más bajo con el

que puede operar la presa. Cuando ésta es para irrigación y otros usos, el

NAMINO o también llamado NAMIN, coincide con el nivel al que se encuentra la

entrada de la obra de toma. En el caso de presas para generación de energía

eléctrica, el NAMINO se fija de acuerdo con la carga mínima necesaria para que

las turbinas operen en condiciones satisfactorias.

Volumen muerto. Es el que queda debajo del Nivel de aguas mínimas de

operación (NAMINO) y es un volumen del que no se puede disponer. 252 253

Volumen de azolves. Es el que queda abajo del nivel de la toma y se reserva

para recibir el acarreo de sólidos por el río durante la vida útil de la presa. Es

conveniente señalar que el depósito de sedimentos en una presa no se produce

con un nivel horizontal como está mostrado en la figura 7.1, sino que los

sedimentos se reparten a lo largo del embalse, teniéndose los más gruesos al

principio del mismo y los más finos cerca de la cortina. De hecho, en algunos

casos existe movimiento de los sedimentos depositados dentro del vaso,

fenómeno que se conoce como corriente de densidad.

NAMO (Nivel de aguas máximas ordinarias o de operación). Es el máximo

nivel con que puede operar la presa para satisfacer las demandas, cuando el

vertedor de excedencias (estructura que sirve para desalojar los volúmenes

excedentes de agua que pueden poner en peligro la seguridad de la obra) no es

controlado por compuertas, el NAMO coincide con la cresta o punto más alto del

vertedor. En el caso de que la descarga por el vertedor esté controlada, el NAMO

puede estar por arriba de la cresta e incluso puede cambiar a lo largo del año.

Asimismo, en época de estiaje es posible fijar un NAMO mayor que en época de

avenidas, pues la probabilidad de que se presente una avenida en la primera

época es menor que en la segunda época. El volumen que se almacena entre el

NAMO y el NAMINO se llama volumen o capacidad útil y es con el que se

satisfacen las demandas de agua. Además, la operación de la presa se lleva a

cabo entre el NAMINO y el NAMO.


NAME (Nivel de aguas máximas extraordinarias). Es el nivel más alto que

puede alcanzar el agua en el vaso de almacenamiento bajo cualquier condición. El

volumen que queda entre este nivel y el NAMO, llamado superalmacenamiento,

sirve para controlar las avenidas que se presentan cuando el nivel en el vaso está

cercano al NAMO.

Bordo libre. Es el espacio que queda entre el NAME y la máxima elevación de la

cortina (corona) y está destinado a contener el oleaje y la marea producidos por el

viento, así como a compensar las reducciones en la altura de la cortina

provocadas por sus asentamientos. Ahora bien, existen cuatro volúmenes

principales en cualquier presa que se requieren determinar para diseñar el vaso de

almacenamiento: el volumen de de azolves, el volumen muerto, el volumen útil y el

volumen de superalmacenamiento. La estimación de los dos primeros está fuera

del alcance de este texto: el volumen de azolves es objeto de la hidráulica fluvial y

el volumen muerto, en el caso de plantas hidroeléctricas, depende entre otras

cosas, del tipo de turbina que se utilice. En síntesis, se analizarán los métodos

para evaluar el volumen útil que debe tener una presa para satisfacer sus

demandas, así como el volumen de super almacenamiento requerido para que la

presa no presenta situaciones de peligro.


FUENTES DE INFORMACION

http://cenca.imta.mx/pdf/

PrincipiosyFundamentosdelaHidrologiaSuperficial.pdf

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lic/solis_m_j/capitulo4.pdf

Aparicio M. F. J., Hidrología de superficie. Editorial Limusa, México, 1997. http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lic/solis_m_j/capitulo4.pdf http://www.chapingo.mx/irrigacion/planest/documentos/apuntes/

hidrologia_sup/TRANSITO.pdf Pedroza Gonzalez, Edmundo. Serie Autodidacta de Medicion. Canal

marshall. CONAGUA. Version PDF:<http://www.conagua.gob.mx/CONAGUA07/Noticias/canal_parshall.pdf>

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