UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA DEPARTAMENTO ACADEMICO DE RECURSOS HIDRICOS

SÍLABO

I. DATOS GENERALES

Asignatura : DISEÑO DE PRESAS Código : IA5023 Teoría : 2 horas semanales Práctica : 2 horas semanales Créditos : 3 Requisitos : Estructuras Hidráulicas I (s). Geología y Geotecnia. Mecánica de Suelos

II. JUSTIFICACIÓN El estudiante de Ingeniería Agrícola debe contar con el criterio para poder desarrollarse en el área de Proyectos Hidráulicos a nivel Nacional. Estos Proyectos por lo general, debido al régimen hidrológico de las cuencas que conforman nuestro país, requieren de un afianzamiento que supla en cierta medida los déficits existentes en la época de estiaje. Con el auxilio de un represamiento es posible reservar los recursos hídricos disponibles durante las épocas de avenidas y cubrir las demandas durante el estiaje. El curso que se imparte presenta un sílabo que ha tratado de englobar en lo posible los conceptos básicos y desarrollo de diseños de pequeños represamientos que se utilizan para afianzar Sistemas Hidráulicos Singulares ó Multipropósitos (Agrícolas, Energéticos, Agua Potable).

III. OBJETIVOS Lograr que el estudiante de Ingeniería Agrícola englobe las ramas básicas relacionadas como son: Hidráulica, Hidrología, Mecánica de Suelos, Análisis Estructural y Concreto Reforzado con el diseño de Pequeñas Presas proyectadas para el Afianzamiento de diversos Sistemas Hidráulicos.

IV. CONTENIDO ANALÍTICO Unidad 1. PLANEAMIENTO Y PROPOSITO DEL ALMACENAMIENTO. (1ra y 2da Semana) Concepto de Regulación de los Recursos Hídricos. Sistemas de Regulación en Sistemas de singulares y multipropósitos. Diagramas Fluviales de Proyectos existentes. Afianzamiento Hidráulico de diversos Sistemas de Aprovechamiento: Agrícola, Generación de Energía Hidroeléctrica, Aprovechamiento de Agua Potable, Usos Industriales. Importancia y Clasificación de los Almacenamientos Hídricos. Tipos de Presas y su función. Reconocimiento de la cuenca colectora. Selección de emplazamientos de Presas. Estudios Básicos: Hidrología, Geología - Investigaciones Geognósticas, Levantamientos Topográficos. Estudios de Reconocimiento, Alternativas de afianzamiento, Estudios de Pre-Factibilidad, Factibilidad, Definitivo, Documentos para Licitación de la Obra. Operación y Mantenimiento. Período de vida útil.

Unidad 2. ESTUDIOS BASICOS PREVIOS AL DISEÑO. HIDROLOGIA: (3ra Semana) Estudio de la Cuenca Colectora. Demanda del proyecto. Curva Altura, Área y Volumen del Reservorio. Estudio de la serie anual y plurianual. Rendimiento Efectivo del Reservorio. Curvas de duración. Hidrogramas de Avenidas. Curva masa. Estudio de la variabilidad de flujo en la Curva Masa. Selección de la Capacidad del Reservorio. Tránsito de avenidas. Transporte de Sedimentos en un Reservorio. Olas por el viento. Filtraciones en el Reservorio.

INGENIERIA GEOLOGICA Y GEOTECNIA DEL SITIO DEL PROYECTO. (4ta Semana) Consideraciones Geológicas de los sitios investigados para la ubicación de la Presa. Sitio de Presa seleccionada. Condiciones de cimentación en el sitio de Presa. Geología en la zona del vaso. Materiales de Construcción. Modalidad y rutina de las Investigaciones Geotécnicas. Metodología de las Investigaciones: Caso del terreno de Cimentación de la Presa, Estribos, Vaso y áreas de Préstamo para Rellenos. Procedimientos para la Toma de Muestras. Ensayos de Laboratorio.

Unidad 3. DIMENSIONAMENTO DE LAS PRESAS DE TIERRA (5ta, 6ta y 7ma Semana) Generalidades: Características de las Presas de TIERRA. Tipos de Cimentación. Principios y Criterios de diseño. Altura de Presa. Protección de Taludes: Acción de las olas. Bordo libre. Dimensionamiento del Cuerpo de la Presa. Diseño Hidráulico: Redes de flujo en la cimentación permeable y el cuerpo de la Presa. Caudal de infiltración. Subpresiones. Filtros y Drenes. Mantas protectoras. Cortinas. Dentellón. Diseño mediante la Estabilidad. Método Sueco, Método de Fellenius, Método de Bishop Simplificado para el análisis de la estabilidad. Círculo Crítico. Localización centro del círculo más desfavorable Diagrama de fuerzas en equilibrio. Análisis de estabilidad para condiciones 1. Reservorio lleno. 2. Vaciado rápido. 3. Llenado lento. 4. Lluvia muy intensa. 5. Proceso construcción. Resistencia sísmica. Factor de Seguridad. EXAMEN DE MEDIO CURSO (8va Semana) Unidad 4. DIMENSIONAMENTO DE LAS PRESAS DE ENROCADO (9na, 10ma Y 11va Semana) Generalidades: Características de las Presas de ENROCADO. Tipos de Cimentación. Principios y Criterios de diseño. Altura de Presa. Dimensionamiento del Cuerpo de la Presa. Diseño Hidráulico: Redes de flujo en la cimentación permeable y el núcleo de la Presa. Caudal de infiltración. Subpresiones en el Núcleo y cimentación. Diseño mediante la Estabilidad. Resistencia Sísmica. Factores de seguridad en Presas de Enrocado.

Unidad 5. ALIVIADEROS (12va y 13va Semana) Diseño Hidráulico: La Función del aliviadero. Caudal de avenida. Efecto regulador del embalse. Capacidad de descarga de la estructura. Evaluación de la Estructura de alivio, Altura de la Presa y el Costo. Componentes de la estructura. Estructura de control. Canal lateral y rápida. Estructura terminal. Tipos de aliviadores. Aliviadores de pozo vertical. Aliviadores con sifón. Aliviadores de canal lateral. Aliviaderos con Cresta Tipo Ogee. Unidad 6. TOMAS DE DESCARGAS EN PRESAS (14 va Semana) Obras de Toma en Presas de Almacenamiento. Objetivos. Elementos de las Obras de Toma. Diseño de la Obras de Toma. Estructura de Entrada. Rejillas. Compuertas. Pérdidas de Carga. Localización de la Obra de Toma en relación con los Niveles del Embalse. Dimensionamiento de Emergencias. Unidad 7. ESTIMACION DE PRESUPUESTO (15va Semana) Estudio de planos. Visita de campo. Metrados. Costos de maquinaria. Costos de mano de obra. Costos Unitarios. Cronograma de obras. Consideraciones para la construcción de una Presa. EXAMEN FINAL (16 va Semana)

PRACTICAS.

PRACTICA 1.- Conceptos Básicos sobre Conceptos Básicos de Hidráulica, Hidrología, Mecánica de Suelos, Concreto Reforzado.

PRACTICA 2, 3 y 4.-Reconocimiento de Emplazamientos de Presas en Planos a Escala 1:100,000, 1:25,000 y Fotografías Aéreas. Estudio de la Cuenca

Colectora. Evaluación de la Información Hidrológica. Aportes Hídricos. Curva Masa. Determinación de la Capacidad del Reservorio. Características Geológicas y Geotécnicas. Evaluación de los materiales de la Cimentación del Eje de Presa y materiales de Préstamo. Trabajo Encargado No 1 - Resultados de las Evaluaciones de los Estudios Básicos.

PRACTICA 5, 6 y 7.- Diseño de una Presa de Tierra. Dimensionamiento del Cuerpo de la Presa y Cimentación. Flujo a través del Cuerpo de la Presa y Cimentación. Análisis de Estabilidad para diversos Estadios.

PRACTICA 9,10 y 11.- Diseño de una Presa de Enrocado. Dimensionamiento del Cuerpo de la Presa y Cimentación. Flujo a través del Cuerpo del Núcleo y Cimentación. Análisis de Estabilidad para diversos Estadios.

PRÁCTICA 12, 13 y 14.- Diseño del Aliviadero y Toma de descarga. Evaluación de Planos de Presas de Tierra de diversos Proyectos.

PRÁCTICA 15.- Estimación del Presupuesto. Metrados. Costos de maquinaria. Costos de mano de obra. Costos Unitarios. Cronograma de obras. Consideraciones para la construcción de una Presa.

Las Prácticas serán calificadas mediante presentación de Trabajos con fecha acordada en clase.

V. SISTEMA DE EVALUACIÓN Practicas (Trabajos encargados) 30%

Pasos 20%

Examen de Medio Curso 25%

Examen Final 25%

VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR. BUREAU OF

RECLAMATION. Diseño de Pequeñas Presas. México. 1997 2. PRESAS DE TIERRA Y ENROCAMIENTO. Raúl J. Marsal y Daniel Resendiz

Núñez. 1979, Editorial Limusa. Mexico1, D.F. 3. TORRES HERRERA, Francisco 1980. Obras Hidráulicas. Editorial Limusa.

México, D.F. 4. JUÁREZ Badillo, Eulalio; RICO Rodríguez, Alfonso. Mecánica de suelos; flujo de

agua en suelos. Tomo II y III. Editorial Limusa. México, 1999. 5. LAMBE, William T.; WHITMAN, Robert. Mecánica de suelos. México D.F.: Limusa,

2001.-- 582 p. 6. VEN TE CHOW. Hidráulica de canales abiertos. Editorial McGraw Hill. 7. BUREAU OF RECLAMATION. United States Department of the Interior.

Diseño de Pequeñas Estructuras Hidráulicas.