INTRODUCCIÓN
Las actividades más importantes que se desarrollan y en donde se
sustenta la economía del país son los campos de minería y agricultura, es por
ello que se hace necesario conservar la relación tierra – hombre incrementando
en este año 15 000 Ha de tierras al sector agricultura.
Por este motivo, es que aprovechando anomalías climatológicas a nivel
global de recientes investigaciones que tienen su origen en condiciones
atmosféricas sobre toda la zona del Océano Pacifico, ocasionan un
desequilibrio de la Presión Atmosférica.
Debido a esta situación meteorológica extraordinaria adquiere una
predominancia que permanece por lo menos en las épocas de verano y
primavera produciendo también un aumento bien marcado de las temperaturas
del ambiente y el agua, caen lluvias torrenciales prolongadas llegando hasta la
zona montañosa causando avenidas excesivas e inundaciones. En general se
observa una restitución de la situación normal misma en la siguiente temporada
del verano. Este fenómeno es conocido desde hace tiempo es conforme a lo
que consta en las descripciones que figuran en documento históricos.
Desde el punto de vista técnico, las pampas del valle por donde pasa las
aguas del Río Ahuamayo están sujetas a variaciones extremas de su caudal,
no permitiendo un desarrollo normal de su agricultura; desde éste punto de
vista nuestra “Presa” no solamente servirá para la retención de avenidas sino
también se usará como presa de almacenamiento para riego, aportando una
ayuda al sector agrícola.
Por tal razón el presente trabajo de investigación desarrollado en el
Curso de Estructuras Hidraulicas, evalúa con ayuda de las diversas disciplinas
técnicas como: La Topografía, La Geología, La Mecánica de Suelos, La
Hidrología y La Hidráulica, diversas alternativas para de esta manera obtener
una solución definitiva al problema de las inundaciones que ha venido
golpeando la economía y por tanto la condición de vida de los pobladores de
las zonas afectadas.
JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA
Justificación:
El presente proyecto se justifica por las siguientes razones:
- La posibilidad de un crecimiento importante del desarrollo
agrícola de la zona al utilizar el agua almacenada en la presa para fines de
riego, durante períodos de escasez.
Importancia:
Este estudio es importante por lo siguiente:
- Dará una solución definitiva al problema de las inundaciones
producidas por desbordamiento del Río Ahuamayo.
- La presa adoptada además, de contener las avenidas,
podrá se usada para fines de riego, tratando de reducir el déficit de agua en
la zona.
OBJETIVOS Y ALCANCES
Objetivos:
- Ubicar el lugar más adecuado para construir una presa que
tenga las características necesarias para poder mitigar las grandes
avenidas del Río Ahuamayo producidas en épocas de verano.
- Diseñar a nivel de Prefactibilidad la Presa, después de
haber realizado el análisis de las diferentes alternativas, tomando en
consideración criterios Técnico – Económicos para obtener un diseño
óptimo.
Alcances:
- La Presa tendrá un impacto muy importante, en cuanto se
refiere a evitar que se agrave la condición de vida de los pobladores de las
zonas que pueden ser afectadas por los desbordes del Río Ahuamayo, al
ser destruidas sus viviendas e inundados sus terrenos de cultivo que son el
medio de sustento de sus familias.
- Esta también servirá para regular los caudales y utilizarlos
para riego ( Presa de almacenamiento ) de 15 000 Ha de terrenos fértiles,
brindando un importante aporte a la agricultura de la zona, que esta limitada
por la altura de agua en los periodos de estiaje.
ACTIVIDADES REALIZADAS EN LA ZONA
Para una fácil comprensión agrupamos las diversas ramas en cuatro categorías
amplias que son:
1. Agricultura, ganadería y actividades extractivas
Son las que toman o producen bienes naturales con escasa transformación
de las cuales se practican en la zona de estudio las siguientes:
a.- Agricultura
Es la actividad más importante de este Valle, siendo el eje de la
actividad económica de esta zona, aún con el problema de la escasez de
agua. Existen importantes extensiones de tierras cultivadas por grandes y
medianos empresarios, irrigadas con agua de pozos utilizando el riego
tecnificado, sistemas que no pueden utilizar la gran mayoría de pequeños
agricultores de la zona, debido a la elevada inversión inicial.
b.- Ganadería
Actividad practicada en menor escala, comparada a la agricultura
debido a la escasa parea de pastos naturales, además de la falta de agua.
En esta zona se cría el ganado vacuno, ovino y caprino; el mismo que es
sostenido con agua de grandes pozos en el caso de los grandes y
medianos ganaderos, y con pozos artesanales los pequeños ganaderos en
especial de ganado ovino y caprino.
c.- Explotación de canteras
Actividad que es practicada por empresas privadas y estatales para
obtener material utilizado en Obras de Irrigación, explotando canteras de
roca, material cohesivo (areno - arcilloso ), agregado para preparación
de concreto, etc.
2. Actividades transformativas
Son las que transforman profundamente las materias naturales y
comprende:
a.- Industria
Que incluye la artesanía, la manufactura y la fábrica, actividades que
muy poco se practica en esta zona.
b.- Construcción
Actividad necesaria como en cualquier zona urbana o rural. En este
caso sólo la construcción de viviendas de material noble es practicada en
zonas urbanas, en cambio en el campo generalmente se practica la
construcción rustica con adobe, caña, eternit y además materiales que se
obtienen directamente del campo.
3. Comercio
Actividad realizada en los pueblos o zonas urbanas, donde generalmente
se comercializa productos de primera necesidad, en pequeños mercados
desde donde se abastece a la población rural que se traslada gasta éstos
centros de abastos.
ASPECTO AGRO- ECONOMICO
Introducción
La tierra y el agua utilizadas en la agricultura son elementos naturales.
Es el hombre que canaliza el agua de los ríos para irrigar la tierra eriaza; quien
nivela y rellena los terrenos, construyendo andenes, terrazas, drenes y
defensas, formando o conservando asi tierras de cultivo.
Muchas veces la imprescindible naturaleza por medio de eventos
extraordinarios es causante de destrucción de poblados y zonas agrícolas.
Desgraciadamente es también el hombre quien destruye algunos recursos
naturales como los bosques, las tierras de cultivo que ingeniosa y
laboriosamente crearon los habitantes prehispánicos. Gran cantidad de fértil
tierra de los valles peruanos ha recibido influencia de una agricultura racional
que hoy causa admiración.
Descripción
Actualmente una gran cantidad de la población de esta zona basa su
economía principalmente en la actividad agrícola, a pesar de su limitación
debido a factores que influyen directa e indirectamente en las etapas de
producción, siendo el más importante la irregular disponibilidad del agua.
En los últimos años no se ha observado un crecimiento apreciable del
desarrollo agrícola, sino mas bien se noto el aumento considerable de
superficies aptas para el sembrío con permiso de excedencias, lo que indica
que la necesidad del agua en este valle es mayor año tras año, el cual posee
tierras para cultivo por secano, además de una escasa zona de áreas eriazas.
DATOS DEL PROYECTO
- Área de la cuenca del río : 49.70 km m
/s
- Avenida de diseño para: t = 10 años ; Q = 30
m /s
t = 1 000 años ; Q = 100 m /s
- Uso constructivo: 883 mm / año
- Precipitación efectiva: 13 mm
- Área agrícola a beneficiar: 15 000 Ha
- Sedimentación promedio anual: S = 0.04 MMC /
anual
- Evaporación promedio mensual anual: 1 200 mm / año
- Evaporación mensual: 100 mm
- Área de evaporación considerada: 3.82 m /s
- Volumen ofertado: 200 MMC / anual
- Nivel de aguas máximas extraordinarias ( NAME ): 3 740
m.s.n.m.
- Nivel de fondo del embalse: 3
710 m.s.n.m.
ANALISIS DE UBICACIÓN DEL EMBALSE EN EL RIO AHUAMAYO
Introducción
El siguiente análisis está destinado a realizar una rápida
evaluación, para buscar una presa de embalse, capaz de contener parte de la
avenida de agua producida por factores climatológicos de la zona en estudio en
los meses de verano.
Esta solución tiene como principal objetivo el control de las avenidas. La presa
resultante del análisis mencionado servirá también como una presa de
regulación para cubrir las necesidades de agua mínima para riego de tierras
agrícolas del valle beneficiadas y que actualmente son de secano; así como
garantizar el sistema hídrico del sistema hidroeléctrico de la zona. De esta
manera afianzamos la razón de elaborar el siguiente tema de investigación en
el desarrollo del curso de Estructuras Hidráulicas.
La zona establecida se analizó teniendo en consideración la capacidad de
almacenamiento, condiciones de fundación y volumen de relleno,
recomendando el predimensionamiento de la presa de embalse desde el punto
de vista Técnico – Económico más óptimo.
a) Ubicación:
Este embalse está ubicada en .........................
b) Características Físicas del Reservorio
El diseño de una presa tiene como fin determinar sobre bases racionales
todos los detalles referentes a la localización geométrica y la
constitución de las estructuras colaterales o accesorias que se tienen en
cuenta durante la toma decisiones para poder hacer un buen diseño; las
relaciones entre la presa y las estructuras colaterales se señalarán
haciendo un predimensionamiento de la presa de embalse en el trabajo
que presentamos.
Para que el diseño de una presa pueda considerarse adecuada debe
cumplir dos condiciones:
a) Que la obra resultante sea económica, funcional y exenta de
excesivo mantenimiento.
b) Que la obra sea segura.
Para cumplir con la primera condición es necesario seleccionar el tipo de
presa adecuadas a las características del sitio; que al realizarla sea
económica y ofrezca el menor número de imprevistos posibles. En
cuanto a brindarles seguridad a la obra debe de tenerse en cuenta que
para lograrlo se requiere gastos que representan un mínimo porcentaje
del costo total.
Este reservorio es formado gracias a una presa con una longitud de 541
m, cuya ubicación se detalló anteriormente.
La característica más importante de este embalse, es que consta de un
extenso dique de aproximadamente 1 235m de longitud, ubicado al
suroeste del embalse en la zona más baja del mismo.
El perímetro calculado del reservorio haciendo uso del planímetro nos
arroja un valor de 15 km. Asimismo, se halló con ayuda del planímetro
las áreas de las curvas de nivel que lo conforman a una equidistancia de
5m.
Con los datos dados en el trabajo, se halla el nivel hidráulico del
reservorio ya que es muy importante calcular el nivel máximo de agua en
el reservorio.
c) Características geológicas del reservorio
-El conocimiento geológico del área donde se plantea el diseño de una
obra y su entorno es prioritario y fundamental, ya que de ello dependerá
la adecuada orientación de las investigaciones con objetivos precisos y
optimización de los recursos asignados para el estudio concluyendo con
el diseño final de la obra de acuerdo a las reales condiciones del terreno.
Debido a la gran variación de las características geológicas de un lugar
a otro, no es posible proporcionar procedimientos y programas
estandarizados de investigación del terreno, también lo es el que las
etapas de estudio para toda obra desde que surge su necesidad hasta la
puesta en operación están claramente definidas, siendo fundamental el
factor geológico sea para que continúen hasta su final realización o
queden truncas.
-Con respecto a la conformación gemorflógica en esta zona predomina
el paisaje peneplánico rodeada en ambos flancos por cadenas
montañosas
-La fundación de la zona donde se ha planteado la fundación de la presa
se ha asumido que se encuentra sobre suelo arena – grava.
-Geología estructural
Las rocas madres que forman el vaso, no presentan evidencias de
fallamientos importantes que pongan en peligro el embalse.
d) Sedimentación en el reservorio
Uno de los problemas mas serios que enfrenta todo embalse es la
sedimentación,y de no ser tomada en cuenta oportunamente acarrearían
graves consecuencias .
Cuando se construye una presa en el lecho de un río como es nuestro
caso, esta actúa como una trampa de sedimentos, y una parte de los
sólidos transportados por la corriente queda retenida en el embalse,
disminuyendo así el volumen de almacenamiento.
Por tal razón se considera en el diseño un volumen de embalse adicional
al requerido para satisfacer las necesidades del proyecto y que sirve
para el depósito de los sólidos sedimentados en el embalse. Este
volumen se llenará con el transcurso del tiempo. A este volumen
adicional se le conoce generalmente con el nombre de volumen muerto.
La sedimentación que ocurre aguas arriba de una presa es un fenómeno
inevitable.
La pendiente del terreno, suelo seco y las precipitaciones en particular
las de corta duración pero intensas, causan un transporte de partículas
sueltas que juntamente con aquellas provenientes de la erosión del río
AGUAMAYO forman un caudal de materiales en suspensión.
Se ha tenido en cuenta para el volumen de sedimentos el 0.04 MMC/
año dado en .los datos que vendría a ser nuestro volumen muerto.
ANÁLISIS HIDROLÓGICO
1.- Caudal de avenida del diseño
Para este caudal de avenida de diseño tenemos que para un :
-t = 10 años : Q = 30 m3/seg
-t = 50 años : X
-t = 1000años : Q = 100m3/seg
990-----------------------70
950-----------------------100-X
X = 32.83 m
Para un t = 50 años, el Q AV Diseño = 32.83 m3 /seg
2.- Capacidad de almacenamiento del vaso
Esto se refiere a la cantidad de agua que va ha ser almacenada en el
reservorio considerando el volumen muerto mas el volumen util para
esto tenemos :
Vol. Muerto = 0. 04MMC/año *50 años = 2MMC.
Vol. almacenamiento = Vol. ofertado – De
De = Uso consuntivo *Area a irrigar
Al uso consuntivo se le agrega la precipitación efectiva.
A esta demanda se le agrega las pérdidas por evaporación, esta
evaporación es igual al área de evaporación por la evaporación
promedio mensual anual : con estos datos y el volumen ofertado que es
dato del proyecto se halla el volumen útil : asimismo se obtienen los
diferentes niveles del reservorio.
La capacidad de almacenamiento será estudiada y obtenida por medio
de la curva Nivel – Volumen.
3.- Pérdida por evaporación
Se tiene como dato que la evaporación mensual es de 100mm: dando
como resultado la evaporación promedio mensual anual de
1200mm/año : la pérdida por evaporación se obtiene de multiplicar el
área de evaporación con la evaporación promedio mensual anual y
esta evaporación se tiene en cuenta en la demanda.
4.-Vida útil del reservorio
Se ha considerado como vida util del reservorio 50 años.
e) Costo Estimado
Se ha considerado un precio de S/. 14.25 / m de relleno con material
para diques.
Este precio incluye el suministro, carguio y transportre, por lo tanto
resulta un costo aproximado de:
Volumen(hallado) m x S/. 14.25 / m = S/. ........................
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