HIDROLOGIA “VASOS DE ALMACENAMIENTO”

UNIVERSIDAD POLITECNICA DE EL ESTADO DE DURANGO

INGENIERIA CIVIL

HIDROLOGIA

“VASOS DE ALMACENAMIENTO”.

[pic 1]

Nájera Ramírez Jorge Omar.

1.INTRODUCCION. –

Un vaso de almacenamiento o de conservación puede retener ese exceso de agua en los periodos de alto escurrimiento para su utilización en los periodos de sequía reduciendo a su vez el daño por inundaciones aguas abajo del vaso de almacenamiento.

Para comprender de manera adecuada lo que es un funcionamiento de vaso, es indispensable referirse al ciclo hidrológico, así́ como los conceptos que se muestran a continuación:

- Una presa de almacenamiento es una obra hidráulica cuyo fin es aprovechar el agua para diferentes usos, dentro de los cuales se pueden mencionar los siguientes:

• Agua para uso municipal. - Proporciona agua potable para actividades domésticas, comerciales, uso público e industrial.
• Agua para uso pecuario.- Para dar agua al ganado.
• Agua para uso piscícola.- Para la conservación de los peces.
• Agua para uso silvícola.- Para la formación de viveros o cortinas naturales arboladas. o Agua para generación de energía.- Para generar energía eléctrica.

• Todos pueden ser de uso múltiple.

- Por otra parte, de acuerdo con la forma de captación del agua superficial puede decirse que existen:

• Sistemas de almacenamiento. - El agua es almacenada en una depresión natural del terreno formando un vaso o deposito mediante una cortina construida en una boquilla adecuada; esto es, una presa de almacenamiento.
• Sistemas de derivación. - Son aquellas que tienen por objeto el aumento artificialmente del tirante de agua de un rio mediante una cortina de poca altura, esto se hace con el objeto de derivar agua del rio hacia un canal o conducto para ser aprovechadas aguas abajo.
• Aprovechamiento de vasos naturales. - Generalmente se trata de lagos y lagunas.
• Estaciones de bombeo en ríos.- Se emplea este sistema cuando el sitio donde se requiere el agua, se encuentra a una elevación superior a la del sitio de captación.

- Para estudiar el comportamiento de estas obras, se usan modelos de simulación basados en la ecuación de continuidad, que expresada en volumen es igual a:

[pic 2]

El objetivo de la simulación del funcionamiento de un vaso es conocer la evolución de los volúmenes almacenados en la presa, mismos que están en función del comportamiento hidrológico de la cuenca en estudio. Los volúmenes almacenados dependen de la política de operación del embalse, partiendo de las aportaciones destinadas a satisfacer la demanda. Por consiguiente, durante la simulación del funcionamiento de vaso, se pueden presentar intervalos para los cuales el almacenamiento no sea suficiente para satisfacer la demanda. Esto último cuando:

1. El nivel del agua es menor al nivel de la obra de toma, lo cual no permite el empleo de agua.
2. Las aportaciones futuras sean pequeñas. Es conveniente almacenar agua con el fin de prevenir déficits.
3.  Para el caso aguas abajo de plantas hidroeléctricas, cuando el nivel del agua está por debajo del nivelrecomendado de succión de la turbina, no es conveniente emplear el agua para generación, ya que se pone en peligro el equipo mecánico.

La condición ideal es que los niveles del embalse varíen entre el NAMINO y NAMO, pues de esta forma siempre es posible satisfacer la demanda, y por el otro lado, no se desaprovechara el agua derramándola.

En la práctica cuando el nivel de agua desciende del NAMINO no se da la demanda y por lo tanto existe un déficit en su satisfacción. Si el nivel del agua supera el NAMO existen derrames.

El análisis de funcionamiento de vaso permite optimizar su funcionamiento tratando de evitar las dos condiciones anteriores, existen criterios de deficiencias máximas permisibles, que norma la decisión en cuanto al tamaño conveniente que se debe asignar a la capacidad útil.

En la actualidad este análisis se realiza mediante métodos numéricos que pueden ser aplicados por computadora, de tal manera es posible simular el funcionamiento de varios tamaños de capacidad útil y seleccionar los más adecuados.

Después de realizar varios funcionamientos de vaso para diferentes tamaños de presa (Capacidad útil) se selecciona aquel que cumpla con una serie de restricciones de deficiencias máximas permisibles, y al mismo tiempo haga máximo el beneficio en la actividad a la que está destinada la presa.

2.VASOS DE ALMACENAMIENTO

La función de un vaso de almacenamiento es guardar los volúmenes de agua excedentes que escurren en un rio en la época de lluvias, para satisfacer la demanda de agua en los meses en los que se presenta la época de sequia

[pic 3]

Figura 1.1 Regulación de Volumen de agua escurrido en un rio.

Para satisfacer la demanda de la época de sequía, se almacena en el vaso el excedente de volumen de agua escurrido durante los meses de lluvia (regularmente Julio a Noviembre).

1. COMPONENTE S DE UN VASO DE ALMACENAMIENTO.

Los principales componentes de un vaso de almacenamiento se muestran en la figura 1.2

[pic 4]

Figura 1.2 Principales componentes de un vaso y obra de contención.

I. NAMIN.- (Nivel de Aguas Mínimas). Es el nivel de agua mínimo que puede alcanzar el embalase, ubicado en la misma elevación que el nivel de la obra de toma.

II. NAMINO.- (Nivel de Aguas Mínimas de Operación). Determina el nivel mínimo en el que puede operar la presa para satisfacer una cierta demanda, el cual en el caso de las hidroeléctricas está determinado por el rango de operación de las turbinas. Para su cálculo se deben considerar los siguientes puntos:

...