Estructuras Hidráulicas, Trabajo Completo

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior

Universidad Nacional Experimental

De los Llanos Occidentales

Ezequiel Zamora

UNELLEZ-Guasdualito

Julio 2011

ÍNDICE

Pág.

Introducción

Obras De Toma----------------------------------------------------------------------- 4

Obras De Derivación---------------------------------------------------------------- 5

Estructura Disipadora De Energía------------------------------------------------ 9

Transiciones Torrentes Y Caídas------------------------------------------------- 13

Obras Para El Control Y Defensa Contra Inundaciones------------------- 14

Gaviones-------------------------------------------------------------------------------- 15

Bolsacretos----------------------------------------------------------------------------- 18

Malla Talud----------------------------------------------------------------------------- 18

Conclusiones------------------------------------------------------------------------- 19

Referencias Bibliográficas------------------------------------------------------- 20

INTRODUCCIÓN

El proceso de malla talud, indica que se usa en todo tipo de taludes y laderas de terrenos desprovistos o que han perdido su vegetación, en que dada las características del suelo y precipitaciones, son susceptibles a la destrucción de taludes, debido a la erosión causada por falta de vegetación.

Otro punto, son los gaviones fueron utilizados ya por los romanos. En sus inicios, se construyeron muros de gaviones con mimbre trenzado y rellenos de piedra, con el propósito de proteger contra los desprendimientos de rocas.

Las estructura hidráulicas son las obras de ingeniería necesarias para lograr el aprovechamiento de los recursos hídricos y controlar su acción destructiva. Trabajan en la mayoría de los casos en combinación con elementos y equipos mecánicos. Se construyen en beneficio del hombre y el desarrollo de la humanidad.

OBRAS DE TOMA

La obra de toma es la estructura hidráulica de mayor importancia de un sistema de aducción, que alimentará un sistema de generación de energía hidroeléctrica, riego, agua potable, entre otros. A partir de la obra de toma, se tomarán decisiones respecto a la disposición de los demás componentes de la Obra.

Los diferentes tipos de obras de toma han sido desarrollados sobre la base de estudios en modelos hidráulicos, principalmente en aquellos aplicados a cursos de agua con gran transporte de sedimentos.

En el caso de sistemas en cuencas de montaña, debido a las condiciones topográficas, las posibilidades de desarrollo de embalses son limitadas. Por tal motivo, es usual la derivación directa de los volúmenes de agua requeridos y conducirlos a través de canales, galerías y/o tuberías, para atender la demanda que se presenta en el sistema de recepción (agua potable, riego, energía, entre otros.).

Cada intervención sobre el recurso hídrico, origina alteraciones en el régimen de caudales, aguas abajo de la estructura de captación, por lo que su aplicación deberá considerar al mismo tiempo la satisfacción de la demanda definida por el proyecto y los impactos sobre sectores ubicados en niveles inferiores.

Las obras de toma son un conjunto de estructuras formado por una estructura de entrada o toma, un túnel o conducto a través de un estribo o de la presa y una estructura de salida. Este conjunto permite tomar las aguas del embalse y pasarlas al canal principal. Debe tener suficiente capacidad para descargar las aguas abastecer a la zona de riego con el gasto necesario, de acuerdo a los requerimientos de los suelos para niveles mínimos del embalse

OBRAS DE DERIVACIÓN

Estas formas de toma son de las más antiguas y cuyo concepto aún se mantienen en vigencia como alternativa primaria para el riego de parcelas aledañas al río o quebrada. El diseño más rudimentario consiste en una simple apertura en el curso natural, orientando el flujo hacia sistema de conducción (normalmente un canal).

Para proteger la toma de caudales en exceso y materiales de arrastre durante crecidas, la toma se orienta aproximadamente de manera perpendicular a la dirección de flujo.

Las tomas tradicionales que se utilizan para el riego de pequeñas parcelas, incorporan además bloques de piedra, alineados diagonalmente cubriendo en muchos casos toda la sección. En estos casos, la toma es ubicada frecuentemente utilizando los accidentes naturales del terreno de manera que pueda servir de ayuda frente a las crecidas. Por ejemplo, este podría ser ubicado detrás o debajo de un sector rocoso (peña).

En muchos casos las "obras complementarias" tienen carácter temporal, por cuanto su duración se limita a la época de estiaje; en la época de lluvias aquellas serán deterioradas o destruidas.

Cuando no es posible orientar la toma de manera aproximadamente perpendicular al flujo o cuando se requiere proteger la pequeña toma, se construye un muro transversal sobre un sector de la sección del río inmediatamente aguas arriba de la toma.

Las técnicas para lograr la derivación no se diferencian de gran manera en los casos de tomas para aducción de agua potable, para riego o energía hidráulica.

Disposición de las obras: En general la obra de toma está constituida por un órgano de cierre, estructuras de control, estructuras de limpieza, seguridad y la boca toma.

Cada uno de los elementos indicados cumple una función o misión específica, a saber:

- El órgano de cierre tiene por objeto elevar las aguas de manera de permitir el desvío de los volúmenes de agua requeridos.

- Las estructuras de control permitirán la regulación del ingreso de las aguas a la obra de conducción.

- Las estructuras de limpieza serán elementos estructurales que puedan evacuar los sedimentos que se acumulan inmediatamente aguas arriba del órgano de cierre.

- Las estructuras de seguridad evacuarán las aguas que superen los volúmenes requeridos por el sistema receptor.

- La boca toma será el elemento que permita el ingreso de agua de captación hacia la estructura de conducción.

El funcionamiento de estos elementos, ya sea de manera combinada o individual, deberá lograr el objetivo principal de su aplicación y al mismo tiempo no deberá originar fenómenos negativos a la propia seguridad de las obras civiles ni al medio físico que se encuentra bajo su influencia directa o indirecta.

En general el diseño de la obra de toma debe considerar los siguientes aspectos:

- No debe generar perturbaciones excesivas.

- No debe generar choques excesivos sobre las paredes de las estructuras.

- No debe generar cambios bruscos en la dirección general de escurrimiento.

- Debe devolver las aguas en exceso al río sin originar solicitaciones que excedan las que puede resistir el medio físico.

- Debe permitir una transición gradual del flujo desde el curso natural hacia la bocatoma.

Naturalmente no es posible en muchos casos cumplir todas las condiciones al mismo tiempo, por lo cual se sacrificarán algunas bajo compromiso, es decir tomando medidas complementarias que logren mitigar las eventuales consecuencias negativas.

Obras de toma con canal de limpieza:

En este caso se permite el ingreso de sedimento a la toma, el mismo que es evacuado posteriormente. La obra de toma se diseña de manera que se logre, a través de un sistema de limpieza, separar el sedimento del caudal líquido.

Obra de toma frontal:

El principio de este tipo de obra de toma es lograr la captación de los caudales deseados sin la necesidad de cambiar bruscamente la dirección de flujo. El cambio de dirección se presenta después de la boca toma. La evacuación de los sedimentos se logra con ayuda de un separador horizontal, que aprovecha la disposición del flujo en dos fases agua-sedimento.

Obras de toma en solera:

Aunque no son tan utilizadas en obras hidráulicas para cuencas de montaña como las obras de toma superficiales, dentro de las obras de toma en solera, encontramos un tipo conocido como obras de toma en tirol, las cuales tienen algunas aplicaciones importantes para estos casos, y podrían ser aplicadas perfectamente en las cuencas de montaña de las laderas andinas.

ESTRUCTURA DISIPADORA DE ENERGÍA

En el diseño de las estructuras de control como vertederos, aliviadores y estructuras de caída, a menudo debe asegurarse de disipar el acceso de energía cinética que posee el flujo aguas abajo. Esto se logra con unas estructuras conocidas como disipadores de energía y las cuales son muy comunes en las estructuras de control.

El método mas utilizado es inducir en el flujo una gran turbulencia por medio de cambios repentinos tanto en dirección como en expansión, como sucede con el resalto hidráulico (salto hidráulico), el cual es muy efectivo en la disipación de energía y convierte el flujo supercrítico en subcrítico. Veremos brevemente las propiedades más importantes del salto hidráulico.

Consideremos un tramo de un caudal el cual posee dos controles tanto en la parte superior como inferior: un aliviadero

...