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Almacenamiento y tránsito
de avenidas en vasos y en cauces
Tipos de almacenamiento y sus características
El Vaso de Almacenamiento:
Espacio físico detrás de la cortina de la presa donde se guarda el agua.
Zonas de Volumen:
Volumen Muerto (Azolves):
Espacio del fondo. No se puede usar; solo sirve para acumular la tierra y lodos que arrastra el río.
Volumen Útil:
El agua que sí aprovechamos para la ciudad, el riego o generar luz. Está entre los niveles operativos mínimos y máximos (NAMO).
Volumen de Regulación (Superalmacenamiento):
Espacio libre arriba del NAMO que amortigua las tormentas antes de que el agua salga por el vertedor. Llega hasta el nivel extraordinario (NAME).
Curvas Características:
Gráficas obtenidas por topografía que le dicen al ingeniero cuánta superficie (área) y cuánta agua (volumen) hay acumulada en cada altura (elevación) de la presa.
Determinación de la capacidad útil y funcionamiento de vaso
Balance de Agua (Continuidad):
La presa funciona como una cuenta de banco. El volumen que queda al final del mes depende de: lo que ya había + las entradas (río y lluvia) - las salidas (demandas de la población y evaporación).
Comportamiento Estacional:
En Lluvias:
Entradas > Demandas --> El nivel de la presa sube.
En Secas (Estiaje):
Demandas > Entradas ---> El nivel de la presa baja.
Cuenca Propia:
Cuando no hay datos medidos exactamente donde estará la presa, se usan datos de estaciones hidráulicas cercanas y se ajustan de acuerdo al tamaño de las áreas de terreno.
Algoritmo del Pico Secuente:
Método para revisar mes a mes los datos históricos de ríos y demandas, y así calcular matemáticamente qué tan grande debe ser el volumen útil para que nunca nos quedemos sin agua.
Tránsito de avenidas en cauces
Objetivo:
Modelar cómo se mueve y deforma una onda de inundación a lo largo del camino de un río. Sirve para alertar a poblaciones aguas abajo y diseñar bordos o muros de protección en las orillas.
Tipos de Métodos:
Métodos Hidráulicos:
Son súper precisos porque usan física compleja y computadoras para evaluar velocidad y altura del agua en cada punto del río.
Métodos Hidrológicos
: Son más simples y rápidos. El más usado es el Método de Muskingum.
Concepto de Muskingum:
Asume que cuando el agua de una inundación pasa por un tramo de río, el almacenamiento se divide en dos formas geométricas: un Prisma (volumen normal del río) y una Cuña (el volumen extra que se forma al frente de la ola de la tormenta). Usa coeficientes basados en el tiempo que tarda la inundación en recorrer el tramo.
Tránsito de avenidas en vasos
Objetivo:
Simular qué pasa cuando llega una tormenta gigante (creciente o avenida). Sirve para diseñar el tamaño del vertedor de excedencias (el "vertedero" de seguridad) y que la presa no se desborde por arriba.
Efecto de Amortiguamiento:
La presa recibe un pico de agua enorme en muy poco tiempo (hidrograma de entrada) y lo almacena temporalmente, haciendo que el agua salga de forma más lenta, controlada y segura (hidrograma de salida).
¿Qué se necesita para calcularlo?:
El hidrograma de la tormenta, las curvas de almacenamiento de la presa y las características físicas del vertedor.