Pontificia Universidad Católica Madre Y Maestra(PUCMM) UNIDAD 4 FUENTES SUPERFICIALES. Caudales disponibles. Fuentes superficiales que requieren regulación. Fuentes sin regulación. Captación de aguas superficiales. 4.1 Fuentes Superficiales PUEDEN SER corrientes de caudales pequeños pero con avenidas adecuadas, que se almacenan en sitios adyacentes a la corriente, para su uso en las estaciones donde no es POSIBLE SUPLIR LA DEMANDA. DEMANDA PUEDEN SER Corrientes de caudal insuficiente en tiempo de estiaje, pero volumen total anual adecuado Características de las Aguas Superficiales y Subterráneas Aspectos cuantitavos y de explotación Aguas superficiales Aguas subterráneas Generalmente aportan Generalmente aportan mayores caudales caudales bajos Caudales variables Poca variabilidad de caudal No siempre precisan Generalmente bombeo requieren bombeo Costo bombeo bajos Costo bombeo altos Generalmente la Permite más cercanía captación debe al sitio de utilización hacerse distante del sitio de consumo . Constante. directa contaminación directa . gral. Constante. Alta depende del baja suelo Estabilización Variable. gral. poca bacteriológica contaminadas o ninguna Contaminación Expuestas a Protegida contra radiológica cont. Constante corrosivas (incrustaciones) Contaminación Variable. gral. depende muy alta del subsuelo Mineralización Variable Depende del subsuelo Dureza GENERALMENTE Alta.Aspectos cualitativos Superficiales Subterraneas Turbiedad Variable Prácticamente ninguna Color Variable Bajo o ninguno Temperatura Variable. gral. caudales disponibles y calidad del agua . lagos requieren para su utilización de información detallada y completa que permita visualizar su estado sanitario. constituidas por ríos.Las aguas superficiales superficiales. quebradas y lagos. Características de la vegetación (bosques. arcillosa. etc. (rocosa. terrenos cultivados e irrigados). cochineras.) . ó d. arenosa.). Estado sanitario de la fuente a Naturaleza de la geología superficial a. Presencia o ausencia de moradores en los márgenes . balnearios. Distancias A focos de contaminación (descargas de aguas negras. lavaderos. irrigados) c. etc. b. principalmente aguas arriba de los sitios de captación. 4.2 Caudales disponibles La utilización de una fuente de abastecimiento supone suficiente capacidad para suplir el gasto requerido q durante el período de diseño prefijado para el sistema de abastecimiento . Para esto se debe disponer de registros de escorrentía durante períodos lo suficientemente largos que permitan predecir la situación en lapsos similares a los del período de diseño. es necesario verificar la posibilidad de suministro constante • Porque los aforos mínimos indiquen valores superiores a la demanda q • Porque sea factible establecer una regulación de sus caudales de forma que el período de crecidas permite almacenar volúmenes compensatorios de la demanda en la época de sequía. . Es evidente que la cantidad de lluvia es importante. La evaporación es una función de la temperatura.2. . La topografía y la geología local influyen en la regulación y la cantidad de escorrentía. 4.1 Factores que afectan í la escorrentía La precipitación es el principal factor individual que afecta el caudal de una cuenca. pero la distribución tanto temporal como espacial puede ser igualmente significativa. de la velocidad del viento y de la humedad relativa. la intensidad de lluvia. . suelo El almacenamiento en depresiones es aquella PRECIPITACION que es retenida en áreas de bajo nivel durante eventos de escorrentía.La intercepción comprende aquella precipitación que es retenida sobre las hojas y otras superficies y nunca alcanza el suelo. escorrentía La infiltración es afectada por el tipo de suelo. la condición de la superficie y la vegetación. en cuyo caso el caudal mínimo para el período de registros debe ser superior al caudal medio para el período de diseño fijado. La utilización de una fuente superficial sin regulación supone el diseño de obras de captación específicas. . se debe analizar la fuente superficial sin necesidad de regularla. 4.4 Fuentes superficiales sin regulación ó Conocidos los datos de escorrentía. específicas de acuerdo a las características particulares del río o quebrada utilizada. es posible lograr. Existen varios métodos para determinar los volúmenes de almacenamiento requeridos para satisfacer las demandas de agua . compensar el déficit y aportarlo para satisfacer la demanda. mediante el represamiento de aguas en época de crecidas.. 4.3 Fuentes superficiales que requieren regulación ó Cuando los aforos mínimos del río INDICAN QUE en determinadas épocas no son suficientes para cubrir la demanda. 3 Fuentes superficiales que requieren regulación ó 1. método de la curva masa 3. METODOS ESTADISTICOS Y DEL DIAGRAMA DE MASA . Métodos estadísticos 4. Método de los meses mas secos 2. 4. í • Se procede luego a seleccionar los dos meses más secos consecutivos y así sucesivamente se van determinando los déficit é de cada periodo considerado respecto a la demanda.3. .1 Método de meses más secos Se define mes seco a aquel cuyo gasto de aforo es menor que el gasto de demanda en el mismo lapso. • Se selecciona de una serie de registros mensuales de aforos el mes más seco y se determina el déficit é para ese período.4. hasta un momento en que este déficit comienza a bajar. . • La capacidad del embalse está determinada por el mayor déficit.4.3.2 Método Mé de meses más á secos • Este proceso va provocando incrementos del déficit. 1 Método de diagrama de masas (RIPPLE) Debe disponerse de una serie de registros hidrológicos ó de la fuente durante un período igual o mayor al período de diseño. caso debe disponerse de los registros de escorrentía de un período no menor de 20 años. .3. diseño En cualquier caso.4. 9 Construir el grafico o diagrama de masa para el periodo seleccionado. Tiempo período (anos) . (entre todos los anos de registro). ordenada:: volúmenes acumulados (m ordenada (m33) Abscisa:: Abscisa período. registro). seco.9 Seleccionar ya sea en forma grafica o analítica el periodo mas seco. seleccionado.. 9 trazar línea de demanda demanda.. 9 trazar tangentes paralelas a la línea de demanda. demanda 9 Determinar la magnitud de la ordenada : define la capacidad del embalse .. 000. DIAGRAMA DE MASA Sept. Feb. May. Ab. Ab. Dic.000.0 Ene.0 100.000.000. Feb. Jun.000.000. Mar. Oct. Dic. Ag. Ab. Oct. Feb. Jun.0 300. Ag. Ag.0 50. . 1998 Jul.0 200. Sept.000.000. Mar. Ene. Sept.0 150. 0. Oct. Ene. Jun.0 250. 2000 Jul. Nov. May.000.000. May. Nov.000. 1999 Jul. Mar.000. Nov. Dic. Mar. Nov. 0. Jun. Ene. Ene. Sept. Ag. .000. May. Ag.000.0 100. Dic. Ab. Jun. Mar. Oct.0 250.000. .000. DIAGRAMA DE MASA Sept. 1999 Jul.0 150. Nov.0 Ene. Jun. Dic.000. Ab.0 300. 1998 Jul. Oct. Ag.000. Nov. 2000 Jul. Feb.000. Ab. Sept.0 50. May.000.000.000. May.000.000. . Feb.0 200. Oct. Mar. Dic. Feb. Dic. 2000 Jul. Jun. Mar.0 50. Nov. Feb.0 200. Sept. Jun. Ab.0 250.000.000.000. May. Ag. Oct. .000. Ene. Dic. Jun.000. Nov. 0.0 100.0 Ene. Nov. 1999 Jul. May. Oct. May. Ag. Ag.000. Feb. Sept.0 150.000. Mar.000. Feb.000. 1998 Jul.0 300 000 000 0 300. Dic. Ab.000. Mar. Ene. Ab. DIAGRAMA DE MASA Oct.000.000. Sept. . • LA PENDIENTE DE LA TANGENTE EN UN PUNTO. REPRESENTA EL CAUDAL EN ESE INSTANTE. • LA PENDIENTE DE LA RECTA ENTRE DOS PUNTOS CUALESQUIERA ES EL CAUDAL MEDIO EN ESE INTERVALO. CARACTERISTICAS DE LA CURVA MASA • LA DIFERENCIA DE ORDENADAS PARA DOS TIEMPOS CUALESQUIERA REPRESENTA EL VOLÚMEN CONSUMIDO. . . LO QUE IMPLICA QUE EL EMBALSE SE ESTA VACIANDO. 9 EN EL PUNTO E EL EMBALSE ESTA LLENO . 9 ENTRE B Y C LA PENDIENTE DE LA CURVA ES MENOR QUE LA PENDIENTE DE LA RECTA DE DEMANDA.9 CURVA OM REPRESENTA EL CAUDAL ACUMULADO DURANTE 26 MESES MESES. LO QUE IMPLICA QUE EL EMBALSE SE ESTA LLENANDO LLENANDO. VACIANDO 9 ENTRE C Y E Y F LA PENDIENTE DE LA CURVA DE MASAS ES MAYOR QUE LA CORRESPONDIENTE A LA DEMANDA. ESTE NO INTECEPTA LA CURVA OM EN NINGUN PUNTO. 9 ENTRE B Y C EL EMBALSE ESTA SUPLIENDO EL DEFICIT DEL RIO. DEMANDA 9 DC REPRESENTA EL VOLUMEN NECESARO DEL EMBALSE. RIO 9 SI AL PROLONGAR LA TANGENTE EN B. . ESTO INDICA QUE EL CAUDAL NO ES SUFICIENTE PARA SUPLLIR LA DEMANDA.9 ENTRE E Y F EL EMBALSE SE ESTARA REBOSANDO POR LO QUE EL EMBALSE DEBE DISPONER DE UN ALIVIADERO. para los años ñ de registros disponibles: Qm=( ∑ Qa)/N QA= escorrentia anual durante los registros 2. Determinar la desviación Standard: σ = ([∑ d2/(N-1))1/2 3. Obtener el gasto medio de escorrentía.4. 3 Método estadístico El proceso de obtención del volumen requerido es el siguiente: 1. Determinar el coeficiente de variación: CV = σ / Qm . 3. Determinar la capacidad del embalse mediante la aplicación del coeficiente anterior CAPACIDAD EMBALSE= COEFICIENTE EMBALSE X CAUDAL MEDIO DISPONIBLE . Con el valor del CV y el porcentaje del caudal medio disponible obtener en las tablas correspondientes el disponible.4. coeficiente de embalse 6. Determinar la relación entre demanda y el caudal medio disponible (ESCORRENTIA): (%) 5. INDICANDO ESTA ULTIMA SU POSICION.. ESTUDIOS REALIZADOS POR HAZEN ESTADOS UNIDOS DEMOSTRARON QUE ES UN BUEN CRITERIO.. 9SE CONSIDERA DESDE EL PUNTO DE VISTA PRACTICO UNA PROVISION PARA EL 95 POR 100 DE LOS ANOS SECOS SECOS. POSICION.METODO ESTADITICO Y DEL DIAGRAMA DE MASA 9GRAFICAR EN PAPEL DE PROBABILIDADES LOS DEFICITS OBTENIDOS EN CADA PERIODO A CORDE EL ORDEN DE MAGNITUD. CRITERIO . METODO ESTADITICO Y DEL DIAGRAMA DE MASA PARA EL 98 % = 14 % DE INCREMENTO DE VOLUMEN PARA 99 % = 25 % DE INCREMENTO DE VOLUMEN .