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Sedimentación y Manejo Sostenible de Embalses

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  1. 1. San Juan, Puerto Ricowww.gmaeng.com Represa Romano (Harbaque, Síria). Abandonado más de 1000 años y los sedimentos aún están intactos. Sedimentación y Manejo Sostenible de Embalses Dr. Gregory L. Morris, P.E.
  2. 2. Conceptos de Sostenibilidad para Embalses• Nuestro sociedad es hidráulica – depende de grandes cantidades de agua. Sobre 80% de los usos consumptivos son para producir alimentos, y 20% de la electricidad a nivel mundial proviene de hidro.• Los embalses son un clase de infraestructura único en cuanto que depende de una combinación favorables de factores de hidrología, topografía, geología y uso de terreno.• Se puede re-constuir la represa, pero no el embalse. Son pocos los sitos para embalses, y no están fabricando más sitios.• Una vez sedimentada un embalse, es muy deficil y costoso recuperar la capacidad perdida, particularmente para las embalses más grandes.OBJETIVO: Permitir la operabilidad de la infraestructura de los embalses por un tiempo indefinido mediante el manejo de la sedimentación.
  3. 3. Sedimentación de EmbalsesEmbalse Camaré, Venezuela: totalmente sedimentado en 14 años.
  4. 4. Cuales embalses tendrán problemas más rápidos?1.Embalses de menor tamaño hidrológico2.Cuencas con mayor tasa de erosión y rendimientode sedimento El tamaño hidrológico se representa por la razón Capacidad:Influjo Volumen embalse Capacidad:influjo = Escorrentía anual EmbalseCuenca no-embalsada
  5. 5. Curva “Brune”:Indica por ciento del sedimento atrapada por un embalse de operaciónconvencional. En general, los embalses son muy eficientes en atraparsedimentos.
  6. 6. Cuando se experimentan problemas por la sedimentación?• En general, con la pérdida de 50% de la capacidad el embalse va tener serios problemas en cumplir su función de su diseño original.• Muchos embalses experimentan problemas al perder muy poca capacidad si la sedimentación está enfocado en zonas críticas. – Ejemplo: Corrientes de turbiedad que depositan sedimentos a la zona de la toma.• Muchos embalses experimentan tasas de sedimentación mayor que lo anticipado en el diseño original.
  7. 7. Estudios Batimétricos:Determinar la Tasa de SedimentaciónDeterminar patrón de sedimentación(Embalse El Cajón, Honduras)
  8. 8. Patrónes de Sedimentación:•Zonas de deposición – Material grueso en la delta – Material fino aguas abajo de la delta – Varía mucho de un embalse a otro•Consecuencias – Pérdida de capacidad – Obstrucción de compuertas y tomas – Gasto de equipo por turbinar agua con sedimentos (nogami eqn.) – Problemas aguas abajo del embalse – Problemas aguas arriba de delta
  9. 9. Patrones de Deposición de SedimentoDeposito en delta(material grueso) Deposito de fondo (material fino) Deposito por corrientes de turbiedad (material fino)
  10. 10. Delta con sedimento fino Emblase Playas, ColombiaDelta con sedimento gruesoEmbalse Yeso, Chile
  11. 11. Los sedimentos no son uniformes, particularmenteen la zona cercano a la delta FINOS ARENA (transportada por crecida) FINOSEmbalse Folsom, California
  12. 12. Embalse Sri Rama Sagar,Andhra Pradesh, India Deposito de Sedimentos Finos cercano a la represa Lago Prieto, Puerto Rico
  13. 13. El sedimento fino llena primero la parte mas profundo de la sección transversal, creando así un lecho llano. Acumulación de Sedimento
  14. 14. Embalse Elephant Butte, New Mexico, USA Lecho Sedimentada es horizontal Elev. vertedero Fondo original
  15. 15. Corriente de TurbiedadPuede crear un “lago de fango” y depósitos horizontales Punto de Sumergencia Cambio en color, confluencia del influjo y la contra-corriente, acumulación de material flotante. Lago de Fango y un lecho que extiende Contra-corriente horizontalmente aguas inducida arriba de la represa Agua clara Delta Corriente túrbia
  16. 16. Ejemplo de una corrientede turbiedad pasando porun pequeño embalsehidroeléctrico. Turbiedad aguas debajo de la represa Represa Agua clara superficial dentro del embalse Agua túrbia entrando al embalseRepresa Dos BocasPuerto Rico
  17. 17. Punto de sumergencia de corriente de turbiedadEmbalse Playas, Colombia
  18. 18. Material flotante acumulado en punto de sumergenciaEmbalse Salvajinas, Colombia
  19. 19. Impactos de la Sedimentación:•Aguas Arriba – Puede depositar sedimentos aguas arriba del nivel del lago – Aumentar nivel del río: inundaciones, saturación de suelos•Dentro del Embalse – Pérdida de volumen – Obstrucción de compuertas y tomas•Aguas Abajo de la Represa – Gasto de equipo por turbinar agua con sedimentos gruesos – Falta de sedimento grueso aguas abajo de la represa resulta en socavación del cauce del río, erosión acelerada de riberas – La descarga de sedimentos puede producir daños económicos y ambientales
  20. 20. Impactos de la Sedimentación Zona de Zona de Acumulación ErosiónInundación Socavación Pérdida de Almacenaje
  21. 21. Toma de riego cegado por la acumulación de sedimento en la zona deltaica. (Embalse Rosarios, Sudan)
  22. 22. Incisión del lecho del río resulta en erosión de ribera acelerada
  23. 23. Socavación de pilastras de puentes aguas debajo de una represa
  24. 24. Impacto del embalse en los flujos aguas abajo:(Reducción en magnitud de crecidas reduce el transporte de sedimento) Descarga Promedio Diaria (m3/s) Año
  25. 25. El proceso del aporte de sedimentos:•La mitad de los sedimentos transportados en 2 días al año•Variabilidad en el tiempo – Variación de año en año – Variación diaria dentro de cada año – Variación durante la crecida•Variabilidad en las zonas de origin – 20% de la cuenca contribuya 80% de los sedimentos – Enfocar control en las áreas de la cuenca más vulnerables Conocimiento de los procesos de aporte permiteel desarrollo de estrategias efectivas en manejar lossedimentos
  26. 26. La mayoría de los sedimentos son transportadas por crecidas grandes.El manejo de sedimentos tiene que enfocar en el manejo de estos eventos.
  27. 27. La concentración de sedimentos es tambiénDescarga (pies3/s) variable durante una crecida La turbiedad está relacionado principalmente a los sedimentos finos derivados por la erosión de 300 UNT @ 1600 cfs suelos por la lluvia. 1200 UNT @ 800 cfs Turbiedad alta al principio de unTurbidez (UNT) evento de escorrentía. Producida por la alta disponibilidad de sedimento erosionada de la cuenca al inicio de la lluvia. Cottonwood River, Kansas 754 mi2
  28. 28. Variabilidad de Concentración en el Tiempo:La alta variabilidad en la concentración con el tiempo se refleja Variabilidad en Tiempoen la relación de sólido-líquido. 500 mg/L 1 mg/L
  29. 29. Río Reventezón 10 a.m. (aguas claras)Río Reventezón5 p.m.(aguas túrbias)
  30. 30. El Concepto de “Manejo de Sedimentos”•Lograr un “Balance de Sedimentos” – Carga de sedimentos entrando el embalse es igualada por la descarga de sedimentos aguas abajo. – Muy deficil de lograr para todos los tamaños de sedimentos (el componente más deficil de balancear son los sedimentos gruesos). – Típicamente requiere un tamaño hidrológico pequeño.•Reducir la Tasa de Pérdida en Capacidad – Prolongar la “vida útil” para preservar los beneficios del diseño original. – Cambiar operación para lograr uso al largo plazo, a pesar de la sedimentación, con beneficios diferentes ó reducidas.•Protejer Compnentes Críticas (eg. tomas)•Minimizar Daños Ambientales
  31. 31. ALTERNATIVAS DE MANEJO:•Hay varios sistemas de clasificación•Hay una variedad de alternativas•Varios alternativas pueden ser aplicadasimultaneaments
  32. 32. Technique Methods and details of Examples of Examples of Timing Place sediment control measures dams in Japan dams in Europe Sumi & Kantoush
  33. 33. Estrategias de Manejo: Clasificados por Técnica Reducir el Influjo de Rastrear Sedimentos: Remover Sedimentos Sedimentos Minimisar Deposición una vez Depositados Reduce Sediment Inflow from Upstream Route or Redistribute Sediments Increase or Recover Volume Mechanical Hydraulic Reduce Sediment Sediment Trapping Sediment Sediment Sediment Excavation Excavation Production Above Reservoir Bypass Re-distribution Pass-Through Raise the Dam Streambank DrySoil Erosion Onstream Drawdown Empty Erosion Excavatio Dredging Control Structures Routing Flushing Control n Dispersed Pressure Offstream Flood structures Scouring Reservoirs Forests Siphon Dredge Seasonal Sediment Non- Redistributio Pasture Flood Hydraulic Dredge structural n measures Bypass Turbid Density Farms Currents Air Lift Dredge Construction Bucket Dredge sites and Developed Areas G. Morris
  34. 34. Reducir el Influjo de Sedimentos•Control de erosión en la cuenca – Trabajando con hasta miles de propiedades – Trabajando con terrenos abandonados – Incertendumbres: fuego, seguridad, condiciones económicos•Construcción de Obras para Atrapar Sedimentos – Embalses aguas arriba – Trampas de sedimentos – Miles de charcas agrícolas
  35. 35. Inicio del proceso de erosión por el impacto de gotas de lluvia.La cobortura vegetal es el factor más importante en el control de erosión.Movimiento de tierra para la construcción hace el suelo particularmente susceptible a erosión
  36. 36. Erosión por la concentración de flujo (Colombia) Erosión por un sendero
  37. 37. Cárcavas• Erosión ocasionado por la concentración del flujo• Empiezan pequeño, y entonces crecen
  38. 38. Patrón Longitudinal de una Cárcava Zona de raíces Zona de erosión Zona de deposición del al pie de una material erosionado pared vertical Zona de transporte del material erosionado Crecimiento Este patón es típica de la gran mayoría de las cárcavas
  39. 39. Cárcavas Los suelos altamente erosionables no requieren de mucho agua para ocasionar la creación de cárcavas. Suelo aluvial superior protegido por raíces. Suelo aluvial inferior más débil y susceptible a la erosión. Zona embalse Tacagua, altiplano de Bolivia
  40. 40. Crecimiento de cárcavas iniciadas por sobrepastoreo y senderos Sedimentación del cauce del río Río Aragvi, República de Georgia
  41. 41. Pequeñas obras para el control de cárcavas son costosos y poca efectivas al largo plazo, sin mantenimiento. La mejor estrategia es establecer vegetación. Erosión por el lado de la estructura con escape de los sedimentos atrapados.El objeto de las obrasdebe ser de permitirestabilización con Zona Río Arquevegetación. Cochabamba, Bolivia
  42. 42. Rastrear Sedimentos y MinimizarDeposición•Pasar sedimentos alrededor del embalse.•Pasar sedimentos através del embalse, minimizandodeposición.•Enfocar deposición de sedimentos en zonas de menorimpacto.•Remover sedimentos de zonas criticas.
  43. 43. Embalse Fuera de CaucePasar sedimentos por embalses fuera de cauce (Puerto Rico, Taiwan)• Pasa >90% de los sedimentos suspendidos• Pasa ~100% de la carga de arrastre Embalse fuera de cauce Crecida con sedimentos sigue por el cauce natural
  44. 44. Embalse Fuera de Cauce Río Fajardo, Puerto Rico PresaTubería GravedadToma del río
  45. 45. Años requerídos en perder 50% de la capacidad del embalse, Puerto Rico Año 2004Embalse 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250 2300 2350 2400 2450 2500 2550 2600 2650 2700 2750 2800 2850 2900 2950 3000 3050 3100 3150 3200 3250 3300 3350 3400 3450 3500 3550 3600 3650 3700 3750 3800 3850 3900 3950CaritePatillasGuajatacaDos BocasGarzasCidraCaonillasLucchettiPrieto Embalses convencionalesYahuecasGuayoLoizaToa VacaLa PlataCerrillosFajardoRio Blanco Embalses fuera de cauce
  46. 46. Sedimentos gruesos pasan alredador del embalse por canal o túnel • Requiere condicionesEmbalse : topográficos apropiadosCarga de arrastre desviado • Utilizable en ríos de altaaguas abajo pendiente y embalses relativamente cortos • Transporte de la carga de arrastre ocurre durante eventos frecuentes, porque el túnel o canal tipicamente no cuenta con la capacidad hidráulica suficiente para pasar una crecida grande.
  47. 47. Pasar sedimentos gruesos alrededor del embalse(Represa Asahi, Japón)
  48. 48. Estructura para desviar flujo Entrada al túnelDesvio de la carga de arrastre para mantenerel abasto de sedimentos aguas abajo de larepresa. Objetivo: preservación ambiental.Asahi dam, Osaka, Japan
  49. 49. Pasar sedimentos por el embalse• Se pasan los sedimentos a través del embalse con un mínimo de deposición. – Corrientes de turbiedad – Reducción en nivel (vaciado) durnate una crecida – Reducción en nivel (vaciado) durante estación de crecidas• Descarga de sedimentos por ríos es muy variable en el tiempo – Varia de año en año – Varia de día dn día – Varia durante eventos de crecida• El objetivo es aprovechar de la variabilidad en concentración de sedimentos: almacenar el agua limpia y pasar el agua túrbia.
  50. 50. Pasar Sedimentos por Corriente de TurbiedadCorriente de turbiedad puede pasar sedimentos finos Punto de Sumergencia Cambio en color, confluencia del influjo y la contra-corriente, acumulación de material flotante. Lago de Fango Agua túrbia Agua Clara Delta Corriente túrbia
  51. 51. Liberación de Corrientes de Turbiedad:A pesar de tener corrientes de turbiedad, de turbinar los sedimentos finosasociados con la corriente de turbiedad, no se desarrolla el patrón desedimentación de un lecho horizontal cercano a la represa, ya que lasaguas turbias están liberadas. Nivel del vertedero
  52. 52. Pasar Sedimento através del Embalse Bajar el nivel dentro del embalse durante crecidas para aumentar velocidad y minimizar deposición de sedimentos.Operaciónconvencional, Velocidad Bajanivel alto y bajavelocidad. Atrapando Sedimento: Al mantener el nivel de agua alto, la velocidad es bajo y se atrapa el sedimento.Abre compuertapara minimizarnivel y maximizarvelocidad. Pasar Sedimento: Velocidad alta minimiza el potencial para deposición de sedimento. Este método no necesariamente puede lograr un balance con los sedimentos gruesos.
  53. 53. Pasar Sedimento por Reducción en NivelReducción en nivel durante crecidas• Requiere predicción hidrológica de la inundación• Limitar flujo durante el vaciado inicial para no aumentar crecida aguas abajo• Re-llenar embalse al final del evento. Lago Loíza Puerto Rico
  54. 54. Impacto de Manejar Compuertas en la velocidad del flujo através del embalse durante crecidas. Mayor Velocidad = Menos Sedimentación
  55. 55. Secuencia de Operaciones: Pasar una CrecidaA. Normal Operation B. Begin Drawdown Partial Gate Opening Volume in Reservoir = 100 Volume in Reservoir = 70 Volume in Volume in Q Watershed < 10 Q Watershed = 30 Sediment 0 24 0 24 Hours Hours C. Full Drawdown D. Refill Reservoir Gates Fully Open Gates Closed Volume in Reservoir = 10 Volume in Reservoir = 10 Volume in Volume in Q Watershed > 90 Q Watershed = 90 0 24 0 24 Hours Hours
  56. 56. Pasando Sedimentos Por Vaciado Prolongado(Embalse Sanmenxia,Río Amarillo, China)Embalse está vaciado cuando empiezan los meses de flujo altoSe cierre a mitad de la estacin húmeda para llenar el embalse
  57. 57. SanmenxiaConfiguración de compuertas de fondo Crest =702 m Túneles Bocatomas Compuertas de fondo Convertidas para pasar sedimentos 12 - 3x2 m Compuertas de fondo 8 - 3x2 m
  58. 58. Pasando Sedimentos Durante Crecidas Embalse Sanmenxia, Río Amarillo, China Flujo Compuertas de Fondo
  59. 59. Pasando Sedimentos Durante Crecidas Embalse Sanmenxia, Río Amarillo, China
  60. 60. Remoción de Sedimentos:(Remover sedimentos una vez depositados)Lavado de Sedimentos (“flushing”)•Requiere vaciar el embalse•Mantiene un volumen limitada•Impactos ambientales depende en cada circunstanciaDragado•No requiere vaciado del embalse•No sustentable a menos que hay sitio de disposición“permanente”
  61. 61. Lavado de Sedimentos Vaciado completo para socavar sedimento• Vaciado parcial es inefectivo. Se requiere un vaciado completo para desarrollar un flujo de alta velocidad a lo largo del embalse y através de la compuerta de fondo. – Gasto del agua para vaciar el embalse – Ancho del canal de socavación está limitado – La energía requerída para un lavado efectiva no es siempre disponible • Aprovechar eventos de influjo natural, ó • Liberar agua de un embalse aguas arriba – Flujo puede ser limitado por la capacidad de las compuertas de fondo – Impactos • Ecosistemas fluviales y costaneros • Terceros (tomas de agua, otros embalses, navegación, recreo y turismo, pesca) • Costo de oportunidad del agua utilizada (valor de un uso alterna, como la producción de energía)
  62. 62. • El ancho del canal dentro del embalse está limitado, aproximadamente, a la dimensión del cauce del río previa a la construcción de la represa.• Capacidad de transporte de sedimento grueso está limitado por el caudal y duración del flujo durante el lavado de sedimentos.• Muy efectivo en remover sedimento fino acumulado dentro del canal de lavado durante periodo operacional, pero no se puede remover sedimento depositado sobre la planicie inundable sumergida. Acumulación de sedimento sigue sobre planicie inundable Nivel de sedimento sumergida. No se remueve previo al lavado por el lavado. Nivel Embalse Lleno Canal de Lavado Acumulación por corrientes de turbiedad son removidas Ancho del durante el lavado. canal pre- embalse.
  63. 63. Lavado de Sedimentos(Embalse Cachí, Costa Rica)
  64. 64. Cachí Durante Vaciado
  65. 65. Cachí Durante Vaciado
  66. 66. Sedimentos acumulados sobre la planicie sumergidano son removidas mediante el proceso de lavado
  67. 67. Canal aguas arriba Agua de lavado, de la presa, ancho concentración limitado. máxima de ~400,000 mg/l)Tomaparahidro Caudal y duración durante el lavado es insuficiente para transportar mucho de la carga de arrastre. Embalse Cachí, Costa Rica
  68. 68. Lavado produce concentraciones muy elevados de sedimentos en suspensión aguas abajo de la presa Concentración máx. > 100 g/L Vaciado Socavación de Re-llenado del sedimentos EmbalseConcentración, Nivel Nivel de agua en el embalse Conc. Sedimentos Suependidos aguas abajo. Tiempo
  69. 69. El lavado generalmente no puede transportar todo el sedimento:•Sedimento grueso sigue acumulando en la zona de delta•Sedimento fino sigue acumulando sobre planicies inundadas.Balance de Sedimentos, Embalse Sujeto a un LavadoAnnual de 3-días de Duración (Embalse cachí, Costa Rica) Sediment Distribution Tons/year % of total Sediment through-flow 148,000 18% Deposited on Terraces 167,000 21% Bed load trapped in Reservoir 60,000 7% Turbidity current deposits removed by flushing 432,000 54% Total 807,000 100% 28% del influjo de sedimentos queda atrapados
  70. 70. Se puede mantener capacidad original mediante lavado solamente en embalses estrechos.Gebidem, SuizaEmbalse hidroelécricocon lavado anual Vista aguas arriba de la represa
  71. 71. Massa Gorge Sedimentos depositados resultante al lavado del embalse GebidemGebidem, SuizaEmbalse hidroelécricocon lavado anual
  72. 72. Excavación manual e hidráulicaYahuecas, Puerto Rico
  73. 73. Dragado Hidráulica – Factores Limitantes:1.Costo de la operación2.Donde disponer del material • Area de disposición • Río abajo de la represa Descarga de sedimento Tubería (con estaciones de bombeo adicionales si fuera necesario)
  74. 74. Componentes de un Sistema de Dragado Area Disposición Draga Hidráulica
  75. 75. Draga Hidráulica Cortadora Bomba adicional
  76. 76. Dragado continuo con descarga al río aguas debajo de la presa:•Minimice problemas ambientales porque nunca descarga unacantidad masiva de sedimentos.•Otro factor favorable es que hay poco sedimentos finos. Bajo Anchicayá, Colombia
  77. 77. Draga de Sifón, Embalse Valdesia, República Dominicana
  78. 78. Descarga de fondo de la draga de SifónEmbalse Valdesia,República Dominicana
  79. 79. Análisis de Utilización al Largo Plazo Embalse Peligre, Haití
  80. 80. Estrategia para los Próximos 100-añosEmbalse Peligre, Haití
  81. 81. Cuenca Peligre Atlantic Ocean 6480 km2 Haiti Dominican Republic Irrigation Area Caribbean Sea Zona de riego,Valle del Artibonite Represa Peligre Embalse Peligre, Haiti: Hidroeléctrica, suplido de riego, control de inundaciones
  82. 82. Influjo diaria hacia el embalse
  83. 83. Variación en el Nivel del Embalse Resultante de Operaciones Hidroeléctricas
  84. 84. Interrogante: Para cuanto tiempo podrá funcionar el central hastaque su operación está imposibilitada por la sedimentación. En 2008, luego de 52 años de operación, el embalse había perdida 50% de su volumen original.
  85. 85. Peligre, Haiti, durante vaciado
  86. 86. Peligre, Haiti, durante vaciadoMirando aguas arriba de la presa
  87. 87. Uno de las problemas en Peligré es que la ubicación delas compuertas de fondo no limpian la zona frente lasbocatomas Tope 175.55 m Vertedero El. 167 m Nivel Normal 172 m Bocatomas Compuertas de Fondo
  88. 88. Secciones Transversales para Estudio Batimétrica Presa
  89. 89. Trabajo de campo de batimetría para determinar el patrón de sedimentación actual GPS en canoa de tronco Acceso realizado a pie, por canoa, y balsa inflable
  90. 90. Pérfiles de Sedimentación PRESA Sedimentosavanzando hacia el Perfil de embalse sedimentos 180 año 2008 1980 2008 170 160 Elevation (m) 150 140 130 Perfil de XS-22 XS-23 XS-21 XS-10 XS-11 XS-12 XS-13 XS-14 XS-15 XS-16 XS-17 XS-18 XS-19 XS-20 XS-4 XS-6 XS-7 XS-8 XS-9 XS-2 XS-1 120 sedimentos 0 Presa 5 10 15 Distance Above Dam (km) año1980 25 20 30
  91. 91. Depósitos de sedimentos 22 km aguas arriba de la presa (foto tomado durante reducción en nivel, mayo 2008) La mayor sedimentación ocurre en las riberas del canal.La planicie de sedimentosse utiliza para agricultura durante la reducción annual en nivel.
  92. 92. Depositos de sedimentos 15 km aguas arriba de la presa (foto tomado durante la reducción en nivel, Mayo 2008) Mucho menossedimentación a medida que se aleja del canal.
  93. 93. Menos sedimento cercano a la represa (foto durante reducción en nivel, mayo 2008) Represa
  94. 94. Sand Silt Clay 100 90 Muestra analizada con defloculante y 80 Muestra agua destilada 70 analizada en agua del Percent Passing (%) 60 embalse sin defloculante 50 40 30 20 10 0 1 0.1 0.01 0.001 Diameter (mm)Efecto de floculación de arcilla en modificar el diámetro efectivo desedimentación de los sólidos suspendidos en el embalse Peligre.Muestra dividida analizada por método de hidrómetro, uno con agua del embalse y otro condefloculante en agua destilada (método normal de laboratoria para el análisis de suelos).
  95. 95. Cambio en Volumen con el Tiempo:Tasa de sedimentación se reduce según disminuya el volumen. Peligre Reservoir Storage Volume Variation (Mm³) 350.0 300.0 Potencial de estabilizar la capacidad Volumen (Mm3) 250.0 Storage (Mm³) 200.0 Sediment Flushing Raise Dam with 150.0 Normal Operation Raise dam with Flushing 100.0 Normal Operation 50.0 0.0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Simulation Time (Yr) Tiempo (años)
  96. 96. Dam Raise with Sediment Flushing Model Dam Raise with Normal Operation Model Sediment Flushing Model Normal Operation ModelFigure 33: Projected variation in trap efficiency with time, per sediment transport simulations.
  97. 97. Predicción de Perfiles, Simulación de 100 años (modelo SRH-1D, USBR) Perfil año 2108 Peligre Reservoir Projected Sediment Accumulation 180 2008 Bathymetry 10 Yr 20 Yr 30 Yr 45 Yr 60 Yr 100 Yr Normal Pool Elevation 172 m 170 160Elevation (m) 150 Perfil 2028 Perfil 2008 140 XS-18 XS-16 XS-15 XS-11 XS-10 XS-13 XS-12 XS-14 XS-17 XS-19 XS-1 XS-7 XS-5 XS-2 XS-4 XS-9 XS-8 XS-6 XS-3 130 Presa 120 0 5 10 15 20 25 30 Distance Above Dam (Km)
  98. 98. Modificación de nivel mínimo operacional:•Enfocar sedimentación más lejos de la bocatoma•Aumentar carga hidráulica para producción de energía Nivel mínimo operacional propuesto = 160 m Nivel mínimo operacional actual = 153 m
  99. 99. Cumplimiento Ambiental
  100. 100. Mantener los sistemas ambientales es un componente esencial de la sustentabilidad• La situación ideal es mantener el patrón de flujo de sedimentos igual a la situación sin represa: – Embalse fuera de cauce – Pasar sedimentos atrevés del embalse – Dragado continuo• Para el río aguas abajo es muy importante pasar sedimentos gruesos: – Pasar sedimentos gruesos por túnel – Depositar abajo de la represa por dragado – Deficil de lograr It is essential to clearly define and analyze the target grain size• Evitar altas concentraciones de sedimentos – Descargar sedimentos cuando hay mucho flujo para transporte y dilución.
  101. 101. Comentarios Finales
  102. 102. El manejo sostenible requiere un ajuste en la manera deconceptualizar y manejar el sistema fluvial y sus represas.• El manejo de sedimentos es un asunto relativamente nuevo que no tiene el entendimiento o la aceptación de mucho gente.• Esperar hasta que el problema es “una problema de verdad” puede resultar en soluciones muy complicadas y costosas• El río transporta tanto sedimentos como agua, y es necesario manejar ambos para lograr la sustentabilidad• El manejo de sedimentos es complejo, y no siempre se saben todas las contestaciones de antemano.• Los modelos de transporte de sedimento no presentan resultados precisos, y requiere de buena verificación y interpretación.• No hay soluciones rápidos y fáciles – requiere un trabajo al largo plazo y un cambio permanente en el manejo• Comienza hoy… el problema empora con el tiempo
  103. 103. Como Empezar?1. Estudios batimetricos para cada 5% de pérdida en volumen, ó más frecuentes si se detecta situaciones potencialmente problemática (mucho sedimento cercano a la bocatoma, por ejemplo)2. Identificar potencial grado de riesgo para cada embalse (para enfocar recursos limitados en los sitios de mayor preocupación)3. Establecer, a nivel esquemático, las estrategias a utilizar al largo plazo: – Identificar las necesidades de recolección de datos. – Asegurar que las operaciones y obras actuales están consistentes con las necesidades al largo plazo.4. Recopilar datos de acuerdo a las necesidades de cada sitio.5. Llevar a cabo los estudios y diseños detallados para situaciones de mayor prioridad.
  104. 104. Gregory L. Morrisgmorris@gmaeng.com www.gmaeng.com Recurso Técnico - Gratis PDF del libro de 748 páginas Reservoir Sedimentation Handbook McGraw-Hill Book Co., New York www.reservoirsedimentation.com
  105. 105. FIN - GRACIAS
  106. 106. Zona de Confluencia Río Guatapé(casi cero sedimentos) Río San Carlos (muchos sedimentos)
  107. 107. Terminal de Depó Terminal del depósito dedelta (cambio de color, línea de material flotante) Flujo

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