EMBALSE

1. UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
PROYECTO INTEGRADOR DE OBRAS HIDRAULICAS
DISEÑO DE LA PRESA “ EMBALSE POTRERO”
I. OBJETIVO
 El objetivo del presente proyecto es el de analizar y predimensionar la Presa de Embalse “El
Potrero” y sus Obras Conexas, en el río Chankay, con fines de aprovechar el recurso hídrico
para el desarrollo agrícola e hidroenergético en el área del proyecto.
II.GENERALIDADES DEL PROYECTO
 El Embalse Potrero se ubicará sobre el río Chankay,en la Sierra Norte del Perú, muy cerca del
pueblo Santa Cruz.
 Del análisis efectuado se ha determinado que “Potrero” sería la única posibilidad de un embalse
situado lo más próximo a una Central Hidroeléctrica existente.
 Este embalse regularía las aguas propias del río Chankay, además de los recursos hídricos de
los ríos afluentes, que son derivados hacia el Chankay.
 El eje de la Presa Potrero se ubicará sobre la cota aproximada de 1465 msnm.(referencial)
 El acceso es fácil, debido a que se ubica muy cerca de la carretera que une pueblos cercanos.
 Morfológicamente, este eje presenta una sección no uniforme, en donde el flanco derecho del
río es bastante escarpado y el flanco izquierdo tendido y abierto; esto hace una presa en esta
sección que requiera de grandes volúmenes de material.
 Geológicamente este eje ofrece condiciones apropiadas para la construcción de una presa .
 El tipo de presa recomendado es de tierra o escollera. El Núcleo de material arcillo-limoso, la
transición de material seleccionad y los espaldones con material rocoso.
 En la parte inferior de la presa, se proyectará una galería que servirá para efectuar las
inyecciones de impermeabilización e inspecciones posteriores de la presa.
 El Túnel de Desvío se debe diseñar para un caudal de 150 m3
/s. Tiene un portal de entrada y
una captación de fondo. La parte final de este túnel, funcionará como túnel de servicio durante
la operación de la presa..
 El Túnel de Servicio se debe diseñar para un caudal de 150 m3
/s. El túnel estará revestido de
una capa de concreto.
 Las estructuras de entrada en el túnel de servicio está constituido por una caseta de
cabrestantes, una boca de entrada, un pique inclinado, tapón de concreto y las estructuras
metálicas que comprende rejillas y compuertas. En la estructura de salida se han tenido en
cuenta las válvulas de servicio y las compuertas de emergencia.
 El Aliviadero de Crecidas debe ser diseñada para un caudal máximo. Se conecta con una rápida
que tendrá una capacidad de 200 m3
/s en una longitud de 324 m y un ancho de 10 m,
terminando en un salto de Ski, de donde el flujo de agua se conducirá a una poza disipadora
ubicada en el lecho del río.
III. INFORMACION BASICA
TOPOGRAFIA.-
- Plano en Planta a curvas de nivel en zona de ubicación del embalse. Escala 1 : 25000 (UPT-1)
- Plano Planta General Ubicación de la Presa y estructuras Complementarias.Escala 1: 1000(EGP-2)
- Plano Perfil Longitudinal y Secciones. Escala: Indicada. (PLS-3)
- Cuadro de Niveles vs Areas Parciales en la zona de Embalse (Referencial):

2. 2
HIDROLOGIA.-
 Precipitación.-la precipitación promedio (media multianual)en la cuenca del río Chankay es 1126
mm. La precipitación máxima de 24 horas(mm) es de 41.94 mm
 El caudal medio multianual . Para el embalse El Potrero el caudal es 12 m3
/s
 La Evaporación del reservorio Potrero : La evaporación neta anual es de 422 mm,
 La velocidad promedio del Viento es de 1.2 m/s
 Se debe considerar los parámetros hidrológicos siguientes :
- Capacidad del Túnel de Servicio : Q= 150 m3
/s
- Capacidad del Túnel de Desvío : Q = 150 m3
/s
- Caudal para Aliviadero : Q = 284.83 m3
/s
- Coeficiente en vertedero : C = 2.0
- Longitud cresta vertedero : L = 20.00 m
- Volumen Muerto : 10 MMC
- Volumen de retención : 15 MMC
- Período de Olas : 1.55 seg
GEOLOGIA.-
 La zona prevista para implantar la presa consiste en una garganta con flancos bastante
escarpados, simétricos en los sectores inferiores, referidos al lecho del río y asimétricos en
los sectores medios superiores. El flanco derecho labrado totalmente en rocas calcáreas,
mantiene una pendiente uniforme en toda su longitud, en tanto que el flanco izquierdo a partir
de los 40 m.
 Geológicamente, todo el estribo derecho se cimentará en caliza maciza estructuralmente
apropiado para tal fin, en el estribo izquierdo se cimentarán los 40 m inferiores en calizas
pertenecientes al mismo macizo, y los 60 m superiores estarán en correspondencia con la
terraza indicada, conformada por material detrítico y fluvial de 2-5 m de grosor siendo
necesario la excavación de la respectiva trinchera en dicho material.
SISMICIDAD.-
La zona de estudio,se encuentra en las regiones II y III del Mapa de Regionalización Sísmica
donde pueden ocurrir sismos del orden de VI a IX grados de intensidades, conforme a la Escala
Modificada de Mercalli.Estas intensidades ,conforme a la escala de Mercalli.
MATERIALES DE CONSTRUCCION
 Las canteras para los materiales de construcción se encuentran cercanos, existiendo
materiales suficientes para construir una presa ya sea de tierra como de enrocado.
 Los materiales para filtros y agregados se encuentran en cantidad suficiente en los valles del
río Chankay.
 En referencia a la explotación de la cantera y a la estimación de costos,debe tenerse en cuenta
la presencia zonal de rocas descompuestas hasta grandes profundidades.
 Los parámetros para los cálculos de estabilidad de la Presa ,son los siguientes:
Relleno de Piedra: γ = 18.8 KN/m3
; γa = 11.0 KN/m3
; Ф = 40º ; C = 0
Subsuelo : Ф = 25º ; C = 5 KN/m2
Donde :
γ = densidad del relleno húmedo
Niveles (msnm) 1467.6 1470 1480 1490 1500 1510 1520 1530
Areas Parciales (km2
) 0.00 0.010 0.025 0.045 0.0125 0.310 0.625 0.915
Niveles (msnm) 1540 1550 1560 1570 1580 1590 1600 -
Areas Parciales (km2
) 1.255 1.680 2.215 2.750 3.515 4.355 5.755 -

3. 3
γa = densidad bajo influencia de empuje
Ф = ángulo de fricción interna
C = cohesión
ALGUNAS CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO
La geometría de la presa a proyectar corresponderá a una sección trapezoidal simétrica de
materiales sueltos, cuyas características geométricas más importantes serán :
 Nivel del fondo del río
 Nivel de Aguas máximas Extraordinarias (NAME):1583.68 MSNM
A determinar :
 Volumen Util de Almacenamiento
 Nivel de coronamiento de la presa
 NAMO (Nivel de Aguas Máximas de Operación)
 NAMI (Nivel de Aguas Mínimas)
 Bordo Libre
 Cota de coronamiento del núcleo impermeable
 Altura máxima de agua en el embalse hasta el NAMO
 Ancho coronamiento del núcleo impermeable
 Taludes del núcleo impermeable ( Horizontal: Vertical)
 Espesor horizontal de las transiciones y/o filtros aguas arriba y abajo del núcleo impermeable.
 Ancho total de coronamiento de la presa.
 Taludes exteriores de la presa aguas arriba y abajo
 Profundidad de la cimentación que asegure un buen contacto entre el material de la presa y la
roca del basamento, recurriendo a los tratamientos más convenientes.
 Dimensiones del Aliviadero de Demasías
 Diámetro del Túnel de Servicio
 Diámetro Túnel de Desvío
ANALISIS DE ESTABILIDAD
 Analizar la estabilidad de los taludes exteriores de la presa por un método a elegir con fines de
comprobación, siguiendo procedimientos iterativos por computadora, a fin de obtener la
superficie probable de falla.
ANALISIS DE FILTRACION
 Se realizará un análisis de filtraciones con el objeto de estimar la cantidad de agua que se pierde
a través y por debajo de la presa, como para establecer las redes de flujo a considerar en los
análisis de estabilidad de taludes de la presa. Para estimar la filtración a través de la presa, se
realizará un análisis simplificado de la red de flujo de la zona impermeable del núcleo
considerando la anisotropía del material compactado debido al proceso de construcción por capas
del terraplén. La permeabilidad en las andesitas oscilan entre 10
-3
a 10
-6
cm/s
 Los parámetros geotécnicos de la roca de fundación se resume en el siguiente cuadro :
Peso específico característico(seco) 2.43 Ton/m3
Módulo de Elasticidad de la Andesita moderadamente fracturada 86,350Kg/cm2
Indice de Poisson de la Andesita 0.19
Angulo de fricción efectiva de la roca ( Φ ´) 41º
Cohesión efectiva de la roca (C´) 24.2 Ton/m2
Angulo de fricción del macizo a la falla 21º
Cohesión para el mismo macizo rocoso a la falla 4 Ton/m2

4. 4
IV. SE PIDE.-
PRIMERA PARTE
a) Diseñar la Presa de Embalse hidráulicamente,utilizando toda la información básica
proporcionada en el item III.
b) Memoria descriptiva, Partidas Necesarias para elaborar el Presupuesto de Obra.
c) Memoria de Cálculos. Gráficas (Curvas y otros). Usar Excel.
d) Especificaciones Técnicas, Conclusiones y Recomendaciones
e) Planos : En AutoCad.
 Planta Topográfica (ubicación de la presa y obras conexas)
 Secciones Transversales:
 Plano de Instrumentación de la Presa
 Secciones Típicas de Diseño Final de la Presa de Embalse.
 Perfil Longitudinal de la Presa
f) Toda la información debe ser presentada impresa y en medio magnético, el texto en WORD
y los cálculos hidráulicos en Excel.
SEGUNDA PARTE
g) Diseño Complementario de la Presa de Embalse (Análisis de Estabilidad, Análisis de
Filtración,etc),utilizando toda la información básica proporcionada en el item III.
h) Diseño Hidráulico de las Obras Conexas (Túnel de Servicio, Túnel de Descarga y Túnel de
Desvío.)
i) Memoria descriptiva, Partidas Necesarias para elaborar el Presupuesto de Obra.
j) Memoria de Cálculos. Gráficas (Curvas y otros). Usar Excel.
k) Especificaciones Técnicas, Conclusiones y Recomendaciones
l) Planos : En AutoCad.
 Planta (ubicación de la presa y obras conexas)
 Secciones Transversales (Estabilidad y Red de Filtración)
 Secciones Típicas de Diseño Final de las Obras Conexas.
m) Toda la información debe ser presentada impresa y en medio magnético, el texto en WORD
y los cálculos hidráulicos en Excel.
TERCERA PARTE
n) Diseño Hidráulico y Estructural de la Obra de Excedencias de la Presa (Aliviadero de
Demasías)
o) Diseño Hidráulico y Estructural de la Rápida-Canal
p) Diseño Hidráulico del Salto SKI
q) Memoria descriptiva, Partidas Necesarias para elaborar el Presupuesto de Obra.
r) Memoria de Cálculos. Gráficas (Curvas y otros). Usar Excel.
s) Especificaciones Técnicas, Conclusiones y Recomendaciones
t) Planos : En AutoCad.
 Planta (ubicación de la presa y obras conexas)
 Perfil Longitudinal y Secciones Transversales del Aliviadero de Demasías, La Rápida-Canal.
Y salto Ski.
u) Toda la información debe ser presentada impresa y en medio magnético, el texto en WORD
y los cálculos hidráulicos en Excel.

5. 5
V. PRESENTACION Y SUSTENTACION
La presentación de Proyecto será condición previa para poder rendir sus exámenes parciales:
Primera Parte : Fecha del Primer Examen Parcial.
Segunda Parte : Fecha del Segundo Examen Parcial.
Tercera Parte : Fecha del Tercer Examen Parcial.
Nota.- Asumir con criterio los datos complementarios al Proyecto en cada una de las etapas o
partes a desarrollar y presentar.
EL PROFESOR DEL CURSO
SET.2016 MSc. Ing.JOSE ARBULU R.

6. 6
ANEXO
GRUPO APELLIDOS Y NOMBRES EVALUACION
PROMRE SUS CD
1 / / / / / / / /
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11