Simposio argentina valdesia

13/11/03
Problemática de la
Sedimentación del Embalse
de Valdesia
Hector Daniel Farías, UNSE, Argentina
Oscar Jiménez R., ICE, Costa Rica

13/11/03
CONTENIDO
 La cuenca del Nizao
 La presa de Valdesia
 Aspectos hidrológicos y sedimentológicos
 Producción de sedimentos
 Sedimentación en los embalses
 Control de la sedimentación
 Conclusiones
Problemática de la Sedimentación del Embalse de Valdesia

13/11/03
 Area de drenaje de 868 km2 hasta Valdesia
 Precipitaciones medias entre 1000 y 1500 mm
 Caudal medio de 22 m3/s hasta Valdesia
 92% de la cuenca la componen un relieve escarpado
 Severidad climática (47 huracanes entre 1887 y 1975)
Cuenca
del Nizao
Cuenca del Río Nizao
Procesos
erosivos y de
sedimentación
muy importantes

13/11/03
 Cuatro presas (Jigüey,
Aguacate, Valdesia y Las
Barías) con 300 Mm3 de
almacenamiento
 Tres centrales de generación
con una capacidad de 204
MW y una producción de más
de 400 GWh/año
 Un acueducto que suple el
40% del agua de Santo
Domingo (6 m3/s) a partir de la
presa de Valdesia
 Riego de más de 10 000 Ha a
partir de contraembalse de
Las Barías
Jigüey
Aguacate
Valdesia
Las Barías
Cuenca del Río Nizao

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Hectáreas Hectáreas Hectáreas Hectáreas %
1966-1967 /1 1983-1984 /2 1992 /3 2000 /4
Bosques 38,340 12,280 18,938 32,933 37%
Pastos 34,982 43,107 21,498 27,814 31%
Cultivos 11,518 35,814 51,146 18,452 21%
Suelo Desnudo y matorral 10,556 12%
Embalse 660
Total 85,500 91,201 91,582 89,755 100%
Uso del suelo
/1 = EPTISA 1978; Con fotografías aéreas escala 1:20,000 de 1966 y 1967 y trabajo
de campo de agosto y septiembre de 1976;
/2 = AGROHORTI 1988; Utilizó fotografías aéreas escala 1:40,000 de 1983 a 1984 y la
información de EPTISA de 1966 a 1967;
/3 = INDRHI-FAO, SEA de 1992; y
/4 = Abt Associates Inc., 2001; Utilizó imágenes Landsat de agosto del 2000.
/5 = suelo desnudo y matorral.
Cobertura Vegetal y Uso del Suelo en la Cuenca del Nizao
No clasificado
Agua
Bosque pino
Sabana
Cultivo de pastos
Suelo desnudo
Matorrial
Bosque latifoliado
Zona urbana
Cultivo peremne
 Deforestación fuerte hasta los
años 70s
 Tasa de deforestación actual
moderada

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Presa de Valdesia
 Se inauguró en 1976
 Cortina de 80 m de altura
 Embalse de 185 hm3

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20-8-1909
David
(31-8-1979)
Federico
(09-1979)
George (02-08-1998)
21-08-1916
Kattie10-10-1955
San
Zenón
(3-09-1930)
22-09-1949
27-08-1900
R.Nizao
S.Domingo
HAITI
OCEANO
ATLANTICO
R.DOMINICANA
Aspectos Hidrológicos

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Hidrograma ingresante al Emb. Valdesia durante el Huracan Georges
0.00
500.00
1000.00
1500.00
2000.00
2500.00
3000.00
3500.00
9/20/98 12:00 9/21/98 0:00 9/21/98 12:00 9/22/98 0:00 9/22/98 12:00 9/23/98 0:00 9/23/98 12:00 9/24/98 0:00 9/24/98 12:00 9/25/98 0:00 9/25/98 12:00
Tiempo t
Caudal[m3/s]
 Para el caso del huracán David, no se tiene idea de
la magnitud de la avenida generada, pero de la
inferencia del efecto en otras cuencas se estima que
pudo tener un pico de alrededor de los 7000 m3/s.

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PRODUCCION DE SEDIMENTOS
 No existen mediciones sistemáticas de sedimentos
en suspensión
 Batimetrías del 79, 81, y 91 en el embalse de
Valdesia:
Año Volumen acumulado [Mm3
]
1975 0.00
1979 29.40
1981 32.90
1991 48.52

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Descarga de Fondo
Umbral Toma Central 116.75 msnm
2da Toma Acueducto 126.9 msnm
1era Toma Acueducto 136 msnm
Cresta Vertedero 145 msnm
Corona de Presa 156 msnm
N. Max. Operación 150 msnm
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
155
N.Min. Operación 130.75 msnm
2000 4000 6000 8000 10000 12000
Elevación(msnm)
Perfil Original
Perfil 1991
Perfil 1981
Perfil1979
L.C. Toma Central 119.20 msnm
(98.6 msnm)
PREDICCION DE LA SEDIMENTACIÓN

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PRODUCCION ESPECÍFICA DE SEDIMENTOS
EMBALSE AÑO AREA VOLUMEN FECHA AÑOS TASA TASA
INICIO CUENCA ACUM. ULTIMA UNITARIA DISEÑO
OPERAC. (km2
) Mm3
BATIME. (m3
/km2
/año) (m3
/km2
/año)
TAVERA 1973 785 36 Feb-93 20 2287 534-734
VALDESIA 1976 887 49 Dec-91 16 3417 169
RINCON 1978 178 14 Dec-93 16 5056
SABANA Y. 1979 1676 58 Dec-92 13 2644 561
SABANETA 1980 464 13 May-99 19 1520 984
HATILLO 1980 1190 66 Apr-94 14 3944
JIGUEY 1992 537 nd nunca nd 514
AGUACATE 1992 747 nd nunca nd 546
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
TAVERA
ALDESIA
RINCON
SABANA
Y.
BANETA
HATILLO
0 %
5 %
1 0 %
1 5 %
2 0 %
2 5 %
3 0 %
3 5 %
4 0 %
4 5 %
TAVERA
VALDESIA
RINCON
SABANAY.
SABANETA
HATILLO
BAO
U til
T o ta l

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Estimaciones de la degradación específica en cuencas de la República Dominicana
Cuenca Estudio ESv [m
3
/km
2
/año] Metodología Empleada
Yaque del Norte en Tavera SOGREAH 734 Fórmula de Fournier
Yaque del Norte en Tavera Lahmeyer 725 Mediciones en Santiago (Ing. Luna)
Yaque del Norte en Tavera De La Cruz y Duverge 148
Modelo estadístico a partir de varias
muestras
Yaque del Norte en Tavera Mendar 534 Extrapolación de datos de Puerto Rico
Yaque del Norte en Tavera DeLong 128 Serie corta de muestras
Nizao Mendar 169 ???
San Juan ItalConsult 984
Comparacion de erosión en cuencas
europeas y de Puerto Rico
Yaque del Sur en Sabana Yegua ItalConsult 561 Fórmula de Fournier
PRODUCCION ESPECÍFICA DE SEDIMENTOS
CONSIDERADA EN LOS DISEÑOS

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Técnicas indirectas de estimación de producción de
sedimentos
• Eventos hidrológicos normales --> erosión superficial
(impacto de la lluvia y transporte)
• Eventos hidrológicos extraordinariosremoción en masa
(deslizamiento de laderas, flujos de barro y detritos, etc.)
• Mediciones en cuencas vecinas, transposición regional
• Estimación de capacidad total de transporte a partir de
fórmulas basadas en propiedades hidráulicas,
geométricas y sedimentológicas
• Estimación de producción a nivel de cuenca a partir de la
información hidrológica, geomorfológica fisiográfica, y uso
del suelo

13/11/03
Transposición Regional
• Morris & Fan citan el caso de una cuenca en Puerto Rico,
para la cual el 65% de los sedimentos durante 7 años de
mediciones fue generado en solamente 10 días. El 17%
fue generado en un evento de 1 día.
Fórmulas de Producción a Nivel de Cuenca
• USLE, MUSLE, Gavrilovic, Miraki, etc.
• Modelo SWAT (basad en MUSLE)
• Estos modelos, calibrados con la información de las
batimetrías indican tasas de erosión de alrededor de 2000
ton/km2/año

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EVENTOS EXTRAORDINARIOS
Para el período 1979-1981: 1.75 Mm3/año
Para el período 1981-1991: 1.56 Mm3/año
Para el año 1979 : 24 Mm3/año
Embalse Valdesia - Curva de Acumulación de Sedimentos
1975 1980 1985 1990 1995 2000
t [años]
0
20
40
60
80
100
Vs[Mm3]
dVs/dt = 1.75 Mm3/año
dVs/dt = 1.56 Mm3/año
24.15 Mm3 (!?)

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0
1 ,0 0 0
2 ,0 0 0
3 ,0 0 0
4 ,0 0 0
5 ,0 0 0
6 ,0 0 0
RíoMalo
AltoNizao
RíoBanilejo
AltoNizao
ArroyoCazuela
ArroyoLaCienega
CuencaJiguey
RíoMahoma
ArroyoJiguey
CuencaAguacate
RíoMahomita
CuencaValdesia
Producción(ton/km2/año)
PRODUCCION DE SEDIMENTOS
Producción específica por sub-cuencas:

13/11/03
MEDIDAS TOMADAS
 Contrato con Geolidro en 1984 por US$5.8
millones (1984).
 Se proponía la extracción de 1.5 Mm3/año
 Muchos inconvenientes para puesta en marcha
 Se operó en forma sostenida entre 1988 y 1991
 Posteriormente se operó de forma intermitente
hasta1998 cuando el H. Georges dañó algunos
componentes
 Se logró hacer limpieza en los primeros 300 m
desde la cortina, y se extrajeron alrededor de 1.5
Mm3

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PLAN ORIGINAL DE DRAGADO

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 Evolución de los embalses: modelo propio
 modelo RESSASS (H.R. Wallingford)
I
V
e

 

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E m bals e de Jigüey R .D .
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060
años
VolumenTotal(10^6m3)
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
EficienciaAtrape
Volum en Total E fic ienc ia
Jigüey: Pérdida del 6% al 2002 y del 28% al 2025

13/11/03
 Aguacate: pérdida del 30% al 2002 y del 86% al
2025
E m bals e de Aguac ate, R .D .
0
1
2
3
4
5
1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060
años
0
20
40
60
80
100
EficienciaAtrape
V olum en Total E fic ienc ia

13/11/03
 Valdesia: pérdida del 25% al 2002 y del 35% al
2025
E m balse de V aldesia, R.D .
0
50
100
150
200
1975 1985 1995 2005 2015 2025 2035 2045
años
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
EdificienciaAtrape
Volum en Total B atim etrías E fic ienc ia

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E m b alse d e V ald esia, R .D .
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1975 1985 1995 2005 2015 2025 2035 2045
años
 Con la construcción de Jigüey, la tasa de
acumulación en Valdesia se redujo al 30%.

13/11/03
CONTROL DE LA SEDIMENTACION
 Manejo de la cuenca
 Diques de retención (EPTISA 1978)
 Desvío de sedimentos (“by-pass”).
 Ruteo de sedimentos (“sluicing”)
 Remoción mediante vaciado
Readecuación de túnel de desvío (US$8-10 M)
Vaciado y limpieza, 3 días de vaciado, 2 de
limpieza y 7 de llenado: 12 días!
Remoción de aproximadamente 0.5 Mm3
Si operación se hace cada 3 años se remueve el
25% de los sedimentos que ingresan
En el corto plazo este procedimiento no se
recomienda por el problema del agua potable

13/11/03
DRAGADO
 Opción viable a corto plazo
 Reparación y modernización de draga:
Motor nuevo de 600 hp
Reparación de tuberías rotas
Sustitución de instrumentación y auxiliares, etc.
Inversión moderada: US$0.5-$1 M
 Plan para remoción de unos 2 Mm3 de sedimentos
en un plazo de 3 a 4 años
 Inversión de unos US$2 millones por un período de
4 años

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PROPUESTA DE MANEJO Y CONTROL
DE LA SEDIMENTACION
 Estudios específicos:
Identificación de deslizamientos y movimientos en
masa
Cuantificación de otras fuentes puntuales
importantes, especialmente caminos
 Fortalecimiento institucional
Creación de organismo de cuenca encargado de
la planificación
Extensión a toda la cuenca de plan modelo de
manejo de cuenca muy exitoso que se está
llevando a cabo en pequeña escala

13/11/03
PROPUESTA DE MANEJO Y CONTROL
DE LA SEDIMENTACION
 Remoción de sedimentos mediante dragado
Reparación de draga
Limpieza de 500 m más cercanos a la cortina
mediante remoción de 2 Mm3
 Valor de sustitución de Valdesia US$100 M, sólo
por la presa y embalse. Si se incluyen
componentes de generación y agua potable, la
inversión excede los US$200

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