Presa derivadora

PRESA DERIVADORA

RESUMEN
Por medio de una presa derivado» se dispone de carga suficiente en los ríos para proporcionar determinados gastos a través-de sus-canales. Se describe un método para escoger las dimensiones de los principales elementos de una presa derivadora. Se presentan las ecuaciones necesarias para las distintas etapas del método y un ejemplo. Se incluyen varios programas decómputo que puedan facilitar el empleo del método propuesto.

CAPÍTULO 4. DIMENSIONAMIENTO DE UNA PRESA DERIV ADORA
4.1 OBJETIVO
Las presas derivadoras sirven para disponer de cargas suficientes en tos ríos, a efecto de proporcionar tos gastos requeridos por los canales de derivación en diferentes condiciones de trabajo.
Estas presas constan de una obra principal y una de toma. La primera, alojadaen el cauce del río, está formada por una batería de compuertas y tos bordos del río, mientras que la segunda, generalmente posee una compuerta para regular el gasto que va hacia el canal de derivación y se le ubica en una margen del río. Cualquiera de estas obras, o bien ambas. Pueden requerir de tanques amortiguadores. Las dos están provistas de puentes de maniobras para colocar los mecanismoselevadores de las compuertas y facilitar el tráfico (figura 4.1).

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Es frecuente que en la época del estiaje se deriven gastos mayores a los de la temporada de avenidas y, en ésta última, es necesario comprobar que la obra principal no provoque remansos importantes en el cauce del río.
En este capítulo se describe la manera de hacer el diseño hidráulico de los distintos elementos de unapresa derivadora, pero no se incluyen cálculos de estabilidad, mecánicos y estructurales porque están fuera de la finalidad de este manual.

Al final de este trabajo se incluyen seis programas de cómputo que pueden auxiliar a la solución de estas ecuaciones no lineales planteadas en el desarrollo de este capítulo.
4.2 DATOS REQUERIDOS
Para el dimensionamiento de una presa derivadora se necesitade la información siguiente
4.2.1 Bordo libre
Bordo libre original del río, para el gasto máximo de diseño, en el sitio de la presa y especificación de su reducción por la presencia de la obra (varía de 1%, que es muy conservador, a un 10% aconsejable).
4.2.2 Relaciones con el tirante del río
En la zona de la obra se deben conocer las curvas tirantes-gastos, tirantes-áreas y tirantes-anchosde superficie libre,

4.2.3 Canal de derivación
Se necesita la definición del canal de derivación, incluyendo cota de arranque, ancho de plantilla, inclinación de taludes, coeficiente de rugosidad y pendiente del fondo.

4.2.4 Gastos en el río
Se deben proporcionar los gastos de diseño máximo (Q,,) , mínimo (Q^J y mínimo permisible (Qp en el río.
4.2.5 Gastos en la obra de toma
Se requierecontar con los gastos máximo (Gc) y mínimo (G.J que saldrán por la obra de toma. Se recomienda que los gastos máximo y mínimo se determinen para un periodo de retorno de 30 años.
El procedimiento para realizar esta deducción se describe en el capítulo 3 de este manual. En cuanto al mínimo permisible su valor será furtciórT de las leyes que regulan su aprovechamiento y e! uso que tiene lacorriente.
4.3 DIMENSIONAMIENTO
Para hacer el dimensionamiento de una presa derivadora se sugiere usar la metodología siguiente.
4.3.1 Selección de compuertas, cálculo de tirantes en el río y cambio en el bordo libre
Se determinará
a) Número (n) y ancho (t>) de las compuertas de la obra principal.
b) El tirante (y) y la velocidad (v) en ¡a obra principal.
c) El tirante ty), la velocidad (v) y elnivel N2 aguas arriba de ¡a olrra principal.

d) Cambio en el bordo libre original.
Con el gasto máximo del río en ¿poca de avenidas QG se deduce el tirante en el río aguas abajo de la obra principal y,, mediante la curva tirantes-gastos. Con cslc tirante y la curva tirantes-áreas, se determina el área hidráulica A,. También se obtiene la velocidad medía
Como

Vo=QG/Ao

Se escoge un...