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ESCUELA MILITAR DE CADETES GENERAL JOSÉ MARÍA CÓRDOVA

ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS CLASE 2

Docente: Alexander Villamizar Hernández Tomado de los siguientes textos: Ordoñez O., J. I (1979). Introducción a la hidráulica fluvial. Universidad de los Andes. Notas de clase Ingeniería de Ríos (2011). Maestría en Ingeniería – Recursos Hidráulicos.

VERSIÓN 1.0

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AGENDA FUNDAMENTOS: 1. Reseña histórica de hidráulicas. Egipto y Grecia.

las

estructuras

2. Etapas y estudios en un proyecto de recursos hídricos 3. Clasificación y aplicaciones estructuras hidráulicas 4. Recursos hídricos y normatividad

VERSIÓN 1.0 FECHA 14-01-20

de

las

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ETAPAS Y ESTUDIOS EN UN PROYECTO DE RECURSOS HÍDRICOS ETAPAS O FASES DE UN PLAN DE TRABAJO: I. II. III. IV. V. VI.

Antecedentes Obtención de información secundaria Diagnóstico de la situación actual y determinación de la problemática Estudios básicos Levantamiento de información primaria (a nivel de prefactibilidad) Planteamiento de alternativas de solución y determinación de la alternativa recomendada VII. Levantamiento de información específica para el diseño (a nivel de factibilidad) VIII.Diseño del proyecto IX. Seguimiento a la construcción de la obra X. Seguimiento al funcionamiento de la obra

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ETAPAS Y ESTUDIOS EN UN PROYECTO DE RECURSOS HÍDRICOS Levantar información para contextualizar un proyecto: a) Ubicar el sitio de estudio o proyecto y delimitar la cuenca (Escala 5.000 a 10.000). b) Obtener registros de estaciones localizadas en la cuenca y sus alrededores, con el fin de: - Caracterizar hidrológicamente la cuenca desde el punto de vista del histograma media mensual multianual de precipitación y de la precipitación media anual multianual sobre toda la cuenca, a partir de la variación espacial (no es un dato puntual). - Régimen hidrológico en el punto de concentración mediante el histograma de caudales medios mensuales multianuales, curva de duración de caudales medios diarios, caudal promedio anual multianual, descripción del desempeño del río. c) Morfometría de la cuenca: Área de la cuenca, número de orden, diferencias de cotas, tiempos de concentración. d) Morfometría del cauce: Longitud del cauce principal, perfil longitudinal, pendiente del valle (pendiente de cada tramo del cauce), sinuosidad, ancho del cauce. e) Caracterización de la morfología fluvial: Tipo de cauce, tipo de sedimento, forma de la sección transversal. f) Información de la cuenca: Geología (Tipo de suelos, fallas, etc), Uso del suelo (Potencial de erosión), Pendientes, Vías, etc.

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ETAPAS Y ESTUDIOS EN UN PROYECTO DE RECURSOS HÍDRICOS Diagnóstico del problema. Alrededor del punto de interés (detallada) a)

b)

Hacer levantamiento y plano geológico (clasificación de las unidades, estructuras geológicas, fallas, formas, tipos de roca de origen, edad en eras). Hacer levantamiento y plano geomorfológico (dedicado al cuaternario). Roca dura, fondo o última capa de las unidades geológicas. Roca suave, se socava o se deposita. - Objetivo: Localizar la obra.

Estudios básicos para establecer el diagnóstico de la situación a) Estudio geológico: Fallas, estructuras, formaciones alrededor del cauce. b) Estudio geomorfológico: unidades geomorfológicas (por dónde pasa el río) – cuaternario, clasificación de la “resistencia” de las orillas. * Información previa de otros estudios. Posteriormente se debe hacer una inspección de campo para validar mapas. c) Determinación de las características locales del cauce: * Interpretación de imágenes de sensores remotos - Patrón del cauce (en planta): Si el río es anastomosado, trenzado, meándrico, semi-recto - Zona inundable * Medición de: Orillas, playas, islas y bordes del agua, mediante topografía  Perfil longitudinal del cauce. * Medición de: Secciones transversales del cauce. * Mediciones hidráulicas: Aforos líquidos para diferentes condiciones hidráulicas. Q, U, A, Rh, Pm, Se. (Ec. Manning). d) Información Sedimentológica. Determinar la carga total (carga de lavado más carga del material del lecho)

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APLICACIONES DE LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS Embalses, presas y diques

https://www.academia.edu/30884959/Diferencias_entre_dique_presa_represa_y_embalse

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APLICACIONES DE LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS Diques “El dique es una estructura de poca altura, construida en un cauce torrencial, localizada en forma transversal a la corriente” (Escobar, 2017). Corrige los problemas de socavación.

Se establece un nuevo nivel del cauce Orienta la corriente en forma conveniente para controlar: *socavación de fondo *las márgenes en curvas del cauce *la sedimentación

http://bdigital.unal.edu.co/53560/35/correcciondecaucestorrenciales.pdf

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APLICACIONES DE LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS Embalses y presas

Fuente: http://introducciongestionambientalembalses.blogspot.com.co/

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APLICACIONES DE LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS Embalses y presas

http://www.generamos.co/project/abc-embalse/

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APLICACIONES DE LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS

Embalses y presas

https://www.iberdrola.com/medio-ambiente/que-es-energia-hidroelectrica

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APLICACIONES DE LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS

Embalses y presas

http://www.pronosticosyalertas.gov.co/documents/78690/90053525/040_IDA_FEBRERO_09_2020.pdf/99b23512-d8f3-44bc-928a-d418e4b25e95?version=1.0

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APLICACIONES DE LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS

Embalses y presas Generación de energía eléctrica, regulación del caudal del Río Magdalena, riego y piscicultura.

http://bdigital.unal.edu.co/55575/1/53099182_2016_1.pdf

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APLICACIONES DE LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS

Embalses y presas

https://conflictos-ambientales.net/oca_bd/actors/view/359

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APLICACIONES DE LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS Estructuras de captación

SUPERFICIALES

http://aneas.com.mx/wp-content/uploads/2016/04/SGAPDS-1-15-Libro1.pdf

SUBTERRÁNEAS

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APLICACIONES DE LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS Estructuras de captación

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APLICACIONES DE LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS Estructuras de captación

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APLICACIONES DE LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS Estructuras de captación

SUPERFICIALES

http://aneas.com.mx/wp-content/uploads/2016/04/SGAPDS-1-15-Libro1.pdf

SUBTERRÁNEAS

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APLICACIONES DE LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS Estructuras de captación

SUPERFICIALES

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APLICACIONES DE LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS Estructuras de captación

SUPERFICIALES

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SUPERFICIALES

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APLICACIONES DE LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS Estructuras de captación

SUBTERRÁNEAS

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APLICACIONES DE LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS Vertederos y disipadores de energía

https://presasuba.wordpress.com/2013/11/23/nuevo-vertedero-presa-sayano-shusenskaya/

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APLICACIONES DE LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS Estructuras de drenaje vial

http://ponce.sdsu.edu/drenaje_de_carreteras_c.html

http://www.quitoinforma.gob.ec/2017/09/26/limpieza-de-deslizamientos-y-cunetasen-vias-de-la-zona-centro/

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Recursos hídricos y normatividad

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Política Nacional para la Gestión Integral del Recurso Hídrico (GIRH) • La GIRH en Colombia se estructura mediante la Política Nacional para la GIRH elaborada por el MAVDT en el año 2010. • Tiene un horizonte de 12 años (hasta el 2022). • 8 Principios y 6 Objetivos Específicos. • Para desarrollar las líneas estratégicas se implementó el Plan Hídrico Nacional que tiene tres fases cada una de cuatro años. 25

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Ciclo para la GIRH

Fuente: MAVDT (2010)

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Aspectos clave para GIRH

Marco conceptual de la GIRH. Fuente: MAVDT (2010)

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Interacción de actores e instrumentos

Interacción de actores e instrumentos para la GIRH en cuencas. Fuente: MAVDT (2010)

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Estructura para ordenación y manejo

Estructura para la ordenación y manejo de las cuencas hidrográficas. Fuente: MAVDT (2010)

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Acciones de ordenación y gestión

Acciones de ordenación y gestión del recurso en el corto, mediano y largo plazo. Fuente: MAVDT (2010) 30

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Principios de la política de GIRH 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Bien de uso público Uso prioritario Factor de desarrollo Integralidad y diversidad Unidad de gestión Ahorro y uso eficiente Participación y equidad Información e investigación 31

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Objetivos de la política Objetivo general • “Garantizar la sostenibilidad del recurso hídrico, mediante una gestión y un uso eficiente y eficaz, articulados al ordenamiento y uso del territorio y a la conservación de los ecosistemas que regulan la oferta hídrica, considerando el agua como factor de desarrollo económico y de bienestar social, e implementando procesos de participación equitativa e incluyente”. Fuente: MAVDT (2010) 32

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Objetivos de la política Objetivos específicos • Objetivo 1. OFERTA: Conservar los ecosistemas y los procesos hidrológicos de los que depende la oferta de agua para el país. • Objetivo 2. DEMANDA: Caracterizar, cuantificar y optimizar la demanda de agua en el país. • Objetivo 3. CALIDAD: Mejorar la calidad y minimizar la contaminación del recurso hídrico. • Objetivo 4. RIESGO: Desarrollar la gestión integral de los riesgos asociados a la oferta y disponibilidad del agua. • Objetivo 5. FORTALECIMIENTO INSTITUCIONAL: Generar las condiciones para el fortalecimiento institucional en la gestión integral del recurso hídrico. • Objetivo 6. GOBERNABILIDAD: Consolidar y fortalecer la gobernabilidad para la gestión integral del recurso hídrico. 33

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Estrategias y líneas de acción Objetivo 1. OFERTA • Estrategia 1.1: Conocimiento • Estrategia 1.2: Planificación • Estrategia 1.3: Conservación

Objetivo 2. DEMANDA • Estrategia 2.1: Caracterización y cuantificación de la demanda de agua en cuencas priorizadas • Estrategia 2.2: Incorporación de la GIRH en los principales sectores productivos usuarios del agua • Estrategia 2.3: Uso eficiente y sostenible del agua

Objetivo 3. CALIDAD • Estrategia 3.1: Ordenamiento y reglamentación de usos de recurso • Estrategia 3.2: Reducción de la contaminación del recurso hídrico • Estrategia 3.3: Monitoreo, seguimiento y evaluación de la calidad del agua 34

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Estrategias y líneas de acción Objetivo 4. RIESGO • Estrategia 4.1: Generación y divulgación de información y conocimiento sobre riesgos que afectan la oferta y disponibilidad hídrica • Estrategia 4.2: Incorporación de la gestión de los riesgos asociados a la disponibilidad y oferta del RH en los instrumentos de planificación • Estrategia 4.3: Medidas de reducción y adaptación de los riesgos asociados a la oferta hídrica

Objetivo 5. FORTALECIMIENTO INSTITUCIONAL • Estrategia 5.1: Mejoramiento de la capacidad de gestión pública del RH • Estrategia 5.2: Formación, investigación y gestión de la información • Estrategia 5.3: Revisión normativa y articulación con otras políticas • Estrategia 5.4: Sostenibilidad financiera

Objetivo 6. GOBERNABILIDAD • Estrategia 6.1: Participación • Estrategia 6.2: Cultura del agua • Estrategia 6.3: Manejo de conflictos 35

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Marco normativo e instrumental

Marco normativo e instrumental actual para la GIRH. Fuente: MAVDT (2010) 36

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