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Manual para el diseño y la construcción
de Tajamares de Aguada
Mario García Petillo (1), Pancracio Cánepa (2) Carlos Ronzoni (3)
(1) Dr.IngenieroAgrónomo,ProfesorAgregadodeHidrología,DepartamentodeSuelosyAguas,FacultaddeAgronomía
(2) IngenieroAgrónomo,DirecciónGeneraldeRecursosNaturalesRenovables,MinisteriodeGanadería,AgriculturayPesca
(3)IngenieroAgrónomo,CoordinadordelFondodePrevencióndelosEfectosdelaSequía,ProyectoProducciónResponsable.
Primeraedición,febrerode2008.Montevideo,Uruguay
ProyectoProducciónResponsable-MGAP18deJulio1496,primerpisoTels.:4026334/4026324lFax:4026335
Diseñoydiagramación:AnaLauraSuescun
Fotografías:ProducciónResponsable-MGAP
Impresoen:4TINTAS
ISBN978-9974-563-39-1
“Una tremenda sequía asola nuestro territorio y las autoridades se hacen eco de la justificada alarma de productores y de la población en general, adoptando medidas extraordinarias.
Por unanimidad de sus miembros se dicta la siguiente resolución, ante la ansiada expectativa de todos: Implorar de la divina Misericordia, ha-ciendo rogativas, con novenario a los Santos Patronos, para que por su mediación y ruegos consiga este Pueblo la lluvia que necesita”
ResolucióndelCabildodeMontevideo13deabrilde1793.
Prólogo
AgradecemosalosIngenierosAgrónomosPancracioCánepayMarioGarcíaelhaberelaboradoesteManual,queaportaconocimientostécnicosdegranutilidadalFondodePrevencióndelosEfectosdelaSequiayquecontribu-yearescataryfundamentareldiseñoyconstruccióndelosembalses,másconocidoscomo“tajamares”,detantautilidadalosproductoresganaderosbeneficiariosdelProyectoProducciónResponsable-MGAP.
Estaobra,yahasidomuyútilyloseráaúnmás,enlostalleresdecapacitaciónycomoguíademuchostécnicosyproductoresquehoydiseñan,construyenodirigenobras,utilizandorecursosnaturalescomoelsueloyelagua.Lain-troduccióndeesteemprendimientoaportasaberhumanoalostajamares,tannecesariosparalosganaderosdelnorteuruguayo.
Sin duda, este material técnico será enriquecido con nuevas propuestas yvariantespropiasdenuevassituacionesgeográficasyhumanas.
Reiteramos,ennombredeladireccióndelProyectoProducciónResponsable,elgestodesinteresadodelosautoresdeaportarsusconocimientos;sumayorgra-tificaciónseráverloshechosrealidad,enlosmillonesdemetroscúbicosdeaguaembalsada,enprediosdepequeñosymedianosproductoresganaderos.
Ing.Agr.CarlosRonzoni
CoordinadordeFondodePrevencióndelosEfectosdelaSequía.
ProyectoProducciónResponsable.
Tabla de contenidos
Introducción .......................................................................................................................... 9
Tajamares ............................................................................................................................ 11
Selección de la ubicación ..................................................................................................... 12
Volumen máximo a almacenar en el lago ............................................................................. 14
Altura del Tajamar para el “volumen útil” ............................................................................ 17
Determinación de la altura del Tajamar para el “volumen útil” ............................................. 27
Eliminación de los excesos de agua ..................................................................................... 28
Borde libre o “revancha” ...................................................................................................... 47
Altura definitiva de la cortina ............................................................................................... 48
Ancho de la cortina .............................................................................................................. 50
Dentellón de anclaje ............................................................................................................ 51
Cálculo del volumen de tierra............................................................................................... 52
Cálculo de la eficiencia del Tajamar ..................................................................................... 56
Obras complementarias ....................................................................................................... 56
Construcción ....................................................................................................................... 59
Informe técnico .................................................................................................................... 60
Anexo..... ............................................................................................................................. 61
Bibliografía .......................................................................................................................... 63
T A J A M A R E S D E A G U A D A
10
IntroducciónLanutricióndelganadoesuntemaqueseestudiaenprofundidadennuestropaís,tantoenlaFacultaddeAgronomíacomoenladeVeterinaria.
Sinembargo,alaguacomonutrienteselehaprestadopocaatención,basadoenelsupuestoque,cuandoexisteunafuentedeaguacercana,losrequerimientosdelosanimalesestánsiendocubiertos.Debidoaesto,raramentesoncuantificadoslosrequerimientosdeaguadediferentescategoríasenpastoreoydifícilmentesetienelacertezadesilafuentedeagualosestácubriendosatisfactoriamente.
SegúnBerettayBruni(1998),desdeelpuntodevistaproductivo,unarestricciónenelconsumoadeaguarespectoaloqueelanimalrequiereredundaráenunamermadelproductorespectoalpotencialesperado.Porlotanto,enfatizanenlanecesidadderevalorizarelroldelaguacomonutrienteparaelanimalyelmanejodelaguaenelsistemadeproduccióncomoherramientaquegaranticeunconsu-moacordealosrequerimientos.
CarámbulayTerra(2000),expresanquedenadavalecontarconcantidadesili-mitadasdeforrajesinosedisponedesuficienteaguadebebidaencadapasturadelestablecimiento.Sólodeestamanerasepodráhacerunautilizacióneficientedelalimentodisponibleenelpredio.
Enépocascríticascomolassequíasprolongadassiempreseproducencrisisforra-jeras.Enestecasoentreotrasestrategias,sepuedeimportarelalimentodesdeotrosestablecimientos,desdeotrasregionesdelpaísoaúndesdeelexterior.Estaestrategiaesprácticamenteimpracticableenelcasodelaguaconlaquesedebecontarenelpredio.
Laprovisiónyubicacióndelaguadebebidaestambiénunfactordemanejo.Va-lentine(1947)citadoporStuth(1993),sostienequeeláreaóptimadepastoreoesaproximadamentecircularysuradiogeneralmentenosuperalos800mdesdelafuentedeagua.
La consecuencia directa de un suficiente y seguro abastecimiento de agua decalidadseráunapotenciacióndelimpactoproductivodelasdemástécnicasqueseesténaplicando.
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T A J A M A R E S D E A G U A D A
Lasfuentesdeaguapuedenserbásicamente:
1. Aguadas naturalesEnestecasoesnecesarioquepaseporelprediounrío,arroyo,cañada,etc.,quenuncasecorteenlosperíodosdeseca.
2. PozosEsnecesarioqueexistaunacuíferoquedeelcaudalsuficiente,yaunapro-fundidadtalquehagasuexplotaciónrentable.Enestecaso,elsistemadebenecesariamentecontarconunabombaqueeleveelagua(generalmentedepistón,accionadaporunmolinodeviento)yprobablementeconuntanqueaustralianoparaalmacenarelagua.
3. TajamaresLos tajamares sonobrasde ingenieríaagrícolaque interceptany almace-nanelescurrimiento.Cuandonosedisponedeaguadasnaturalesquenosecortenamenosde800mdedistancianisedanlascondicionesexpresadasenelliteralanterior,laconstruccióndeuntajamaresgeneralmentelamejoropcióncomoaguada.
Estetrabajotieneporfinalidadexplicarcómosediseñayconstruyeuntajamarqueproveaunaaguadaseguratantoencantidadcomoencalidaddeagua.
T A J A M A R E S D E A G U A D A
12
TajamaresLostajamaressonobrasqueconsistenenunirdosladerasqueseaproximanme-dianteunacortinadetierrabienapisonada,quedetieneelescurrimientodelasaguasdelluvia,formandounalaguna(Ghiggia,1976).
Deestadefiniciónsedesprendenlascondicionesnecesariasparalaconstruccióndeestasobras:i.quehayaunatopografíaadecuada,ondulada;ii.quehayatierracapazdeserapisonadayformarunapareddemuybajapermeabilidadyiii.queseproduzcanescurrimientoscapacesdeserinterceptadosyalmacenados.Enlamayopartedenuestroterritoriosedansimultáneamenteestastrescondiciones.
Debidoaesto,yaen1951lamisióndelBIRFyFAOensuinforme“Recomen-dacionesparaeldesarrolloagrícoladelUruguay”citadoporGhiggia(1976)ex-presaba:“Debeadoptarseunprogramadeconstruccióndetajamaresyembal-seseconómicosparaabrevaderosdelganadoenlamayorpartedelaspraderasonduladasdelUruguay,conelobjetodesuplir lasnecesidadesderivadasde lasub-divisióndelospastos.Sehademostradoqueestosembalsesconstituyenunasoluciónprácticadelproblemaenpraderassemejantesdeotrospaíses.Contraria-mentealacreenciapopular,elaguaalmacenadaenestaformaesperfectamentesatisfactoriaparaelganado”.
LavariabilidadesunacaracterísticaimportantedelasprecipitacionesenUruguay.Ellocomprende tantoa la frecuencia (númerodedíasde lluvia),a susvalores(diariosymensuales)comoasusintensidades(mmporhora).Elpaístienepe-ríodosdeocurrenciadeprecipitacionesqueexcedennotablementealasnorma-lesytambiénperíodosaltamentedeficitarios.Ambosfenómenospuedenocurrirsimultáneamenteenelterritoriouruguayo:unaregiónacumulaprecipitacionesmuyporencimadelosvaloresesperadosmientrasqueotraregistradéficitimpor-tantedentrodelmismolapso.
UninformedelIMFIA,citadoenelPlandeLuchaContralaSequía(MGAP-MVO-TMA,2005)estableceque lavariabilidadentreañosescuatrovecesmenorquelavariabilidadentremeseslocualexpresaquelavariabilidadinteranualsereducefuertementecuandoseconsideranvariosmesesacumulados;éstaeslaprincipaljus-tificacióndelaconstruccióndeembalsesparalaregulaciónhídricainterestacional.
LaDirecciónNacionaldeHidrografíadelMinisteriodeTransporteyObrasPúbli-cas(DNH-MTOP),organismorectorenestetemática,clasifica losembalsesenfuncióndeláreadelacuencadeaporte,laalturadelaobrayelvolumenmáximoembalsabledeaguaendoscategorías:tajamaresyrepresas.Asuvez,dentrodecadaunadeéstasdefinelassubcategoríaschico,medianoygrande(Tabla1).
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T A J A M A R E S D E A G U A D A
Tabla 1. Clasificación de embalses según la DNH-MTOP de acuerdo al área de la cuenca de aporte a la obra (A, has.);
la altura de la obra (H, m) y el volumen máximo embalsable de agua (V, m3).
A<4 4≤A<40 40≤A<200 200≤A<500 500≤A<1000 1000≤A<5000 5000≤A<15000 A≥15000
H<3
V<12.000 = Tajamar Chico
12.000≤V<120.000 = Tajamar Mediano
V≥120.000 = Tajamar Grande
3≤H<5TajamarChico
TajamarMediano
TajamarGrande
V<120.000 = Tajamar Grande
120.000≤V<600.000 = Represa Chica
V≥600.000 = Represa Mediana
5≤H<15 V<120.000 = Tajamar GrandeRepresaChica
RepresaMediana
RepresaGrande I
Represa Grande II
V≥120.000 = Represa ChicaRepresaGrande II
RepresaGrandeIIIH≥15
LosIngenierosAgrónomosestánautorizadosadiseñartajamares,mientrasqueparahacerrepresasesnecesarialafirmadeunIngenieroCivil.
Lasobrasparaaguadaquesetrataránenestetrabajo,entrantodasdentrodelacategoríaTajamares.
Selección de la ubicaciónSedefinelaeficienciadeuntajamarcomoelcocienteentreelvolumenmáximodeaguaembalsadayelvolumendetierracompactado.
Desdeelpuntodevistaeconómico,lamejorubicacióndeuntajamareslaquegeneralamáximaeficiencia,esdecir,queparaalmacenarunciertovolumendeaguasedebemoverlamenorcantidaddetierra.Sedeberecordarqueelprincipalcostodeuntajamaresjustamenteelmovimientodetierra.
Laeficienciadependedelatopografíadelsitio.Unbuensitioeselqueresultadeunacortinaoterrapléncorto,dondelaspendientestransversalessonaltasperolapendientedelavíadedrenajeesbaja.
EstoseejemplificaenlaFigura1,enlacuallasituaciónidealseríalarepresentadaen(a)y(c).
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Figura 1. Corte longitudinal con baja (a) y alta pendiente (b). Corte transversal con alta (c) y baja pendiente (d).
Esrecomendableseleccionarlosdosotressitiosmásconvenientesapriori,parahacerunanálisismásdetalladodecadaunodeellos,yseleccionareldefinitivoconmáselementosdejuicio.Lametodologíaparalaseleccióndelossitiosdependerádelosmaterialesdebasequesedisponga.Sisetieneunplanotopográficodelpredio,esmuyfácilyseguroelegirelmejorlugar.Sisólosedisponedeunpardefotosaéreas,porestereoscopíasepuedenselec-cionarlossitiosmáspromisorios.Sinosetieneningunodeestosmateriales,sedeberárecorrerelcamposiguiendolosbajos,buscandoaquellossitiosquequedanmás“encajonados”entredosladeras.Elotrofactorqueinfluyeenlaeficienciaeseltamañodelaobra.Enunmismositio,cuantomayorseaeltajamarmayorserásueficiencia,puescadametrodealturaqueseagregaresultaráenunaumentodelvolumendeaguamásquepro-porcional.Debidoaesto,lostajamaresdeaguadatienen,engeneral,eficienciasmuybajas.
EsteefectosevisualizaenlaFigura2,queresumelaeficienciadealgunasobrasanalizadasporelIng.LuisTeixeiraensuconsultoríasobreelprogramaPRENA-DER.Lasobrasanalizadasenestecasofueronrepresasderiego,deuntamañomuysuperioralostajamaresdeaguada.
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0
5
10
15
20
25
30
35
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Volumen almacenado (m3*103)
Efic
ienc
ia
Másalládelaeficiencia,existenotrasconsideracionesquesedebenhaceralmo-mentodeelegirlaubicación,comoporejemplo,cercaníaalospotreros.
Volumen máximo a almacenar en el lagoUnavezelegidoslossitiospromisorios,sinosedisponedeunplanotopográfico,sedeberáhacerellevantamientodelazonaenquesevaaconstruirlacortina,lazonaqueseráocupadaporellago,ysusalrededores.
EnlaFigura3semuestraunplanocomoelseñalado,incluyendolaalineacióndelafuturacortina(a-a’).
Elsiguientepasoesmedireláreaencerradaentrecadacotaylacortinadelta-jamar.Enelejemplo,elpuntomásbajodeltajamarestáenlacota33.90,porloquesedebemedireláreaencerradaenlascotas34,35,36yasísucesivamente.
Lamedicióndeáreasseharáconunplanímetro,yenelcasomuyprobablequenosedispongadedichoaparato,sepuedencontarlospuntosencerradosme-dianteunacuadrículadepuntos,oloscuadradosencerradosmedianteunpapelcua-driculado.Elnúmerodepuntos,corregidoporlaescala,indicarácadasuperficie.
Figura 2. Relación entre el volumen almacenado y la eficiencia, en algunas obras construidas por el programa PRENADER.
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Figura 3. Plano de curvas de nivel y alineación de la cortina del tajamar.
Conlosvaloresdeáreaasíhallados,secalcularáelvolumendeaguadellago(Ta-bla2).Lasemisumadelasuperficiededoscotasconsecutivas,multiplicadaporelintervaloverticalentreesascotas,daelvolumenencerradoentreellas.
Procediendoasíconlasdistintascotasysumandolosvolúmenesparcialesobteni-dos,seobtendráelvolumentotalparalaalturadelacotamáximaconsiderada.
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Tabla 2. Cálculo de los volúmenes parciales y acumulados, del tajamar representado en la Figura 3.
CotaÁrea encerrada
en cada cota(m2)
Semisuma áreas
sucesivas(m2)
Intervalo vertical
(m)
VolumenParcial(m3)
VolumenAcumulado
(m3)
33.90 0 0 0 0 0
34 100 50 0.1 5 5
35 5000 2550 1 2550 2555
36 22500 13750 1 13750 16305
37 40000 31250 1 31250 47555
38 66875 53438 1 53438 100993
39 95000 80938 1 80938 181930
Conlosvaloresasíobtenidosesútilconfeccionarunagráficaquepermiteobte-ner,paracualquieralturaconsiderada,eláreadelagoyelvolumenalmacenadoquelecorresponden(Figura4).
Estascurvasrespondenaunaecuaciónpotencial,deltipoy=a.xb,quesonlasqueutilizaelprograma“Balancedeuntajamardeaguada.xls”(García,M.2007)paraestimarlaalturadellagoparaciertovolumenembalsado,ylasuperficiedellagoparaciertaalturadelmismo.
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Figura 4. Curvas altura/área y altura/volumen
Altura del Tajamar para el “volumen útil”Eltajamaresundepósitoqueestáteniendoenformacasipermanenteaportesdeagua(escorrentíasuperficial,precipitacióndirectasobreellago)yextracciones(evaporacióndirectadel lago, consumode los animales). La infiltraciónpor elfondodellago,oatravésdelacortina,seconsideradespreciableenuntajamarbienconstruidoyasentado.
Porlotantoesmáscorrecto,paraeldiseñodeestasobras,analizarloenformadinámicacomounbalanceentrelosaportesyextracciones,quedelaformamás“tradicional”queconsistíaenalmacenarundeterminadovolumenantesdelve-rano,quesóloibaatenerextraccionesduranteelmismo.
Debidoaquehacerunbalancediario,considerandocadalluviaindividual,seríamuypocopráctico,serecomiendahacerestebalanceentérminosmensuales.
Losdistintoscomponentesdeestebalancesecalculandelasiguientemanera:
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1. Precipitación directa Todoloquellueveunmesdeterminadosobreellagoesaporteútil.Elvolu-
men(enm3)secalculacomolaalturadeprecipitación(m)multiplicadoporlasuperficiedellago(m2)enesemes.
2. Evaporación directa SecalculacomolaevaporacióndelTanque“A”(m)máscercano,multiplicado
porelfactor0,7.Sepasaavolumenmultiplicadoesevalorporlasuperficiedellago(m2)enesemes.
3. Escurrimiento SeproponeutilizarelmodeloPrecipitación-EscurrimientomensualdeTemez.
EstemodelohasidocalibradoenUruguaycondatosde12cuencashidrográ-ficas(Gentaetal.,2003).
Paralaaplicacióndelmodeloenunacuencadeterminadaesnecesariodispo-nerdelossiguientesdatos:
Precipitación en la cuenca (Pi) (mm/mes) Sedebedisponerdeldatodeprecipitaciónmensualdelpluviómetromáscer-
canoalacuenca.EstainformaciónestádisponibleenlaDirecciónNacionaldeMeteorologíayserecomiendanporlomenos30añosdelosregistrosmásrecientes.Conelprograma“Balancedeuntajamardeaguada.xls”sesumi-nistraunabasededatospluviométrica.
Área de la cuenca de aporte (Ac) (ha) Silacuencaesrelativamentegrande,utilizandolascartasdelServicioGeo-
gráficoMilitarsedelimitalamismaysedeterminasusuperficie.Encuencasmenoressetrazanloslímitesporestereoscopíaenfotosaéreasysemidesuárea con planímetro o papel cuadriculado o milimetrado. En cuencas muychicas,sepuededelimitardirectamenteenelcampo.Entodosloscasos,sepuedemedirdirectamenteenelcampoutilizandounGPS,conunniveldeerrormásqueaceptableaestosefectos.
Agua disponible de los suelos (AD) (mm) Secalculaelvalordeaguadisponibledelossuelosdelacuencaponderando
porlarespectivaáreaocupada(Tabla3).
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Unidad Cartográfica de Suelos
(escala 1:1.000.000)Grupo
Agua Disp. (mm)
Unidad Cartográfica de
SuelosGrupo
Agua Disp. (mm)
Alférez AF C 124,7 Lechiguana Le D 113,3
Algorta Al C/D 123,7 Libertad Li C 146,7
Andresito An B 63,7 Los Mimbres LM C 100,1
Angostura Ag A/D 155,1 Manuel Oribe MO C 145,8
Aparicio Saravia AS C 139,7 Masoller Ma C 52,1
Arapey Ay D 136,8 Montecoral Mc D 84,7
Arroyo Blanco AB C 101,0 Palleros Pll C/D 116,5
Arroyo Hospital AH C 86,1 Paso Cohelo PC D 147,4
Bacacuá Ba B 97,1 Paso Palmar PP B 88,2
Balneario Jaureguiberry BJ A 134,5 Pueblo del Barro PB D 131,6
Bañado de Farrapos BF D 178,7 Puntas de Herrera PdH C 85,8
Bañado de Oro BO C 89,0 Queguay Chico QCh D 32,7
Baygorria By C 110,5 Rincón de la Urbana RU C 131,1
Bellaco Bc D 146,2 Rincón de Ramirez RR D 73,3
Béquelo Bq C 138,2 Rincón de Zamora RZ B/C 148,3
Blanquillo Bl C 114,6 Río Branco RB D 102,0
Cañada Nieto CñN D 146,4 Río Tacuarembó RT D 161,0
Capilla de Farruco CF B/D 35,4 Risso Ri D 150,6
Carapé Ca B 41,5 Rivera Rv B 179,6
Carpintería Cpt D 139,0 Salto St D 107,2
Cebollatí Cb C 167,6 San Carlos SC C 78,0
Cerro Chato CCh B 78,6 San Gabriel - Guaycurú SG-G B 92,4
Colonia Palma CP C 108,9 San Jacinto SJc D 83,1
Constitución Ct A 73,6 San Jorge Sjo D 141,2
Cuaró Cr D 93,2 San Luis SL D 176,2
Cuchilla Caraguatá Cca C 71,2 San Manuel SM C 117,3
Cuchilla Corrales Cco C 160,6 San Ramón SR D 152,7
Cuch. de Haedo – Pº de Los Toros CH-PT D 21,5 Santa Clara SCl B 63,6
Cuchilla del Corralito CC C/D 119,8 Sarandí de Tejera SdT B/C 50,0
Tabla3. Agua Disponible de las tierras del Uruguay
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Cuchilla Mangueras CM C 150,2 Sierra de Aiguá SAg D 42,6
Cuchilla Santa Ana CSA C 51,8 Sierra de Animas SA B 50,1
Curtina Cu D 55,2 Sierra de Mahoma SMh B 43,9
Chapicuy CH B 100,1 Sierra Polanco SP B/C 73,0
Ecilda Paullier - Las Brujas EP-LB C 136,7 Tacuarembó Ta C 168,4
El Ceibo EC D 78,6 Tala - Rodríguez Tl-Rd C/D 130,9
El Palmito Epa C 142,3 Toledo Tol C 118,7
Espinillar Ep C 141,0 Tres Bocas TB C 110,8
Fraile Muerto FM C 133,4 Tres Cerros TC B/C 85,1
Fray Bentos FB C 115,4 Tres Islas TI B 96,6
India Muerta Imu D 171,1 Tres Puentes TP B/C 103,4
Isla Mala IM C 102,1 Trinidad Tr C/D 148,4
Islas del Uruguay IU D 183,0 Valle Aiguá VA C 102,8
Itapebí -Tres Árboles I-TA D 124,2 Valle Fuentes VF C 131,4
José Pedro Varela JPV C 87,2 Vergara Ve D 117,1
Kiyú Ky C/D 154,7 Villa Soriano VS C 173,3
La Carolina LC C/D 156,1 Yí Yi B/C 71,0
La Charqueada LCh D 95,2 Young Yg C 145,0
Laguna Merín Lme D 169,3 Zapallar Zp C 153,2
Las Toscas LT B 177,5 Zapicán Za C 84,8
Lascano La D 126,4
Segunda Aproximación. Mayo de 2001, J.H. Molfino; A. Califra, División Suelos y Aguas, Dirección General de Recursos Naturales Renovables, Ministerio de Ganadería, Agricultura y Pesca
Evapotranspiración media mensual (ETPm) (mm/mes)LaevapotranspiraciónmediamensualsedeterminalocalizandoenelmapadelaFigura5elvalorcorrespondientealacuenca.
Ciclo anual medio de evapotranspiración potencial (ETPi) (mm/mes)SeobtienemultiplicandoelvalordeETPmporloscoeficientesdedistribucióndelcicloanualmedio(Tabla4).
Foto 1. Inspección en Paraje Topador, Artigas
Foto 2. Marcación de la obra
Foto 3. Construcción de terraplén
Foto 4. Inauguración de Tajamar en Salsipuedes, Tacuarembó
T A J A M A R E S D E A G U A D A
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Figura 5. Isolíneas de evapotranspiración media anual (ETPm, mm/mes)
Tabla 4. Coeficiente de distribución del ciclo anual
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
1.88 1.56 1.37 0.88 0.58 0.36 0.37 0.47 0.61 0.94 1.25 1.72
3.1. Estructura del modelo ElmodelodeTemezesunmodelodebalancehídricoagregado,queestimael
escurrimientomensualdeunacuencaapartirdelaprecipitación,elalmace-namientoenelsueloylaevaporaciónpotencial.
LaestructuradelmodeloseobservaenlaFigura6.Unapartedelaguaqueprecipita(P)formaelexcedente(T)yelrestodelagua(P-T)esalmacenadaenlaprimercapadelsuelo,enlaquesegeneralaevapotranspiraciónreal(ETR).Delexcedente(T)unapartesalecomoescorrentíasuperficial(Asup)yelrestoingresaaunalmacenamientosubterráneo (V)a travésdelcual se traspasaaguadeunmesaotro.Ladescargadelalmacenamientosubterráneo(Asub)ylaescorrentíasuperficial(Asup)conformanlaescorrentíatotal(AT).
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T A J A M A R E S D E A G U A D A
Figura 6. Estructura del modelo de Temez precipitación – escurrimiento de paso mensual
3.1. Operación del modelo
Máxima cantidad de agua que puede no participar del escurrimiento
Precipitación mínima para que exista escurrimiento
oiiii
oiii PsiP
PoiPPPT ⟩−+
−=
2)( 2
δ
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Humedad del suelo al final del mes
Infiltración al almacenamiento subterráneo
Escurrimiento superficial
Volumen del almacenamiento subterráneo
Escurrimiento total
Evapotranspiración real
Aporte subterráneo
3.3. Calibración del modelo en Uruguay (12 cuencas):
4. Consumo por los animales
Losrequerimientosnetosdeaguadeunanimalestándadosporlacantidaddeaguanecesariaparamantenerelbalancecorporal.Lasmismasequivalenalasumadelaspérdidasdeaguaenhecesyorina,pérdidasevaporativasparadisiparelcalor,elaguaretenidaenelcuerpoentejidosparacrecimientoy
maxmax IT
TII
i
ii +=
21 **
t
it
ii eIeVVα
α−
−− +=
27
T A J A M A R E S D E A G U A D A
preñez,asícomolasecretadaenleche.Estascantidadesnosonfijas,sinoquevaríanenfuncióndenumerososfactores.Lainteraccióndetodoséstosdeter-minaquelosrequerimientosdeaguaseanmuyvariables,dependiendodelasdiferentescombinacionesdefactoresquesepresenten(BerettayBruni,1998).
Paravacaslecheras,losautorescitadospresentanlasiguientefórmula:
CA = 5.99 + 0.90*PL + 1.58*CMS + 0.05*Na + 1.20*T
CA -Consumodeagua(l/animal/día)PL-Produccióndeleche(kg/día)CMS -Consumodemateriaseca(kg/día)Na-Contenidodesodiodeladieta(g/día)T-Temperaturaambiente(ºC)
Dadoquealosfinesprácticosseríadificultosoestimardiariamenteelconsumodemateriasecayelcontenidodesodiodeladieta,enelprograma“Balancedeuntajamardeaguada.xls”sesimplificólafórmula,quedandoasí:
CA = 35 + 0.90*PL + 1.20*T
Utilizandolaecuaciónanterior,seconstataqueparavacaslecherasdealtaproduc-ción,enlosdíasmáscálidosdelverano,elconsumopodríasuperarlos100l/día.
Parabovinosdecarne,BerettayBrunicitanelsiguientecuadro(Tabla5),adapta-dodeWinchesteryMorris(1956).
Tabla 5. Consumo diario aproximado de agua (l/animal) en ganado de carne
Temp.ºC
Vacaslactando
Vacas secaspreñadas
Animales encrecimiento
Animales enterminación
409 kg 409 kg 182 kg 273 kg 364 kg 454 kg
4.4 43.1 25.4 15.1 20.1 27.6 32.9
10.0 47.7 27.3 16.3 22.0 29.9 35.6
14.4 54.9 31.4 18.9 25.0 34.4 40.9
21.1 64.0 36.7 22.0 29.5 40.5 47.7
26.6 67.8 25.4 33.7 46.6 54.9
32.2 61.3 36.0 48.1 65.9 78.0
Koolhaas (2003) sugiere los siguientes valores de consumo de agua por cabeza: Ovinos – 8 l/día Equinos – 45 l/día
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Determinación de la altura del Tajamar para el “volumen útil”Sehacecorrerelprograma“Balancedeuntajamardeaguada.xls”paraunaseriede30años,paralocualsecalculanmensualmentelosaportesdelluviayescurri-mientoylasextraccionesporevaporaciónyconsumo.
Sevaaumentandoelvolumenembalsadohastaqueenningunodelos30añossimuladossetengadéficitdeagua.(Encualquiercaso,enlahojaBalanceTajamar,sepuedeconsultarenquémesseprodujeronlosdéficit).
Aunque se cumpla la condición anterior con una altura de agua menor, se debe diseñar siempre con una altura mínima de 2 m.
Estacondiciónnoessóloparaasegurarlacantidad(quepuedeestarsobredimen-sionada),sinofundamentalmentelacalidaddelaguaembalsada.Enefecto,esaprofundidadmínimadisminuyelaproliferacióndealgasymantienemásfrescalatemperaturadelagua.
Conelmismoobjetivo,cuandosecorreelprograma,enlahoja“Resumen”,sepuedeponercomoalturamínimadellago(celdaE24)1m,deformadeasegurarsiempreesaalturamínima.
EltajamarpresentadoenlaFigura3,con2mdealturadeagua(cota35.90)formaunlagode1.82hayalmacenaunvolumende14.300m3(Tabla2,Figura4).
Siasumimosquelaalturadelatomadeaguaestáa0.50m,elvolumenquequedaalmacenadopordebajo(350m3)noesaprovechable,porlocualelvolumenútilson14.300–350=13.950m3,elcualesclaramentesobredimensionadoencual-quierhipótesisdedotaciónanimaldelpredio.Lasuperficiedellagoyelvolumenalmacenadosedeterminanconprecisióningresandoenelprogramaunvolumental(14.300m3enestecaso)quelaalturacorrespondientedellagosea2m.Igualprocedimientoparaelvolumennoaprovechableconunaalturade0.50m.
LaalturadeaguaparalacualsediseñaeltajamarseconocecomoMáximoRe-mansoEstático(MRE).
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T A J A M A R E S D E A G U A D A
Eliminación de los excesos de aguaEl agua no debe pasar nunca por encima de la cortina de tierra.Paraevitarlo,esnecesarioconstruir lasobrasnecesariasparaevacuarlasaguasquelleguenalembalsecuandoésteestálleno.
Siempredebeexistiruncanalvertederoentierra,protegidoporcésped,queseacapazdeevacuarlosexcesosproducidosporlasmáximastormentas.Estaobrasellamavertederooaliviaderodemáximas.
Puedeconstruirsetambiénunaliviaderodemínimas,queeliminepequeñosau-mentosdenivelenellagoocasionadosporlluviasmenores,ycuyafunciónprin-cipalesprotegerelvertederodemáximas.
Enefecto,enausenciadelaliviaderodemínimas,cadalluviaqueocurreconellagollenoseráevacuadaporelvertederodemáximas,queestaráentoncesdu-rantemucho tiempo saturadodeagua,debidoaellomalempastadoypor lotantoenunacondiciónmuyerosionableantetormentasdealtaintensidad.
Lasrepresasdebenteneralgúndispositivoquepermitaevacuarhaciaelcaucena-turalelcaudaldeservidumbre(llamadocaudalecológico),aefectosdesatisfacerlasnecesidadesnaturalesdelosprediossituadosaguasabajo.Estecaudalesde0.4l/s/km2(0.004l/s/há),porloqueencuencastanpequeñascomolasdelostajamaresdeaguadasnoseconsidera.
Aliviadero de mínimas
Elaliviaderodemínimasesuntubovertical,cuyabocadeentradapordondeeva-cuarálosexcesosestáalaalturadelMRE,ennuestroejemplo2m.Paraestasobrasseusantubosde200a250mmdediámetro.Laentradadebeprotegerseconunamallaquetrabajecomofiltroparaevitarlaentradadebasuraquepuedaobturarlo.
Este tubovertical conectaen laparte inferior,pormediodeuna“T”conunatuberíadelmismodiámetroqueatraviesaelmuroen lapartemásprofundayevacuaelexcesodeaguadelotroladodelterraplén(Figura7ay7b).
Debidoalasdificultadesconstructivasdeinstalaruntuboverticalenlapartemásaltadelterraplén,enelcasodetajamareschicossepuedesustituirporuntubohorizontalqueaguasdebajodelaparedseelevahastatenerlabocaalaalturadelMRE(Figura7c).
T A J A M A R E S D E A G U A D A
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Todoslostubosqueatraviesenlapareddebenestarprovistodecollarinesantifil-trantesdispuestoscada2m,queevitenlatubificaciónproducidaporlacircula-cióndelaguaentrelatierraylaparedexteriordeltubo.Enelcasodetajamaresgrandes,estoscollarinesdeberánserdemampostería,mientrasqueenelcasodeobraspequeñaspodránserdenylon(bolsas,p.ej.)odegoma(cámarasviejasdetractor),unidosaltuboatándoloscontirasdegoma.
Ladecisióndeconstruironoelaliviaderodemínimadependerádeunbalanceentreelaumentodelasdificultadesconstructivasencasodehacerlo,yelriesgodeaumentarlaerodabilidaddelvertederodemáximasencasodenohacerlo.
Aunnivelsuperioralabocadeentradadeltubovertical(siseconstruyeraelmismo)seubicaelfondodelvertederodemáximasparadarsalidaalosgrandesexcesos.
Unavarianteconstructivadelaliviaderodemínimaseshacerlocomounpequeñocanalentierra,dentrodelvertederodemáximas.Enestecaso,elfondo(plantilla)delvertederodemínimasestará“d”cmmásbajoqueelfondodelvertederodemáximas.Elvertederodemínimassedeberáconstruircontraelbordedelverte-derodemáximasmásalejadodelacortina(Figura7d).
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T A J A M A R E S D E A G U A D A
Figura 7. Diferentes diseños de aliviaderos de mínima
Cálculo de la distancia “d”
Ladistanciaverticalentrelabocadelaliviaderodemínimasyelfondodelver-tederodemáximasdeterminaelvolumenquepuedequedaralmacenadoenellago,sinsalirporelvertederodemáximas,yqueseiráevacuandolentamenteporelaliviaderodemínimas.
Porlotanto,cuandomayorseaesaaltura(llamadadistancia“d”),menosvecesenelañovaaserutilizadoelvertederodemáximas,porlotantosedisminuirásuriesgodeerosión,peroaumentarálaalturatotaldelacortina,porlotantoelvolumendetierraamoveryelcostodelamisma.
Proponemosqueesaalturasealasuficienteparaalmacenarunvolumendeescu-rrimientocorrespondientea10mm.
Paraseguirconelejemplo,supondremosunacuencade8hás.
Unaalturade1mmequivaleaunvolumende10m3porhectárea.Oseaquelos10mmenlas8hásproducenunvolumendeescurrimientode800m3.
Sialos14.300m3quealmacenaellagoenlos2mlesumamosestos800,nosdauntotalde15.100m3,quedeacuerdoalarelaciónaltura/volumen(Figura4)correspondeaunaalturade2.04m(distanciad=0.04m).Estaalturasepuededeterminarconmásprecisiónutilizandoelprograma“Balancedeuntajamardeaguada.xls”ingresandoelvolumen15.100m3.
Aestaalturaseubicaelfondodelvertederodemáximas(FVM).
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Diseño del vertedero de máximas
Elvertederodemáximasesuncanalentierra,deperfiltrapezoidal,conunarela-cióndetaludes(z)de4a1(Figura8).Estecanalsedebemantenerempastado.Elmotivoparaquelostaludesseantanhorizontales,esdarlemásresistenciaalaero-sión.Adicionalmente,estaformapermiteeltránsitodevehículossobrelacortina.
Figura 8. Perfil transversal del vertedero de máximas.
Silasladerastienenpendientediferentes,comoenelcasodenuestroejemplo,elvertederoseconstruiráenlaladerademenorpendiente.Sinembargo,siéstassonsimilares,sepodránhacerdosvertederos,unoencadaladera,ycadaunodeellosdeunanchodelamitaddelcalculado.
Despuésdepasarlacortina,elaguavertidadebeserconducidahastasucaucena-tural.Paraevitarqueelaguaerosioneeltaluddeaguasabajodeltajamar,elcanalvertederodeberátenerunlomoocamellónalolargodesuladoinferior,llamadobigote(Figura15.a).Estebigotetendrálamismapendientequelaquesecalculaparaelvertederodemáximas.
Enalgunascircunstanciasespeciales,especialmenteenlazonadebasaltoelmejoremplazamientodelacortinahacequeenlaszonaspróximasalamismadondeseubicaelolosvertederosocurransuelosmuysuperficialesconrocaconsolidadaapocoscentímetrosdeprofundidad.Lapresenciaderocanopermitelaexcavaciónyelusodeexplosivosparalograrunaplantillahorizontaldelcanalvertederoesmuycaro.
Enestoscasossepuedeadoptarunasolucióndecompromiso,sintocarelterre-no y manteniendo el empastado natural y diseñando el vertedero con seccióntriangular.Elemplazamientodelvertederosiempresehará sobre la laderamássuave.Elbigotefuncionaenestoscasoscomountramodecanaldeladerayhayquedefinirunapendientequenogenereunavelocidaderosiva.EnestecasosedeberánhacercálculoshidráulicosparticularesutilizandolaecuacióndeManning,quesuperanelalcancedeestemanual,porloquesedeberánhacerconsultascontécnicosespecializados.
33
T A J A M A R E S D E A G U A D A
1. Cálculo del caudal pico de escurrimiento
Paradiseñarestecanalvertedero,sedebeconocerprimerocuáleselcaudalquesedeberáevacuar.Esteseráelcaudalmáximoopicoquepuedeproducirlacuenca.ElmismosecalculautilizandoelMétodoRacional:
Q = C * I * A / 3600
Q-Caudalpicodeescurrimiento(m3/s)C -Coeficientedeescorrentía(adimensional)I-IntensidadmáximadelluviaparaunaduraciónigualalTiempode
ConcentracióndelacuencayundeterminadoPeríododeRetorno(m/h).A-Áreadelacuenca(m2).
Lossupuestosqueasumeestemétodosonquea)llueveentodalacuencaconlamismaintensidad,yb)quelluevealamismaintensidaddurantetodoelTiempodeConcentración.
Estossupuestossonválidosparacuencaschicas(<400hás),porloqueésteseráelmétododecálculoseguido.
1.1. Selección del coeficiente de escorrentía “C”
Paraobtenerelcoeficientedeescorrentía“C”detabla,esnecesariopreviamenteestimarlapendientedelacuencayfijarelperíododeretornoautilizar.
s–Pendientedelacuenca(%)
LCN–Longituddetodaslascurvasdenivel(m)
IV–Intervaloverticalentrelascurvasdenivel(m)
Ac –Áreadelacuenca(m2)
Ennuestroejemploconsideramosquelapendienteesdel3,5%.
Elperíododeretorno(T)autilizarestárelacionadoconlavidaútil(vu)delaobra,yconelriesgo(r)queseestédispuestoaasumir(dequeocurraunalluviasupe-rioralatormentadediseño)deacuerdoalasiguienteecuación:
T A J A M A R E S D E A G U A D A
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Paratajamaresdeaguadaserecomiendautilizarunperíododeretornode25años.
Conestosvalores,yconsiderandoquelacuencaestáocupadaconpasturas,seobtieneelcoeficientedeescurrimiento“C”delaTabla6,quees0,42.
Tabla 6. Coeficientes de escorrentía “C” para ser usados en el Método Racional.
Características de la superficie
Período de retorno (años)
2 5 10 25 50 100 500
Área de cultivos Plano, 0-2% Promedio, 2-7% Pendiente, superior a 7%
0.310.350.39
0.340.380.42
0.360.410.44
0.400.440.48
0.430.480.51
0.470.510.54
0.570.600.61
Pastizales Plano, 0-2% Promedio, 2-7% Pendiente, superior a 7%
0.250.330.37
0.280.360.40
0.300.380.42
0.340.420.46
0.370.450.49
0.410.490.53
0.530.580.60
Bosques Plano, 0-2% Promedio, 2-7% Pendiente, superior a 7%
0.220.310.35
0.250.340.39
0.280.360.41
0.310.400.45
0.350.430.48
0.390.470.52
0.480.560.58
Fuente: Chow, V.T., 1994. Hidrología aplicada.
1.2. Cálculo del Tiempo de Concentración de la cuenca (TC)
LamáximaintensidaddelluviasecalculaparaunaduraciónigualdelTiempodeConcentración(TC)delacuenca,porlotanto,primerosedebeestimaréste.
ElTCeseltiempoquedemoraunagotadelluviaquecayóenelpuntomáslejanodelacuencaenllegaralasalida.Enesemomento,todaeláreadelacuencaestáaportandoescorrentía.
Ésteparámetroesunodelosqueestámássujetoaerroresensuestimación,porloquesepresentarándosmétodosdiferentesdecálculodelmismo.Serecomien-
35
T A J A M A R E S D E A G U A D A
dacalcularelTCporambosmétodos,yelegir,comomedidadeseguridad,aquelquehayadadounvalormenor(porlotantosediseñaráparaunamayorI).
1.2.1. Método de distancia/velocidad
Elmétodoconsisteenmedirladistanciamáximaquetienequerecorrerelaguahastalasalidadelacuenca,ydividirlaentrelavelocidadquetomaelagua.
TC(s) = d(m) / V(m/s)
Ladistanciaderecorridodelflujosemideenlacartatopográfica,enlafotoaéreaoenelcampo.
LavelocidaddelaguasedeterminamediantelaTabla7.
Tabla 7. Velocidad del agua en función de la cobertura y la pendiente
Condiciones de la superficie Pendiente (%)
0 - 3 4 – 7 8 - 11 12 - +
Flujo no concentrado
Bosques 0–0.46 0.46–0.76 0.76-0.99 0.99-+
Pasturas 0-0.76 0.76-1.07 1.07-1.30 1.30-+
Cultivos 0-0.91 0.91-1.37 1.37-1.67 1.67-+
Pavimentos 0-2.59 2.59-4.11 4.11-5.18 5.18-+
Flujo concentrado
Canales naturales mal definidos 0-0.61 0.61-1.22 1.22-2.13 2.13-+
Canales naturales bien definidos Calcular por fórmulas
Fuente: Chow, V.T., 1994. Hidrología aplicada.
1.2.2. Método del NRCS
ElTiempodeConcentraciónsecalculautilizandolafórmula
T A J A M A R E S D E A G U A D A
36
Donde:TC-tiempodeconcentración(horas)L-longitudhidráulicadelacuenca(mayortrayectoriadeflujo)(km)S-pendiente(%)K-coeficientedecoberturadelsuelo(Tabla8)
Tabla 8. Coeficiente K del método del NRCS
Cobertura del suelo K
Bosques con espeso mantillo sobre el suelo 3.95
Barbecho de hojarasca o cultivos de mínimo laboreo 2.02
Pasturas 1.41
Cultivos en línea recta 1.11
Suelo prácticamente desnudo y sin arar 1.00
Vías de agua empastadas 0.67
Área impermeable 0.50
Continuandoconelejemploqueseveníadesarrollando,conunacuencade8has,vegetacióndepasturasypendientepromediodel3.5%.Supondremosunalongitudmáximadelflujode350m.
Utilizandoelmétododedistancia/velocidad,seleccionamosdelaTabla7.
V = 0.76 m/s, por lo que TC = 350 / 0.76 = 460 s = 7.67 min = 0.13 hs.
UtilizandoelmétodoelNCRSseleccionamosdelaTabla8.K=1.41porloque
TC = 0.91 * 0.35 * 1.41 * 3.5-0.5 = 0.24 hs
Seeligeelvalormenor,TC=0.13hs
1.3. Cálculo de la intensidad máxima de precipitación (I)
Sedebecalcularlaintensidaddeprecipitaciónparaunatormentaconunadura-ción(d)de0.13hsyunPeríododeRetorno(T)de25años.
Deacuerdoalaubicacióngeográficadelacuenca,seseleccionalaprecipitacióndeduraciónd=3horasyT=10años,utilizandoelmapadeisoyetasdelaFigura9.
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T A J A M A R E S D E A G U A D A
Paracontinuarconelejemplo,supondremosquelacuencaseubicaenSalto,porloquelaprecipitacióncond=3horasyT=10añosson94mm(P(3,10)=94mm).
Esevalorhalladosedebecorregirporuncoeficientedecorrecciónporperíododeretorno(CT)yporuncoeficientedecorrecciónporduración(CD),talque:
P(d,T)=P(3,10)*CT(T)*CD(d)
Ennuestrocaso:
P(0.13,25)=P(3,10)*CT(25)*CD(0.13)
AmboscoeficientesdecorrecciónsepuedenseleccionardelasFiguras10.y11.,osepuedencalcularconmásprecisiónmediantelassiguientesecuaciones:
−
−= 1TT
Lnlog0.43120.5786CTr
r(Tr)
0.5639(d)0.0137)(d
0.6208dCD
+=
Figura 9. Precipitación de 3 horas de duración (d) y 10 años de Período de Retorno (T)
Figura 10. Coeficiente de corrección según el Período de Retorno (T)
39
T A J A M A R E S D E A G U A D A
Figura 11. Coeficiente de corrección según la duración (d)
Ennuestroejemplo,CT(25)=1.18yCD(0.13)=0.24porloque
P(0.13,25)=94*1.18*0.24=27mm
Oseaqueenlas0.13horasllueven27mm,porloquelaIntensidadserá:
27mm/0.13h=208mm/h
Ahoraestamosencondicionesdecalcularelcaudalpicodeescurrimiento:
Q = C * I * A / 3600
Q(m3/s)=0.42*0.208(m/h)*80000(m2)/3600=1.94m3/s
2. Cálculo del volumen total escurrido
MedianteelMétodoRacionalsepuedecalculartambiénelvolumentotaldees-correntía,utilizandolasiguienteecuación:
Vesc = 4810 * Qmáx * TC
Donde:Vesc-Volumendeescorrentíatotal(m3)Qmáx-Caudalpicodeescurrimiento(m3/s)TC-TiempodeConcentración(h)
Ennuestroejemplo
Vesc=4810*1.94*0.13=1213m3
T A J A M A R E S D E A G U A D A
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3. Cálculo del caudal máximo vertido
Elcaudalpicoomáximoantescalculado(1.94m3/s)eselquellegaallago.Sinembargo,notodoelmismopasaporelvertedero.Enefecto,amedidaquellegaelescurrimientoallagounapartedesaguaporelvertedero,mientrasqueelrestoproduceuncrecimientodelvolumenembalsado, conunaalturamayorqueelfondodelvertedero.Estevolumenestáalmacenadoenformatransitoria,e irádesaguandoalterminarlatormenta.Estefenómenosellamalaminado.
Encuencasmuygrandesconlagosmuypequeños,esteefectodellaminadoesmuylimitadoyelcaudalvertidomáximoesmuysimilaralcaudalpico.Porelcon-trario,encuencaspequeñasconlagosrelativamentemuygrandes,ellaminadopuedesermuyimportante,porloquefinalmentesetendráuncaudalmáximovertidomuyinferioralcaudalpico.
Elvolumenlaminadoseráentonceselquepuedealmacenarellagoentrelacotadelfondodelvertedero(HV)ylacotamáximaquealcanzaellagoenlatormentadediseño(HV+E).Sedesprendeentoncesque“E”eslaalturamáximadeverti-do.EstasmedidasseesquematizanenlaFigura12.
A losfinesdediseñarelvertederodemáximas,sedeberáentoncescalcularelcaudalvertidomáximo.
QVmáx=
Donde:QVmáx-Caudalmáximovertido(m3/s)Qmáx-Caudalmáximodeescurrimiento(m3/s)VL -Volumenlaminado(m3)Vesc-Volumentotalescurrido(m3)
QmÆxVescVl *1
−
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Figura 12. Corte longitudinal y transversal de un tajamar mostrando las diferentes dimensiones mencionadas en el texto.
4. Cálculo del caudal específico del vertedero
ElmovimientodelaguaenloscanalesacieloabiertoestáreguladoporlafórmuladeManning.
Donde:V-Velocidaddelaguaenelcanal(m/s)n-CoeficientederugosidaddeManning(adimensional,Tabla9.)R-Radiohidráulico(m)(cocienteentrelasecciónyelperímetromojadodelcanal)s-Pendiente(m/m)
sRnV 2
13
2**1
=
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Tabla 9. Valores del coeficiente de rugosidad “n” de Manning
SuperficieCondición de las paredes
Buena Regular Mala
En tierra, rectos y uniformes 0.020 0.0225 0.025 *
En roca, lisos y uniformes 0.030 0.033 * 0.035
En roca, con salientes, sinuosos 0.040 0.045
Sinuosos de escurrimiento lento 0.025 * 0.0275 0.030
Dragados en tierra 0.0275 * 0.030 0.033
Lecho pedreg, bordes tierra y maleza 0.030 0.035 * 0.040
Plantilla de tierra, taludes ásperos 0.030 * 0.033 * 0.035
* Valores corrientemente usados en la práctica
Elvertederodebeserdiseñadodeformatalqueelcaudalmáximovertidocirculeporélaunavelocidadquenoloerosione.ComolímitesetomaránlasvelocidadespresentadasenlaTabla10.
Tabla 10. Velocidades máximas en vertederos empastados, con relación de taludes z = 4
Cubierta vegetal Velocidad m/s
Escasa < 1,0
Por siembra 1,0 – 1,2
Variable 1,2 – 1,5
Bien establecida 1,5 – 1,8
GentadesarrollólasolucióngráficadelaecuacióndeManning(Figura13),quepermitetrabajarsimultáneamenteconlapendiente(s),elcoeficientederugosi-dad(n),lavelocidaddelagua(V)ylaláminaoalturadevertidosobreelfondodelvertedero(E).
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T A J A M A R E S D E A G U A D A
Figura 13. Determinación del caudal específico (q) en el canal vertedero.
Paracontinuarconelejemplodeldiseñodeltajamar,supongamosquesetrazaelvertederoporlaladeraizquierda(tomadasegúnelsentidoenquecorreelagua),y ledamosunapendientedel1%(0.01m/m)yquedeacuerdoa laTabla9.asumimosunvalorde“n”de0.033.
Conesosdatossecalculaelparámetrodelcanals/n2=0.01/0.0332=9.2.
Conesevalor9.2seentrealgráficodelaFigura13.yseeligeunavelocidad(V)ounaalturadevertido(E),yaquealelegirunadeambas,laotraquedaautomá-ticamentedefinida.
Amododeejemplo,yentrandoconelvalor9,2,sepuedeelegirunavelocidadde1.0m/syquedadeterminadoE=0.24m,paraunavelocidadde1.2m/syquedaE=0.32,paraV=1.4quedaE=0.40.
Delamismaforma,sepuedefijarunaalturadeaguayquedafijadalavelocidad:
Foto 5. Tajamar Colonia Rubio, Salto.
Foto 6. Cercado perimetral
Foto 8. Agua de Calidad. Campo de Recría CALTIECO, Paysandú.
Foto 7. Paraje Amarillo, Rivera.
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siE=0.2entoncesV<1.0;siE=0.3,V=1.08;siE=0.4,V=1.4.
SedebeconsiderarquecuantomayorseaE,mayorseráV,por loqueparaundeterminadocaudalserámenorelanchodelvertedero(menosvolumendetierraaexcavar)peromayorsualtura,yporlotantolaalturafinaldelapared(másvolumendetierraaapisonar).Tambiénsedebeconsiderarquelatierraexcavadadelvertederoseutilizaráparalaconstruccióndelacortina,porloquepuedenoseruncostoadicional.
Continuandoconelejemplo, supongamosqueasumimos,basadosen laTabla10.,unavelocidadmáximade1.2m/s,loquenosdeterminaqueE=0.32m.
Debemoscalcularahoraelcaudalvertidomáximo.Paraellodebemoscalcularelvolumen laminado.Éste, como se recordará,eselquequeda transitoriamentealmacenadoentrelacotadelfondodelvertederodemáximas(2.04m)ylamáxi-maalturaquellegaellago(2.04+0.32=2.36m).EsevolumensedeterminagráficamenteconlascurvasdelaFigura4.Sepuedeestimarmásprecisiónconlaecuaciónpotencialaltura/volumendeltipoy=a*xb,utilizandoelprograma“Balancedeuntajamardeaguada.xls”yaumentandoelvolumenalmacenadohastaquelaalturasea2.36m.
Haciendoesto,conH=2.04m(fondodelvertedero),elvolumenes15.200m3;conH=2.36m,Vol=22.500m3.Porlotantoelvolumenlaminadoes22.500–15.200=7.300m3.
QVmáx=
QVmáx==Valornegativo.
Elcálculodelcaudalvertidodaunvalornegativo,loquenoesracional.¿Porquédioesteresultado?.Porqueelvolumenquepuedelaminarellagoenlos0.32msuperiores(7300m3)esmayorquetodoelvolumendeaguaqueescurreenlatormentadediseño(1213m3).Estoocurre,comoyafuecomentadoenelaparta-docorrespondiente,cuandolasuperficiedellago(1.9hás)esrelativamentemuygranderespectoalasuperficietotaldelacuenca(8hás).
Estarelaciónnospermiteentonces,elegiruntirantemenor,yabaratarlaobra.
Paracontinuarconelejemplo,ahoratomamoslaalturadeaguaenelvertedero
QmÆxVescVl *1
−
94,1*121373001
−
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másbaja;E=0.10m,entoncesV<<1.0(Figura13.),yelvolumenalmacenadoconH=2.04+0.10=2.14mson17.200m3.Porlotantoelvolumenlaminadoes17.200–15.200=2.000m3,quesiguesiendomayorquetodoelvolumenescurrido.
Tenemospuesunasituacióntandesproporcionadaentreáreadellago/áreadelacuenca,enqueellagoescapazdeactuarcomoun“pulmón”quealmacenatransitoriamentetodoelescurrimientogeneradoporlacuencaenunatormentamáxima,aúnconunaalturatanpequeñacomo0.10m.
Enestecasoextremo,seharáentoncesunvertederode10mdeanchoy0.10mdealtura.
A los efectos simplemente de ver el procedimiento de diseño para casos más“normales”,supongamosquelacuencaesmayoraladenuestroejemplo,yquenosproduceuncaudalpicoyunvolumentotaldeescurrimiento10vecesmayoraloscalculados(Qmáx=19.40m3/s,Vesc=12130m3).Mantengamosenton-cesnuestraeleccióninicialdeE=0.32myV=1.2m/s,loquedeterminabaunvolumenlaminadode7.300m3.
QVmáx==7.72m3/s
Elanchodelvertedero(B)secalculacomo
B=QVmáx/q
Siendo“q”elcaudalespecíficopormetrodeanchodelvertedero.
EnelgráficodelaFigura13.vemosqueparaunparámetrodelcanalde9.2yunavelocidadde1.2m/s(ounE=0.32m),elcaudalespecíficovertidoson0.3m3/s/m.
Entonces7.72m3/s/0.3m3/s/m=25.7m.
Enestecasoesvertederodeberíatener25.7mdeanchoy0.32mdealtura.
4,19*1213073001
−
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Borde libre o “revancha”Elbordelibreesladistanciaverticalentreelmáximoniveldelaguaenellagoylacretadelacortina.Debesersuficienteparaprevenirlaalturadelasolasysuefectoalreventarcontralacortina.LaalturadelaolapuedeserdeterminadaporlafórmuladeHawksley:
hola=0.0138*f1/2
hola–alturadelaolaencondicionesdevientomáximo(m)
f–fetch,máximalongitudentrelacoladelalagunaylacortina,medidaenlínearecta(m).(Figura14.).
Figura 14. Fetch para el cálculo de la altura de la ola.
Entajamaresparaaguadaasumimosunbordelibre iguala laalturadelahola(BL=hola).
Ennuestroejemplo,cuandoellagollegaasumayoraltura(2.14m)enlamáximatormenta,elfetchesde300m(Figura3.),porloqueelbordelibreserá:
BL=0.0138*3001/2=0.24m
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Altura definitiva de la cortinaLaalturatotaldelacortinaestarádadaporlasumadelosdistintosfactoresquehemosconsiderado:
a) Altura para almacenar el “Volumen Útil” (incluye 0.50 m de volumen noaprovechable).Máximoremansoestático-enelejemplo,2.00m.
b) Altura“d”entrelabocadelaliviaderodemínimasyelfondodelvertederodemáximas–0.04m.
c) Altura“E”enelvertederoquecorrespondealamáximadescarga.Aestaal-turacorrespondeelmáximonivelquealcanzaráelaguaenellago–0.10m.
d) Bordelibre–0.24m.
Porlotantolaalturatotaldelacortina(H)será2.00+0.04+0.10+0.24=2.38m(Figura15).
Figura 15. a. Vista en planta del lago y el eje de la cortina, b. perfil longitudinal de la cortina y c. detalle del vertedero. Se esquematizan las diferentes alturas desarrolladas en el texto. VNU – volumen no utilizable, MRE – máximo remanso estático, FVM – fondo del vertedero de máximas, MND – máximo nivel dinámico, AC – altura de coronamiento.
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Ancho de la cortina1. Ancho de coronamiento (C)
El“C”eselanchoquetienelacortinaensupartesuperior,ysecalculaconlasiguientefórmula:
C = 1.1 * + 0.91
SiendoHlaalturadelacortinaenmetros.
Comolaalturadelacortinadecrecedesdeelcentroalosextremos,elanchodecoronamientoseguirátambiénesatendencia.Noobstante,esprácticohacerelanchouniformeconladimensiónquecorrespondealamáximaaltura.
Elanchodecoronamientoasícalculadoesunmínimonecesarioparalaestabili-daddelaobra.Encasoquesevayaautilizarparatransitarconrodadossobrelacortina,sepodráincrementarelmismoenlamedidanecesaria.
Ennuestroejemplo:
C = 1.1 * + 0.91 = 2.60 m
2. Ancho de la base
Enlascortinasdetierrasefijaunainclinacióndetaludesde2a1paraeltaluddeaguasabajoyde3a1paraeldeaguasarriba,oseahaciaellago(Figura16).
Figura 16. Perfil transversal de la cortina
Aplicandoesasrelaciones,lasdimensionestotalesyelpesodelacortinaexcedenenmuchoa la resistenciaquedebenofrecerparaasegurar laestabilidadde laobra,perosonnecesariosparalaestabilidaddelostaludes.
Elanchodelabase(B)enunaseccióndeterminada,seráentoncesiguala:
B=2H+C+3H=5H+C
H
38.2
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Paraelejemplodesarrollado,elanchodelacortinaenelpuntodelamáximaalturaserá:
B=5*2.38+2.60=14.50m
Dentellón de anclajeEsunazanjaquecorrealolargodelejedelacortina.Tieneporfinalidadprevenireldesplazamientodelaparedyminimizarlaspérdidasporfiltración.
Deacuerdoalasdiferentesfórmulasdecálculo,paratajamaresdeaguanuncaseríanecesariasuconstrucción.Apesardeello,ydadalaseguridadquebrinda,serecomiendasuconstrucciónaúnenestoscasos.
Seconstruyenoalolargodetodoeleje,sinosóloenlapartedelacortinaquevaateneralmenos1.50mdeagua(Figura15.b).
Ennuestroejemplo,laalturamáximadeaguaenellagoson2.14m,porloquevanateneralmenos1.50mlos0.64minferiores(2.14–1.50=0.64).
Dadoqueelfondodeltajamarestáenlacota33.90,eldentellóndeberállegarsólohastalacota34.54(33.90+0.64=34.54).
Basadosenlapráctica,serecomiendaundentellónconelsiguienteperfil(Figura17.)
Figura 17. Perfil transversal del dentellón de anclaje.
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Cálculo del volumen de tierra1. Volumen de tierra de la cortina
Encortetransversal,unacortinatieneunperfiltrapezoidalconunabasemayorB,unabasemenorCyunaalturaH.ByHsonvariablesalolargodelacortina,decreciendodesdeelcentroalosbordes,mientrasqueCesfijo.
Paracalcularelvolumendetierradelacortina,primerosecalculalasuperficiedecadatrapecioencadapuntodealturaconocida(encadacota),ysemideenelplanoladistanciaentreellos(Figura18.).
Figura 18. Cálculo del volumen de tierra de la cortina de un tajamar
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54
Elvolumenencerradoentredosdeestostrapecioseslasemisumadesusáreas,multiplicadapor ladistancia entre ellos. El volumen total será la sumatoriadetodoslosvolúmenesparciales.ElprocedimientoparaelcálculodelvolumendetierradelacortinadeltajamardelejemplosedetallaenlaTabla11.
Tabla 11. Planilla de cálculo del volumen de tierra de la cortina del tajamar del ejemplo.
Cota(1)
Altura(m)
(2)Base
mayor (B)(m)
(3)Sección
(m2)
(4)Semisumasecciones
(m2)
(5)Distancia
(m)
(6)Volumenparcial(m3)
(7)Volumen
acumulado(m3)
36.28 0.00 2.60 0.00 0.00 0 0 0
36.00 0.28 4.00 0.92 0.46 5 2 2
35.00 1.28 9.00 7.42 4.17 15 63 65
34.00 2.28 14.00 18.92 13.17 15 198 263
33.90 2.38 14.50 20.35 19.64 10 196 459
34.00 2.28 14.00 18.92 19.64 10 196 655
35.00 1.28 9.00 7.42 13.17 50 659 1314
36.00 0.28 4.00 0.92 4.17 55 230 1544
36.28 0.00 2.60 0.00 0.46 10 5 1548
(1) Altura(i)=Cotadecoronamiento(36.28)–Cotadelpunto(i)
(2) B(i)=C+5*H(i)B(i)=2.60+5*H(i)
(3) Sección(i)=((B(i)+C)/2)*HSección=((B(i)+2.60)/2)*H
(4) Semisumasecciones(i,i-1)=(Secc(i)+Secc(i-1))/2
(5) Distancia(I,I-1)–Semideenelplano
(6) Volumenparcial(i,i-1)=Semisumasecciones(i,i-1)*Distancia(i,i-1)
(7) Volumenacumulado=Volúmenesparciales(i)
Esdecirquequedaunacortinade170mdelongitud,yunvolumende1548m3.
2. Volumen de tierra del dentellón
Comoyafuedichoenelapartadocorrespondiente,eldentellónllegasólohastalacota34.54,porloquetieneunalongitud(medidaenelplano)de55m.
∑=
=
nI
i 1
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SusecciónesladeuntrapecioconlasmedidasdadasenlaFigura18.,porloquesusecciónesde((5+3)/2)*0.75=3m2ysuvolumenes55*3=165m3.
3. Volumen de tierra del vertedero
Enellugardondeseconstruiráelvertedero,lapendientepromediodelaladeraesaproximadamente3%.
Comoelvertederodelejemplotiene10mdeancho, ladiferenciadeniveldeunbordealotrodelmismoson0.30m.Comoelfondodelvertederodebeserhorizontalenelsentidotransversal,sedeberáexcavarlasecciónesquematizadaenlaFigura19.
Figura 19. Perfil transversal de la excavación para el vertedero de máximas.
Eláreadeestaseccióntriangulares10*0.30/2=1.50m2.
Elvolumentotaldeexcavaciónseráelproductodeestasecciónporlalongitudqueselevayaadar.
Comoyafuedichoanteriormente,latierraqueseexcavadelvertederosepuedeuti-lizarparalacortina,porloqueenestecasonolaconsideraremosuncostoadicional.
4. Volumen de tierra del desmonte
Antesdecomenzaraconstruirlacortinasedeberemovertodalacapadesuelovegetal(horizonteA)puesesmuyporosa,noimpidelainfiltración,ynohaceunabuenauniónconlatierraqueseráapisonada.
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Sedesmontará lasuperficiecorrespondientea laplantade lacortina,comosemuestraenlaFigura20.
Figura 20. Planta de la cortina, dimensiones en m.
Siasumimosqueseremoveránlos0.30msuperioresdelsuelo,queellargototaldelacortinason170m,yqueelanchomáximodelamismason14.50m,elvolumenaproximadoserá:
(170 * 14.50) / 2 * 0.30 = 370 m3.
5. Volumen de tierra por la compactación
Pormejorqueseapisonelacortinaalmomentodesuconstrucción,alpasareltiemposevacompactandomás.Estacompactaciónserámayorcuantomayorsealaalturadetierra.Esasíquesiseterminalaobraconelcoronamientohorizontal,luegodeuntiempoenelcentrodelacortinaéstaestarámásbaja,corriéndoseelriesgoqueenunatormentaelaguapaseporestadepresión,queestájustamenteensupartemásdelicada.
Paraevitaresteproblema,seterminalacortinaconun10%másdealturaenelcoronamiento,comosemuestraenlaFigura21.
Figura 21. Volumen de tierra extra para compensar la compactación
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Estevolumenextrasecalculacomo(C*L*0.1H)/2.
Conlosdatosdenuestroejemplo:(2.60*170*0.1*2.38)/2=53m3.
6. Volumen total de tierra
Eslasumadetodosloscomponentesreseñados.
Volumentotaldetierra=Volumendelacortina+Volumendeldentellón+Volu-mendelvertedero+Volumendeldesmonte+Volumenextraporcompactación.
Siguiendoconnuestroejemplo:
Volumentotal=1.548+165+0+370+53=2.136m3.
Cálculo de la eficiencia del TajamarComo ya fue discutido en el apartado correspondiente, se define la eficienciacomo:
Volumendeaguaalmacenada(m3)/Volumendetierramovidoyapisonado(m3).
Entonces,recordandoqueelvolumenalmacenadodeaguaenelMREson14.300m3,
Eficiencia=14.300/2.136=6.7
SisecomparaconlosvaloresdelaFigura2.,seveque6.7esunaeficienciabuenaparauntajamardeestetamaño.
Obras complementarias1.Tubería de descarga de fondo
Ocasionalmenteesnecesariovaciareltajamarpordosmotivos:
a. Removerelmaterialquecolmataellago.Elaguadeescurrimientotraema-terialesensuspensión.Alllegarallagopierdevelocidadylosmaterialesde-cantan.Estaacumulacióniráhaciendoperderpaulatinamentecapacidaddeembalseallago.Lamayoromenorvelocidadconqueocurraestefenómenodependerádelascaracterísticasdelacuenca(tamañorelativoallago,tipode
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suelo,pendiente,peroprincipalmentesisonpasturasoserealizanlaboreos).Elgastosólidosepuedeestimar,enpromedio,en1tmha-1año-1.
b. Repararlacortina.Elefectodeloleajeeneltaluddelacortinavaerosionán-dolopaulatinamente.Despuésdecierto tiempo,se formaunescalóneneltaluddellago.Pararepararlo,primerohayqueexcavarelmismohastallegaralatierrafresca,yluegosobreéstacomenzaraapisonarnuevatierra,igualquesehizoenelmomentodelaconstrucción.Otrassolucionestécnicas,comoelenrocadooelusodegeotextilessobreeltaluddellago,sonmuchomáscarasqueestasreparacionesperiódicas.
Paravaciareltajamarseprecisaentoncesladescargadefondo.Éstaesunatube-ríade200a250mmqueatraviesalacortinaensupuntomásbajo.
Laexistenciadeunatuberíatiendeaprovocarfiltracionesalolargodelamisma.Elaguacirculapreferencialmenteporlaunióndelatuberíaconelsuelo,arras-trandolosmaterialesmáslivianos.Estoasuvezfacilitaaúnmáselflujodeagua,aumentando su velocidad y arrastrando por lo tanto materiales cada vez máspesados.Finalmentelatuberíaquedaseparadadelatierra,formandounverda-derotúnel,porloquelaobrasecomienzaaerosionardesdeabajo,colapsandofinalmente.Esteprocesoseconocecomotubificación.
Paraevitarlo,seconstruyencollarinesantifiltrantes,talcualsediscutióenelapar-tadodelaliviaderodemínimas.
Enelcasode tajamaresdeaguada,noes imprescindible laconstrucciónde ladescargadefondo.
2.Toma de agua
Estotalmenteinconvenienteelaccesodirectodelosanimalesallago.Enlaépocadecalorlosanimalestiendenapermanecerenelmismo,infectandoelaguaconsusdeyecciones.Elpermanentepisoteocontribuyeaformarzonasbarrosas,quedeterioranmásaúnlacalidaddelagua,yenlacuallosanimalesseentierran.Máspeligrosoaúneselpisoteodelosanimalesenelvertederodemáximas,quelodejaenunacondiciónmuyerosionableantefuturastormentas.
Esnecesarioentoncessuministrarelaguaenbebederos.Aquellosqueesténenpotrerosubicadosaguasabajodeltajamarsealimentarándirectamenteporgra-vedad.Para losque esténaunacota superior, sedeberáelevarelaguaaundepósito(p.ej.untanqueaustralianoountanqueelevado),ydesdeéstesedis-tribuiráporgravedadalosbebederos.
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Latuberíadetomaatravesarálacortinaytendrásuextremodentrodellagoaunacota0.50mporencimadelfondo,paramejorarlacalidaddelaguatomada.SerádePVC,deparedgruesa(PN10)paratenermayorresistenciaalaplastamiento.Eldiámetrodependerádelnúmerodebebederosquetengaqueservir,pudiendoserde40,50,63o75mmdediámetronominal.Igualqueenelcasodelastuberíasantesmencionadas,deberállevarcollarinesantifiltrantes.
Parafacilitarlaentradadeagualimpialatomapuedeefectuarseintroduciendolapuntadelatuberíadentrodeuntanqueotarrinade200l.Estetanquesellenadegravade10a20mmyseperforaensumitadsuperiorconagujerosoranurasde5a10cmparafacilitarlaentradadeagua.
Elmismoefectosepuedeconseguiratandolapuntadelatuberíaaunpostecla-vadoenelfondodellago,a50cmdealtura.Enestecasolapuntadeltubodebeestarcubiertaporalgúnaccesorioqueactúecomofiltro.
Aguasabajodelacortina,elextremodesalidadelatuberíasetaparáconunta-pónderoscaaefectosdepoderprocederallavadodelamisma.Untuboverticalderivaráalosbebederos,enloscualessecolocaráunaválvuladeflotadorparapermitirelflujodeagua.Antesdeladerivaciónalosbebederossecolocaráunallavedepasoquepermitacortarelflujoparareparacionesuotrasemergencias(Figura22.).
Figura 22. Vista general de las obras de toma de agua, mostrando detalles constructivos de la entrada y salida.
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3. Alambrados
Paraevitarlaentradadeanimalesyparadefensadelaobra,hayquecercarlamisma,inclusiveelvertederodemáximas.
Construcción1. Fijarunmojóncomocotadereferenciafueradelaobra.Estemojónesconve-
nientefijarlocuandosehaceellevantamientotopográficodeláreadelvaso.Serálareferenciapermanenteparacontrolareldesarrollodelaobra.
2. Marcarelejedelacortina
3. Hacercateosalolargodelejeyenelvasodellago.Éstosseharáncontaladroholandésperforandoalamáximaprofundidadposible,inclusoesconvenienteusaruntaladroconextensión.Esimprescindibledeterminarsipordebajodelsueloelmaterialesimpermeableono(p.ej.arenas,toscas,etc.).Enesteúlti-mocaso,nosedeberemoverelhorizonteBnienelejedelacortinanienelfondodellago.
4. Marcarlaplantadelacortina.Encadapunto(C/2+3H)haciaaguasarribay(C/2+2H)haciaaguasabajo.
5. Desmontardichaplanta,hastatodalaprofundidaddelhorizonteA.(15–30cm)
6. Volcarelmaterialalpieaguasdebajode lacortina (actuarácomofiltro)odespuésdeconstruidalacortinasecubreconelmismoparafacilitarelarrai-gamientodepastosquelaprotejan.
7. Excavareldentellóndeanclajeyvolcarelmaterialarcillosoalolargodelejedelacortina.
8. Determinarlaszonasdepréstamo.Debenestarcercadelacortina,preferen-tementedentrodelvasodellago(sielcateomuestraqueasísepuedehacer),perocontralasorillasynoenlaszonasmásprofundasdelmismo.
9. Selevantalacortinaaplicandocapasfinas(20-30cm),esparciéndolasycom-pactándolas.Serellenaeldentellónconmaterialpesado,losmaterialesmásporosos se vuelcan al pie de cortina. Se tratará de utilizar el material másarcillosoparaelnúcleoenelejedelacortina.Silatierraestáexcesivamenteseca,sedeberáregarparalograrunabuenacompactación.
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10.Cuandosellegaaunaalturaalgosuperioralaquevanlastuberías(descargadefondo,tuberíasdetoma)sehaceunazanjaatravesandolacortina,secolo-calatuberíaconloscollarines,serellenanuevamentelazanjaysecompactaenformamanual.
11.Unaveztapadaslaszanjassecontinúalevantandolacortina.
12.Elmaterialdeexcavaciónparael(los)vertedero(s)demáxima,seutilizaráparalacortinayelbigote.
13.Seterminaconelcoronamiento10%másaltoenelcentroqueenlosextremos.
Informe técnicoElinformetécnicodeestetipodeobra,deberíacontener:
•Dotacióndeanimalesyestimacióndelconsumodeagua.
•PlanocondelimitacióndelacuencadecaptaciónextraídodecartasdelSer-vicioGeográficoMilitar,fotosaéreasuotromaterialbase.
•Planotaquimétricodelembalse,concotasreferidasaunmojóndereferencia.
•Cálculohidrológicodelosaportesdelacuenca(MétododeTemez,programaBalancedeuntajamardeaguada.xls)
•Cálculodelvertedero
•Planostécnicoscon:a)perfiltransversaldelaobraenlaseccióndemáximaaltura;b)característicasdelvertedero(cota,ancho,pendiente);c) trazadodelmismoenelplano;d)característicasdelasobrasdetoma(cotas,diáme-trosdetuberías,zanjeado,etc.).
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AnexoInstruccionesparaelmanejodelaplanillaBALANCEDEUNTAJAMAR-Aguada.XLS
1. En la hoja ALTURA/VOLUMEN
•Ingresarcotasysuperficiesencerradasencadauna(ROJO)Lasgráficasnodebenincluirlosvaloresde0(enlascolumnasdealtura,superficieencerradaovolumenacumulado),porrazonesdeajustedelaecuaciónpotencial.
•Los gráficos dan las ecuacionespotenciales (y=a . xb) de las curvas dealtura/áreadel lago, volumen/alturayaltura/volumen.Loscoeficientesaybdedichasecuacionesse ingresanen lasceldas I2,K2; I3,K3; I4,K4,respectivamente.(AZUL)
2. En la hoja RESUMEN
•IngresarlaUnidaddeSuelo(cartadesuelos1:1.000.000);elaguadisponi-bleenelperfil(M.G.A.P.–D.S.A.);laEvapotranspiraciónmedia(mapa);elnúmerodeanimalesporcategoría;laproduccióndeleche(sóloenelcasodevacaslecheras),eláreadelacuenca;laalturasobreelfondodellagoalaqueestáubicadalatomadeaguayunvalorcualquierainicialdelvolumenmáximoeneltajamar.(ROJO)
3. En la hoja DEMANDA DE AGUA
•Ingresarlatemperaturamediamensual(ºC)promedioparacadames,delazonadondevaatrabajar.(ROJO)
4. En la hoja ESCURRIMIENTO
•IngresarlosvaloreshistóricosdePrecipitación(PP)yEvaporacióndeTanque“A”(EV”A”)paracadamesyañoenlazonadondevaatrabajar.(ROJO)
5. En la hoja RESUMEN
•SecomienzanacambiarlosdatosenROJO(númerodeanimalesporcate-goría,produccióndeleche,tamañodecuenca,volumenmáximo,alturadelatomadeagua),yseobtienenlosdéficitanuales.
•Paraverenquemessedanesosdéficit,sepuedeiralahojaBALANCETAJAMAR
•Precaución–Sepuedecometerelerrordeiniciarelbalanceconunvolumenmáximomuygrande,deformatalquenodedéficitentodalaseriedeaños,peroquelacuencanoseacapazdereponerlosconsumosanuales.Eneste
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caso,añoaañoiríadisminuyendoelvolumenalmacenado.Enunasituaciónreal, estoes imposible,puesesevolumen tangrandeno sepodríahaberalmacenadoenunaño.Laformamásprácticadeasegurarsedenocometeresteerror,esverificandoquetodosocasitodoslosañosdelaserie,existaunciertovolumendeexcedente(ColumnaB,Filas30ysiguientes),loqueindi-caqueelescurrimientodelacuencafuesuficienteparallenarnuevamentelaobra.
Nota:
•LosvaloresenROJOsondatosaingresar.
•LosvaloresenAZULsoncoeficientesaingresarquesurgendelasecuacionesdelosgráficos.
•LosvaloresenVERDEOSCUROsondatosquelapropiaplanillatraedeotrahoja,porloquenosedebenmodificarallí.
•LosvaloresenNEGROnosedebenmodificar.
•LosvaloresenFUCSIAsonrótulos,sonexplicativosynoafectanloscálculos.
•LosvaloresenVERDECLAROsonparámetroscalibradosquenosede-benmodificar.
De esta forma se puede diseñar un tajamar (altura, volumen) tal que para lacuencaydotaciónanimaldadosgaranticeunsuministrosegurodeaguaparalascondicionesclimáticasdeunaseriehistóricade30años.Sedeberecordarquelaaltura debe ser ≥2 m.
Otrasposibilidadesserían,dadountajamaryaconstruido,definirlamáximado-taciónanimalqueelmismosoportaríacongarantíadesuministrodeagua.
Otra posibilidad es estudiar, dado un determinado tajamar, cuánto se deberíaaumentarlacuencamediantecanalesrobadores,paracumplirconlademandadeunadeterminadadotación.
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