8/4/2019 Sedimentos en Embalses
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AMH XXCONGRESONACIONAL DE HIDRULICATOLUCA,ESTADO DEMXICO,MXICO,OCTUBRE2008
AMH
GENERALIZACIN DE LA FRMULA MODIFICADA DE GOTTSCHALK PARA LA REPBLICAMEXICANA.
Gonzlez Ortiz Luis ArturoRivera Jurez Julio
Facultad de Ingeniera de la Universidad Autnoma de San Luis Potos.Avenida Doctor Manual Nava # 8 Zona Universitaria.Laboratorio de Hidrulica, rea Civil
[email protected]@uaslp.mx
Introduccin
En la edicin anterior del Congreso Nacional de Hidrulica
celebrado en Cuernavaca Morelos en el 2006, se presento el
artculo Adecuacin de la frmula de Gottschalk para la
evaluacin de la aportacin de sedimentos en embalses en el
centro del pas, el cual fue aceptado y publicado en las memorias
correspondientes. Dicha frmula fue deducida apoyndonos en las
batometras existentes en 8 embalses del estado de Aguascalientes
aprovechando que las condiciones climticas y fsicas en las
cuencas de un estado tan pequeo no varan de manera sustancial.
Ahora con base en informacin de diversos embalses en diferentes
estados de la Repblica Mexicana se pretende demostrar que la
frmula propuesta no solo funciona mejor que la original, sino que
su uso se puede generalizar a otras zonas e incluso a todo nuestro
pas.
Justificacin
Lograr una efectiva evaluacin de la aportacin de sedimentos en
los embalses es muy importante, ya que es un problema que se
encuentra en el diseo, operacin y vida til de cualquier embalse,sin importar su uso. El poder predecir de manera adecuada el
volumen de sedimento que recibir un embalse en proyecto puede
ser definitorio en la decisin de su ejecucin.
Conceptos bsicos
En el mencionado artculo se hace un anlisis de las frmulas
existentes para determinar la magnitud de la sedimentacin en los
embalses. Despus de analizar 5 frmulas existentes se llaga a la
conclusin que 2 son las mejores, las cuales se describen a
continuacin.
Frmula del Bureau of Reclamation.
Esta frmula fue desarrollada con base en mediciones en varios
embalses del suroeste de los Estados Unidos, en los estados de
Arizona, Nuevo Mxico y California, y considera al tamao de
cuenca como la variable ms importante en la aportacin de
sedimentos.
8.421,1=As229.0A (1)
donde As es la aportacin de sedimentos en m3/km2/ao, y A, es
el rea de cuenca en km2 (Strand, 1977). Es importante aclararque esta frmula evala la aportacin de sedimentos de la cuenca
(As), y no la obtenida en el embalse (S).
Frmula de L.C. Gottschalk.
Fue desarrollada con base en mediciones en pequeos
almacenamientos en el centro de Dakota del Sur E.U.A.
093.217,27014.3309542.8220522.0 ++= TACS (2)
donde S es la sedimentacin obtenida en un embalse, en m3, C, la
capacidad propuesta para el vaso, en m3
y T, lapso en el queocurrir la sedimentacin del vaso, en aos (Gottschalk, 1964).
Aunque la primera frmula reporta valores ligeramente mejores su
aplicacin resulta muy rgida al depender de una sola variable, de
tal manera que para hacer la nueva propuesta se prefiri adecuar
la segunda frmula obteniendo:
3904117.000497017.000054954.0260218.0 = TACS (3)
donde S es la sedimentacin obtenida en un embalse, en miles de
metros cbicos, C, la capacidad propuesta para el vaso, en miles
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de metros cbicos y T, lapso en el que ocurrir la sedimentacin
del vaso, en aos (Gonzlez, 2006).
Informacin y planteamiento general.
Se cont en total con los datos de 14 batimetras de diferentesembalses principalmente en estados del centro y norte de la
Republica Mexicana, con climas, caractersticas geolgicas ,
caractersticas edafolgicas y altitudes sobre el nivel del mar muy
variados, estos embalses se localizan, en Coahuila ( 2 ),
Chihuahua ( 2 ), Tamaulipas ( 1 ), Zacatecas ( 5 ), San Luis
Potos ( 3 ) y Jalisco ( 1 ), dichos embalses tienen reas de
cuencas muy variadas desde pequeos hasta grandes embalses
Tabla 1. Datos de los embalses
Edo Presa A(km
2)
TAos
Cap(M
3X10
3)
SLP EL PEAJE 81.00 26.0 8,000.0
SAN JOSE 39.00 70.0 7,500.0
OBREGON 2 66.00 42.0 3,904.0
JAL TENASCO 150.00 22.0 10,500.0
ZAC CAZADERO 5167.00 21.0 58,100.0
PALOMAS 347.00 17.0 8,000.0
CHIHUILA 84.00 16.0 6,000.0
VIBORAS 231.00 39.0 2,000.0
DOLORES 120.00 15.0 4,912.0
COH PIEDRITAS 3015.00 20.0 22,062.0
A DENORIAS 31.50 19.0 2,807.0
CHI TALAMANTES 605.00 85.0 31,000.0
R. GOMEZ 266.00 30.0 17,130.0
TAM LA LOBA 234.00 17.0 3,400.0
Con los datos de estas batimetras se obtuvo la aportacin de
sedimentos real en el embalse a nivel anual y expresados en
(m3/km2/ao), la cual se puede observar en la ltima columna de
la tabla 2.
Posteriormente se evalu para cada embalse la aportacin de
sedimentos con base en las frmulas del USBR, Gottschalk y con
la frmula modificada de Gottschalk propuesta en el artculo
referido, estos resultados se pueden observar en la tabla nmero 3
de resultados.
Finalmente se obtuvo para cada una de estas frmulas el error
cuadrtico medio con respecto a los valores reales, referidos en la
tabla 4 de resultados, adems, se observa en el ltimo rengln de
esta misma tabla, los errores cuadrticos promedio de cada una de
las frmulas.
Tabla 2. Datos de los embalses
Edo PresaCap.actual(M
3X10
3)
Vol.Sedim.(M
3X10
3)
Sreal
SLP EL PEAJE 6,600 1,400 665
SAN JOSE 4,700 2,800 1,026
OBREGON 2 2,640 1,264 456
JAL TENASCO 9,147 1,353 410
ZAC CAZADERO 52,110 5,990 55
PALOMAS 6,290 1,710 290
CHIHUILA 4,960 1,040 774
VIBORAS 1,570 430 48
DOLORES 4,242 670 372
COH PIEDRITAS 16,879 5,183 86
A DENORIAS
1,972 835 1,395
CHI TALAMANTES
28,604 2,396 47
R. GOMEZ 15,836 1,294 162
TAM LA LOBA 2,300 1,100 277
Tabla 3. Resultados.
Edo PresaS
USBRS
Gott.
SGott.mod
SLP EL PEAJE 519.5 233.0 988.2
SAN JOSE 614.1 162.8 714.6
OBREGON 2 544.4 97.3 366.3
JAL TENASCO 451.1 205.0 827.8
ZAC CAZADERO 200.6 67.2 139.3
PALOMAS 372.3 119.8 352.8
CHIHUILA 515.2 286.8 1,161.3
VIBORAS 408.6 33.9 57.7
DOLORES 474.7 198.8 709.8
COH PIEDRITAS 226.9 60.3 95.2
A DENORIAS
644.9 294.9 1,219.6
CHI TALAMANTES
327.8 41.7 156.8
R. GOMEZ 395.6 140.5 558.5
TAM LA LOBA 407.4 93.9 222.3
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Tabla 4. Resultados
PresaECMUSBR
ECMGott.
ECMGott.mod
EL PEAJE 21,115 186,447 104,618
SAN JOSE 169,365 744,442 96,743
OBREGON 2 7,817 128,642 8,052
TENASCO 1,689 42,012 174,548
CAZADERO 21,131 143 7,073
PALOMAS 6,788 28,935 3,957
CHIHUILA 66,904 237,220 150,152
VIBORAS 130,247 192 99
DOLORES 10,511 30,063 113,966
PIEDRITAS 19,866 657 85
A DENORIAS 562,907 1,210,497 30,820
TALAMANTES 79,062 24 12,155
R. GOMEZ 54,513 471 157,091
LA LOBA 17,135 33,358 2,945
ECM 83,504 188,793 61,593
Conclusiones.
Revisando los valores del ltimo rengln de la tabla anterior sepuede concluir indudablemente que la frmula propuesta como
modificacin de la frmula de Gottschalk resulta mejor para
predecir el volumen de sedimentacin en un embalse,
obtenindose un error cuadrtico medio promedio de la tercera
parte que la frmula de Gottschalk original, y mejor en un 25 %
que la frmula del USBR.
Aunque los embalses del muestreo son de diversos tamaos y se
encuentran en diferentes regiones de nuestro pas, no cubren toda
la Republica Mexicana, sin embargo no parece aventurado
pronosticar que esta frmula modificada se puede aplicar de
manera general esperando mejores resultados que las frmulas
tradicionales.
Referencias.
Gottschalk, L.C. (1964). Reservoir Sedimentation. Section 17,
part I in Handbook of Applied Hydrology, editor-in-chief
Ven Te Chow. McGraw-Hill Book Company. New York,
N.Y., U.S.A.
Gonzlez O., L.A. (2006). Adecuacin de la frmula
Gottschalk para la evaluacin de la aportacin de
sedimentos en embalses en el centro del pas.
AMH, XIX congreso nacional de hidrulica Cuernavaca,
Morelos, 2006
Strand, R.I. 1977. Sedimentation. Apendix H in the Design of
Small Dams, Bureau of Reclamation, U.S. States
Departament of the Interior, second edition and revisedreprint. Washington. D.C.,U.S.A.
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