4. ESTIMACIONES DEL AGUA QUE SE VA A ALMACENAR


4.0 Cantidad de agua que se va a almacenar

   

Primero tiene que determinar sus necesidades de agua, es decir, el agua necesaria para Ilenar inicialmente el estanque y compensar las pérdidas por infiltración y evaporación (véase la Sección 2) y el agua disponible de su fuente (véase la Sección 3).

Si ve que su fuente provee de agua suficiente para Ilenar el estanque en un período razonable de tiempo y hacerlo cuando usted lo desee, y para compensar las pérdidas de agua durante todo el año, no necesitará un embalse.

 

Si ve que su fuente no proporciona agua suficiente para Ilenar el estanque y para compensar las pérdidas de agua en ciertos momentos del año, pero existe la suficiente durante todo el año, puede decidirse a construir un embalse y almacenar el agua que va a necesitar.

Si decide construir un embalse se encontrará ante dos situaciones:

 


Su fuente suministra agua durante todo el año

Si su caudal de agua díario es suficiente durante todo el año para compensar las pérdidas por infiltración y evaporación, pero no lo bastante para Ilenar el estanque en un período de tiempo razonable cuando usted lo desee, sólo necesitará un embalse con un volumen igual al del estanque, o incluso menor, ya que el embalse está siendo abastecido constantemente.

 


Ejemplo

Si su suministro díario de agua no es suficiente durante todo el año para Ilenar el estanque en un período razonable cuando usted desea hacerlo, y para compensar las pérdidas de agua por infiltración y evaporación, el embalse tendra que ser lo bastante grande para suministrar las necesidades totales de agua.

Ejemplo



Su fuente se seca por completo en ciertos momentos del año

Si su fuente no suministra agua durante todo el año porque se seca en determinadas épocas, tendrá que Ilenar su estanque durante el año, bien de un embalse, o directamente de la fuente en momentos en que fluya agua suficiente.

   
     

Sí iniciaimente puede Ilenar su estanque en momentos en que dispone de agua, su embalse sólo tendrá que contener la suficiente para compensar las pérdidas por infiltración y evaporación durante la estación seca.

Si inicialmente no puede Ilenar el estanque en momentos en que dispone de agua, necesitará construir un embalse mayor para almacenarla durante más tiempo y que contenga la suficiente para Ilenar el estanque y compensar las pérdidas.

 



Pérdidas de agua por infiltración y evaporación de un embalse

Un embalse está expuesto a pérdidas de agua por infiltración y evaporación, de la misma manera que un estanque. Para compensar las pérdidas de agua de un embalse, hágalo de un volumen 1,5 veces mayor que el del agua que necesitará para satisfacer sus necesidades totales.

   
     

EL VOLUMEN DEL EMBALSE ES IGUAL A 1,5 x NECESIDADES
DE AGUA DE LOS ESTANQUES


  Ejemplo



4.1 Selección del lugar para un embalse

Si va a construir un embalse busque un sitio que le permita retener la mayor cantidad de agua con la menor presa posible. La construcción y mantenimiento de presas requieren mucho trabajo por lo que cuanto más pequeña sea la presa, mejor.

Evite lugares en un valle relativamente abierto y anche en el extremo aguas abajo. En tal lugar tendría que construir una gran presa.

   


Un lugar satisfactorio para un embalse

Wide contours

 


     

EI lugar ideal para un embalse es un valle amplio que se estrecha repentinamente, con paredes muy pendientes en el extremo aguas abajo. Cuanto más estrecho sea el extremo inferior del valle, menor tendrá que ser la presa.

   

Ejemplo

Close contours

 
     

Seleccione un lugar con un buen suelo que retenga bien el agua. Evite lugares arenosos. El lugar que seleccione no deberá tener zonas de arena demasiado grandes para impermeabilizarlas e impedir la pérdida de agua. Si hay muchas zonas arenosas, puede convenir más buscar otro sitio.

Conviene suprimir toda la vegetación del lugar antes de construir el embalse. Si intenta hacerlo, evite un lugar con demasiados árboles grandes, que pueden ser difíciles de erradicar.

   

 
     

Debe elegir un lugar en el que pueda construir un embalse lo bastante grande para satisfacer sus necesidades totales de agua. Le resultará ventajoso encontrar más de un lugar posible y seleccionar entre ellos basándose en:

  • sus necesidades de agua (véase la Sección 2.3);
  • dimensiones máximás de un embalse en cada lugar posible (véase
    la Sección 4.2);
  • la topografía, suelo y vegetación de cada lugar, como se ha explicado en está sección.
   


Ejemplo

Nota: si el caudal de agua de un arroyo aumenta mucho durante la estación de las lluvias, puede ser difícil mantener una presa durante esos momentos. Si el nivel aumenta demásiado, es posible que el agua arrastre la presa.

Ejemplo

 



4.2 Determinación de las características de un embalse

Cuando haya seleccionado un lugar conveniente para el embalse y haya decidido dónde va a construir la presa, tendrá que determinar la altura de ésta para almacenar el volumen de agua necesario. Para ello, tendrá que hacer una o más aproximaciones para encontrar las dimensiones del embalse que le dará el volumen que desea.

Antes tendrá que decidir el tipo de presa que desea construir. Una presa se puede construir sin vertedero (cuando el caudal es relativamente pequeño y constante durante todo el año) o con vertedero (cuando el caudal es relativamente grande o varia mucho de una estación a otra). Si las condiciones lo permiten, la presa deberá ser sin vertedero, por ser más fácil de construir.


Estimación del volumen de un embalse sin vertedero

Este es un método relativamente sencillo que le dará una estimación aproximada del volumen del embalse. Si intenta construir una presa sin vertedero, está aproximación sera suficiente.

 

Primera aproximación

Comience suponiendo una profundidad máxima del agua en la presa de 1,5 m.

 


     

Determine y marque la línea de contorno en este nivel del agua máxime supuesto (véase pág. 106). El contorno, una vez marcado, indicará la extensión del embalse planificado.

 

Mida la línea de contorno (en m) y calcule el volumen aproximado de agua (en m3) que se puede almacenar en un embalse de estas dimensiones y con una profundidad máxima de 1,5 m. Para ello:

  • eleve al cuadrado la longitud de la línea de contorno;
  • divida el resultado por 37,5 (coeficiente de conversión);
  • multiplique por la profundidad de agua máxima supuesta (en este caso 1,5 m) para encontrar el volumen aproximado del embalse.
 

Ejemplo


Si este volumen aproximado de agua es de 10 a 20 por ciento mayor que
el del agua que necesita almacenar, puede construir la presa y el embalse basándose en la profundidad supuesta de 1,5 m.


 

Ejemplo



Aproximación adicional

Si su primera aproximación es menos del 10 por ciento o más del 20 por ciento de la necesidad de almacenar agua, tendrá que ajustar la profundidad de agua máxima supuesta y hacer otra aproximación.

   

Si el volumen aproximado del embalse es mucho mayor que el del agua que necesita almacenar, reduzca la profundidad de agua máxima supuesta en 30 cm, a 1,2 m y repita las operaciones de las págs. 103-104, empleando está nueva profundidad supuesta. Si el volumen del embalse calculado , es todavía demásiado grande, reduzca la profundidad del agua máxima supuesta en otros 30 cm, a 0,90 m y repita la operación.

 

     

Si el volumen calculado del embalse es mucho más pequeño que el del agua que necesita almacenar, aumenta la profundidad máxima supuesta en 30 cm hasta 1,8 m y repita las operaciones , empleando está nueva profundidad máxima supuesta.

 


Estimación del volumen de un embalse con vertedero

Si decide construir una presa con vertedero, necesitará más tiempo y trabajo que si no lo tiene. Por tanto, conviene estimar el volumen del embalse con más exactitud antes de comenzar las obras. Este es un método que le permitirá calcular el volumen del embalse proyectado con mayor exactitud.

 


Para emplear este método necesitará diversos dispositivos topográficos de medida para hacer la nivelación, tales como un soporte en pirámideun nivel de borde recto y uno de albañil, u otros dispositivos de ubicación, que también puedan medir angulos de 90°, como una escuadra de agrimensor una escuadra de estudio u otro dispositivo aún más complicado.

 


Primer cálculo

Comience suponiendo una profundidad máxima del agua de 1,5 m en el embalse, cuando el nivel del agua alcanza el coronamiento del vertedero.

 

     

Determine y marque la Iínea de contorno en este nivel máximo supuesto del agua, empleando un método conveniente de nivelación. El contorno marcado sera la extensión del embalse proyectado.

 
     

Divida la superficie del embalse proyectado en cuadrados de 20 m x 20 m, empleando un método apropiado para medir los ángulos de 90°. En el centro del área tendrá cuadrados completos, pero en los bordes irregulares del embalse tendrá cuadrados parciales. Clave un poste de madera en el ángulo de cada cuadrado dentro del área del embalse.

 
     

Empleando un método para nivelar apropiado, marque, en los postes y en los ángulos de cada cuadrado, el nivel que alcanzaría el agua si la profundidad máxima del embalse fuera de 1,5 m.

Ahora ya puede calcular el volumen de agua de cada cuadrado. La suma de los volúmenes de todos los cuadrados le dará el volumen total de almacenamiento de agua del embalse.

 


Cálculo del volumen de cada cuadrado completo

  • Mida la profundidad del agua (en m) marcada en el poste de cada
    ángulo del cuadrado;
  • sume las cifras de las cuatro profundidades del agua y divida por 4
    para determinar el promedio de la profundidad del agua en este
    cuadrado;
  • multiplique la profundidad medía del agua por 400 m2, que es el
    área del cuadrado de 20 m x 20 m, para averiguar el volumen total
    de agua en el cuadrado (en m3).
   
  Ejemplo



Cálculo del volumen de cada cuadrado parcial

  • Mida la profundidad del agua (en m) marcada en el poste en los dos ángulos del cuadrado que están dentro del área del embalse proyectado (la profundidad de los otros dos ángulos del cuadrado parcial es 0);
  • sume las dos cifras de profundidad del agua y divida por 4 para encontrar la profundidad medía de este cuadrado parcial;
  • mida la longitud de los dos lados parciales del cuadrado (en m);
  • sume estas dos medidas de longitud y divida por 2 para encontrar la longitud medía de los lados;
  • multiplique este promedio por 20 m para encontrar el área del cuadrado parcial (en m2);
  • multiplique el área de este cuadrado parcial por la profundidad medía del agua para encontrar el volumen total de agua correspondiente al cuadrado parcial (en m3).
 

GR000190.GIF (55018 byte)

Ejemplo

La profundidad del agua en los dos ángulos del cuadrado parcial es de 0,88 m y de 0,96 m.

 

Después de haber calculado el volumen de agua de cada cuadrado completo y cada cuadrado parcial, súmelos todos para averiguar el volumen total de almacenamiento de agua. Está es la capacidad del embalse proyectado si tiene una profundidad máxima de 1,5 m en el coronamiento del vertedero.


Cálculo adicional

Si la capacidad de su embalse es mucho mayor o mucho más pequeña que la necesidad de almacenar agua, tendrá que ajustar la profundidad del agua supuesta y hacer otra serie de cálculos.

Si la capacidad calculada del embalse es mucho mayor que la necesidad de almacenar agua, reduzca de 0,2 m la profundidad máxima supuesta del agua, de 1,5 m a 1,3 m. Repita las operaciones mencionadas en las págs. 108-109 y calcule de nuevo cada cuadrado. Repita este proceso hasta que la capacidad calculada del embalse sea igual o casi igual que la necesidad de almacenar agua.

Ejemplo

Usted necesita almacenar 125 000 m3 de agua; el primer cálculo de la capacidad del embalse empleando una profundidad supuesta del agua de 1,5 m es de 132 000 m3; esto es demasiado.

calculada del embalse sea igual o casi igual a la del agua que necesita almacenar.