6. CONSTRUCCI�N DEL ESTANQUE PISCICOLA
6.0 Introducción
Una vez preparado el lugar de construcción, hay que construir el estanque y sus estructuras de regulación del agua. En este capítulo se explica cómo puede construir lo que es propiamente el estanque, mientras que en el volumen siguiente de este manual, Construcción de estanques, se estudia lo relativo a las estructuras de regulaci�n.
2. Los diques son la parte más importante de un estanque piscícola, ya que permiten embalsar el volumen necesario de agua y formar lo que constituye realmente el estanque; de ahí, la especial importancia de su diseño y construcción. En las tres secciones siguientes puede adquirir mayor información sobre los diques y los cálculos relativos al movimiento de tierras; más adelante aprenderá a demarcar y construir los cuatro tipos principales de estanque.
3. Le conviene tener un cuaderno en el que pueda hacer todos los cálculos
necesarios y, si es posible, un papel cuadriculado para dibujar y medir
el estanque y los diques.
Recuerde: El dique intermedio que separa dos estanques quizá no tenga que ser tan fuerte como un dique exterior, siempre que la presión del agua sea más o menos la misma en ambos lados. En cambio, si hay que vaciar uno de los estanques mientras que el adyacente permanece Ileno, la presión del agua será semejante a la del exterior, por lo que el dique interno debe ser más fuerte que en el caso contrario.
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La presi�n del agua es igual
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La presi�n del agua es desigual
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Cómo conseguir la impermeabilidad
3. La impermeabilidad del dique se puede conseguir con uno de estos medios:
- utilizando tierra de buena calidad que contenga bastante arcilla (véase Suelo , 6);
- construyendo un nucleo arcilloso en el centro, cuando se utilice material permeable;
- construyendo una zanja interceptora cuando el cimiento sea permeable;
- utilizando pr�cticas adecuadas de construcci�n (Sección 6.2);
- dando al dique el grosor debido.
| Diagrama de un dique construido
utilizando suelo arenoso con un núcleo de ardila y una
zanja interceptora para garantizar la impermeabilidad |
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Dique de buena calidad |
Dique de mala calidad |
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Cuanto mejor es el material utilizado A Zona mojada del dique en suelo arcilloso |
Con un nucleo de arcilla desciende la línea saturación
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Nota: Un dique construido enteramente de tierra de buena calidad se considera impermeable cuando el limite superior de su zona mojada, la Iínea de saturación*, penetra en el dique pero sin aflorar al exterior. Cuanto mejor sea la tierra utilizada para la construcción del dique, más se desvía hacia abajo la Iínea de saturación y menos grueso tiene que ser el dique. La pendiente de esta linea de saturación, el gradiente hidráulico*, varía normalmente entre 4:1 (suelo arcilloso) y 8:1 (suelo arenoso). Como puede observarse, la presencia de un núcleo de arcilla influye en este gradiente.
Cómo determinar la altura más indicada
4. Para calcular la altura que se debe dar al dique, tenga en cuenta los siguientes aspectos:
- la profundidad que debe tener el agua del estanque;
- la sobreelevación*, que es la parte superior de un dique y nunca debe quedar por debajo del agua. Su tamaño oscila entre 0,25 m en los canales de derivación muy pequeños y 1 m en los estanques de presa sin canal de derivación;
- la altura del dique que se perderá como consecuencia del asentamiento*, teniendo en cuenta la compresión del subsuelo por el peso del dique y el asentamiento de la tierra fresca. Este asentamiento previsto oscila normalmente entre el 5 y el 20 por ciento de la altura de construcción del dique (Sección 62 y Cuadro 28).
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Factores que se deben tener en cuenta al calcular la altura del dique |
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5. Por ello, se pueden definir dos tipos diferentes de altura del dique:
- la altura de diseño DH, que es la altura que debería
tener el dique después del asentamiento para que el agua del
estanque tenga la profundidad necesaria. Se obtiene sumando la profundidad
del agua y la sobreelevación;
- la altura de construcción CH, es decir, la altura
que deberá tener el dique nada más construido y antes
de que se produzca el asentamiento. Es igual a la altura de diseño
más la altura del asentamiento.
66. Se puede determinar la altura de construcción (CH en m) a partir de la altura de diseño (DH en m) y el asentamiento previsto (SA en porcentaje) en la forma siguiente:
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CH = DH � [(100 - SA) � 100] |
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Ejemplo Si la altura máxima del agua en un estanque de derivación de tamaño medio es 1 m y la sobreelevación* es de 0,3 m, la altura de diseño del dique será DH = 1 m + 0,30 m = 1,30 m. Si el asentamiento previsto se estima en un 15 por dento, la altura de construcción necesaria será CH = 1,30 m -=- [(100 - 15) -5- 100] = 1,30 m -=-0,85 = 1,53 m. |
Altura de diseño y
altura de construcción WD = Altura del agua |
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Calculo de la altura de construcci�n (estanque de derivaci�n) 1.30 m � [(100 - 15) � 100] = 1.30 m � 0.85 = 1.53 m |
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| 7. En los estanques de presa con aliviadero, la altura de dise�o del dique se calcula de manera ligeramente distinta (véase Construcción de estanques, 20/2, Secciones 11.3 y 11.4), ya que se añadiría la sobreelevación por encima del nivel máximo del agua en el aliviadero de descarga. Recuerde: La superficie del agua del estanque es horizontal y, por lo tanto, la parte superior del dique debe ser también horizontal, desde el punto más profundo del estanque al de menor profundidad. Determinación del grosor del dique8. El dique se apoya en su base. Su anchura se va reduciendo conforme se Ilega a la parte superior, conocida también con el nombre de coronación. El grosor del dique depende por lo tanto de:
9. Ello, junto con la altura del dique, determinará la anchura de la base del dique (véanse los ejemplos del Cuadro 27).
10. Determine la anchura de la coronación
de acuerdo con la profundidad del agua y con la utilización
del dique para actividades de tránsito o transporte.
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(c) Debe permitir realizar sin peligro las actividades
de transporte
Recuerde: Estas dimensiones se pueden reducir ligeramente cuando se trata de estanques rurales muy pequeños. |
Factores que se deben tener
en cuenta para |
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| CUADRO
27
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11. No todos los diques del estanque tienen que ser utilizados por vehículos (Seccion 1.8). No obstante, en los puntos de giro quizá deba darse una anchura adicional al dique, teniendo en cuenta el diámetro del círculo de giro del vehículo utilizado:
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Camioneta de carga ligera
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Diámetros de los circulos de giro
necesarios para el uso de diversos vehículos sobre los diques
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Tractor normal
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Tractor de dos ruedas
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12. En todo estanque los diques tienen dos lados, el lado mojado dentro del estanque y el lado seco o lado exterior. Ambos lados deben reducirse desde la base hasta la parte superior, en un ángulo que se expresa normalmente en forma de coeficiente que define el cambio de la distancia horizontal (en m) por metro de distancia vertical, por ejemplo, 2:1 o 1,5:1 (véase Topography),
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Ejemplo En un dique con una pendiente lateral de 2:1, por cada 1 m de altura, la anchura de la base aumenta en cada lado 2 x 1 m = 2 m. |
Nota: Para expresar el talud lateral de los diques de otras formás, se pueden utilizar los datos siguientes:
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13. Las pendientes laterales de cada dique deben elegirse teniendo en cuenta que:
- Cuanto más pronunciada es la pendiente, más fácil es que sufra daños;
- cuanto más arenoso es el suelo, menor es su resistencia, por lo que las pendientes deberán ser más suaves;
- al aumentar las dimensiones del estanque, aumentan también las olas y se intensifica el proceso de erosión;
- al aumentar el coeficiente de pendiente crece también el volumen de movimiento de tierras y la superficie total de tierra necesaria para los estanques;
- un coeficiente más elevado de inclinación facilita
la utilización de un bulldozer para construir los diques.
14. Normalmente, las pendientes laterales de los diques oscilan entre 1,5:1 y 3:1, según las condiciones locales. La pendiente del lado seco puede ser más pronunciada que la del lado mojado (v�ase el Cuadro 27, que contiene informacion sobre diversos tama�os de estanques y dos grupos de suelos).
15. En algunos casos, quizá desee cambiar la pendiente, por ejemplo:
- para disponer de una zona fácilmente accesible para la recolección o para el manejo de un desaguadero (véase Sección 10.7).
- para profundizar el estanque junto a los bordes a fin de evitar el crecimiento de malas hierbas o la depredación de las aves;
- para que los bordes sean menos profundos y permitan alimentar mejor
a los alevines.
16. No obstante, quizá necesite más tiempo para el mantenimiento de estos diques.
| Recuerde: El grosor de los diques intermedios se puede reducir cuando la resistencia a la presión del agua y a la impermeabilidad no es demásiado importante. |
6.2 Compactación de los diques de tierra |
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Expansión, compactación y asentamiento de los suelos |
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1. Cuando la tierra sufre alguna alteración, por ejemplo cuando se excava como preparativo para utilizarla en la construccion de diques, normalmente se vuelve más suelta, más permeable y menos estable. Su volumen se expande; es lo que a veces se conoce con el nombre de hinchamiento. 2. Cuando la tierra removida se compacta, por ejemplo durante la construccion de diques, su volumen disminuye. Posteriormente, al asentarse el suelo, el volumen se reduce todavía más.
4. En el Cuadro 28 pueden verse las características representativas de los diferentes suelos en lo que respecta a:
5. En él se indica también el efecto de los diversos grados de compactación y de exposición a la lluvia o a ulterior asentamiento. |
Formás diferentes, pero relacionadas, de medir los
volúmenes de tierra Nota: Como estimación aproximada, teniendo en cuenta que los factores de expansión y compactación/asentamiento son semejantes, el volumen no alterado equivale al volumen de diseño. |
6. 6. Los objetivos primarios de la compactación del dique son comenzar el asentamiento de la tierra recientemente colocada, reducir la permeabilidad y reforzar el dique para evitar todo deslizamiento de sus distintas partes .
Potencial de compactación
7; Puede estimar el aumento de volumen de la tíerra utilizada y determinar sus posibilidades de compactación midiendo un volumen dado de material en el lugar que se deséa excavar, profundizando hasta el nivel deseado de excavación; si es posible. Luego, puedé o bien medir el volumen de tierra (por ejemplo, con cubos, cajas, etc) volver a rellenar el espacio con tierra y medir la que sobre. Luego, debe ser capaz de compactar al menos el 80 por ciento de este excedente en el espacio inicial apisónando la tierra.
Ejemplo
Haga una zanja de 0,30 x 1 m y excave hasta 1 m de profundidad. El volumen original de la tierra = 0,30 m3. Se vuelve a colocar la tierra en su sitio, quedando un excedente de 0,06 m3 o 60 I..
(a) Estime el aumento del volumen como sigue:
-
volumen expandido = 0.30 m3 + 0.06 m3 = 0.36 m3
-
el aumento del volumen (en porcentaje) se obtiene así [(volumen expandido - volumen no perturbado) � volumen no perturbado] x 100
= [(0.36 m3 - 0.30 m3) � 0.30 m3] x 100
= (0.06 m3 - 0.30 m3) x 100 = 20 percent.
(b) Debe contar con que podrá compactar al menos el 80 por ciento del excedente (diferencia entre volumen expandido y volumen original no perturbado): 0.06 m3 x 0.80 = 0.05 m3 . El potencial de compactación se calcula así (0.05 m3� volumen expandido) x 100 = (0.05 m3� 0.36 m3) x 100 = 13.9 por ciento del volumen expandido.
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Haga un hoyo de prueba
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Luego, mida el vol�men de la tierra ...
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... o vuelva a colocar la tierra en el hoyo
de prueba para ver cuánto ocupa ... |
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8. Si la tierra del lugar de construcción estaba ya suelta, puede compactarla para reducir su volumen. Para determinar el potencial de compactación, puede luego medir la tierra suelta necesaria para cubrir de nuevo el hoyo hasta el volumen inicial
Ejemplo
Se excava una zanja de 0.30 -m3y se vuelve a llenar; se necesitarían 0, 06 m3 de tierra suelta para dejarlo al nivel inicial. El potencial de campactación del suelo original es igual a (0.06 m3 � 0.30 m3) x 100 = 20 por ciento.
9. Tenga en cuenta la base de los cálculos indicados, es decir , si el potencial de campactación se refiere al volumen del suelo expandido o del suelo oroginal. Procure comprender perfectamente las explicaciones de las páginas 254 sobre las relaciones entre volumen no alterado, expandido, de construcción y de diseño.
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Haga una zanja de 0,30 m3
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Si la tierra está suelta,
necesitará un volumen superior al excavado para rellenar
ese mismo espacio
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Formas más eficientes de compactación
10. Para una mejor compactación, se eliminan el aire y el agua del suelo a fin de que las partículas minerales puedan asentarse con un mínimo de espacio intermedio. Para obtener mejores resultados, deberá siempre:
- colocar y compactar el suelo en aproximadamente 15-20 cm de grosor, de manera que el aire y el agua se eliminen con facilidad; capas horizontales finas
- mojar el suelo para que adquiera la humedad m�s indicada para la compactaci�n (véase Suelo 6, Sección 10.2);
- acabar las pendientes del dique terminado para que adquiera una superficie bien compactada.
| Recuerde: Si con el suelo que se debe compactar es posible hacer una bola dura que no se desmenuce fácilmente, el contenido de humedad es suficiente para una compactación inmediata. Si el suelo está demasiado húmedo, deberá dejarlo secar mediante evaporación durante algún tiempo. Si, por el contrario, está demásiado seco, debe regarlo ligeramente y mezclarlo bien para hacerlo más homogéneo. |
Para que el suelo se pueda compactar bien debe ser posible
hacer
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Compactación manual del suelo
11. Para compactar capas finas de suelo manualmente, puede utilizar instrumentos sencillos:
- un palo grueso o la parte inferior de una hoja de palmera;
- un palo grueso redondeado por un extremo para golpear verticalmente, por ejemplo, el suelo de una zanja;
- un pisón manual, es decir, un peso de metal o de hormigón (máximo de 4-6 kg) sujeto a un mango de madera, con una superficie de aproximadamente 150 cm2, que usted mismo puede hacer o comprar a bajo precio en una ferretería ((véase también la nota de la Sección).
| 12. La compactación manual suele ser suficiente cuando se trata de diques pequeños, normalmente de 1 a 1,5 m de altura y hasta 1 m de anchura en la parte superior, o más pequeños todavía si los suelos no son de buena calidad. Nota: Puede hacerse facilmente un pisón manual utilizando trozos de metlal, un trozo de tubo lleno de arena y un mango de madera. Varios instrumentos de compactaci�n |
Recuerde: Cuando se trata de suelos de arcilla y otros semejantes, quizá sea mejor amásar el suelo, por ejemplo dando golpes con el tacón del pie. Compactar con los pies |
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Compactación del suelo con máquina
13. Cuando aumenta el tamaño de los diques y la superficie que se debe compactar, es mejor hacerlo mecánicamente.
14. Cuando se trata de labores de compactación relativamente pequeñas, puede utilizar placas vibradoras y apisonadoras de percusión, Ilamadas ranas. Para obras de mas envergadura, normalmente basta utilizar equipe de construcción como tractores y camiones para compactar la tierra pasando por encima de ella repetidamente. En algunos casos se puede utilizar equipo especial de compactación, como apisonadoras de pala de carnero, de ruedas de acero y neumáticas, siempre con la debida supervisión. La producción media por hora de trabajo (m2/h por capas de 25-cm ) de los diversos instrumentos de compactación es la siguiente:
Recuerde: La compactación de suelos no cohesivos, como la arena, requiere fuerte presión (peso) y, si es posible, vibración. Por el contrario, los suelos cohesivos, como el fango y la ardila, deben amasarse de alguna manera. Por ello, para compactar un suelo arcilloso no se puede utilizar una apisonadora normal de ruedas de acero, que quizá compacta sólo la capa superficial, sino que se necesitaría un rodillo con patas de carnero o una apisonadora neumática (véase Suelo , 6, Sección 10.2 y Cuadro 26).
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Compactaci�n de superficies pequenas
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Placa de vibración
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Pisonadora de percusión (rana)
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Compactación de superficies mayores
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Pisonadora de patas de camera
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Pisonadora de vibracion
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Pisonadora Reum�tica
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Verticillo oruga
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Pisonadora de ruedas de acero
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6.3 Preparación de los cimientos del dique
1. Una vez despejado el lugar, eliminado el suelo superficial y delimitada la posición del dique, hay que preparar los cimientos de éste. Ello supone las siguientes actividades:
- tratamiento de la superficie de los cimientos;
- excavación y relleno de la zanja abierta;
- excavación y relleno del cauce de la corriente ya existente.
Tratamiento de la superficie de los cimientos
2. La superficie de los cimientos debe estar bien compactada, de manera que el dique se pueda asentar firmemente en ella, sin que haya peligro de deslizamiento.
(a) Desmenuce y voltee el material superficial hasta una profundidad de aproximadamente 15 cm (podría utilizar para ello un arado o azada).
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(b) Rellene todos los hoyos en la zona del cimiento con suelo de buena calidad. Las capas deben ser de poco grosor. Si hace falta, humedezca el suelo y compáctelo bien. |
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(c) Nivele la superficie de los cimientos.
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(d) Compacte bien toda la zona después de haberla humedecido, si fuera necesario, de manera que los materiales superficiales estén tan bien compactados como las capas posteriores del dique. |
Construcción de una zanja interceptora
3. Si el suelo del cimiento no contiene una capa suficiente de material impermeable en la superficie, deberá construir una zanja interceptora (Ilamada algunas veces zanja de impermeabilización) en el interior de los cimientos del dique. Su objetivo principal es reducir la filtración de agua por debajo del dique. Servirá también para anclar el dique sólidamente a los cimientos.
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Las infiltraciones pueden provocar el deslizamiento del dique
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Una zanja interceptora ayuda a evitar las infiltraciones y el deslizamiento
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Detalle de una zanja interceptora que atraviesa una capa permeable de suelo y llega hasta otra capa impermeable
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4. Las dimensiones de la zanja interceptora deben aumentar en proporción con las del dique. Pueden serle útiles las siguientes orientaciones:
- anchura de la zanja: desde 0,5 m en los diques pequeños hasta al menos 1 m en los de mayores dimensiones;
- profundidad de la zanja: si es posible, debe atravesar la capa anterior de suelo y llegar hasta la capa impermeable inferior. Si se trata, por ejemplo, de un gran dique para un estanque de presa, la zanja interceptora deberá penetrar al menos 30 cm en la capa impermeable, en toda la longitud del dique. En los diques pequeños, la zanja no tiene que pasar de 0,6-1 m de profundidad, cualquiera que sea la situación de la capa impermeable;
- forma de la zanja: en los diques pequeños o medianos, las paredes de la zanja son verticales. En cambio, si se trata de grandes diques, las paredes deben excavarse con una pendiente de O,5 a 1:1.
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Zanja interceptora de un estanque de grandes dimensiones |
Zanja interceptora de un dique peque�o |
5. Para hacer la zanja interceptora, actúe de la siguiente manera:
(a) Marque claramente la línea central de la base del dique, por ejemplo, con estacas y una cuerda.
(b) A cada lado de esta Iínea central, marque claramente
el límite de la zanja interceptora que se desea construir.
(c) Excave la zanja dándole la profundidad, anchura y talud lateral
necesarios; el material extraído deberá depositarse sobre
los cimientos, en la superficie que corresponderá a la parte seca
del dique. Procure eliminar las raíces, materiales orgánicos y
grandes piedras.
(d) Extienda este material en capas finas y compáctelo bien.
(e) Compruebe que la zanja está seca.
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(f) Rellene la zanja interceptora, hasta Ilegar a la superficie natural del terreno, con material de la misma calidad que el que se utiliza para el n�cleo del dique (véase Suelo y piscicultura de agua dulce, 6, Sección 12.2). Disponga el material de relleno en capas finas, humedézcalo si es necesario y compáctelo bien. Si se utiliza suelo arcilloso, «píselo» bien, o utilice equipe mecánico adecuado.
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Rellenado del cauce de la corriente
6. Si el cauce de la corriente atraviesa los cimientos de la presa, como en el caso de un estanque de presa, debe preparar el cauce de la corriente donde se construirá la presa. Si el cauce tiene agua cuando vaya a trabajar en él, antes deber� desviar la corriente .
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Preparaci�n del cauce de la corriente en un estanque de presa |
7. Excave la zanja de derivación en torno al futuro emplazamiento de la presa, como se indica en la figura. De esa manera, podrá utilizar la misma zanja de derivación cuando construya la presa (Sección 66, párrafos 9 y siguientes). Luego haga lo siguiente:
(a) Profundice y ensanche el cauce en la medida necesaria para extraer
todas las piedras, grava, arena, sedimentos, troncos, raíces y
materia orgánica (Capítulo 5).
(b) Excave al menos 30 cm por debajo del lecho del cauce original o hasta
que Ilegue a suelo rocoso. Las pendientes laterales del nuevo cauce no
deben pasar de 1:1.
Recuerde: Si el suelo que se encuentra por debajo del cauce es permeable, convendría hacer una zanja interceptora.
| Secciones transversales del
emplazamiento futuro de la presa, en las que se observa como se
puede |
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6.4 Cálculo de los volúmenes del dique y de la excavación
1. Antes de comenzar la construcción del dique debe calcular cuánto suelo necesitará para construir los diques. Luego, deberá estimar el volumen de excavación necesario para poder disponer de esa cantidad de suelo. Según la topografía del lugar y el tipo de estanque que desee construir, deberá primero elegir el método más indicado. Estime el volumen expandido y compactado (Sección 6.2), teniendo siempre en cuenta el posible alcance del asentamiento Cuadro 28).
2. Multiplique el volumen de excavación por el factor de expansión (Cuadro 28) para obtener el volumen expandido. Este es el que se utiliza luego como volumen de construcción del dique. Después de la compactación y el asentamiento, que se estiman teniendo en cuenta el potencial de compactación, deberá alcanzar el volumen de diseño necesario.
Cálculo de la anchura de la base del dique
3. Una vez determinadas las características de los diques, calcule la anchura (en m) de la base del dique sumando los siguientes elementos:
- anchura de la coronación (en m);
- altura de construcción (CH en m) multiplicada por el coeficiente de inclinación del lado seco (SD);
- altura de construcción (CH en m) multiplicada por el coeficiente
de inclinación del lado mojado (SW).
| Anchura de la base = anchura de la coronación + (CH x SD) + (CH x SW) |
| Recuerde: Utilice la altura de construcción, incluido el asentamiento previsto, y no la altura de diseño del dique (Sección 6.1). |
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Ejemplo
Supongamos que se desea construir un estanque de 0,04 ha (400 m2 ) en suelo arcilloso con diques de 1,50 m de altura y 1 m de anchura en la parte superior, de acuerdo con el diseno. Si SD = 1,5:1 y SW = 2:1, calcule la anchura de la base de los diques.
(a) Consultando el Cuadro 28, estime el asentamiento previsto del volumen de la arcilla expandida (20 por ciento en un suelo de ardila de tipo medio).
(b) Tenga en cuenta que en la altura de diseño = (100 por ciento -20 por ciento) = 80 por ciento de la altura de construcción.
(c) Altura de construcción = 1,50 m + 0,80 = 1,88 m.
(d) Anchura de la base del dique =1 m + (1,88 x 1,5)
+ (1,88 m x 2) = 1 + 2,82 m + 3,76 m = 7,58 m.
| Nota: Véanse también los ejemplos del Cuadro 27. |
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Cálculo de la sección transversal de un dique en terreno horizontal
4. . El tamaño de la sección transversal de un dique en terreno horizontal (ABCD in m2 véase el diagrama adjunto) se obtiene sumando:
- superficie ABFE (en m2) = anchura de la coronación (AB) x altura de construcción (CH);
- superficie AED (en m2) = ED x (AE � 2)= (SD x CH) x (CH � 2);
- superficie BFC (en m2) = FC x (BF � 2)= (SW x CH) x (CH � 2).
| CH = altura de construcción del
dique; SD = coeficiente de inclinación del lado seco; SW = coeficiente de inclinación del lado mojado. |
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Ejemplo En el caso anterior, es decir, de un estanque de 0,04 ha que se desea construir en suelo arcilloso, calcule la sección transversal del dique de la siguiente manera:
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5. Para calcular la sección transversal de un dique en terreno
horizontal con taludes laterales idénticos, puede utilizar
también el Cuadro 29.
| CUADRO 29
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Cálculo de la sección transversal de un dique en un terreno inclinado
6. La sección transversal de un dique en terreno inclinado se puede calcular facilmente utilizando un dibujo en escala:
(a) Trace una Iínea horizontal que, partiendo de D, se una con
AE en E'.
(b) Trace una Iínea horizontal que, partiendo de C, se una con
BF en F'.
(c) Trace una Iínea vertical PO en la Iínea central del
dique.
(d) Sección transversal = ADE + AEFB + BFC = 0.5(AE x DE') + (AB
x PO) + 0.5(BF x F'C).
Recuerde: En las pendientes de menos del 10 por ciento, y cuando los taludes laterales del dique sean iguales en uno y otro lado, se puede utilizar el método expuesto en el caso del terreno horizontal.
Cálculo de la sección transversal dé un dique en terreno irregular |
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| 7. La sección transversal de un dique que se debe construir en terreno irregular se puede calcular de dos maneras: |
C�lculo de la secci�n transversal de un
dique en
terreno inclinado, utilizando un dibujo en escala  |
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(a) Trace una línea recta D'E'F'C', que reproduzca aproximadamente la forma del terreno, y luego aplique el mismo procedimiento indicado para un terreno en pendiente.
(b) Si lo prefiere, reproduzca la forma en un papel cuadriculado y, utilizando la escala, cuente los cuadrados para deducir la superficie .
| C�lculo de la secci�n transversal
de un dique en |
Cálculo de la sección
transversal de un dique en terreno |
Cálculo del volumen de los diques en terreno horizontal y regular
8. Para estimar la cantidad de suelo que necesitará para la construcción de un dique, debe saber cuál será su volumen. El método de cálculo depende de la topografía del lugar y del tipo de estanque que se desea construir.
9. Si la topografía del lugar de construcción
es razonablemente Ilana (menos de 0,30 m de diferencia en el nivel
medio del terreno) y regular, calcule el volumen del dique (en m3)
multiplicando la sección transversal del dique (en m2
y en el punto medio de su longitud para obtener una superficie media)
por su longitud medida en la línea central (en m).
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Ejemplo Utilizando las cifras del ejemplo de la página 270, la sección transversal del dique equivale a 8,0652 m2. Si la longitud del dique que se debe construir es de 20 m x 4 = 80 m, su volumen es de 8.0652 m2 x 80 m = 653.216 m3. |
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10. Otra posibilidad, sería calcular el volumen con gráficos. (a) En el Gráfico 3a, introduzca la superficie del estanque (en m2) . Según la altura media de construcción de los diques (en m), busque el volumen estándar (en m3) de los diques de un estanque estándar donde el coeficiente longitud:anchura sea de 1:1 (forma cuadrada); ambos coeficientes de inclinación del dique son de 2:1; la anchura de la coronación es de 1 m. (b) Si los taludes laterales del dique no son 2:1, multiplique el volumen estándar por S, según el cuadro reproducido en la columna de al lado. (c) Si la anchura de la coronación del dique no es de 1 m, multiplique el volumen estándar por el valor C del Gráfico 3b. (d) Si la forma del estanque no es cuadrada, multiplique el volumen estándar por el valor P del Gráfico 3c. |
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Ejemplo
En un caso como el del ejemplo anterior, el Gráfico 3a revela un volumen estándar de 720 m3. Como los taludes laterales son 2:1 (internos) y 1,5:1 (externos), se multiplica esa cifra por S = 0,9, lo que da 720 m3 x 0,9 = 648 m3 (compare este resultado con el ejemplo anterior, en el que el cálculo era de 653 m3).
11. Si decide que la anchura de la coronación sea de 0,51 m, en
el Gráfico 3b puede observar que
C = 0,8.
El volumen en este caso será de 648 m3 x 0,8 = 518,4 m3
12. Si el estanque no era de 20 x 20 m sino, por
ejemplo, de 40 x 10 m, ei coeficiente L:W = 4. Según el Gráfico
3c, P = 1,25. |
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Cálculo del volumen de los diques en terreno inclinado o irregular
13. Si la topografía del lugar es más pendiente o más irregular, para calcular el volumen de los diques no basta utilizar una sola sección transversal. Hay varios métodos posibles, según el tipo de terreno y la exactitud con que desee hacer los cálculos.
14. Con un primer grupo de métodos, puede calcular los volúmenes del dique utilizando promedios de las secciones transversales del dique o el promedio de las secciones transversales en las esquinas del dique.
Ejemplo
Se debé construir un estanque de 400 m2 (20 x
20 m) cuyas paredes tengan una altura de 0,5 m en la esquina A, 0,3 m
en la B, 1,1 m en la C y 1,5 m en la D. La anchura de la coronacíón
es de 1 m y el talud lateral de 2:1 en ambos lados. Las superficies de
la sección transversal en cada una de las esquinas son las siguientes:
A: (1 m x 0.5 m) + 2 x (0.5 m x 0.5 m x 1 m) = 1.5 m2,
B: (1 m x 0.3 m) + 2 x (0.5 m x 0.3 m x 0.6 m) = 0.48 m2,
C: (I m x 1. 1 m) + 2 x (0. 5 m x 1. 1 m x 2.2 m) = 3.52 m2,
D: (1 m x 1.5 m) + 2 x (0.5 m x 1.5 m x 3 m) = 6.0 m2.
La superficie media de la pared AB = (1,5 m2 + 0,48 m2)
� 2 = 0,99 m2 y el volumen de la pared
AB = 0.99 m2 x 20 m = 19.8 m3.
De la misma manera:
- en BC, la superficie media = 2 m2 y el volumen = 40 m3;
- en CD, la superficie media = 4.76 m2 y el volumen = 95.2 m3;
- en DA, la superficie media = 3.75 m2 y el volumen = 75 m3.
Por consiguiente, el volumen total de los diques = 19.8 m3 + 40 m3 + 95.2 m3 + 75 m3 = 230 m3.
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Promedi� de las superficies en las esquinas del dique
 
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15. Cuando el terreno es accidentado, existe también la posibilidad de utilizar el promedio de las secciones transversales del dique a partir de una Iínea de base estimada, y luego sumar los volúmenes de las cuatro paredes.
| Ejemplo Utilizando el ejemplo de la página 276, las alturas de A y D se pueden estimar trazando la línea XY en la base, de manera que las superficies que quedan por encima de la línea sean aproximadamente iguales a las que quedan por debajo de ella. Tenga en cuenta que el perfil del terreno dibujado debe representar la altura rnedia en la base de la pared. |
Estimac��n de la base del dique en un terreno irregular
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16. Puede utilizar también el método gráfico explicado anteriormente (párrafo 10 de esta sección), utilizando un altura media de las cuatro paredes del dique . No obastanque, este método es menos preciso.
Ejemplo
Utilizando el método gráfico, se deduce que la altura media de la pared es (0,5 m + 0,3 m +1,1 m +1,5 m) � 4=0,85 m, y el volumen estándar, que no necesita ulterior corrección, es de aproximadamente 180 m3,es decir, aproximadamente el 80 por nc|entp del de la figura antenór(párrafo 14 de esta sección).
17. Para medir con mayor precisión el volumen
del dique en un terreno irregular, debe aplicar la siguiente fórmula,
conocida con el nombre de Regia de Simpson, donde:
: V = (d � 3) x [A1 + An + 4(A2
+ A4 + ... An-1) + 2(A3 + A5
+ ... An-2)].
(a) Divida la longitud del dique por un número impar n de secciones transversales a intervalos iguales de d metros.
(b) Cálcule la superficie A de cada sección transversal
.en la forma explicada anteriormente,
(c) Introduzca estos valores en la fórmula citada.
|
Ejemplo El dique tiene 60 m de longitud. (b) Introduzca estos valores en la fórmula de Simpson: (c) Calcule V = (10 m � 3) [10 m2 + 12 m2 + 4(16 m2 + 11 m2 + 10 m2 + 2(18 m2 � 8 m2)] = 740 m3. |
C�lculo de la superficie del dique por secci�n transversal
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Cálculo del volumen de una presa en un estanque |
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18. Si tiene que calcular el volumen de la presa que se debe construir en un estanque, puede aplicar uno de los m�todos anteriores . No obstante, debido a la presencia del cauce de la corriente y a numerosos cambios en Ias pendientes del terreno, normalmente se requieren estimaciones más precisas bien para medir ias secciones transversales a intervalos pequeños d o bien para subdividir la presa en secciones utilizando diferentes intervalos d (para una estimación más rápida pero menos precisa, véase Topography, Sección 11.3) |
Secciones transversales que se deben calcular en un estanque de presa
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Cálculo del volumen del material excavado
19. Deberá conocer el volumen de excavación de los siguientes elementos:
- capa superficial del suelo;
- zanjas de prestarne, cavadas junto a una estructura de tierra para obtener el material destinado a su construcción;
- estanques excavados, para dar a éstos el volumen necesario;
- otras estructuras, como pozos de recolección, canales de alimentación,
etc.
20. Normalmente deberá eliminar la capa de suelo superficial antes de Ilegar a un suelo de calidad aceptable como material de construcción. Por elio, los niveles deben tomarse a partir de la base de la capa de suelo superficial. En la mayor parte de Ias ocasiones, los lados de la excavación deben estar en pendiente para evitar que se hundan. En muchos casos (estanques, canales, etc.) los gradientes de los mismos deberán atenerse a determinados criterios. |
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| 21. En Ias superficies Ilanas y razonablemente
lisas, donde la anchura de excavación sea al menos
30 veces superior a la profundidad, el volumen de la excavación
se puede estimar como sigue:
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22. Cuando la anchura sea menos de 30 veces superior a la profundidad, debe introducir las siguientes correcciones para tener en cuenta los taludes laterales:
| V = [(superficie superior + superficie inferior)�2] x profundidad |
Ejemplo
Se debe excavar una superficie de 400 m2 (40 x 10 m), de 1 m de profundidad, con taludes laterales de 2:1. Como la anchura (10 m) es menos de 30 veces superior a la profundidad (30 x 1 m), el primer método no es lo bastante preciso (el volumen estimado sería de 400 m2 x 1 m = 400 m3).
| Utilice el segundo método, en el
que la superficie superior = 400 m2 y la superficie de la base = longitud de la base x anchura de la base. Longitud de la base = 40 - (2 x pendiente x profundidad) = 40 - (2 x 2 x 1 m) = 36 m. Anchura de la base = 10 - (2 x pendiente x profundidad) = 10 - (2 x 2 x1 m) = 6 m. Superficie de la base = 36mx6m = 216m2. Superficie media = (400 m2 + 216 m2) -r 2 = 308 m2. Por lo tanto, volumen = 308 m2 x 1 m = 308 m3. |
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23. En terreno ligeramente pendiente, calcule la sección transversal en cada extremo de la excavación. Luego:
(a) Calcule la sección transversal media de la excavación.
(b) Multiplique la cifra por la longitud media de la excavación.
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Ejemplo Si la superficie se encuentra en ligera pendiente, calcule las secciones transversales en AB y CD, y la longitud media. |
Cálculo del volumen de excavación
por secciones transversales
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| (a) La sección transversal en AB se puede determinar reproduciéndola en papel cuadriculado o efectuando la siguiente estimación: [(AB + A'B') � 2] x profundidad media, o [(10 + 7) � 2] x [(1 + 0,5) � 2] = 8,5 m x 0,75 m = 6,375 m2. |
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| (b) Igualmente, la sección transversal en
CD = [(10 + 3) � 2] x [(2 + 1,5) �2]
= 6,5 m x 1,75 m = 11,375 m2. (c) La longitud
media se puede determinar en el punto medio. (d) Por tanto, volumen = superficie media x longitud media
= |
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24. En un terreno de pendiente más pronunciada (más del 10 por ciento en cualquier dirección), puede utilizar el método anterior; no costante, las longitudes de la base y las correspondientes secciones transversales, calculadas con el método precedente, no serán lo bastante precisas. Para obtener una estimación razonable, haga como sigue:
| (a) Utilice papel cuadriculado y obtenga la longitud
de la base mediante medición de la misma. Luego, utilice esta longitud en los cálculos, tal como se ha indicado antes. |
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| (b) Para mayor precisión, calcule la sección transversal ABCD = superficie ADC + superficie ABC = [(FC x AF) � 2] + [(EC x AB) � 2] |
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25. En superficies especialmente irregulares
y puede utilizar uno de los métodos siguientes:
- Estime el nivel de |a superficie obteniendo el promedio de las elevaciones de puntos específicos de la superficie y luego calculando las secciones transversales en la forma antes indicada.
- Para obtener resultados más precisos, utilice la regla de Simpson con una serie de secciones transversales.
- Cuadricule el área y calcule el volumen (en m3) bien sección por sección (véase Topography ) o anotando la elevación de cada punto de intersección de la cuadrícula (en m) y utilizando la fórmula siguiente:
| volumen = [(A� 4) x (suma de la elevación de los puntos individuales]
|
donde A es el área de cada uno de los cuadrados en m2.
Ejemplo
En el caso indícado; las elevaciones relativas se marcan
en una cuadrícula formada por cuadrados de 1 0 x 10 m, de manera
que la superficie de los cuadrados sea A =10 x 10 m = 100 m2.
Según la fórmula:
Volumen = (100 m2 � 4) x [(3.1 m + 2.0 + 2.6 + 2.0 + 3.1) + 2(2.6 m + 3.5 + 3.0 + 2.0 + 3.5 + 2.5 + 1.8 + 2.0) + 3(2.8 m) + 4(3.1 m + 2.1 + 2.5)] = (100 m2� 4) x [(12.8 m) + 2(20.9 m) + 3(2.8 m) + 4(7.7 m)] = (100 m2 �4) x (93.8 m) = 2 345 m3.
Recuerde: Normalmente deberá corregir este volumen teniendo en cuenta los taludes laterales. Por lo general, es más fácil hacer estos ajustes fuera de la cuadrícula, calculando el volumen adicional bien cuadrado por cuadrado o extrayendo la media en cada lado de la cuadrícula.
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Ejemplo Si en el ejemplo anterior se utiliza un coeficiente de inclinación de 2:1, el volumen adicional se puede estimar de dos maneras: (a) Estimación cuadrado por cuadrado: En el primer cuadrado (Sección AB) por ejemplo:
(b) Estimación basada el promedio de cada lado. En el lado AG, por ejemplo:
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Altitudes relativas
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| 26. Para estimar el volumen en cada esquina, utilice la siguiente fórmula:V = 0.33 x h x S1h x S2h, donde h = profundidad de excavación (en m) en
lá esquina yS1 S2 son los taludes laterales. |
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Ejemplo En el caso anterior, en la esquina A, por ejemplo, si los
taludes laterales tanto en el lado como en el extremo son S1
= S2 = 2:1, Si la pendiente del extremo hubiera sido 3:1 y la pendiente
lateral 2:1, el volumen |
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Recuerde: En los cálculos realizados para construcción y excavación, no utilice métodos que sean más precisos de lo necesario. Dada la dificultad de predecir la expansión y la compactación en forma segura, las estimaciones volumétricas suelen tener, en la práctica, un margen de errar del 10 por dento. En consecuencia, no tiene sentido buscar una precisión mayor y por ello, no es preciso prever cada pequeña irregularidad o pequeño cambio de pendiente.
6.5 Construcción de estanques excavados
1. Los estanques excavados son los más fáciles de construir. Hay dos tipos principales, teniendo en cuenta la forma de abastecimiento de agua (Sección 1.4):
- estanques excavados alimentados por agua de lluvia y escorrentía superficial, que normalmente se encuentran en terrenos bien drenados y relativamente lisos, como el punto bajo de una depresión natural;
- estanques excavados alimentados por corrientes o infiltraciones;
en este último caso, se encuentran por lo general en zonas donde
la capa freática está cerca de la superficie, bien de
forma permanente o estacional.
| Ejemplo de estanques excavados
de infiltración Nota: Véase también la figura de estanques alimentados por infiltración en el fondo de un valle Sección 1.7 y la ilustración del lugar antes de la construcción del estanque. |
Tipos de estanques excavados
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Selección del suelo para los estanques excavados
2. Para construir un estanque excavado alimentario por agua de lluvia, es fundamental disponer de suficiente suelo impermeable para evitar pérdidas excesivas por infiltración. Para este tipo de estanques los lugares más indicados son los que tienen suelos de arcilla fangosa o de arcillas de textura fina de profundidad mucho mayor de la que se quiere dar al estanque. Los suelos arenosos que alcanzan profundidades suficientes son aceptables. Evite los lugares con suelos porosos, bien en la superficie o en las capas más profundas donde se va a excavar el estanque.
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3. Para construir un estanque excavado alimentado
por infiltración, busque suelos donde la capa freática
sea lo bastante gruesa y permeable para suministrar el agua necesaria.
Conviene observar el lugar durante todo un ciclo anual a fin de determinar
las posibles variaciones de la elevación de la capa freática
a lo largo de las estaciones.
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Lugar antes de la construcci�n |
Comprobar las variaciones de la capa fre�tica sobre el terreno durante un ano |
Construcción de un estanque excavado
4. Para construir un estanque excavado comience preparando el lugar en la forma siguiente:
| (a) Marque la zona que se debe despejar utilizando para ello estacas. En esa superficie se debe incluir el área total del estanque hasta los límites exteriores de sus diques y, además, una superficie de dos o tres metros que servirá como lugar de trabajo y como lugar de paso hasta más allá de los diques.
|
(b) Despeje toda la vegetación de la zona marcada (Capítulo 5). Elimine también todos los arbustos y árboles que se encuentren a menos de 10 metros de la zona despejada.
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| (c) Luego, en el centro mismo de la zona despejada, marque el lugar que ocupará el estanque hasta los Iímites externos de los diques utilizando una cuerda o bramante resistente. Quite el suelo superficial de esta zona y almacénelo para su uso posterior.
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(d) Ahora, marque los Iímites internos
del fondo del estanque utilizando bramante grueso o cuerda
Realice esta operación en la base de los taludes laterales
elegidos (Sección 6.1, párrafo 13). |
(f) Hay dos formas fáciles de eliminar el material de desecho
(véase también la ilustración en la parte superior
de la página siguiente) y de evitar que vuelva a caer en la zona
del estanque excavada:
- si hay suficiente espacio alrededor del estanque, puede extender el suelo sobrante en el espacio libre. El suelo extendido no debe alcanzar más de 1 m de grosor y debe tener una ligera inclinación en dirección contraria a la del estanque;
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- haga un montón con el suelo sobrante junto al estanque, pero compruebe que deja al menos 4 m entre el borde del montón y el estanque. Los lados del suelo amontonado deben tener una pendiente suave de 3:1 o más.
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Note: Recuerde: El montón del suelo sobrante puede servirle como rompevientos o para cultivar algún producto ( véase también la Seccion 5.6).
(g) Marque claramente los Iímites de las superficies donde se
extenderá o amontonará el material excavado.
(h) Alcance la profundidad prevista dentro de los Iímites del
estanque, excavando los lados verticalmente. Transporte el
suelo sobrante a las zonas previstas.
Recuerde: Normalmente, el fondo de los estanques drenables
tiene un uno por ciento de inclinación entre el lugar de entrada
y el de salida; en los estanques no drenables, el fondo del estanque
puede ser horizontal. Puede calcular el volumen del material que
debe excavar utilizando alguno de los métodos explicados en la
sección anterior.
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Eliminaci�n del suelo sobrante
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(i) De forma a los lados del estanque manteniendo la inclinación deseada y acabe el fondo del estanque y la parte horizontal de los diques. Elimine el suelo sobrante.
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(j) Traiga de nuevo el suelo superficial para cubrir el material de desecho y la parte superior de los diques. Luego, plante o siembre hierba alrededor de todo el estanque para evitar la erosi�n (Secci�n 6.9).
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Recuerde: Los estanques excavados pueden ir provistos de estructuras de regulación del agua, como canal de alimentación, tubo de entrada, compuerta de salida , aliviadero o canal de vaciado.
6.6 Construcción de estanques de presa
1.Los estanques de presa son estanques de tierra formados por una presa que atraviesa un valle estrecho y permite retener el agua (Sección 1.4).
Nota: En este manual se explica la construcción de este tipo de estanques pero únicamente si son de pequeñas dimensiones, es decir, con una altura no superior a 2,50 m. Para construir una presa más alta, deberá consultar a un ingeniero especializado.
2. Conforme aumenta la altura de la presa, adquiere mayor importancia la construcción de cimientos sólidos. El mejor cimiento es una capa gruesa de arcilla arenosa o arcilla endurecida relativamente impermeable, a poca profundidad. No construya nunca una presa sobre roca o arena. Si tiene dudas, solicite asesoramiento.
Cómo conseguir el suelo necesario para la construcción
4. Para reducir la distancia de transporte, trate de excavar el suelo necesario para la construcción de la presa de una zona próxima, por ejemplo:
- de los márgenes del valle;
- del interior del estanque.
5. La zona de la que se extrae el suelo que luego se va a utilizar se Ilama zanja de préstarmo. Los límites de ésta deben encontrarse al menos a 10 m de la parte mojada de la Iínea de base de la presa. Prevea un sistema para vaciar la parte de esta superficie que se incluya dentro del estanque, por ejemplo,
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Delimitaci�n de la base de la presa y comienzo del movimiento de tierras
6. Delimite claramente la Iínea central de la presa a nivel del suelo con estacas altas y una cuerda. Normalmente, es perpendicular al eje principal de la corriente del valle que se va a inundar.
7. Calcule las distancias desde la Iínea central hasta las dos Iíeas de base aguas abajo en una serie de perpendiculares trazadas a intervalos regulares en la forma siguiente: (anchura de coronación de la presa - 2) + (altura de construcción de la presa x coeficiente de inclinación).
| (anchura de coronación de la presa � 2) + (altura de construcción de la presa x coeficiente de inclinación). |
Recuerde: La altura de diseño de la presa en cada uno de los puntos de la Iínea central se obtiene a partir del reconocimiento topográfico de la sección transversal del valle en este punto (véase Topography, Seccion 11.3). Partiendo de estas alturas de diseño, calcule las alturas de construcción (Sección 6.1).
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Ejemplo
Usted desea construir una presa con una altura de diseño máxima DH = 2,10 m, anchura de la coronación = 2 m, talud mojado 2:1 y talud seco 1,5:1.
El asentamiento del suelo previsto se estima en un 15 por ciento. La sección transversal del valle a lo largo de la línea central de la presa puede trazarse como se indica, lo que da unas alturas de diseño DH(A), DH(B)... en los puntos A, B... a intervalos de 10 m a lo largo de la línea central.
Calcule las distancias desde la línea central AF a las Iíneas de base GHIK y LMNO en la forma siguiente:
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8. Delimite en el suelo los puntos G, H, I, K en la parte mojada, y L, M, N, O en la parte seca de la línea central AF. Estos puntos indican cuales deben ser los Iímites externos de la base de la presa.
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Preparación de la construcción de la presa
9. Desvíe la corriente hasta un lugar lo más próximo posible a uno de los márgenes del valle y lejos del cauce original (Sección 63, párrafo 6 y Agua para la piscicultura de agua dulce, 4, págs. 68 y 69). Esta labor será mucho más fácil si coincide con la estación seca.
10. Para preparar el cimiento de la presa, despeje la superficie de la base, elimine el suelo superficial y trate la superficie de los cimientos, prestando especial atención al viejo cauce de la corriente , (Sección 6.3) y a los márgenes del valle, según la calidad del suelo de los cimientos:
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11. Si el suelo es impermeable, excave una zanja de fijación (aproximadamente 1 m de anchura y 0,4 m de profundidad) a lo largo de la línea central de la base del dique para fijar éste a sus cimientos. Rellene esta zanja con suelo arcilloso de buena calidad y compáctelo bien. Prolongue la zanja lateralmente haciendo que penetre bien en los márgenes del valle.
12. Si el suelo es permeable, construya una zanja interceptora
(de al menos 1,5 m de anchura) a lo largo de la Iínea central de
la presa (Sección 63), lo que contribuirá también
a fijar la presa a sus cimientos. Prolongue la zanja lateralmente haciende
que penetre bien en los márgenes del valle.
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13. Construya la estructura o estructuras de salida del agua, según requiera el caso (véase Construcción de estanques). Si es posible, sitúelas fuera del cauce de la corriente, en un lugar que deberá excavarse por debajo del punto más bajo del estanque.
Nota: Si la presa debe construirse con maquinaria, por ejemplo con un bulldozer, la estructura de salida podr�a hacerse posteriormente .
14. Marque claramente la altura de construcción de la presa y la anchura de la coronación con estacas y cuerdas, , teniendo en cuenta las características previstas de la presa (Sección 6.1). La altura máxima se encuentra en el punto más bajo del valle. Compruebe los l�mites del futuro estanque aguas arriba .
15. Prepare la labor de movimiento de tierras utilizando plantillas a intervalos de 25 m o menos e indicando claramente las pendientes de los taludes. Puede también usar cuerdas. Si emplea maquinaria, es mejor establecer una línea de base auxiliar fuera del radio de operación de la maquinaria, teniendo en cuenta las marcas de referencia del reconocimiento topográfico.
| Estacas y cuerdas para delimitar la altura
de construcci�n |
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Plantillas de madera para marcar la altura de la construcci�n
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Construcción de la primera parte de la presa |
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16. Comience a construir la presa disponiendo capas horizontales sucesivas de 15 a 25 cm de grosor. Proceda así en todo el terreno, desde un lado del valle hasta el nuevo cauce de la corriente, y desde el lado mojado al lado seco de la presa. Humedezca el suelo si es necesario y compacte bien cada capa (Secci�n 6.2). |
Construya la presa utilizando
capas horizontales |
|
17. Según la disponibilidad de suelo arcilloso, utilice capas de suelo homogéneo tan anchas como la presa misma o capas de suelo heterogéneo, en las que cada tipo de suelo cubrirá sólo parte de la anchura del dique. Indique claramente los límites utilizando jalones y cuerdas.
(a) Si hay bastante suelo de buena calidad para construir toda la presa disponga las capas de manera que cubran toda la anchura de la base.
(b) Si el suministro de suelo de buena calidad es limitado, utilícelo sólo para construir un núcleo central con las siguientes características:
- anchura: aproximadamente un tercio de la anchura del dique;
- taludes laterales: coeficiente de al menos 1,5:1 ;
- altura: profundidad del agua más 20 cm.
Nota: Este núcleo debe formar una unidad continua con la zanja interceptora o con la de fijación construida en los cimientos del dique (véase más arriba) y debe estar debidamente colocado y compactado.
| Cada capa debe ser |
Si no tiene suficiente suelo
de buena calidad para |
Recuerde: No haga varios montones de suelo en un espacio reducido; es preferible ir extendiéndolo en una capa continua antes de la compactación.
(c) Si tiene que utilizar diversos tipos de suelo para construir la presa, use el material más impermeable como núcleo central. Sitúe el material más permeable en el lado seco de la presa. Coloque el material de calidad intermedia en el lado mojado de la presa. Ajuste cada talud lateral al tipo particular de material utilizado.
(d) Si coloca materiales relativamente permeables en el lado seco de la presa, conviene colocar los de partículas más gruesas (por ejemplo, grava entre mediana y gruesa o piedras pequeñas) en la Iínea de base seca. Ese material actúa como filtro e impide que las infiltraciones de agua arrastren el material más fino.
ATENCION: Debe prestar especial atención a la compactación del suelo colocado alrededor de las estructuras de salida del agua. Utilice suelo de buena calidad, con el grado adecuado de humedad, repartido en capas finas y bien apisonadas.
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| Estanque de presa típico
construido en dos partes |
18. Para edificar la presa, puede utilizar mano de obra o maquinaria. Si utiliza maquinaria, por ejemplo un bulldozer, para arrastrar, extender y compactar el material, podría proceder de la siguiente manera: (a) Construya la primera parte de la presa hasta una altura aproximada de 1 m por encima del nivel de los cimientos, avanzando por capas. (b) Determine y señale la línea central de la estructura de salida del agua en perpendicular a la Iínea central de la presa. |
Construcci�n de la presa
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| (c) Marque una Iínea paralela a cada lado de esta línea central de salida a una distancia aproximada de 0,5 m. (d) Cave una zanja de aproximadamente 1 m de anchura, hasta alcanzar la altura prevista de los tubos de salida del agua. |
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| Construcción de una estructura
de salida de agua en la zanja de desague |
(e) Construya la estructura de salida del agua (véase Construcción de estanques 10), poniendo cuidado en reforzar debidamente las zonas por donde el agua entra y sale de la estructura.
(f) Rellene la zanja y compáctela bien, reconstruyendo la sección de la presa como estaba antes. Preste especial atención al núcleo central. Compruebe cuidadosamente la calidad de compactación alrededor de las tuberías. Si es posible, utilice collarines impermeables.
(g) Continúe con la construcción de la presa como antes. Los tubos de agua están ahora bien protegidos por 1 m de tierra, y no se hundirán bajo el peso del bulldozer.
19. Cuando alcance la altura prevista de construcción de la
presa, comience cuidadosamente a dar forma a los dos taludes laterales.
Utilice indicadores de pendiente para dar a cada talud el ángulo
previsto.
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Indicador de pendiente |
60 cm vertical por 180 cm horizontal es una pendiente de 3:1
|
Note: Quizá sea necesario construir un vertedero y un aliviadero de emergencia (Secciones 11.3 y 11.4).
20. Una vez terminada la primera parte de la presa, deje que la corriente vuelva por su antiguo cauce y que pase por la estructura de salida del agua. Adora ya puede acabar el estanque de presa.
Recuerde: Si la presa debe construirse con maquinaria, procure que las pendientes sean ligeramente más inclinadas de lo previsto, ya que la nivelación mecánica normalmente reduce la inclinación de los taludes.
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Terminación del estanque de presa
21. Repita las operaciones anteriores en la segunda parte de la presa, en la zona donde la corriente se desvió temporalmente, pero antes llene el cauce del canal de derivación dentro de la zona del estanque.
(a) Prepare cimientos sólidos, prolongándolos lateralmente hacia el costado del valle. Ponga especial esmero en la parte de los cimientos que corresponde al cauce de derivación de la corriente.
(b) Realice la labor de movimiento de tierras en la forma debida.
(c) Levante la segunda parte de la presa, poniendo especial interés en que quede perfectamente unida a la primera parte de la presa y al costado del valle.
(d) Haga los dos taludes laterales.
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22. Compruebe el fondo del estanque para cerciorarse de que éste es completamente drenable.
(a) Limpie y de forma al curso del antiguo cauce de la corriente.
(b) Construya un talud regular hacia la salida del agua y zanjas de drenado del fondo (Sección 6.10).
(c) Si hay alguna depresión, excave una zanja de drenaje hacia una parte inferior del fondo del estanque. Esto es importante si ha tornado el suelo de dentro de la zona del estanque.
(d) Si fuera necesario, rellene las depresiones no drenables.
23. Acabe el estanque de presa volviendo a traer parte del suelo superficial, extendiéndolo sobre la presa y plantando hierba (Sección 6.9).
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6.7 Construcción de estanques arroceros
1. Los estanques arroceros son estanques de terraplén construidos en un terreno Ilano. Tienen cuatro diques de aproximadamente la misma altura. El tamaño de éstos y, por lo tanto, el volumen del movimiento de tierras suele limitarse al mínimo, dada la necesidad de traer de fuera el material de los diques o de encontrarlo en lugar próximo a la construcción.
Recuerde: Cuando el suelo utilizado para construir los diques se obtenga bajando el nivel en toda la superficie del fondo del estanque, se trata de un estanque de desmonte y relleno construido en terreno horizontal (Sección 6.8).
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2. En algunos casos, la tierra para la construcción de los estanques
arroceros se puede conseguir en un lugar próximo a los
diques, bien dentro o fuera del estanque, con lo que se reducen los
costos de construcción. Las zanjas para el material del dique
no deben excavarse con taludes laterales mas pronunciados que el mismo
dique.
| Construcción de diques
utilizando suelo de otro lugar |
Construcción de diques
utilizando suelo del propio lugar
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| Como extraer suelo junto
a los diques |
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Delimitación de la base de los diques
3. Marque claramente la Iínea central de cada uno de los cuatro diques; la forma del estanque suele ser o cuadrada (mínima labor de movimiento de tierras) o rectangular, por lo que las cuatro líneas centrales se juntan formando àngulos rectos (véase Topography, 16/1 , Sección 3.6).
4. En cada una de las estacas de las líneas centrales indique el nivel correspondiente a la altura de construcci�n CH del dique que se va a construir. Determine el nivel utilizando uno de los métodos de nivelación descritos en Topography.
5. Teniendo en cuenta las características de los diques, calcule la anchura de cada parte de la base del dique a uno y otro lado de la Iínea central, como sigue:(anchura de la coronación � 2) + (CH x talud lateral)
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Dispositivos topográficos para nivelar
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Ejemplo Si la anchura de la coronación de los diques = 1 m, la altura de construcción = 1,20 m, el talud lateral mojado = 2:1 y el talud lateral seco = 1,5:1, en la esquina A las distancias AG y AH = (1 m -r 2) + (1,2 m x 2) = 0,5 m + 240 m = 2,90 m; las distancias AE y AF = (1 m �f 2) + (1,2 m x 1,5) = 0,5 m + 1,80 m = 2,30 m; lo mismo ocurre en todas las demàs esquinas B, C y D.
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Secci�n transversal del dique |
Preparación para la construcción de los diques
7. Una vez marcados los Iímites internos y externos del estanque, elimine toda la vegetación restante de la zona.
8. Retire el suelo superficial sólo en la zona correspondiente a las bases del dique, ya demarcadas, y amontónelo cerca (Sección 5.6).
9. Trate la superficie de los cimientos de los diques (Sección 6.3).
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10. Según la calidad del suelo local, construya una zanja de fijaci�n o una zanja interceptora (Sección 6.3) a lo largo de las líneas centrales de los diques.
11. Construya estructuras de regulación del agua, según requiera el caso (véase Construcción de estanques). Coloque la toma de la salida en un lugar lo bastante bajo como para poder vaciar por completo el estanque siguiendo la pendiente del fondo (párrafo 14 de està sección).
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Estructuras de regulaci�n del agua
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Entrada mediante un tubo
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Salida mediante tubo vertical
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Entrada mediante canai de tierra
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Salida mediante desaguadero
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Construcción manual de los diques de un estanque arrocero |
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| 12. Hay varias maneras de construir los diques
de un estanque arrocero. Para hacerlo manualmente, puede utilizar
plantillas como para un estanque de presa, aunque en este caso
basta con un tamaño único de plantilla. Nota: Puede utilizar también estacas y cuerdas para marcar la altura de construcción en la forma indicada en la sección 6.6. |
Plantillas de madera para marcar la altura de construcci�n
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13. Otra manera de construir los diques de un estanque arrocero es la siguiente:
a) Extienda en el suelo una cuerda para unir y marcar claramente las estacas que determinan los Iímites internos de la base del dique. Fije esa cuerda aproximadamente 0,20 m por encima del nivel de la superficie de los cimientos del dique.
(b) Extienda otra cuerda al mismo nivel, uniendo las estacas que determinan
los Iímites externos de la base del dique.
(c) Construya la primera capa de los cuatro diques de 0,20 m de altura;
consiga suelo de buena calidad y distribúyalo entre las dos cuerdas
en todo el perímetro de la zona del estanque, extiéndalo bien,
humedézcalo y mézclelo si es necesario y apisónelo
bien, sobre todo junto a la estructura de salida.
(d) En cada dique, mueva los Iímites internos de la base (estacas y
cuerdas) hacia la Iínea central del mismo una distancia equivalente
a 0,20 m x talud lateral; de la misma manera, mueva también los
310 Iímites externos una distancia equivalente a 0,20 x talud seco.
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Construcci�n de un dique, capa por capa
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Ejemplo Si el talud mojado es 2:1 y el talud seco es 1,5:1, mueva el Ifmite interno 0,20 m x 2 = 0,40 m y el límite externo 0,20 m x 1,5 = 0,30 m. (e) Eleve todas las cuerdas 0,20 m.
(g) En cada dique, mueva los Iímites internos y externos hacia
la Iínea central las mismas distancias que antes. (h) Eleve de nuevo todas las cuerdas 0,20 m. (i) Construya la siguiente capa de los cuatro diques con una altura de 0,20 m entre estos nuevos Iímites.
Recuerde: Si tiene que construir un núcleo central dentro de los diques, deberá utilizar otras cuerdas que indiquen su anchura a uno y otro lado de la Ifnea central. El núcleo se construye junto con el resto del dique, utilizando diferentes tipos de suelo para cada capa de 0,20 m. |
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Acabado de los diques
14. Los diques tienen ahora forma escalonada. Para dar a los taludes una superficie lisa y terminar su construcción, proceda en la forma que se indica a continuación.
(a) En la parte superior de cada dique determine la anchura que deberá tener la coronación del mismo, midiendo la mitad de su valor a cada lado de la Iínea central y marcando los límites con estacas de madera y cuerdas.
(b) Comenzado por la parte superior del dique, rebaje en sentido oblicuo el extremo de cada capa de suelo en el lado mojado de los diques, dándole una inclinación que vaya del Iímite de la coronación del dique al Iímite inferior de las capas, hasta llegar al Iímite demarcado de la base del dique.
(c) Repita este procedimiento en el lado seco de los diques.
(d) Transporte el suelo removido, si fuere necesario.
(e) Quite todas las estacas y cuerdas.
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(f) Recupera parte del suelo superficial y cubra con él la superficie de los diques y los taludes secos.
(g) Siembre o plante hierba para evitar la erosión (Sección 69).
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Cubra la parte superior y los lados secos
del dique con suelo superficial
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Siembre o plante hierba en la superficie
de los diques y en ambos taludes hasta el borde del agua
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Construcción del fondo inclinado y de los desagües en los estanques arroceros
15. Ahora hay que terminar el fondo del estanque, para lo cual se efect�a un reconocimiento topogr�fico (véase Topography, 16, Capítulo 5).
16. En los estanques pequeños, dé al fondo del estanque una inclinación suave (0,5 a 1 por ciento) desde la entrada del agua basta su salida para conseguir un vaciado fácil y completo.
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Recuerde: Deberá comprobar siempre que la entrada de la estructura de salida del agua se encuentre a una altura ligeramente inferior al punto más bajo del fondo del estanque.
17. En los estanques grandes, es mejor conseguir un vaciado completo mediante una red de desagües de poca profundidad, cada uno de ellos con una pendiente del 0,2 por ciento (Sección 6.10), en vez de intentar dar una inclinación a toda la superficie del estanque. |
Desag�es del fondo (pendiente 0,2%)
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| 18. En los estanques donde se hayan excavado zanjas internas para poder disponer de material para los diques, estas zanjas deben estar unidas entre sí y tener una forma que les permita evacuar el agua hacia la salida del estanque. |
Zanjas internas (pendiente 0,2%)
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Construcción de los diques de un estanque arrocero utilizando maquinaria
19. Cuando se utiliza maquinaria para construir estos diques, se puede recurrir a un m�todo semejante al empleado en los estanques de presa (Secci�n6.5), con la única diferencia de que se construyen progresivamente los cuatro diques, en vez de uno solo.
20. Conviene establecer una Iínea de referencia auxiliar con indicadores provisionales, y comenzar a partir de ella la labor de movimiento de tierras. Esta Iínea deberá quedar fuera del radio de acción de la maquinaria.
21. Si se construye primero la estructura de salida de agua, todos los tubos deberán estar protegidos por una capa de tierra de al menos 0,60 m de grosor, para impedir que se hundan bajo el peso de la maquinaria.
Recuerde: Si se necesita un núcleo central o una zanja interceptora o de fijación, adapte sus dimensiones a las del dique.
| Protección del tubo de salida
con una capa de tierra |
Construcción de una serie de estanques arroceros colindantes |
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| 22. Al construir una serie de estanques arroceros colindantes, recuerde que sólo los diques que forman el perímetro de la serie de estanques deben reunir las características propias de los diques con doble lado, mojado y seco. Los diques intermedios, que están mojados en ambos lados, no tienen que ser tan fuertes, e incluso podrían no tener un núcleo central. 23. Primero, delimite con estacas la Iínea central de una serie de diques externos, por ejemplo XY en los diques ACDB. Luego, delimite las I�neas centrales de los diques del per�metro contrario, EGHF, y los diques externos o intermedios AE, CG, DH y BH .. 24. Construya los diques tal como se ha explicado en está sección, manualmente (párrafos 13 y 14) o con maquinaria (párrafos 19 a 21). |
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| Delimite las Iíneas centrales
de los diques |
6.8 Construcción de estanques de desmonte y relleno
1. En los estanques de desmonte y relleno, al menos parte de los diques del estanque está formada por el suelo natural, excavado en la forma debida para darle el talud lateral deseado. Normalmente, parte del volumen del suelo necesario para construir la parte de los dique que queda por encima del nivel del suelo se obtiene extrayendo un volumen semejante de tierra en la zona del estanque, a fin de dar a éste la profundidad deseada (véanse en la página 318 los cortes transversales en que observa la labor de movimiento de tierras en los estanques de desmonte y relleno). La.altura de los diques que se van a construir ya no es igual a la profundidad del estanque, como en los estanques arroceros.
Recuerde: Los estanques de desmonte y relleno son, por lo general, de derivación; se alimentan de una masa de agua natural o de agua natural o de agua subterránea impulsada mediante bombeo.
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| Ejemplos de movimiento de
tierras en estanques de desmonte y relleno |
Estanque con cuatro diques |
Cómo compensar el desmonte y el relleno en un terreno horizontal
2. Durante la fase de planificación debe calcular qué profundidad habrá que dar al estanque para poder disponer de suelo suficiente para construir los cuatro diques y conseguir un estanque de la profundidad deseada. Cuando el suelo es bueno, lo que se suele hacer es excavar la misma cantidad de tierra que se desea para construir los diques. Es lo que se llama desmonte y relleno de compensación. En un terreno horizontal, se pueden utilizar dos métodos para conseguir compensar el desmonte y relleno.
3. De acuerdo con el primer método, los volúmenes de excavación (desmonte) y del dique (relleno) se calculan y compensan aproximadamente mediante ensayo y error utilizando un gráfico. Con el segundo método, el volumen de desmonte se determina utilizando un gràfico y unos cuadros. Luego, se calculan los volùmenes correspondientes en la forma descrita en ejemplo.
4. En la práctica, no es necesario determinar la profundidad, altura y pendiente con demasiada exactitud. Además, hay que prever pequeños volúmenes adicionales al dar forma a los estanques y reservar espacio para las entradas, salidas, puntos de acceso, etc.
| 5. Para ilustrar el primer método utilizaremos un estanque de 400 m2 (20 x 20 m en las líneas centrales de los diques) con taludes internos de 2:1 y taludes externos de 1,5:1, una altura de construcción de los diques de 1,5 m y una anchura de coronación de 1 m.. Superficie del estanque = 20 x 20 m = 400 m2
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METODO 1
Primeros cálculos de tanteo
Ejemplo
Si la profundidad de excavación= 1 m, la altura del dique = 1,5 m - 1 m = 0,5 . Utilizando los m�todos descritos en la Secci�n 6.4, se obtiene lo siguiente:
- sección transversal del dique = (1 m x 0.5 m) + [(1 m x 0.5 m) � 2] + [(0.75 m x 0.5 m) �2] = 0.50 m2 + 0.25 m2 + 0.1875 m2 = 0.9375 m2;
- volumen total del dique =0.9375 m2 x 80 m = 75 m3;
- superficie media del desmonte = [(169 m2 + 289 m2) � 2] = 229 m2;
- volumen de excavación = 229 m2 x 1 m = 229 m3.
En este caso, el volumen de desmonte supera con mucho al de relleno.
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Secci�n transversai del estanque |
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METODO 1
Segundos cálculos de tanteo
Ejemplo
Utilice diques más altos y reduzca la profundidad de excavación, por ejemplo, a 0,5 m; por tanto, la altura del dique = 1 m. Está vez, se obtiene lo siguiente:
- volumen total del dique = 2.75 m2 x 80 m = 220 m3
- volumen de excavación = 197 m2 x 0.5 m = 98.5 m3.
En este caso, el volumen de relleno supera al de desmonte.
La profundidad correcta de excavación se encuentra entre 1 m
y 0,5 m, los dos valores utilizados en las pruebas anteriores.
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Secci�n transversal del estanque |
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METODO 1
Estimación de la profundidad de excavación
Ejemplo
Para estimar la profundidad de excavación, utilice un simple gráfico (Gráfico 4). Reproduzca los volúmenes de la excavación (desmonte) y el dique (relleno) correspondientes a las pruebas 1 (puntos A y B) y 2 (D y C), respectivamente. Una AD y BC. La intersección E indica la profundidad de xcavación necesaria (0,72 m) y el volumen de compensación aproximado (155 m3).
Puede comprobar estos resultados con un tercer grupo de cálculos, en los que la profundidad de excavación = 0,72 m y la altura = 1.50 m - 0.72 m = 0.78 m:
- volumen total del dique = 1.845 m2 x 80 m = 147.6 m3
- volumen de excavación = 210.6 m2 x 0.72 m = 151.6 m3.
6. Veamos ahora el segundo método, basado en la utilización de un gráfico y tres cuadros de referencia.
7. Este método es rápido, pero menos preciso que el primero.
Además, con él no se calculan directamente los volúmenes
de compensación, aunque se pueden deducir fácilmente una
vez conocido el desmonte de compensación. Haga como sigue:
METODO 2
(a) En el Gráfico 5 introduzca la superficie del estanque (en m2). Teniendo en cuenta la anchura de la coronación del dique (en m), compruebe la profundidad de desmonte de compensación (en m) de un estanque estándar en el que:
- el coeficiente entre longitud y anchura es 1:1 (el estanque es cuadrado);
- las dos pendientes del dique son 2:1 ;
- los diques del estanque tienen 1,5 m de altura.
(b) Si los taludes laterales del dique no son 2:1, corrija la profundidad estándar de desmonte S (en m), de acuerdo con el primer cuadro.
(c) Si la forma del estanque no es cuadrada, multiplique la profundidad del desmonte por P, utilizando el segundo cuadro .
(d) Si la altura de los diques no es de 1,5 m, multiplique la profundidad del desmonte por D, utilizando el tercer cuadro .
| GRAFICO 5 |
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Ejemplo Utilizando de nuevo un estanque; cuadrado de 20 m (superficie
= 400 m2) con diques de, 1 ,5 m de altura y una anchura
de coronación de 1 m, compruebe, a partir del Gráfico
5, una profundidad de desmonte de 0,75 m. Si el estanque no hubiera sido cuadrado, por ejemplo L = 28,5; m y W = 14 m, haría deducido, consultando el segundo cuadro, que P = 1,04 y debería corregir la profundidad lde desmonte corno sigue: Si la altura de los diques hubiera sido de 2m, por ejemplo, habría comprobado, a partir del tercer cuadro, que D = 1,5 y debería corregir de nuevo la profoundidad: 0,728 x x 1,5 = 1,092 m. |
Superficie del estanque = 20 x 20 m = 400
m2
Anchura de coronación = 1 m SW = 2:1 SD = 1.5:1 Altura del dique = 1.5 m  |
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REFERENCE TABLES
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| 1. Factor de corrección S para los coeficientes de pendiente de los diques
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2. Factor de correccion.P para la forma del estanque
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3. Factor de correccion D para la altura del dique
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Compensación del desmonte y el relleno en terreno inclinado
8. En un terreno de inclinación uniforme, el material necesario para los diques se obtiene también de dentro de la zona del estanque, pero en este caso tanto la altura de los diques por encima del suelo como la profundidad de excavación varían de acuerdo con el angulo de la pendiente. Este determina normalmente la ubicación del estanque y, por consiguiente, la profundidad de compensación.
9. Si la pendiente del suelo no supera nunca el 0,5
por ciento, el lugar se puede considerar horizontal. Si el estanque
se construye de manera que la longitud sea perpendicular a las curvas
de nivel y si tiene la misma profundidad en toda su superficie, el fondo
del estanque tendrá, naturalmente, una inclinación del
0,5 por ciento como máximo.
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Excavaci�n de estanques en terreno pendiente |
10. Si la pendiente del suelo es del 0,5 al 1,5 por ciento,
el estanque deberá construirse también en sentido transversal
a las curvas de nivel, pero la altura por encima del nivel del suelo
de los dos diques más largos variará de un extremo a otro.
De la misma manera, varfa también la anchura de las bases del
dique. En relación con el nivel del suelo, el dique situado
en la parte inferior de la pendiente será más alto
que el que se encuentra en la parte superior. La profundidad
de excavación es al revés: mayor en la parte superior
de la pendiente, menor en la parte inferior.
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11. Si la pendiente del suelo es superior al 1,5 por ciento,
el estanque deberá construirse de manera que su longitud siga
las curvas de nivel. La altura por encima del nivel del suelo de los
dos diques más cortes variará de un extremo a otro. De
la misma manera, varia también la anchura de la base del dique.
El dique más largo situado en la parte inferior de la pendiente
será el que más sobresalga sobre el nivel del suelo. El
dique más largo de la parte alta, de la pendiente será
el que menos sobresalga sobre el nivel del suelo. La profundidad de
excavación es inversa: mayor en la parte más alta del
estanque, menor en la parte inferior
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12. Para obtener una estimación rápida, cualquiera que sea el valor de la pendiente, se puede utilizar uno de los dos métodos antes explicados.
(a) El Método 1, el de ensayo y error, se basa en los cálculos de volumen del terreno horizontal y las cifras medias del nivel del suelo y de la altura del dique. ;
(b) El Método 2, para terreno horizontal, utiliza las cifras medias relativas al nivel del suelo y la altura de los diques.
Nota: La precisión de estos métodos puede considerarse satisfactoria cuando la pendiente es inferior al 0,5 por ciento.
13. Para conseguir una estimación más precisa de la profundidad del desmonte de compensación en terreno de pendiente más pronunciada (más del 0,5 por ciento), deberá utilizar el Método 1 junto con los métodos indicados para calcular los volúmenes de excavación y de los diques en terreno inclinado (Sección 6.4, párrafos 13 a 17).
14. Los detalles de este procedimiento varían segun la pendiente del terreno.
15. En las pendientes suaves (0,5 por ciento), tendrá diferentes tipos de dique.
- un dique corto y bajo, en la parte alta de la pendiente, horizontal o con diversas alturas;
- un dique corto y alto, en la parte baja de la pendiente, horizontal o con diversas alturas;
- dos diques largos, con diversas alturas.
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Notes: En los estanques A y C todos los diques tienen diversas alturas. En el estanque B los diques cortos de la parte superior e inferior son horizontales, mientras que los diques del lado más largo presentan varias alturas.
16. Aplique el Método 1 de la siguiente manera:
(a) Seleccione una profundidad mínima inicial de desinente, medida en el extremo inferior del estanque; calcule el volumen de excavaci�n utilizando el m�todo descr�to en el p�rrafo 23 de la Secci�n 6.4.
(b) Calcule el volumen correspondiente del dique utilizando el método descrito en el párrafo 14 de la Sección 6.4.
(c) Reproduzca estos valores en el gráfico (Gráfico 4).
(d) Seleccione una segunda profundidad mínima de desmonte y calcule de la misma manera los volúmenes de excavación y de los diques.
(e) Vuelva a reproducir esos valores en el gráfico (Gráfico 4).
(f ) Una los puntos A y D y C y B y marque el punto de intersección E. Este determinará el desmonte mínimo de compensación y los volúmenes correspondientes de los diques.
17. En las pendientes superiores al 1,5 por ciento tendrá:
- un dique largo y bajo, en la parte alta de la pendiente, horizontal o con varias alturas;
- un dique largo y alto, en la parte baja de la pendiente, horizontal o con varias alturas;
- dos diques cortes, con varias alturas.
18. Seleccione la profundidad mínima de desmonte y calcule los volúmenes de los diques. Complete el procedimiento de ensayo y error utilizando el Método 1 en los terrenos inclinados, tal como se ha descrito antes.
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Ubicaciones t�picas de estanques con pendientes pronunciadas (m�s del 1,5%) |
En los estanques A y B todos los diques tienen varias alturas.
En el estanque C los diques largos superior e inferior son horizontales y los diques del lado corto varían de altura.
Los extremos ínferiores de los estanques A y B miran en direcciones contrarias, dada la inclinación del relieve.
Estimación de los volúmenes de desmonte y relleno en terreno irregular
19. Si el lugar de construcción del estanque se caracteriza por unas pendientes irregulares y un terreno accidentado.el problema de compensar los volumenes de desmonte y relleno se complica enormemente. Según el volumen de tierras que haya que mover, se pueden hacer estimaciones aproximadas utilizando el Método 1 con volúmenes calculados como se describe en la Sección 6.4.
- en los estanques pequeños conviene utilizar el nivel medio del terreno;
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C�lculo de los vol�menes
en estanques peque�os situados en terreno irregular y accidentado
(utilizando el nivel medio del terreno)
Nivel medio del terreno = (1.2 + 0.8 + 0.0 + 0.4 m) � 4 = 0.6 m Altura media del dique = 1.3 - 0.6 m = 0.7 m  |
- en los estanques de mayores dimensiones, se pueden obtener resultados más precisos calculando los volúmenes sección por sección.
| Excavaci�n
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20. Otra posibilidad es aplicar el Método 2, utilizando los valores rnedios del nivel del suelo; Este método es más rápido, pero menos exacto.
Volúmenes de desmonte y relleno para grupos de estanques
21. Cuando se trata de obras de considerable envergadura, muchas veces se tienen que construir al mismo tiempo varios embalses con sus correspondientes canales de alimentación y vaciado a fin de poder compensar el movimiento de tierras de todo el proyecto. Se trata, sin duda, de un proceso más complejo, para el que se necesitará con frecuencia la ayuda de un ingeniero competente. No obstante, hay varias maneras de estimar las necesidades y de disponer de una orientación en el momento de tomar las decisiones.
22. Los canales de alimentación y de vaciado tienen que estar en un nivel más o menos fijo para que puedan funcionar debidamente.El volumen de tierra necesario para actividades de excavación, acumulación o combinación de desmonte y relleno se puede calcular teniendo en cuenta la dimensión de los canales. Si falta o sobra suelo, habrá que buscarlo o utilizarlo en el resto del proyecto.
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Varios estanques construidos al mismo tiempo
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23. La superficie del lugar de la obra se puede dividir en grupos principales de estanques, según su ubicación, tipo o dimensión del estanque o método de operacióni (véase Construcción de estanque). Luego, quizás tenga que ver:
- Si se va a compensar el desmonte y relleno de cada grupo, como suele ocurrir en los terrenos horizontales o en suave pendiente; o
- Si se prevé un excedente de suelo en un grupo determinado de estanques (si se encuentra en un terreno bajo y hay que elevarlo). Esta situación suele presentarse en los terrenos más empinados.
24. Para compensar el movimiento de tierras de varios grupos de estanques, podría hacer que todos los estanques se encuentren en el mismo nivel. Esta solución es válida en terreno horizontal o de pendiente suave. Calcule la compensación de desmonte y relleno aplicando el Método 1. Utilice los niveles medios del terreno y de los diques en el grupo de estanques en general, comprendidos los diques externos e internos. Calcule el desmonte o relleno adicional necesario para los canales
Nota: Si Ios diques intermedios son pequeños, no los tenga en cuenta y trate todo el grupo de estanques como si fuera un solo estanque grande.
| Grupo de seis estanques al mismo nivel
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25. Otra posibilidad es disponer los estanques en distintos niveles. Esta solución se adapta mejor a los terrenos con mayor pendiente. En este caso se hacen por separado los cálculos de cada estanque. Una solución sencilla consiste en calcular un estanque en el extremo superior y otro en el punto más bajo. Luego, los estanques intermedios se colocan en los niveles comprendidos entre ambos extremos.
| Grupo de cuatro estanques en diferentes
nivel |
26. Cuando haya un excedente o un déficit, deberá incluirlo en el cálculo por ensayo y error:
- si se necesita un excedente, súmelo al volumen del dique. Utilice la cifra total en el gráfico;
- si se desea compensar un déficit, sume al volumen de excavación
el volumen de suelo que hay que traer al lugar de la obra. Luego,
se introduce esta cifra total en el gráfico.
27. En varias zonas, algunos grupos de estanques pueden tener niveles fijos predeterminados, por ejemplo, por exigencias del abastecimiento o desagüe del agua. En ese caso, en los cálculos de desmonte y relleno se tendrá én cuenta el excedente de suelo previsto o el déficit que habrá que compensar con suelo de otro lugar.
28. Otro método útil es dibujar una o varias secciones
transversales en toda la obra o en grupos de estanques. Puede ajustar
los niveles
gráficamente para obtener un balance aproximado de desmonte
y excavación.
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Compensaci�n aproximada de desmonte y r�lleno |
Demarcaci�n de un estanque de desmonte y relleno en un terreno horizontal
29. Cuando la pendiente del suelo sea de menos del 0,5 por ciento, los primeros pasos del método para delimitar las líneas centrales de los diques y los Iímites de las bases de los diques son semejantes a los descritos antes para los estanques arrocero (Sección 6.7). La parte superior de todas las estacas de la línea central deberá encontrarse al mismo nivel, que corresponderá a la altura de construcción del dique.
30. En la mayor parte de los casos deberá efectuar todos los cálculos necesarios para la demarcación al calcular los volumenes de tierra.
| Ejemplo Si la anchura de la coronación
del dique = 1.00 m;
y lo mismo ocurre con los otros tres diques. |
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Plano para la demarcaci�n de los diques
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Sección transversal del dique
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31. No obstante, como los taludes laterales de los diques deben excavarse por debajo del nivel del suelo, tendrá que demarcar con pequerías estacas una linea adicional que indique los limites del fondo del estanque. Nota: La superficie del fondo del estanque es siempre la misma, cualquiera que sea la profundidad de excavación (Sección 6.4). |
Demarcaci�n del fondo del estanque
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Demarcación de un estanque de desmonte y relleno en un terreno de pendiente uniforme
33. Cuando la pendiente del terreno es superior al 0,5 por ciento, las partes de los diques que deben construirse por encima del nivel del suelo no tienen la misma altura en loda la superficie del estanque. La parte superior de los diques debe ser horizontal, pero, como la base de los diques no está toda en el mismo nivel, la anchura de los diques en la base varía de un lugar del estanque a otro.
34. Una vez calculada la profundidad que se necesita para excavar en
cada punto del estanque a fin de compensar los volúmenes de desmonte
y de relleno, se deben precisar con detalle las características
de los diques. En particular, se determina su altura sobre el suelo
en cada esquina del estanque y, a partir de ahí, se puede conocer
la anchura de la base correspondiente. Lo que ahora queda por hacer
es demarcar claramente esas medidas en el suelo antes de comenzar la
construcción. Proceda como se indica en el ejemplo.
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Ejemplo El estanque que se desea construir mide 25 x 15 m en las líneas centrales. El dique tiene 1,40 m de altura, con las siguientes características:
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| (a) Demarque las cuatro Iíneas centrales AB, BC, CD y DA a 25 x 15 m, siendo la anchura del estanque paralela a las curvas de nivel. |
Demarque las I�neas centrales ABCD
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(b) Calcule en cada esquina del estanque la anchura de la base del dique que se debe jalonar a cada lado de su Iínea central: X o Z = (anchura de la coronación � 2) + (talud lateral x altura sobre el suelo):
distancia interna
X = (1 m � 2) + (2 x 0.54 m) = 1.58 m;
distancia interna
X =(1 m � 2) + (2 x 0.25 m) = 1.00 m;
como en la esquina B = 1.00 m;
como en la esquina A = 1.58 m. |
Calcule la anchura de la base del dique en cada esquina
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(c) Marque estas distancias X y Z a cada lado de las líneas centrales en cada esquina del estanque en dos direcciones perpendiculares a fin de obtener cuatro nuevos puntos en cada esquina.
(d) Una estos nuevos puntos para determinar las cuatro bases del dique a nivel del suelo. Tenga en cuenta que los límites de las paredes laterales no son paralelos, debido a la diferencia de altura del estanque según el punto donde se mida.
(e) El fondo del estanque se determina de la misma manera antes descrita.
Nota: Si el suelo está inclinado en más de una dirección, como cuando el estanque atraviesa la pendiente en ángulo, se puede utilizar este mismo método. Pero en todos los casos cada una de las esquinas del estanque se encuentra a diferente altura y, por lo tanto, las paredes del estanque no son nunca paralelas.
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Ejemplo de base de dique en un terreno inclinado
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Ejemplo de base de dique en terreno inclinado
en más de una dirección  |
Demarcación de un estanque de desmonte y relleno en una pendiente muy irregular
35. Si la pendiente del terreno es muy irregular, conviene proceder en forma algo distinta.
(a) Demarque las Iíneas centrales con una serie de jalones.
(b) En cada uno de los jalones marque la altura que debe alcanzar la
coronación del dique. Esta forma una Iínea horizontal.
(c) Calcule la anchura de la base del dique necesaria en cada jalón
según el dique que se debe construir en ese punto sobre el nivel
del suelo.
(d) Marque las bases de los diques alrededor de todo el estanque, en
breves Iíneas perpendiculares trazadas en las Iíneas centrales.
(e) Demarque con estacas y cuerdas los Iímites del fondo del
estanque después de calcular las distancias Y desde la Iínea
central en la forma siguiente:
| Y = (anchura de coronación � 2) + [(altura total del dique) x (talud lateral mojado)] |
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Ejemplo de base de dique en terreno muy irregular |
Construcción manual de los diques
36. Comience a trabar dentro de la superficie demarcada como fondo del estanque, excavando verticalmente en los bordes de esa zona.
37. Deposite esta tierra en el lugar demarcado como base del dique. Extiéndala en toda esa superficie hasta conseguir una capa de proximadamente 0,20 m de grosor, humedézcala si es necesario y comp�ctela bien (Secci�n 6.2).
38. Construya y dé forma a los diques hasta el nivel del suelo como se ha descrito en los estanques arroceros (Secci�n 6.7), comprobando el nivel del fondo del estanque de vez en cuando.
39. Termine los diques excavando la tierra que queda entre las líneas de jalones que marcan los límites internos de la base de nivel del suelo y en el nivel del fondo del estanque. De esa manera se terminan también los taludes laterales mojados.
40. Quite todas las estacas y cuerdas, vuelva a colocar el suelo superficial
en los diques y plante o siembre hierba (Sección
6.9).
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Terminación del estanque de desmonte y relleno
41.Limpie el fondo del estanque.
42. En los estanques pequeños dé al fondo una ligera inclinación (0,5 a 1 por ciento) desde la entrada a la salida del agua. |
Estanque con fondo inclinado
(pendiente 0.5 - 1 %)  |
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| 43. En los estanques grandes dé al fondo una ligera inclinación (0,2 por ciento) o, mejor todavía, excave una red de desag�e de poca profundidad con una pendiente del 0,2 por ciento en toda la superficie del fondo (secci�n 6.10). Estanque con una red de desagüe poco
profundos en el fondo (pendiente 0.2%) |
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Construcción de diques con maquinaria
44. Si utiliza maquinaria para construir los diques de un estanque de desmonte y relleno, es fundamental comprobar atenta y periódicamente los progresos de la excavación, para evitar una excavacón demasiado profunda. Normalmente, la excavación transporta el suelo empujándolo, extendiéndolo en una capa fina en la parte de los diques y compactándolo. Debe prestarse gran atención sobre todo a la compactación, humedeiendo el suelo si hace falta.
Recuerde: Cuando se utiliza maquinaria, conviene
también fijar una serie de indicadores de referencia
fuera del proprio estanque, ya que es posible que se derriben
los indicadores internos. Esos puntos de referencia podrán
utilizarse podrán utilizarse para revisar las posiciones. | Indicadores de referencia
externos si se utiliza maquinaria |
6.9 Protección de los diques frente a la erosión de la lluvia
Proteja los nuevos diques nada más terminar su construccíón
1. Los diques recién construidos deben protegerse de la erosión plantando o sembrado una cubierta herbácea en la coronación de los diques, en su lado seco y en el lado mojado hasta el nivel normal del agua del estanque.
2. Para conseguir una cubierta herbácea en el menor plazo posible, proceda como sigue:
(a) Extienda una capa de 10 a 15 cm de suelo vegetal en la zona que se desea plantar. Esa capa procede de la zona del estanque, de donde se extrajo anteriormente, o se adquiere en un lugar próximo.
(b) Si es posible, mezcle algún fertilizante químico compuesto por ejemplo, una mezcla 13-13-13 (NPK)1,a razón de 50 a 100 g por m2 de superficie o 400-800 g por m3 de tierra vegetal.
1N - nitrógeno; P = fósforo; K = potasio
(c) Plante esquejes o trozos de césped del tipo seleccionado (Cuadro 30), a intervalos relativamente pequeños.
(d) Riegue bien la hierba inmediatamente después de plantarla y, luego, a intervalos periódicos.
(e) Una vez formada la capa de hierba, córtela periódicamente para favorecer su extensión por toda la superficie. Si es posible, aplique aproximadamente 0,1 g de nitrógeno efectivo por m2 para acelerar la difusión de la hierba.
3. Si desea más información, póngase en contacto con un extensionista.
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Preparaci�n de los diques para plantar o sembrar hierba
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4. Si el clima es seco, riegue periódicamente la hierba recién plantada. Cubra el suelo con materia orgánica (empajado*) para reducir la evaporación del suelo.
5. Si las lluvias son intensas, utilice una protección temporal, de heno por ejemplo, para evitar una grave erosion de los diques hasta que se forme la capa de hierba.
6. No plante nunca grandes árboles en los diques o en sus inmediaciones,
ya que sus raíces debilitarían los diques. En algunos
lugares, se pueden plantar , pero hay que procurar elegir siempre plantas
que protejan bien el suelo y con raíces que no debiliten el dique
porque penetran excesivamente en él o alteran el suelo.
7. Procure mantener los diques en buen estado de conservación.
Sólo deje que pasten en ellos pequeños animales.
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No plante nunca �rboles grandes en los diques ni junto a ellos
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Se pueden introducir cultivos en los diques
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En los diques sólo deben pastar
animales pequenos
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Selección de la cubierta herbácea
8. La mejor protección se obtiene con hierbas perennes (Gramineae) que reúnan las siguientes características:
- rápida extensión, para que puedan formar una cubierta densa, mediante avance natural, vástagos rastreros (estolones*) o rizomás* subterráneos;
- buena adaptación al clima local, sobre todo si hay una estación seca;
- facilidad de propagación vegetativa, por ejemplo, mediante
el trasplante de estolones* o rizomás*.
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9. En el Cuadro 30 se enumeran algunas hierbas recomendadas para la formación de una cubierta herbácea perenne.
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6.10 Desagües en el fondo del estanque
1. Los desagües en el fondo del estanque son zanjas que se excavan en el fondo de los estanques para facilitar la salida del agua y dirigir los peces hacia la salida del estanque durante la recolección.
2. No siempre se necesitan desagües en el fondo. Por ejemplo, si
se trata de estanques pequeños con el fondo inclinado, puede
prescindir de ellos. En cambio, conviene tenerlos:
- cuando la pendiente del fondo es insuficiente;
- en los estanques grandes de más de 75 m de longitud;
- en los estanques de presa con fondo de relieve irregular.
Diseño de la red de desagües
3. Los desagües de fondo pueden tener diversas configuraciones, según la topografia y forma del fondo.
4. Si la topografía del fondo es bastante uniforme, conviene construir una red regular de desagües. Los estanques se pueden disponer de dos maneras:
- en forma radial desde la salida, si el estanque tiene forma más bien cuadrada; o
- en forma de espina de pescado, si el estanque es más alargado;
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5. Si la topografía del fondo es muy irregular, hay que construir una red irregular de desagües, que una las diversas depresiones y garantice su vaciado completo para la recolección.
| Desagüe de las depresiones en un
estanque de presa |
6. En algunos estanques de presa con zonas pantanosas en la parte más elevada y menos profunda, conviene excavar un desagüe inclinado de 2 a 3 m de anchura siguiendo el perímetro del estanque. Podría añadirse tambien un desagüe central para aumentar el volumen de agua disponible para los peces.
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Desag�e de zonas pantanosas ,en un estanque de presa |
7. En los estanques arroceros, si se extrae suelo del borde interior del estanque para hacer los diques, las zanjas abiertas deben conectarse con el desagüe de salida.
| Desagüe de las zanjas
de excavación en un estanque arrocero |
8. Los desagües de fondo suelen tener forma de canales trapezoidales con las siguientes características:
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Ejemplo de desag�e e fondo trapezoidal
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9. La distancia entre desagües deberá oscilar entre los 4-8 m de los estanques pequeños y los 30-50 m de los de grandes dimensiones. El número deberá ser el mínimo imprescindible para vaciar por completo el agua, ya que habrá que limpiarlos periódicamente a mano.
| 10. Los desagües de fondo deben estar comunicados
con una balsa de recoleccion excavada
en la parte m�s profunda del estanque delante de la salida,
donde se puedan concentrar todos los peces para su recolección.
Recuerde: Debe preverse una diferencia de altura:
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Desag�e de fondo con balsa de recoleccion
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6.11 Llenado del estanque por primera vez
1. En cuanto sea posible, y antes de finalizado el estanque, conviene inundarlo de agua:
- para comprobar que funcionan debidamente todas las estructuras: toma de agua, canales, entrada y salida del estanque;
- para comprobar que los nuevos diques son lo bastante resistentes e impermeables;
- para acelerar la estabilización de esos diques.
2. Por razones de seguridad y eficiencia, conviene proceder como sigue:
(a) Llene el estanque con agua muy lentamente y hasta una profundidad máxima de 0,40 m en la salida.
(b) Corte el agua y déjela en el estanque unos días. Durante
ese tiempo, examine atentamente los diques. Repare las grietas y las
partes desplomadas, compactando bien la tierra.
(c) Vacíe por completo el agua y deje que se seque el estanque
durante unos días. Continúe observando los diques y reparándolos,
si fuere necesario.
(d) Vuelva a Ilenar el estanque muy lentamente y aproximadamente hasta
un nivel 0,40 m superior al de la vez anterior.
(e) Cierre el abastecimiento de agua. Compruebe los diques y repárelos,
si fuere necesario. Después de pasados unos días, vacíe
el estanque por completo.
(f) Repita este proceso de Ilenar/secar hasta que el agua alcance el
nivel máximo previsto.
(g) Compruebe y repare los diques, si fuere necesario.
3. Si el abastecimiento de agua es limitado, no se podrán seguir las indicaciones anteriores. En tal caso, Ilene el estanque muy lentamente, cerrando el agua de vez en cuando y comprobando los diques con mucha atención.
