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La
Ingeniería hidráulica es la rama de la ingeniería civil que se ocupa de
Planificar, proyectar, construir y operar las obras hidráulicas, entendiendo
Como estas las obras civiles cuya función es la de captar, regular, controlar,
Transportar, distribuir, recolectar y disponer de las aguas o bien protegerse
De ellas.
La
Planificación de proyectos está conformada por la siguiente secuencia:
– La formulación de proyectos
(identificar áreas del proyecto, definir esquemas hidráulicos, analizar
Posibles soluciones, formular proyectos específicos).
– Evaluación y jerarquización de proyectos
(seleccionar el método en función a los objetivos, evaluar cada proyecto y
Establecer el orden de prelación).
– Programación de los proyectos seleccionados
(establecer el orden de prioridad dentro del Plan General de Desarrollo de la
Nacíón).
Algunos de
Los usos del agua son: Abastecimiento urbano, Riego con fines agrícolas,
Hidroelectricidad, Navegación, Recreación, donde todos estos usos entran en un
Proyecto hidráulico de aprovechamiento y otros usos son de disposición de aguas
Servidas que está comprendido en un proyecto hidráulico de aprovechamiento.
Los usos
Dirigidos a protegerse de la acción destructiva del agua, pueden clasificarse
Así:
-Disposición de aguas servidas: que comprende la
Recolección y descarga de las aguas contaminadas por el uso que el hombre ha
Hecho de ellas directa o indirectamente.
-Drenaje urbano: que consiste en la recolección y
Descarga de aguas pluviales es áreas urbanizadas.
-Drenaje agrícola: cuyo objetivo es similar al
Anterior, pero en zonas agrícolas donde no solo son aguas pluviales sino
También del riego artificial o del subsuelo.
-Control de crecidas: que contempla las acciones
Encaminadas a impedir los daños que ocasionan el desbordamiento de las aguas de
Los ríos, quebradas u otros cuerpos superficiales.
-Control de erosión: consiste en impedir la acción
Erosiva del agua, tanto en cauces como en el suelo y subsuelo.
consiste en el drenaje de los excesos de agua
Sub-superficiales que pueden poner en peligro la estabilidad geológica de los
Suelos.
Se denomina proyecto de propósito único donde está destinado a un único
Uso, y proyecto de propósito múltiple donde existe más de un uso.
– Formulación de los Proyectos Hidráulicos:
Identificar las áreas de proyecto dentro del ámbito geográfico, Definir
Las soluciones que puedan configurar las áreas de proyectos, El análisis de las
Diferentes alternativas para escoger las más convenientes, finalmente, se
Procede a la formulación de los proyectos específicos cuya factibilidad ha sido
Comprobada.
-Acciones complementarias
Estas acciones se llevan a cabo para cumplir con el objetivo para el
Cual fue concebido el proyecto hidráulico y garantizar con ellas el beneficio
En los siguientes aspectos: legales, institucionales, social y económico.
-Ciclo Hidrológico: El ciclo hidrológico natural, esquemáticamente
Se puede distinguen en dos fases bien definidas: una atmosférica y otra
Terrestre, siendo esta última donde el hombre ejerce principalmente la
Influencia, ya que los proyectos hidráulicos se desarrollan en ella, como el
Trasvase de embalses modifica la calidad del agua, o la utilización de esta.
-Planificación de Proyecto Hidráulico: Es un conjunto de acciones
Realizadas por el hombre con el propósito de usar el agua con un fin o fines
Determinados.
-Etapas de la planificación de un proyecto hidráulico.
Reconocimiento del inventario, Estudio preliminar, Anteproyecto, Proyecto
Definitivo, Construcción, Operación y funcionamiento.
o- Tipos de Información y estudios a Considerar
Para la Realización de los Proyectos Hidráulicos:
Hidrológica: como curvas de Duración de Caudales diarios, mensuales o anuales
(muestran el % del tiempo en que un caudal es igual o mayor a un determinado
Valor), las Curvas de Masa (muestran la deficiencia de tener lugar en la
demanda sobre periodos seleccionados de poco caudal) y los Análisis de
Frecuencia de Picos de crecientes máximas anuales (muestran o los peligros
Potenciales de inundación), Precipitación: Cantidad, distribución,
Intensidad y frecuencia. Escorrentía superficial: Cantidad y variabilidad,
Caudales.
Subterránea: Acuíferos, recarga y reservas del subsuelo. Calidad
Del agua: Física, química, biológica. Evaporación: Cantidad y
Distribución Sedimentos: Cantidad, material, origen y tipo. Temperatura:
Normal, media, mínima y máxima. Información Hidrológica, Información Geológica
Y Geodésica, Información Agrologica y Edafológica, Información Socio-Económica,
Información Ecológica, Información Legal-Institucional, Recursos de agua.
-Propósitos y Objetivos de un
Aprovechamiento Hidráulico, Un sistema
óptimo de aprovechamiento hidráulico es el conjunto de proyectos más eficientes
Destinados a lograr el aprovechamiento integral y exhaustivo de los recursos
Hidráulicos y naturales que tengan concordancia, en una unidad hidrográfica. EJEMPLO–
Propósito: Prevención de inundaciones .Objetivos: Prevención o
Reducción de daños ocasionados por las crecidas dentro de las planicies de
Inundación. Tipos de obras y medidas: Embalses de regulación, diques,
Pozos, muros de contención de cauces, canales, estaciones de bombeo, sistemas
De drenaje, entre otros. -Obras
Hidráulicas. No son mas que obras
Civiles cuya función es la de captar, regular, controlar, transportar,
Distribuir, recolectar y disponer de las aguas o bien protegerse de ellas.
-Clasificación de las Obras Civiles.
Obras de captación: tienen como
Objetivo extraer las aguas de su medio natural. Obras de Regulación: son
Las destinadas a modificar el régimen cronológico natural de las aguas, por
Ej Las presas de embalse, los
Aliviaderos, los estanques. Obras de Conducción: como su nombre lo
Indica se emplean para transportar agua desde los lugares de captación a los
Sitios de consumo, o de éstos a los de descarga. Obras de Distribución: son obras
Cuya función es repartir el agua entre los usuarios. Obras de Recolección: son aquellas que
Recogen los excesos de agua y los llevan hasta la conducción de descarga
Respectiva Obras de Protección y Mejoras de Cauce: son aquellas
Destinadas a mejorar la capacidad de conducción de los cauces fluviales y a
Impedir su desbordamiento. Obras de Transformación de Energía Hidráulica: son
Aquellas donde la energía hidráulica, sea potencial, cinética, o ambas, Obras
Misceláneas: son las obras hidráulicas que no encajan en ninguno de los
Conceptos anteriores.
La
Diferencia entre consumo y demanda es
En la primera es la cantidad realmente utilizada y demanda es la cantidad que se desea
Consumir.
·Demanda en reserva, se refiere
A los volúMenes de agua que deben reservarse en las fuentes de abastecimiento,
Conservando márgenes de seguridad generosos sobre los consumos previsibles.
• Demandas de proyecto, que son las demandas medias que deben ser
Abastecidas por cada obra (fuente, conducción o distribución) parte del proyecto.
• Gastos de diseño, calculados sobre la base de la distribución
Instantánea de las demandas de proyecto, determinando así las dimensiones
Hidráulicas de las diferentes obras.
·Demanda bruta:Agua pedida por los usuarios bajo
Circunstancias económicas determinadas, como a un precio dado tomando en cuenta
Los sumandos de perdidas y retornos.
-Horizonte
De Planificación. El horizonte de planificación de un proyecto es la
Fecha más lejana para el cual se supone que él debe satisfacer las cantidades
De agua necesarias para abastecer las ciudades correspondientes.
-Estimación
De las Necesidades. Dos factores básicos: la población a servir y el plan
De desarrollo urbano.Existen numerosos métodos que tratan de predecir
El crecimiento futuro probable de la población, como lo son el método
Aritmético, logarítmico y el del grafico de tendencia
-Determinación de las Dotaciones. La dotación se forma con la
Suma de los requerimientos razonables de los diferentes usos que conforman el
Abastecimiento urbano: doméstico, comercial, industrial y público; Los factores
Que influencian la dotación o consumo deseable, pueden resumirse así: Necesidades de tipo sanitario dentro del
Consumo doméstico, Clima (En
áreas muy calurosas el consumo de agua es mayor que en climas frescos, en
Especial en el riego de jardines), Tamaño
De la ciudad, Precio del agua,
Cloacas, Carácterísticas de los habitantes(El
Nivel de vida y la situación económica de los habitantes influye en forma muy
Significativa en los consumos), tipo
De industrias y de comercios.
-Hipótesis de Demanda.La
Incertidumbre estará presente en cualquier estimación de las probables demandas
Futuras de abastecimiento al medio urbano.. Un punto importante que se tiene
Que considerar al formular las hipótesis de crecimiento de las demandas de agua
En el medio urbano, es la variación de las dotaciones globales con el tiempo,
Es decir, suponer una modificación de ellas en el futuro.
– Riego. La problemática del agua para riego está
Íntimamente relacionada al desarrollo del sector agrícola. El estudio de la
Demanda de agua para riego tiene por objeto identificar, comparar y analizar
Las diferencias obtenidas entre la demanda, el suministro y el consumo de agua
Para riego en cada unidad de superficie.
-Determinación de las
Necesidades de riego. Las cantidades de agua que demanda la
Agricultura bajo riego, dependen de tres parámetros fundamentales: el clima, el
área bajo riego y los cultivos correspondientes.
-Requerimientos
De agua en las plantas. Durante la etapa de crecimiento de un cultivo, éste
Requiere de una cantidad de agua que se denomina uso consuntivo.El uso
Consuntivo es la evapotranspiración potencial. La evapotranspiración potencial
(ETP) es la suma de la
Evaporación y la transpiración de las plantas, bajo el supuesto de que siempre
Hay agua disponible en la superficie o en el subsuelo.
La evapotranspiración se define como la pérdida de humedad de una superficie por evaporación directa junto con la pérdida de agua por transpiración de la vegetación. Se expresa en milímetros por unidad de tiempo.Para el fin de determinar la evapotranspiración real de los cultivos y el déficit agrícola de los suelos es indispensable realizar un Balance Hídrico del suelo.
El concepto de balance hídrico se deriva del concepto de balance de materia, es decir, que es el equilibrio entre todos los recursos hídricos que ingresan al sistema y los que salen del mismo, en un intervalo de tiempo determinado.En general no se dispone de registros de infiltración, por lo que resultaría entonces, más conveniente, expresar la infiltración en función de variables hidrológicas medibles tales como precipitación y evaporación
-necesidades de tipo sanitaria en el consumo domestico. – Clima – Tamaño de la ciudad – Precio del agua -Cloacas y carácterísticas de los habitantes. -Tipo industrial y de comercio.
En conclusión se puede determinar las dotaciones globales por dos caminos, el primero a través de un análisis detallado por tipo de consumo (domestico, indrustrial, comercial y publico) y el otro con la utilizaciones de dotaciones que incluyan todos los usos, basados generalmente en experiencias con consumos totales.
-Hidroelectricidad. es el aprovechamiento de la energía cinética y potencial del agua que se encuentra en energía mecánica para luego transformarse en energía eléctrica.
-Disposición de aguas servidas. Cualquier agua servida, normalmente contaminada, debe ser dispuesta de forma adecuada para que no cause daños, la cual puede ser controlada con Drenaje Urbano, Drenaje Agrícola.
-Control de Crecidas.Están determinadas por los daños que el desbordamiento de los ríos pueda causar en áreas urbanas y rurales, y de la misma forma, su exceso de agua está definido por un período de retorno y un nivel de inundaciones.
-Visión integral de las demandas. La visión integral de las demandas es de primerísima importancia pues solo así se lograrán proyectos realmente beneficiosos al hombre. Por otra parte, esta visión permitirá vislumbrar adecuadamente la posible competencia entre los diferentes usos, que proviene de la frecuente imposibilidad de que puedan satisfacerse todas las demandas simultáneamente, es decir, de lograr un balance entre la demanda y la oferta.
Disponibilidades del agua. Las disponibilidades son la cuantificación de las cantidades existentes a lo largo de las diferentes fases o etapas del ciclo hidrológico, ya enunciado. El conocimiento de las disponibilidades no sólo es indispensable para la correcta definición del proyecto hidráulico, sino que además es el dato más importante, pues él, conjuntamente con las demandas, son las variables determinantes de las dimensiones de los proyectos.
-Disponibilidad bruta. Es equivalente al término disponibilidad antes definido y se establece tanto en volumen como en calidad, así como en su distribución espacial y cronológica. De aquí en adelante se denominará simplemente disponibilidad. La que yo tengo para satisfacer a los usuarios mas tomando en cuenta las perdidas.
-Disponibilidad neta. También conocida como aprovechable, que es aquella disponibilidad realmente factible de ser utilizada en beneficio del hombre, es decir, que puede ser empleada para usos de aprovechamientos. Esta disponibilidad depende de varios factores, entre los cuales merece destacar: la factibilidad física de hacer uso del agua, la factibilidad económica de aprovecharla, la tecnología existente y la calidad del agua; factores, todos que están interrelacionados entre sí.
-Exceso es aquella disponibilidad cuya existencia en cantidad, lugar, oportunidad o calidad ocasiona daños, causando en consecuencia, la necesidad de un uso de protección.
-Disponibilidad real u oferta es aquella disponibilidad neta o el exceso, que realmente son controlados por el hombre.
– Análisis de probabilidad de disponibilidad.Evento Aislado: Se refiere a un fenómeno hidrológico limitado en el tiempo, por ejemplo el escurrimiento de una crecida o la conformación de una sequía. Evento Extremo: En algunos casos sólo es necesario determinar la magnitud máxima o mínima; por ejemplo, el pico de la creciente o el gasto mínimo instantáneo de un período de sequía. Evento Secuencial: Representa el resultado de todos los fenómenos hidrológicos que conforman el escurrimiento ordenado secuencialmente. Probabilidad de Ocurrencia: Es una medida de la frecuencia con que ocurre un fenómeno hidrológico (evento).