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ESTUDIO DE DIAGNÓSTICO PARA
EMPLAZAMIENTO DE MICRO – EMBALSES
REGIÓN VI
INFORME FINAL
DICIEMBRE 2012
HERNÁN CORTÉS 2362, ÑUÑOA, SANTIAGO F: 2893 46 75, www.aquaterra-ing.cl
ÍNDICE INFORME FINAL
1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS ................................................................ 1
2. SITIO Nº 1. EL VALLE, COMUNA DE LA ESTRELLA, PROVINCIA DEL CARDENAL CARO ............................................................................................ 1
2.1. Descripción del Proyecto ................................................................... 1
2.2. Área de Riego .................................................................................... 7
2.3. Hidrología .......................................................................................... 9
2.3.1. Antecedentes Pluviométricos .............................................................. 9
2.3.2. Caudales Medios Mensuales ............................................................. 10
2.3.3. Análisis de Crecidas ......................................................................... 13
2.4. Diseño Hidráulico ............................................................................ 14
2.4.1. Bases de Cálculo ............................................................................. 14
2.4.2. Vertedero de Descarga .................................................................... 15
2.4.3. Curva de Embalse ........................................................................... 15
2.5. Trabajos de Terreno ........................................................................ 16
2.5.1. Mecánica de Suelos ......................................................................... 16
2.5.2. Topografía ...................................................................................... 16
2.6. Cubicaciones .................................................................................... 18
2.7. Presupuesto ..................................................................................... 19
2.8. Evaluación Económica ..................................................................... 20
2.9. Derechos de Agua ............................................................................ 21
3. SITIO Nº 3. EL CAJÓN, COMUNA DE LA ESTRELLA, PROVINCIA DEL CARDENAL CARO .......................................................................................... 23
3.1. Descripción del Proyecto ................................................................. 23
3.2. Área de Riego .................................................................................. 26
3.3. Hidrología ........................................................................................ 28
3.3.1. Antecedentes Pluviométricos ............................................................ 28
3.3.2. Caudales Medios Mensuales ............................................................. 29 ÍNDICE INFORME FINAL
3.3.3. Análisis de Crecidas ......................................................................... 32
3.4. Diseño Hidráulico ............................................................................ 33
3.4.1. Bases de Cálculo ............................................................................. 33
3.4.2. Vertedero de Descarga .................................................................... 34
3.4.3. Curva de Embalse ........................................................................... 34
3.5. Trabajos de Terreno ........................................................................ 35
3.5.1. Mecánica de Suelos ......................................................................... 35
3.5.2. Topografía ...................................................................................... 35
3.6. Cubicaciones .................................................................................... 37
3.7. Presupuesto ..................................................................................... 38
3.8. Evaluación Económica ..................................................................... 39
3.9. Derechos de Agua ............................................................................ 40
4. SITIO Nº 4. LAS DAMAS, COMUNA DE LITUECHE, PROVINCIA DEL CARDENAL CARO .......................................................................................... 41
4.1. Descripción del Proyecto ................................................................. 41
4.2. Área de Riego .................................................................................. 44
4.3. Hidrología ........................................................................................ 46
4.3.1. Antecedentes Pluviométricos ............................................................ 46
4.3.2. Caudales Medios Mensuales ............................................................. 47
4.3.3. Análisis de Crecidas ......................................................................... 50
4.4. Diseño Hidráulico ............................................................................ 51
4.4.1. Bases de Cálculo ............................................................................. 51
4.4.2. Vertedero de Descarga .................................................................... 52
4.4.3. Curva de Embalse ........................................................................... 52
4.5. Trabajos de Terreno ........................................................................ 53
4.5.1. Mecánica de Suelos ......................................................................... 53
4.5.2. Topografía ...................................................................................... 53
4.6. Cubicaciones .................................................................................... 55
ÍNDICE INFORME FINAL
4.7. Presupuesto ..................................................................................... 56
4.8. Evaluación Económica ..................................................................... 57
4.9. Derechos de Agua ............................................................................ 58
5. SITIO Nº 13. EL CHORRILLO, COMUNA DE LA ESTRELLA, PROVINCIA DEL CARDENAL CARO ................................................................................... 59
5.1. Descripción del Proyecto ................................................................. 59
5.2. Área de Riego .................................................................................. 62
5.3. Hidrología ........................................................................................ 64
5.3.1. Antecedentes Pluviométricos ............................................................ 64
5.3.2. Caudales Medios Mensuales ............................................................. 65
5.3.3. Análisis de Crecidas ......................................................................... 68
5.4. Diseño Hidráulico ............................................................................ 69
5.4.1. Bases de Cálculo ............................................................................. 69
5.4.2. Vertedero de Descarga .................................................................... 70
5.4.3. Curva de Embalse ........................................................................... 70
5.5. Trabajos de Terreno ........................................................................ 71
5.5.1. Mecánica de Suelos ......................................................................... 71
5.5.2. Topografía ...................................................................................... 71
5.6. Cubicaciones .................................................................................... 73
5.7. Presupuesto ..................................................................................... 74
5.8. Evaluación Económica ..................................................................... 75
5.9. Derechos de Agua ............................................................................ 76
6. SITIO Nº 17. SANTA GERTRUDIS, COMUNA DE LITUECHE, PROVINCIA DEL CARDENAL CARO ................................................................................... 77
6.1. Descripción del Proyecto ................................................................. 77
6.2. Área de Riego .................................................................................. 80
ÍNDICE INFORME FINAL
6.3. Hidrología ........................................................................................ 82
6.3.1. Antecedentes Pluviométricos ............................................................ 82
6.3.2. Caudales Medios Mensuales ............................................................. 83
6.3.3. Análisis de Crecidas ......................................................................... 86
6.4. Diseño Hidráulico ............................................................................ 87
6.4.1. Bases de Cálculo ............................................................................. 87
6.4.2. Vertedero de Descarga .................................................................... 88
6.4.3. Curva de Embalse ........................................................................... 88
6.5. Trabajos de Terreno ........................................................................ 89
6.5.1. Mecánica de Suelos ......................................................................... 89
6.5.2. Topografía ...................................................................................... 89
6.6. Cubicaciones .................................................................................... 91
6.7. Presupuesto ..................................................................................... 92
6.8. Evaluación Económica ..................................................................... 93
6.9. Derechos de Agua ............................................................................ 94
7. SITIO Nº 19. RANQUILCO, COMUNA DE LITUECHE, PROVINCIA DEL CARDENAL CARO .......................................................................................... 95
7.1. Descripción del Proyecto ................................................................. 95
7.2. Área de Riego .................................................................................. 98
7.3. Hidrología ...................................................................................... 100
7.3.1. Antecedentes Pluviométricos .......................................................... 100
7.3.2. Caudales Medios Mensuales ........................................................... 101
7.3.3. Análisis de Crecidas ....................................................................... 104
7.4. Diseño Hidráulico .......................................................................... 105
7.4.1. Bases de Cálculo ........................................................................... 105
7.4.2. Vertedero de Descarga .................................................................. 106
7.4.3. Curva de Embalse ......................................................................... 106
ÍNDICE INFORME FINAL
7.5. Trabajos de Terreno ...................................................................... 107
7.5.1. Mecánica de Suelos ....................................................................... 107
7.5.2. Topografía .................................................................................... 107
7.6. Cubicaciones .................................................................................. 109
7.7. Presupuesto ................................................................................... 110
7.8. Evaluación Económica ................................................................... 111
7.9. Derechos de Agua .......................................................................... 112
8. SITIO Nº 23. NILAHUE-BARAHONA, COMUNA DE PUMANQUE, PROVINCIA DE COLCHAGUA ...................................................................... 113
8.1. Descripción del Proyecto ............................................................... 113
8.2. Área de Riego ................................................................................ 116
8.3. Hidrología ...................................................................................... 118
8.3.1. Antecedentes Pluviométricos .......................................................... 118
8.3.2. Caudales Medios Mensuales ........................................................... 119
8.3.3. Análisis de Crecidas ....................................................................... 122
8.4. Diseño Hidráulico .......................................................................... 123
8.4.1. Bases de Cálculo ........................................................................... 123
8.4.2. Vertedero de Descarga .................................................................. 124
8.4.3. Curva de Embalse ......................................................................... 124
8.5. Trabajos de Terreno ...................................................................... 125
8.5.1. Mecánica de Suelos ....................................................................... 125
8.5.2. Topografía .................................................................................... 125
8.6. Cubicaciones .................................................................................. 127
8.7. Presupuesto ................................................................................... 128
8.8. Evaluación Económica ................................................................... 129
8.9. Derechos de Agua .......................................................................... 130
ÍNDICE INFORME FINAL
9. SITIO Nº 25. LAS PATAGUAS, COMUNA DE MARCHIHUE PROVINCIA DEL CARDENAL CARO ................................................................................. 131
9.1. Descripción del Proyecto ............................................................... 131
9.2. Área de Riego ................................................................................ 134
9.3. Hidrología ...................................................................................... 136
9.3.1. Antecedentes Pluviométricos .......................................................... 136
9.3.2. Caudales Medios Mensuales ........................................................... 137
9.3.3. Análisis de Crecidas ....................................................................... 140
9.4. Diseño Hidráulico .......................................................................... 141
9.4.1. Bases de Cálculo ........................................................................... 141
9.4.2. Vertedero de Descarga .................................................................. 142
9.4.3. Curva de Embalse ......................................................................... 142
9.5. Trabajos de Terreno ...................................................................... 143
9.5.1. Mecánica de Suelos ....................................................................... 143
9.5.2. Topografía .................................................................................... 143
9.6. Cubicaciones .................................................................................. 145
9.7. Presupuesto ................................................................................... 146
9.8. Evaluación Económica ................................................................... 147
9.9. Derechos de Agua .......................................................................... 148
10. SITIO Nº 27. LAS PATAGUAS, COMUNA DE MARCHIHUE PROVINCIA DEL CARDENAL CARO ................................................................................. 149
10.1. Descripción del Proyecto ............................................................ 149
10.2. Área de Riego ............................................................................. 152
10.3. Hidrología ................................................................................... 154
10.3.1. Antecedentes Pluviométricos....................................................... 154
10.3.2. Caudales Medios Mensuales ........................................................ 155
10.3.3. Análisis de Crecidas .................................................................... 158
ÍNDICE INFORME FINAL
10.4. Diseño Hidráulico ....................................................................... 159
10.4.1. Bases de Cálculo ........................................................................ 159
10.4.2. Vertedero de Descarga ............................................................... 160
10.4.3. Curva de Embalse ...................................................................... 160
10.5. Trabajos de Terreno ................................................................... 161
10.5.1. Mecánica de Suelos .................................................................... 161
10.5.2. Topografía ................................................................................. 161
10.6. Cubicaciones .............................................................................. 163
10.7. Presupuesto ............................................................................... 164
10.8. Evaluación Económica ................................................................ 165
10.9. Derechos de Agua ...................................................................... 166
11. SITIO Nº 30. SANTA ANA, COMUNA DE LITUECHE PROVINCIA DEL CARDENAL CARO ........................................................................................ 167
11.1. Descripción del Proyecto ............................................................ 167
11.2. Área de Riego ............................................................................. 170
11.3. Hidrología ................................................................................... 172
11.3.1. Antecedentes Pluviométricos....................................................... 172
11.3.2. Caudales Medios Mensuales ........................................................ 173
11.3.3. Análisis de Crecidas .................................................................... 176
11.4. Diseño Hidráulico ....................................................................... 177
11.4.1. Bases de Cálculo ........................................................................ 177
11.4.2. Vertedero de Descarga ............................................................... 178
11.4.1. Curva de Embalse ...................................................................... 178
11.5. Trabajos de Terreno ................................................................... 179
11.5.1. Mecánica de Suelos .................................................................... 179
11.5.2. Topografía ................................................................................. 179
11.6. Cubicaciones .............................................................................. 181
ÍNDICE INFORME FINAL
11.7. Presupuesto ............................................................................... 182
11.8. Evaluación Económica ................................................................ 183
11.9. Derechos de Agua ...................................................................... 184
12. SITIO Nº N-10. LAS PATAGUAS, COMUNA DE MARCHIHUE PROVINCIA DEL CARDENAL CARO ............................................................. 185
12.1. Descripción del Proyecto ............................................................ 185
12.2. Área de Riego ............................................................................. 188
12.3. Hidrología ................................................................................... 190
12.3.1. Antecedentes Pluviométricos....................................................... 190
12.3.2. Caudales Medios Mensuales ........................................................ 191
12.3.3. Análisis de Crecidas .................................................................... 194
12.4. Diseño Hidráulico ....................................................................... 195
12.4.1. Bases de Cálculo ........................................................................ 195
12.4.2. Vertedero de Descarga ............................................................... 196
12.4.3. Curva de Embalse ...................................................................... 196
12.5. Trabajos de Terreno ................................................................... 197
12.5.1. Mecánica de Suelos .................................................................... 197
12.5.2. Topografía ................................................................................. 197
12.6. Cubicaciones .............................................................................. 199
12.7. Presupuesto ............................................................................... 200
12.8. Evaluación Económica ................................................................ 201
12.9. Derechos de Agua ...................................................................... 202
13. SITIO Nº N-28. LA QUESERÍA, COMUNA DE PAREDONES PROVINCIA DEL CARDENAL CARO ................................................................................. 203
13.1. Descripción del Proyecto ............................................................ 203
13.2. Área de Riego ............................................................................. 206
ÍNDICE INFORME FINAL
13.3. Hidrología ................................................................................... 208
13.3.1. Antecedentes Pluviométricos....................................................... 208
13.3.2. Caudales Medios Mensuales ........................................................ 209
13.3.3. Análisis de Crecidas .................................................................... 212
13.4. Diseño Hidráulico ....................................................................... 213
13.4.1. Bases de Cálculo ........................................................................ 213
13.4.2. Vertedero de Descarga ............................................................... 214
13.4.3. Curva de Embalse ...................................................................... 214
13.5. Trabajos de Terreno ................................................................... 215
13.5.1. Mecánica de Suelos .................................................................... 215
13.5.2. Topografía ................................................................................. 215
13.6. Cubicaciones .............................................................................. 217
13.7. Presupuesto ............................................................................... 218
13.8. Evaluación Económica ................................................................ 219
13.9. Derechos de Agua ...................................................................... 220
14. SITIO Nº N-1 FUNDO QUERELEMA, COMUNA DE PAREDONES PROVINCIA DEL CARDENAL CARO ............................................................. 221
14.1. Descripción del Proyecto ............................................................ 221
14.2. Área de Riego ............................................................................. 224
14.3. Hidrología ................................................................................... 226
14.3.1. Antecedentes Pluviométricos....................................................... 226
14.3.2. Caudales Medios Mensuales ........................................................ 227
14.3.3. Análisis de Crecidas .................................................................... 230
14.4. Diseño Hidráulico ....................................................................... 231
14.4.1. Bases de Cálculo ........................................................................ 231
14.4.2. Vertedero de Descarga ............................................................... 232
14.4.3. Curva de Embalse ...................................................................... 232
ÍNDICE INFORME FINAL
14.5. Trabajos de Terreno ................................................................... 233
14.5.1. Mecánica de Suelos .................................................................... 233
14.5.2. Topografía ................................................................................. 233
14.6. Cubicaciones .............................................................................. 235
14.7. Presupuesto ............................................................................... 236
14.8. Evaluación Económica ................................................................ 237
14.9. Derechos de Agua ...................................................................... 238
15. SITIO Nº N-4. LA HIJUELA LOS CULENES, COMUNA DE PAREDONES PROVINCIA DEL CARDENAL CARO ............................................................. 239
15.1. Descripción del Proyecto ............................................................ 239
15.2. Área de Riego ............................................................................. 242
15.3. Hidrología ................................................................................... 244
15.3.1. Antecedentes Pluviométricos....................................................... 244
15.3.2. Caudales Medios Mensuales ........................................................ 245
15.3.3. Análisis de Crecidas .................................................................... 248
15.4. Diseño Hidráulico ....................................................................... 249
15.4.1. Bases de Cálculo ........................................................................ 249
15.4.2. Vertedero de Descarga ............................................................... 250
15.4.3. Curva de Embalse ...................................................................... 250
15.5. Trabajos de Terreno ................................................................... 251
15.5.1. Mecánica de Suelos .................................................................... 251
15.5.2. Topografía ................................................................................. 251
15.6. Cubicaciones .............................................................................. 253
15.7. Presupuesto ............................................................................... 254
15.8. Evaluación Económica ................................................................ 255
15.9. Derechos de Agua ...................................................................... 256
ÍNDICE INFORME FINAL
16. SITIO Nº N-5. LA CUEVA, COMUNA DE LA ESTRELLA PROVINCIA DEL CARDENAL CARO ........................................................................................ 257
16.1. Descripción del Proyecto ............................................................ 257
16.2. Área de Riego ............................................................................. 260
16.3. Hidrología ................................................................................... 262
16.3.1. Antecedentes Pluviométricos....................................................... 262
16.3.2. Caudales Medios Mensuales ........................................................ 263
16.3.3. Análisis de Crecidas .................................................................... 266
16.4. Diseño Hidráulico ....................................................................... 267
16.4.1. Bases de Cálculo ........................................................................ 267
16.4.2. Vertedero de Descarga ............................................................... 268
16.4.3. Curva de Embalse ...................................................................... 268
16.5. Trabajos de Terreno ................................................................... 269
16.5.1. Mecánica de Suelos .................................................................... 269
16.5.2. Topografía ................................................................................. 269
16.6. Cubicaciones .............................................................................. 271
16.7. Presupuesto ............................................................................... 272
16.8. Evaluación Económica ................................................................ 273
16.9. Derechos de Agua ...................................................................... 274
17. SITIO Nº N-6. LA PALMA, COMUNA DE PAREDONES PROVINCIA DEL CARDENAL CARO ........................................................................................ 275
17.1. Descripción del Proyecto ............................................................ 275
17.2. Área de Riego ............................................................................. 278
17.3. Hidrología ................................................................................... 280
17.3.1. Antecedentes Pluviométricos....................................................... 280
17.3.2. Caudales Medios Mensuales ........................................................ 281
17.3.3. Análisis de Crecidas .................................................................... 284
ÍNDICE INFORME FINAL
17.4. Diseño Hidráulico ....................................................................... 285
17.4.1. Bases de Cálculo ........................................................................ 285
17.4.2. Vertedero de Descarga ............................................................... 286
17.4.3. Curva de Embalse ...................................................................... 286
17.5. Trabajos de Terreno ................................................................... 287
17.5.1. Mecánica de Suelos .................................................................... 287
17.5.2. Topografía ................................................................................. 287
17.6. Cubicaciones .............................................................................. 289
17.7. Presupuesto ............................................................................... 290
17.8. Evaluación Económica ................................................................ 291
17.9. Derechos de Agua ...................................................................... 292
18. SITIO Nº N-7. PANILONGO, COMUNA DE PAREDONES PROVINCIA DEL CARDENAL CARO ................................................................................. 293
18.1. Descripción del Proyecto ............................................................ 293
18.2. Área de Riego ............................................................................. 296
18.3. Hidrología ................................................................................... 298
18.3.1. Antecedentes Pluviométricos....................................................... 298
18.3.2. Caudales Medios Mensuales ........................................................ 299
18.3.3. Análisis de Crecidas .................................................................... 302
18.4. Diseño Hidráulico ....................................................................... 303
18.4.1. Bases de Cálculo ........................................................................ 303
18.4.2. Vertedero de Descarga ............................................................... 304
18.4.3. Curva de Embalse ...................................................................... 304
18.5. Trabajos de Terreno ................................................................... 305
18.5.1. Mecánica de Suelos .................................................................... 305
18.5.2. Topografía ................................................................................. 305
18.6. Cubicaciones .............................................................................. 307
ÍNDICE INFORME FINAL
18.7. Presupuesto ............................................................................... 308
18.8. Evaluación Económica ................................................................ 309
18.9. Derechos de Agua ...................................................................... 310
19. SITIO Nº N-17. SANTA ANA, COMUNA DE MARCHIHUE PROVINCIA DEL CARDENAL CARO ................................................................................. 311
19.1. Descripción del Proyecto ............................................................ 311
19.2. Área de Riego ............................................................................. 314
19.3. Hidrología ................................................................................... 316
19.3.1. Antecedentes Pluviométricos....................................................... 316
19.3.2. Caudales Medios Mensuales ........................................................ 317
19.3.3. Análisis de Crecidas .................................................................... 320
19.4. Diseño Hidráulico ....................................................................... 321
19.4.1. Bases de Cálculo ........................................................................ 321
19.4.2. Vertedero de Descarga ............................................................... 322
19.4.3. Curva de Embalse ...................................................................... 322
19.5. Trabajos de Terreno ................................................................... 323
19.5.1. Mecánica de Suelos .................................................................... 323
19.5.2. Topografía ................................................................................. 323
19.6. Cubicaciones .............................................................................. 325
19.7. Presupuesto ............................................................................... 326
19.8. Evaluación Económica ................................................................ 327
19.9. Derechos de Agua ...................................................................... 328
20. SITIO Nº N-21. LA ENCIERRA, COMUNA DE MARCHIHUE PROVINCIA DEL CARDENAL CARO ................................................................................. 329
20.1. Descripción del Proyecto ............................................................ 329
20.2. Área de Riego ............................................................................. 332
ÍNDICE INFORME FINAL
20.3. Hidrología ................................................................................... 334
20.3.1. Antecedentes Pluviométricos....................................................... 334
20.3.2. Caudales Medios Mensuales ........................................................ 335
20.3.3. Análisis de Crecidas .................................................................... 338
20.4. Diseño Hidráulico ....................................................................... 339
20.4.1. Bases de Cálculo ........................................................................ 339
20.4.2. Vertedero de Descarga ............................................................... 340
20.4.3. Curva de Embalse ...................................................................... 340
20.5. Trabajos de Terreno ................................................................... 341
20.5.1. Mecánica de Suelos .................................................................... 341
20.5.2. Topografía ................................................................................. 341
20.6. Cubicaciones .............................................................................. 343
20.7. Presupuesto ............................................................................... 344
20.8. Evaluación Económica ................................................................ 345
20.9. Derechos de Agua ...................................................................... 346
21. SITIO Nº N-27, COMUNA DE LITUECHE PROVINCIA DEL CARDENAL CARO 347
21.1. Descripción del Proyecto ............................................................ 347
21.2. Área de Riego ............................................................................. 350
21.3. Hidrología ................................................................................... 352
21.3.1. Antecedentes Pluviométricos....................................................... 352
21.3.2. Caudales Medios Mensuales ........................................................ 353
21.3.3. Análisis de Crecidas .................................................................... 356
21.4. Diseño Hidráulico ....................................................................... 357
21.4.1. Bases de Cálculo ........................................................................ 357
21.4.2. Vertedero de Descarga ............................................................... 358
21.4.3. Curva de Embalse ...................................................................... 358
ÍNDICE INFORME FINAL
21.5. Trabajos de Terreno ................................................................... 359
21.5.1. Mecánica de Suelos .................................................................... 359
21.5.2. Topografía ................................................................................. 359
21.6. Cubicaciones .............................................................................. 361
21.7. Presupuesto ............................................................................... 362
21.8. Evaluación Económica ................................................................ 363
21.9. Derechos de Agua ...................................................................... 364
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1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS El proyecto ESTUDIO DE DIAGNÓSTICO PARA EMPLAZAMIENTO DE MICRO – EMBALSES REGIÓN VI, estudia la incorporación a riego de tierras de secano de 20 predios ubicados en la VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins. Los predios en estudio se encuentran en las Provincias de Cardenal Caro y Colchagua, en las comunas de Litueche, La Estrella, Marchihue, Pumanque y Paredones. En el Plano 1 se incluye la ubicación de cada uno de los sectores estudiados. El proyecto tiene como objetivo realizar los estudios necesarios para la futura materialización del riego a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. A continuación se presenta un resumen de los estudios efectuados en cada uno de los 20 sectores de la VI Región donde se desarrollaron los proyectos de Micro-Embalses. 2. SITIO Nº 1. EL VALLE, COMUNA DE LA ESTRELLA, PROVINCIA
DEL CARDENAL CARO
2.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano del predio Fundo San Rafael Hijuela 4, Lote 1, Rol SII Nº 57-37 perteneciente a la Sociedad Agrícola San Valentín Ltda., cuyo representante legal es don Sergio Javier Urzúa Padilla. El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de La Estrella, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 5 km al Noreste de la localidad de La Estrella. En el cuadro siguiente se muestran sus coordenadas.
CUADRO 2-1 UBICACIÓN PUNTO Nº1 (estribo derecho)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº1
N E El Valle
La Estrella 6.214.473 259.658
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PLANO 1 UBICACIÓN DE LOS 20 PREDIOS DE LA VI REGIÓN
4
PLANO 1 contracara UBICACIÓN DE LOS 20 PREDIOS DE LA VI REGIÓN
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En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
FIGURA 2-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
LA ESTRELLA
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El predio posee una superficie total de 98 ha, con el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 2-2 DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha) 1 VI de secano 24,5 2 VII de secano 73,5
Actualmente el predio tiene plantado frutales (29 ha de Nogales y 24 ha de Ciruelas), y son regados a través de agua subterránea que se extrae desde 3 pozos profundos. Con las aguas del futuro micro embalse se pretende aumentar la superficie de riego y darle seguridad de riego actual a los frutales; se regaría en forma gravitacional. Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 5 m de altura que permitirá acumular un volumen útil de 24.809 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 3 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
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2.2. Área de Riego El Fundo El Valle tiene un tamaño de 98 ha, las que se mantienen de secano a pesar que es atravesado por esteros, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera, pues no posee infraestructura de captación, regulación y conducción para el riego. El uso actual de la tierra agrícola, de secano, está dedicada a pastos naturales que sirve de base a una explotación extensiva de ganadería bovina y ovina y cultivo de trigo.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actual La superficie de riego actual es de 30 ha plantadas con viñas de cepas finas. El resto se mantiene de secano por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR) Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
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CUADRO 2-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio 1 1 Cálculo para Embalse Estacional 2 Superficie Física 98 ha 3 Superficie Max Regable 10 ha 4 Q 85% (m3/temporada) 24.809 m3/temporada 5 Etp isolínea 1.196 mm 6 Zona de Distribución de Etp VI Etp promedio 10.490 m3/temporada desde: Septiembre hasta: Abril 7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia Tendido 0 30% Surco 10 45% Goteo 0 90%
Total 10 45% Eficiencia Ponderada 0,45 Demanda 23.311 m3/ha/temporada Superficie Postulación 0,32 ha SNR 1,06 ha SENR 0,32
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Superficie Ponderada
Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 2-4 SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA
C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL Superficie 0 10 14,5 73,5 98
% 0 0 - 100,0 100 SNR 0 0 - 1,06 1,06
Factor 0,7 0,6 0,5 0,3
SNR pond 0 0 - 0,32 0,32 Como el predio no presenta suelos con capacidad de uso entre I a IV, se ha supuesto que se reconvertirán 10 ha de Clase VI en Clase IV de Capacidad de Uso. La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,32 ha - Superficie de postulación=0,32 ha
2.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
2.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
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CUADRO 2-5 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre
Ubicación UTM (WGS 84) Altitud
Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Litueche 6.221.061 248.584 250 DGA 1979-2011 P mens y Pmáx24
Rapel 6.240.424 247.349 16 DGA 1940-2011 P mens y Pmáx24
2.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 2-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 3 km2).
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FIGURA 2-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO Nº1
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el cuadro 2-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
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CUADRO 2-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO Nº1 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 0,00 19,60 57,07 43,13 57,29 49,23 0,00 0,00 0,00 4,36 0,00 15,25 20,491962 6,65 0,54 59,28 5,29 12,89 9,36 7,73 0,22 0,00 0,00 0,00 3,93 8,821963 0,20 58,99 61,98 125,61 134,89 124,28 5,30 24,86 0,00 0,00 0,00 11,27 45,611964 3,22 1,75 26,60 22,57 38,61 2,90 0,00 0,00 8,46 0,00 0,00 0,00 8,681965 42,07 49,21 56,35 297,14 233,28 6,76 23,29 0,00 9,02 0,00 0,00 0,00 59,761966 46,97 22,99 317,49 79,29 56,30 4,00 8,86 0,33 16,99 0,00 0,00 0,00 46,101967 0,16 3,76 0,18 1,09 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,431968 0,97 0,00 6,58 1,19 2,76 3,62 0,00 0,45 0,48 0,00 0,00 0,27 1,361969 5,62 30,65 55,21 18,63 15,05 0,93 6,02 0,25 0,00 0,40 0,03 0,03 11,071970 0,00 16,64 22,14 38,48 2,95 9,63 1,95 0,00 0,13 0,15 0,00 0,00 7,671971 16,33 2,64 65,96 13,22 14,22 4,20 7,00 0,00 10,58 0,00 0,00 0,31 11,211972 0,00 206,11 219,43 74,35 137,00 66,19 14,92 2,08 0,00 0,00 0,00 38,10 63,181973 0,58 18,19 9,22 7,55 0,00 0,00 9,85 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 3,781974 0,00 70,08 169,12 14,84 7,54 16,55 0,00 18,74 5,00 0,00 0,00 0,00 25,161975 10,80 32,73 33,07 77,45 0,00 0,17 0,00 0,98 0,00 0,00 0,00 0,00 12,931976 0,00 28,24 43,95 11,93 40,33 16,07 48,92 18,30 0,00 0,00 0,00 0,60 17,361977 9,55 34,15 80,17 198,26 58,47 0,00 25,47 10,71 0,00 2,60 0,00 0,00 34,951978 0,00 13,86 46,06 144,21 5,81 12,30 0,22 34,66 0,89 0,00 0,00 0,00 21,501979 15,35 12,89 0,35 64,80 15,70 6,09 0,00 7,85 3,87 0,00 1,64 0,00 10,711980 90,36 110,93 77,47 105,76 17,56 27,50 0,00 0,92 0,00 0,00 5,92 5,55 36,831981 20,48 76,52 12,73 16,67 19,43 8,53 1,84 0,00 0,00 0,00 0,00 0,53 13,061982 1,74 116,91 250,10 161,98 65,72 70,96 18,32 0,00 0,00 0,00 0,00 22,68 59,031983 2,75 18,15 46,33 58,15 37,81 6,05 0,82 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 14,171984 20,63 91,97 25,10 212,77 79,79 48,47 30,32 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 42,421985 0,89 19,89 10,92 24,58 0,00 5,58 3,64 0,81 0,00 0,00 0,00 2,02 5,691986 73,11 190,41 130,42 17,00 63,39 1,46 5,83 3,64 0,00 0,00 0,00 1,21 40,541987 0,53 56,86 17,80 315,90 124,34 21,52 37,20 0,00 0,00 0,00 0,00 8,50 48,551988 0,72 0,65 12,21 12,07 23,35 2,59 0,00 2,16 0,14 0,00 0,00 2,23 4,681989 0,00 3,63 5,87 23,27 16,28 1,75 1,33 0,07 1,40 0,00 0,00 0,00 4,471990 1,19 3,39 0,70 10,67 5,28 6,46 3,39 0,81 0,05 0,00 0,00 3,07 2,921991 14,55 88,96 84,67 41,59 5,78 35,06 11,56 0,56 11,94 0,00 0,00 0,37 24,591992 16,42 188,84 198,33 10,52 96,99 23,60 0,00 0,77 0,00 0,00 0,00 6,93 45,201993 19,38 39,00 35,79 22,59 7,49 0,00 2,74 2,26 2,62 0,00 0,00 0,00 10,991994 12,95 15,71 20,89 15,98 3,48 5,54 5,62 0,00 0,54 0,00 0,00 0,00 6,731995 22,39 0,00 29,37 42,20 17,67 4,84 2,81 0,00 0,00 0,00 0,56 0,00 9,991996 5,33 4,63 27,00 38,35 39,39 2,20 0,00 0,70 4,40 0,00 0,00 4,06 10,511997 16,93 71,59 312,81 51,39 102,49 82,58 90,90 14,85 0,00 0,00 0,00 0,00 61,961998 2,55 3,05 3,12 0,00 0,13 5,31 0,00 0,00 0,00 0,00 0,03 0,00 1,181999 3,57 16,24 29,85 12,41 41,73 49,07 1,85 0,00 0,00 0,40 0,40 2,91 13,202000 2,45 8,90 289,68 5,12 4,45 86,33 0,89 0,67 0,00 0,00 12,46 0,00 34,242001 14,53 56,93 10,01 168,23 69,49 4,32 0,20 0,59 0,00 0,00 0,00 0,20 27,042002 9,01 133,02 89,04 108,16 178,63 35,78 10,11 1,91 0,27 0,00 9,29 42,34 51,462003 0,00 41,76 60,18 29,07 4,09 9,28 6,55 16,24 0,41 0,27 0,00 0,00 13,992004 15,35 17,82 38,47 102,34 43,94 33,52 2,82 5,12 0,53 0,00 0,00 6,53 22,202005 2,81 117,16 116,93 68,66 98,18 24,84 7,50 8,90 0,00 0,00 0,00 8,90 37,822006 6,20 31,44 127,32 147,25 54,69 7,75 32,33 0,22 0,00 0,00 0,00 0,00 33,932007 0,18 1,68 12,38 11,13 11,96 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,19 0,00 3,462008 11,06 148,97 63,01 57,38 72,11 8,35 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2,92 30,322009 0,00 2,93 22,78 8,20 27,09 9,49 2,93 2,76 0,00 0,00 0,00 0,00 6,352010 0,00 10,59 40,14 25,27 3,81 3,81 1,99 0,74 0,00 0,00 0,00 0,00 7,202011 12,29 0,00 22,96 18,02 23,85 1,82 0,00 1,27 0,00 1,91 0,00 1,27 6,95
MEDIA 10,96 45,33 69,70 62,39 43,01 18,95 8,69 3,63 1,52 0,20 0,68 3,76 22,40MAX 90,36 206,11 317,49 315,90 233,28 124,28 90,90 34,66 16,99 4,36 12,46 42,34 63,18MIN 0,000 0,000 0,181 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,432 En el Cuadro 2-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
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CUADRO 2-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO Nº1
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Gumbel Log-PearsonLog-NormalLog-Normal Pearson Pearson Pearson Pearson Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel Log-Pearson5 47,9 160,9 424,0 456,8 141,5 71,7 39,2 17,9 9,0 1,8 5,6 21,8 64,50
10 36,9 130,5 240,1 246,0 108,2 52,8 26,0 12,4 6,8 1,3 4,1 16,4 51,0220 25,5 88,7 120,6 116,3 74,8 34,4 14,4 7,2 4,5 0,8 2,5 10,8 36,6850 8,2 25,2 32,3 27,8 29,3 10,7 2,9 1,1 1,0 0,1 0,2 2,4 16,7480 0,0 3,0 8,7 6,6 3,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 6,0985 0,0 1,6 6,4 4,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 4,6590 0,0 0,6 4,3 3,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 3,2595 0,0 0,1 2,5 1,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,83
2.3.3. Análisis de Crecidas
a) Introducción El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº1, para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 3 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC
b) Cálculo de Crecidas
Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 2-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio de los 2 métodos con valores más similares entre sí. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general, el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
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CUADRO 2-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD *PROMEDIO MAX
(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
1 2 0,6 1,4 2,7 1,0 2,7
5 1,8 2,7 4,9 2,3 4,9
10 3,3 4,0 6,9 3,6 6,9
20 5,3 5,4 9,1 5,4 9,1
25 6,1 5,9 9,9 6,0 9,9
50 9,1 7,6 12,3 8,4 12,3
100 13,1 10,1 15,9 11,6 15,9
250 14,2 11,4 18,0 12,8 18,0
500 16,4 12,9 20,3 14,6 20,31000 18,5 14,4 22,6 16,5 22,6
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares.
2.4. Diseño Hidráulico La presente memoria se refiere a la descripción y al cálculo hidráulico de la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector Nº 1: La Estrella, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
2.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño ( T=250 años) :12,8 m3/s • Cota Aguas Máximas :236 msnm.
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2.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
2.4.3. Curva de Embalse En la Figura 2-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 2-3 CURVA DE EMBALSE SITIO Nº1, VI REGIÓN
231,5
232,0
232,5
233,0
233,5
234,0
234,5
235,0
235,5
236,0
236,5
0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
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2.5. Trabajos de Terreno
2.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- Clasificación según U.S.C.S. : SM (Arena Limosa) - Peso Unitario Húmedo : 1,503 ton/m3
- Humedad : 4,1 % - Ángulo de Fricción Interna : 30º - Coeficiente empuje Activo : 0,333 - Coeficiente empuje Pasivo : 3,000 - Coeficiente empuje Reposo : 0,500 - Índice de Huecos : 1,156 - Índice de re-compresión : 0,153
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
2.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
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FIGURA 2-4 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
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2.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 2-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO Nº1
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 2.166Terraplén Compactado Núcleo m3 775Excavación Mecánica m3 2.577Retiro de Material Excedente m3 1.083Excavación Obras de Arte m3 1.447Relleno Compactado m3 53Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 260Transporte de Material m3 4.024Hormigón H-25 m3 160Hormigón H-5 m3 13Enrocado Consolidado m3 15Enfierradura Kg 12.000Moldaje 3 uso m2 227Tubo Acero D=300 mm m 32Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 1,4
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2.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto.
CUADRO 2-10 PRESUPUESTO OBRA SITIO Nº1
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 2.166 3.465 7.505.459Terraplén Compactado Núcleo m3 775 8.315 6.444.125Excavación Mecánica m3 2.577 1.895 4.884.002Retiro de Material Excedente m3 1.083 1.076 1.165.225Excavación Obras de Arte m3 1.447 3.276 4.739.356Relleno Compactado m3 53 4.470 237.581Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 260 4.470 1.162.200Transporte de Material m3 4.024 1.076 4.329.824Hormigón H-25 m3 160 85.888 13.742.080Hormigón H-5 m3 13 41.569 540.397Enrocado Consolidado m3 15 69.467 1.038.532Enfierradura Kg 12.000 788 9.456.000Moldaje 3 uso m2 227 6.647 1.511.085Tubo Acero D=300 mm m 32 31.397 1.004.704Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 1,4 762.897 1.083.253
Subtotal $ 63.765.067
Gastos Generales % 5% $ 3.188.253Utilidades % 12% $ 7.651.808Imprevistos % 2% $ 1.275.301
TOTAL $ 75.880.430
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2.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente.
CUADRO 2-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE SITIO Nº1
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 80.151.657 75.425.638
Beneficio Neto Actualizado 16.472.733 25.117.909
Valor Neto Actualizado -63.678.924 -50.307.729
Tasa Interna de Retorno - -
Relación Beneficio - Costo 0,21 0,33
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2.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario El Expreso de La Costa de Pichilemu en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio El Atardecer de Pichilemu en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO
DIRECTOR GENERAL DE AGUAS Sergio Javier Urzúa Padilla, RUN 11.863.466-7, en representación de la Sociedad Agrícola San Valentín Limitada, RUT: 76.286.460-6, solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 17.476 metros cúbicos año desde el 1 de Junio hasta el 31 de Julio de cada año y para uso consuntivo de ejercicio eventual y discontinuo, por un volumen de 2.262.758 metros cúbicos año desde el 1 de Febrero al 31 de Diciembre de cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19, Norte: 6.214.836 (metros) y Este: 259.567 (metros), comuna de La Estrella, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.
22
23
3. SITIO Nº 3. EL CAJÓN, COMUNA DE LA ESTRELLA, PROVINCIA DEL CARDENAL CARO
3.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano del predio El Cajón, Rol SII Nº 32-7, cuyo propietario es don Luis Osorio Cornejo. El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de La Estrella, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 6,5 km al Sur de la localidad de Litueche. En el cuadro siguiente se muestran sus coordenadas.
CUADRO 3-1 UBICACIÓN PUNTO Nº 3 (estribo derecho)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº3
N E El Cajón
La Estrella 6.215.515 251.131
En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
24
FIGURA 3-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
LITUECHE
25
El predio posee una superficie total de 57 ha, con el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 3-2 DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha)
1 IV de secano 57
Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. Con las aguas del futuro micro embalse se pretende aumentar la superficie de riego y darle seguridad de riego actual a los frutales; se regaría en forma gravitacional. Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 5 m de altura que permitirá acumular un volumen útil de 11.816 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 1 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
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3.2. Área de Riego La Hijuela El Cajón tiene un tamaño de 57,0 las que se mantienen de secano a pesar que es atravesado por un estero, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera. Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. Sus suelos regables, según el Servicio de Impuestos Internos son 57,0 ha. El uso actual de la tierra agrícola, de secano, está dedicada a pastos naturales que sirve de base a una explotación extensiva de ganadería bovina y ovina y cultivo de trigo.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego
Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actual
La superficie de riego actual es cero (0) por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR)
Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
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CUADRO 3-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura
Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio 3
1 Calculo para Embalse Estacional
2 Superficie Física 57,0
3 Superficie Max Regable 57,0
4 Q 85% (m3/temporada) 11.816 m3/temporada
5 Etp isolínea 1.116,1 mm
6 Zona de Distribución de Etp VI
Etp promedio 9.763 m3/temporada desde: Septiembre
hasta : Abril
7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia
Tendido 0 30%
Surco 57,0 45%
Goteo 0 90%
Total 57,0 45%
Eficiencia Ponderada 0,45
Demanda 21.696 m3/ha/temporada
Superficie Postulación 0,16 ha
SNR 0,54 ha
SENR 0,16
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Superficie Ponderada Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 3-4 SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA
C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL Superficie 0,0 57 0 0 57
% 0,0 100,0 100 SNR - 0,54 0,54
Factor 0,7 0,6 0,5 0,3 SNR pond 0 - - 0,16 0,16
La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,16 ha - Superficie de postulación=0,16 ha
3.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
3.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
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CUADRO 3-5 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre Ubicación UTM
(WGS 84) Altitud Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Rapel 6.240.424 247.349 16 DGA 1961-2004 P mens
Litueche 6.221.061 248.584 250
DGA 1979-2011 P mens y Pmáx24
3.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 3-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 1 km2).
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FIGURA 3-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO Nº 3
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el Cuadro 3-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
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CUADRO 3-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO Nº 3 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 0,00 6,53 19,02 14,38 19,10 16,41 0,00 0,00 0,00 1,45 0,00 5,08 6,831962 2,22 0,18 19,76 1,76 4,30 3,12 2,58 0,07 0,00 0,00 0,00 1,31 2,941963 0,07 19,66 20,66 41,87 44,96 41,43 1,77 8,29 0,00 0,00 0,00 3,76 15,201964 1,07 0,58 8,87 7,52 12,87 0,97 0,00 0,00 2,82 0,00 0,00 0,00 2,891965 14,02 16,40 18,78 99,05 77,76 2,25 7,76 0,00 3,01 0,00 0,00 0,00 19,921966 15,66 7,66 105,83 26,43 18,77 1,33 2,95 0,11 5,66 0,00 0,00 0,00 15,371967 0,05 1,25 0,06 0,36 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,141968 0,32 0,00 2,19 0,40 0,92 1,21 0,00 0,15 0,16 0,00 0,00 0,09 0,451969 1,87 10,22 18,40 6,21 5,02 0,31 2,01 0,08 0,00 0,13 0,01 0,01 3,691970 0,00 5,55 7,38 12,83 0,98 3,21 0,65 0,00 0,04 0,05 0,00 0,00 2,561971 5,44 0,88 21,99 4,41 4,74 1,40 2,33 0,00 3,53 0,00 0,00 0,10 3,741972 0,00 68,70 73,14 24,78 45,67 22,06 4,97 0,69 0,00 0,00 0,00 12,70 21,061973 0,19 6,06 3,07 2,52 0,00 0,00 3,28 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,261974 0,00 23,36 56,37 4,95 2,51 5,52 0,00 6,25 1,67 0,00 0,00 0,00 8,391975 3,60 10,91 11,02 25,82 0,00 0,06 0,00 0,33 0,00 0,00 0,00 0,00 4,311976 0,00 9,41 14,65 3,98 13,44 5,36 16,31 6,10 0,00 0,00 0,00 0,20 5,791977 3,18 11,38 26,72 66,09 19,49 0,00 8,49 3,57 0,00 0,87 0,00 0,00 11,651978 0,00 4,62 15,35 48,07 1,94 4,10 0,07 11,55 0,30 0,00 0,00 0,00 7,171979 5,12 4,30 0,12 21,60 5,23 2,03 0,00 2,62 1,29 0,00 0,55 0,00 3,571980 30,12 36,98 25,82 35,25 5,85 9,17 0,00 0,31 0,00 0,00 1,97 1,85 12,281981 6,83 25,51 4,24 5,56 6,48 2,84 0,61 0,00 0,00 0,00 0,00 0,18 4,351982 0,58 38,97 83,37 53,99 21,91 23,65 6,11 0,00 0,00 0,00 0,00 7,56 19,681983 0,92 6,05 15,44 19,38 12,60 2,02 0,27 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,721984 6,88 30,66 8,37 70,92 26,60 16,16 10,11 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 14,141985 0,30 6,63 3,64 8,19 0,00 1,86 1,21 0,27 0,00 0,00 0,00 0,67 1,901986 24,37 63,47 43,47 5,67 21,13 0,49 1,94 1,21 0,00 0,00 0,00 0,40 13,511987 0,18 18,95 5,93 105,30 41,45 7,17 12,40 0,00 0,00 0,00 0,00 2,83 16,181988 0,24 0,22 4,07 4,02 7,78 0,86 0,00 0,72 0,05 0,00 0,00 0,74 1,561989 0,00 1,21 1,96 7,76 5,43 0,58 0,44 0,02 0,47 0,00 0,00 0,00 1,491990 0,40 1,13 0,23 3,56 1,76 2,15 1,13 0,27 0,02 0,00 0,00 1,02 0,971991 4,85 29,65 28,22 13,86 1,93 11,69 3,85 0,19 3,98 0,00 0,00 0,12 8,201992 5,47 62,95 66,11 3,51 32,33 7,87 0,00 0,26 0,00 0,00 0,00 2,31 15,071993 6,46 13,00 11,93 7,53 2,50 0,00 0,91 0,75 0,87 0,00 0,00 0,00 3,661994 4,32 5,24 6,96 5,33 1,16 1,85 1,87 0,00 0,18 0,00 0,00 0,00 2,241995 7,46 0,00 9,79 14,07 5,89 1,61 0,94 0,00 0,00 0,00 0,19 0,00 3,331996 1,78 1,54 9,00 12,78 13,13 0,73 0,00 0,23 1,47 0,00 0,00 1,35 3,501997 5,64 23,86 104,27 17,13 34,16 27,53 30,30 4,95 0,00 0,00 0,00 0,00 20,651998 0,85 1,02 1,04 0,00 0,04 1,77 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,391999 1,19 5,41 9,95 4,14 13,91 16,36 0,62 0,00 0,00 0,13 0,13 0,97 4,402000 0,82 2,97 96,56 1,71 1,48 28,78 0,30 0,22 0,00 0,00 4,15 0,00 11,412001 4,84 18,98 3,34 56,08 23,16 1,44 0,07 0,20 0,00 0,00 0,00 0,07 9,012002 3,00 44,34 29,68 36,05 59,54 11,93 3,37 0,64 0,09 0,00 3,10 14,11 17,152003 0,00 13,92 20,06 9,69 1,36 3,09 2,18 5,41 0,14 0,09 0,00 0,00 4,662004 5,12 5,94 12,82 34,11 14,65 11,17 0,94 1,71 0,18 0,00 0,00 2,18 7,402005 0,94 39,05 38,98 22,89 32,73 8,28 2,50 2,97 0,00 0,00 0,00 2,97 12,612006 2,07 10,48 42,44 49,08 18,23 2,58 10,78 0,07 0,00 0,00 0,00 0,00 11,312007 0,06 0,56 4,13 3,71 3,99 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,40 0,00 1,152008 3,69 49,66 21,00 19,13 24,04 2,78 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,97 10,112009 0,00 0,98 7,59 2,73 9,03 3,16 0,98 0,92 0,00 0,00 0,00 0,00 2,122010 0,00 3,53 13,38 8,42 1,27 1,27 0,66 0,25 0,00 0,00 0,00 0,00 2,402011 4,10 0,00 7,65 6,01 7,95 0,61 0,00 0,42 0,00 0,64 0,00 0,42 2,32
MEDIA 3,65 15,11 23,23 20,80 14,34 6,32 2,90 1,21 0,51 0,07 0,23 1,25 7,47MAX 30,12 68,70 105,83 105,30 77,76 41,43 30,30 11,55 5,66 1,45 4,15 14,11 21,06MIN 0,000 0,000 0,060 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,144
En el Cuadro 3-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
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CUADRO 3-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO Nº 3
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Gumbel Log-PearsonLog-NormalLog-Normal Pearson Log-Pearson Pearson Pearson Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel Log-Pearson5 16,0 59,4 141,3 132,4 47,2 26,7 13,1 6,0 3,0 0,6 1,9 7,3 21,50
10 12,3 44,9 80,0 73,9 36,1 18,9 8,7 4,1 2,3 0,4 1,4 5,5 17,0120 8,5 28,5 40,2 36,5 24,9 11,1 4,8 2,4 1,5 0,3 0,8 3,6 12,2350 2,7 7,8 10,8 9,5 9,8 2,8 1,0 0,4 0,3 0,0 0,1 0,8 5,5880 0,0 1,1 2,9 2,5 1,1 0,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 2,0385 0,0 0,6 2,1 1,8 0,0 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,5590 0,0 0,3 1,4 1,2 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,0895 0,0 0,1 0,8 0,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,61
3.3.3. Análisis de Crecidas
a) Introducción El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº 3, para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 3 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC
b) Cálculo de Crecidas
Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 3-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio de los 2 métodos con valores más similares entre sí. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general, el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
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CUADRO 3-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD *PROMEDIO MAX(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
3 2 0,2 0,5 1,2 0,4 1,2
5 0,7 1,0 2,2 0,9 2,2
10 1,2 1,5 3,1 1,4 3,1
20 1,9 2,1 4,0 2,0 4,0
25 2,2 2,3 4,4 2,2 4,4
50 3,3 2,9 5,5 3,1 5,5
100 4,8 3,9 7,1 4,3 7,1
250 5,2 4,3 8,0 4,8 8,0
500 6,0 4,9 9,0 5,4 9,01000 6,8 5,5 10,0 6,1 10,0
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares.
3.4. Diseño Hidráulico La presente memoria se refiere a la descripción y al cálculo hidráulico de la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector Nº 3: La Estrella, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
3.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño ( T=250 años) : 4,8 m3/s • Cota Aguas Máximas : 334,5 msnm.
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3.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
3.4.3. Curva de Embalse En la Figura 3-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 3-3 CURVA DE EMBALSE SITIO Nº 3, VI REGIÓN
330,0
330,5
331,0
331,5
332,0
332,5
333,0
333,5
334,0
334,5
335,0
0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
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3.5. Trabajos de Terreno
3.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- Clasificación según U.S.C.S. : SM-SC (Arcilla limo arcillosa) - Peso Unitario Húmedo : 2,216 ton/m3 - Humedad : 17,8 % - Ángulo de Fricción Interna : 32º - Coeficiente empuje Activo : 0,307 - Coeficiente empuje Pasivo : 3,255 - Coeficiente empuje Reposo : 0,470 - Índice de Huecos : 0,481 - Índice de Recompresión : 0,108
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
3.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
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FIGURA 3-4 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
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3.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 3-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO Nº3
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 1.491Terraplén Compactado Núcleo m3 714Excavación Mecánica m3 1.898Retiro de Material Excedente m3 576Excavación Obras de Arte m3 884Relleno Compactado m3 17Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 127Transporte de Material m3 2.782Hormigón H-25 m3 83Hormigón H-5 m3 6Enrocado Consolidado m3 12Enfierradura Kg 6.218Moldaje 3 uso m2 187Tubo Acero D=300 mm m 31Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 0,1
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3.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto.
CUADRO 3-10 PRESUPUESTO OBRA SITIO Nº 3
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 1.491 3.465 5.167.077Terraplén Compactado Núcleo m3 714 8.315 5.940.652Excavación Mecánica m3 1.898 1.895 3.596.805Retiro de Material Excedente m3 576 1.076 619.931Excavación Obras de Arte m3 884 3.276 2.895.212Relleno Compactado m3 17 4.470 73.800Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 127 4.470 567.690Transporte de Material m3 2.782 1.076 2.993.232Hormigón H-25 m3 83 85.888 7.120.115Hormigón H-5 m3 6 41.569 261.885Enrocado Consolidado m3 12 69.467 816.237Enfierradura Kg 6.218 788 4.899.390Moldaje 3 uso m2 187 6.647 1.242.967Tubo Acero D=300 mm m 31 31.397 973.307Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 0,1 762.897 77.053
Subtotal $ 42.166.599
Gastos Generales % 5% $ 2.108.330Utilidades % 12% $ 5.059.992Imprevistos % 2% $ 843.332
TOTAL $ 50.178.252
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3.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente.
CUADRO 3-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE SITIO Nº3
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 80.151.657 75.425.638
Beneficio Neto Actualizado 16.472.733 25.117.909
Valor Neto Actualizado -63.678.924 -50.307.729
Tasa Interna de Retorno - -
Relación Beneficio - Costo 0,21 0,33
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3.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario El Expreso de La Costa de Pichilemu en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio El Atardecer de Pichilemu en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO DIRECTOR GENERAL DE AGUAS Luis Rolando Osorio Cornejo, RUN 4.075.134-3, solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 6.365 metros cúbicos al año durante los meses de Junio y Julio de cada año, y para uso consuntivo de ejercicio eventual y discontinuo, por un volumen de 739.418 metros cúbicos al año, desde el 1 de Febrero al 31 de Diciembre cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19 Norte: 6.215.797 (metros) y Este: 251.210 (metros), comuna de La Estrella, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.
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4. SITIO Nº 4. LAS DAMAS, COMUNA DE LITUECHE, PROVINCIA DEL CARDENAL CARO
4.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano del predio Reserva Las Damas, Rol SII Nº 46-5 perteneciente a don Julio Luis Pereira Larraín. El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de Litueche, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 8 km al Oeste de la localidad de La Estrella. En el cuadro siguiente se muestran sus coordenadas.
CUADRO 4-1 UBICACIÓN PUNTO Nº4 (estribo derecho)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº 4
N E Las Damas
Litueche 6.210.057 247.279
En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
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FIGURA 4-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
LA ESTRELLA
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El predio posee una superficie total de 511,7 ha, con el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 4-2 DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha)
1 IV de secano 195,7 2 VI de secano 284 3 VII de secano 32
Actualmente el predio tiene plantado 30 ha de viñas, y son regados a través de agua subterránea y superficial que acopia en un pequeño tranque tipo “piscina”. Con las aguas del futuro micro embalse se pretende regar viñas en forma gravitacional. Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 5 m de altura que permitirá acumular 19.407 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 2,83 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
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4.2. Área de Riego El Fundo Las Damas tiene un tamaño de 512 ha, las que, en gran parte, se mantienen de secano a pesar que es atravesado por esteros, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera. Actualmente, posee infraestructura de captación, regulación y conducción para el riego de algunas hectáreas. Sus suelos regables, según el Servicio de Impuestos Internos son las 195,7 ha, de clase IV de capacidad de Uso.. El uso actual de la tierra agrícola es 30 ha de viñas, regadas por goteo y el resto es de secano y está dedicada a pastos naturales que sirve de base a una explotación extensiva de ganadería bovina y ovina y cultivo de trigo.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actual La superficie de riego actual es de 30 ha plantadas con viñas de cepas finas. El resto se mantiene de secano por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR)
Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
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CUADRO 4-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio 4 1 Calculo para Embalse Estacional 2 Superficie Física 511,7 ha 3 Superficie Max Regable 195,7 ha 4 Q 85% (m3/temporada) 19.407 m3/temporada 5 Etp isolínea 1.107 mm 6 Zona de Distribución de Etp VI Etp promedio 9686 m3/temporada desde: Septiembre hasta : Abril 7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia Tendido 0 30% Surco 165,7 45% Goteo 30 90%
Total 195,7 51,9% Eficiencia Ponderada 0,519 Demanda 18.663 m3/ha/temporada Superficie Postulación 0,31 ha SNR 1,04 ha SENR 0,31
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Superficie Ponderada Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 4-4 SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA
C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL Superficie 0 195,7 284 32 511,7 % 0 0 - 100,0 100 SNR 0 0 - 1,04 1,04 Factor 0,7 0,6 0,5 0,3
SNR pond 0 0 - 0,31 0,31 La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,31 ha - Superficie de postulación=0,31 ha
4.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
4.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
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CUADRO 4-5 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre Ubicación UTM
(WGS 84) Altitud Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Litueche 6.221.061 248.584 250
DGA 1979-2011 P mens y Pmáx24
Rapel 6.240.424 247.349 16 DGA 1940-2011 P mens y Pmáx24
4.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 4-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 2,83 km2).
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FIGURA 4-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO Nº4
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el cuadro 4-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
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CUADRO 4-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO Nº4 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 0,00 18,88 54,97 41,55 55,18 47,42 0,00 0,00 0,00 4,20 0,00 14,69 19,741962 6,43 0,52 57,33 5,12 12,46 9,05 7,48 0,21 0,00 0,00 0,00 3,80 8,531963 0,19 56,52 59,37 120,34 129,23 119,07 5,08 23,81 0,00 0,00 0,00 10,80 43,701964 3,12 1,69 25,72 21,82 37,34 2,81 0,00 0,00 8,18 0,00 0,00 0,00 8,391965 40,23 47,05 53,88 284,12 223,05 6,47 22,27 0,00 8,62 0,00 0,00 0,00 57,141966 45,00 22,02 304,14 75,95 53,93 3,83 8,49 0,32 16,28 0,00 0,00 0,00 44,161967 0,15 3,54 0,17 1,03 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,411968 0,92 0,00 6,21 1,13 2,60 3,41 0,00 0,42 0,45 0,00 0,00 0,25 1,281969 5,43 29,61 53,35 18,00 14,54 0,90 5,82 0,24 0,00 0,39 0,03 0,03 10,691970 0,00 16,10 21,42 37,23 2,86 9,32 1,89 0,00 0,12 0,15 0,00 0,00 7,421971 15,78 2,56 63,73 12,78 13,74 4,06 6,76 0,00 10,22 0,00 0,00 0,30 10,831972 0,00 197,00 209,73 71,06 130,94 63,26 14,26 1,99 0,00 0,00 0,00 36,41 60,391973 0,56 17,62 8,93 7,31 0,00 0,00 9,54 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 3,661974 0,00 67,42 162,71 14,28 7,26 15,92 0,00 18,03 4,81 0,00 0,00 0,00 24,201975 10,43 31,61 31,93 74,78 0,00 0,16 0,00 0,94 0,00 0,00 0,00 0,00 12,491976 0,00 27,23 42,38 11,51 38,89 15,49 47,17 17,64 0,00 0,00 0,00 0,58 16,741977 9,17 32,78 76,96 190,31 56,12 0,00 24,45 10,28 0,00 2,50 0,00 0,00 33,551978 0,00 13,35 44,36 138,88 5,60 11,84 0,22 33,37 0,86 0,00 0,00 0,00 20,711979 14,83 12,46 0,34 62,62 15,17 5,89 0,00 7,59 3,74 0,00 1,59 0,00 10,351980 86,71 106,44 74,33 101,48 16,85 26,39 0,00 0,89 0,00 0,00 5,68 5,32 35,341981 19,77 73,88 12,29 16,09 18,76 8,24 1,77 0,00 0,00 0,00 0,00 0,51 12,611982 1,67 111,79 239,16 154,90 62,85 67,85 17,52 0,00 0,00 0,00 0,00 21,69 56,451983 2,65 17,52 44,72 56,13 36,49 5,84 0,80 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 13,681984 19,78 88,15 24,06 203,95 76,48 46,46 29,07 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 40,661985 0,86 19,26 10,57 23,80 0,00 5,40 3,52 0,78 0,00 0,00 0,00 1,96 5,511986 70,10 182,58 125,06 16,30 60,78 1,40 5,59 3,49 0,00 0,00 0,00 1,16 38,871987 0,51 54,45 17,05 302,50 119,07 20,61 35,62 0,00 0,00 0,00 0,00 8,14 46,491988 0,70 0,63 11,83 11,69 22,61 2,50 0,00 2,09 0,14 0,00 0,00 2,16 4,531989 0,00 3,52 5,68 22,54 15,77 1,69 1,29 0,07 1,35 0,00 0,00 0,00 4,331990 1,15 3,29 0,68 10,33 5,11 6,26 3,29 0,78 0,05 0,00 0,00 2,97 2,831991 14,00 85,60 81,47 40,02 5,56 33,74 11,13 0,54 11,49 0,00 0,00 0,36 23,661992 15,73 180,92 190,02 10,08 92,92 22,62 0,00 0,74 0,00 0,00 0,00 6,64 43,311993 18,73 37,69 34,59 21,83 7,24 0,00 2,64 2,18 2,53 0,00 0,00 0,00 10,621994 12,53 15,20 20,22 15,46 3,37 5,36 5,44 0,00 0,52 0,00 0,00 0,00 6,511995 21,64 0,00 28,39 40,79 17,08 4,68 2,72 0,00 0,00 0,00 0,54 0,00 9,651996 5,15 4,48 26,09 37,06 38,07 2,13 0,00 0,67 4,26 0,00 0,00 3,92 10,151997 16,19 68,44 299,02 49,13 97,97 78,94 86,90 14,20 0,00 0,00 0,00 0,00 59,231998 2,40 2,88 2,94 0,00 0,12 5,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,03 0,00 1,121999 3,44 15,68 28,82 11,99 40,29 47,38 1,79 0,00 0,00 0,38 0,38 2,81 12,752000 2,35 8,54 278,10 4,91 4,27 82,88 0,85 0,64 0,00 0,00 11,96 0,00 32,882001 13,97 54,74 9,63 161,78 66,82 4,15 0,19 0,57 0,00 0,00 0,00 0,19 26,002002 8,63 127,32 85,23 103,53 170,98 34,25 9,67 1,83 0,26 0,00 8,89 40,52 49,262003 0,00 40,31 58,09 28,06 3,95 8,96 6,32 15,68 0,40 0,26 0,00 0,00 13,502004 14,78 17,16 37,04 98,54 42,30 32,28 2,72 4,93 0,51 0,00 0,00 6,29 21,382005 2,70 112,40 112,17 65,87 94,19 23,83 7,19 8,54 0,00 0,00 0,00 8,54 36,292006 5,95 30,19 122,24 141,37 52,51 7,44 31,04 0,21 0,00 0,00 0,00 0,00 32,582007 0,17 1,62 11,99 10,78 11,59 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,06 0,00 3,352008 10,63 143,14 60,55 55,13 69,29 8,02 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2,81 29,132009 0,00 2,84 22,04 7,93 26,22 9,18 2,84 2,67 0,00 0,00 0,00 0,00 6,142010 0,00 10,25 38,84 24,45 3,69 3,69 1,92 0,72 0,00 0,00 0,00 0,00 6,962011 11,89 0,00 22,21 17,44 23,08 1,76 0,00 1,23 0,00 1,85 0,00 1,23 6,72
MEDIA 10,53 43,51 66,92 59,91 41,28 18,19 8,34 3,50 1,47 0,19 0,65 3,61 21,51MAX 86,71 197,00 304,14 302,50 223,05 119,07 86,90 33,37 16,28 4,20 11,96 40,52 60,39MIN 0,000 0,000 0,171 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,41
En el Cuadro 4-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
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CUADRO 4-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO Nº4
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Gumbel Log-PearsonLog-NormalPearson Pearson Pearson Pearson Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel Pearson Log-Pearson5 46,0 154,8 408,1 198,6 135,4 68,7 37,6 18,1 8,7 1,7 5,3 19,4 61,51
10 35,4 125,4 231,0 151,3 103,7 50,6 24,9 13,7 6,5 1,2 3,9 12,6 48,8520 24,5 85,1 116,0 104,1 71,7 33,0 13,9 9,2 4,3 0,8 2,4 6,6 35,2750 7,8 24,2 31,1 40,3 28,2 10,3 2,8 2,4 0,9 0,1 0,2 0,6 16,1780 0,0 2,9 8,3 4,3 3,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 5,8885 0,0 1,5 6,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 4,4890 0,0 0,6 4,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 3,1295 0,0 0,1 2,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,75
4.3.3. Análisis de Crecidas
a) Introducción El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº4, para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 3 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC
b) Cálculo de Crecidas
Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 4-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio de los 2 métodos con valores más similares entre sí. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general, el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
51
CUADRO 4-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD *PROMEDIO MAX
(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
4 2 0,6 1,3 2,0 1,3 2,0
5 1,7 2,6 3,7 2,7 3,7
10 3,1 3,8 5,2 4,2 5,2
20 5,0 5,2 6,9 6,0 6,9
25 5,8 5,6 7,5 6,6 7,5
50 8,6 7,3 9,3 9,0 9,3
100 12,4 9,6 12,1 12,2 12,4
250 13,5 10,8 13,6 13,5 13,6
500 15,5 12,2 15,3 15,4 15,51000 17,6 13,7 17,1 17,3 17,6
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares.
4.4. Diseño Hidráulico La presente memoria se refiere a la descripción y al cálculo hidráulico de la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector Nº 4: Litueche, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
4.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño ( T=250 años) : 13,5 m3/s • Cota Aguas Máximas : 295 msnm.
52
4.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
4.4.3. Curva de Embalse En la Figura 4-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 4-3 CURVA DE EMBALSE SITIO Nº4, VI REGIÓN
290,5
291
291,5
292
292,5
293
293,5
294
294,5
295
295,5
0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
53
4.5. Trabajos de Terreno
4.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- Clasificación según U.S.C.S. : SC (Arena Arcillosa) - Peso Unitario Húmedo : 1,744 ton/m3 - Humedad : 3,5 % - Ángulo de Fricción Interna : 32º - Coeficiente empuje Activo : 0,307 - Coeficiente empuje Pasivo : 3,255 - Coeficiente empuje Reposo : 0,470 - Índice de Huecos : 0,578 - Índice de re-compresión : 0,135
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
4.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
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FIGURA 4-4 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
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4.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 4-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO Nº4
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 2.313Terraplén Compactado Núcleo m3 998Excavación Mecánica m3 2.754Retiro de Material Excedente m3 1.781Excavación Obras de Arte m3 2.337Relleno Compactado m3 653Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 370Transporte de Material m3 5.091Hormigón H-25 m3 208Hormigón H-5 m3 19Enrocado Consolidado m3 15Enfierradura Kg 15.600Moldaje 3 uso m2 501Tubo Acero D=300 mm m 36Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 0
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4.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto.
CUADRO 4-10 PRESUPUESTO OBRA SITIO Nº4
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 2.313 3.465 8.013.783Terraplén Compactado Núcleo m3 998 8.315 8.294.213Excavación Mecánica m3 2.754 1.895 5.218.830Retiro de Material Excedente m3 1.781 1.076 1.916.073Excavación Obras de Arte m3 2.337 3.276 7.656.067Relleno Compactado m3 653 4.470 2.919.831Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 370 4.470 1.653.900Transporte de Material m3 5.091 1.076 5.477.934Hormigón H-25 m3 208 85.888 17.864.704Hormigón H-5 m3 19 41.569 789.811Enrocado Consolidado m3 15 69.467 1.042.005Enfierradura Kg 15.600 788 12.292.800Moldaje 3 uso m2 501 6.647 3.331.668Tubo Acero D=300 mm m 36 31.397 1.130.292Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 0 762.897 0
Subtotal $ 82.523.154
Gastos Generales % 5% $ 4.126.158Utilidades % 12% $ 9.902.778Imprevistos % 2% $ 1.650.463
TOTAL $ 98.202.553
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4.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente.
CUADRO 4-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE SITIO Nº 4
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 103.730.269 97.613.973
Beneficio Neto Actualizado 13.955.732 21.279.942
Valor Neto Actualizado -89.774.537 -76.334.031
Tasa Interna de Retorno - -
Relación Beneficio - Costo 0,13 0,22
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4.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario El Expreso de La Costa de Pichilemu en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio El Atardecer de Pichilemu en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO DIRECTOR GENERAL DE AGUAS Julio Luis Pereira Larraín, RUN 3.245.052-0, solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 10.217 metros cúbicos al año desde el 1 al 30 de Junio de cada año, y para uso consuntivo de ejercicio eventual y discontinuo, por un volumen de 1.940.720 metros cúbicos al año desde el 1 de Febrero al 31 de Diciembre cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional, en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19 Norte: 6.210.404 (metros) y Este: 247.418 (metros), comuna de Litueche, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.
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5. SITIO Nº 13. EL CHORRILLO, COMUNA DE LA ESTRELLA, PROVINCIA DEL CARDENAL CARO
5.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano del predio El Chorrillo, Lote 6L, Rol SII Nº 58-127 perteneciente a don Juan Oyarzun Osorio. El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de La Estrella, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 10 km al Sureste de la localidad de La Estrella. En el cuadro siguiente se muestran sus coordenadas.
CUADRO 5-1 UBICACIÓN PUNTO Nº13 (estribo derecho)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº 13
N E San Miguel
La Estrella 6.204.956 262.164
En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
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FIGURA 5-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
LA ESTRELLA
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El predio posee una superficie total de 88,06 ha, con el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 1-2 DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha)
1 III de secano 16,0 2 IV de secano 72,06
Actualmente el predio no tiene plantación. Con las aguas del futuro micro embalse se pretende regar frutales en forma gravitacional. Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 5 m de altura que permitirá acumular 24.697 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 2,1 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
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5.2. Área de Riego El Fundo San Miguel tiene un tamaño de 88,1 ha, las que se mantienen de secano a pesar que es atravesado por un estero, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera. Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. Sus suelos regables, según el Servicio de Impuestos Internos son las 88,1 ha, de clase III y IV de capacidad de Uso. El uso actual de la tierra agrícola, de secano, está dedicada a pastos naturales que sirve de base a una explotación extensiva de ganadería bovina y ovina y cultivo de trigo.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego
Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actual
La superficie de riego actual es cero (0) por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR) Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
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CUADRO 5-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio 13 1 Cálculo para Embalse Estacional 2 Superficie Física 88,1 ha 3 Superficie Max Regable 88,1 ha 4 Q 85% (m3/temporada) 24.697 m3/temporada 5 Etp isolínea 1.199 mm 6 Zona de Distribución de Etp VI Etp promedio 10.499 m3/temporada desde: Septiembre hasta: Abril 7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia Tendido 0 30% Surco 88,1 45% Goteo 0 90%
Total 88,1 45% Eficiencia Ponderada 0,45 Demanda 23.311 m3/ha/temporada Superficie Postulación 0,36 ha SNR 1,06 ha SENR 0,36
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Superficie Ponderada Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 5-4 SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA
C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL
Superficie 16 72,06 88,06 % 0 0 18,17 81,8 3 100
SNR 0 0 0,19 0,87 1,06 Factor 0,7 0,6 0,5 0,3
SNR pond 0 0 0,10 0,26 0,36
La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,36 ha - Superficie de postulación=0,36 ha
5.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
5.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
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CUADRO 5-5 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre Ubicación UTM
(WGS 84) Altitud Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Pichidegua 6.203.317 278.543 110
DGA 1974-2011 P mens y Pmáx24
Rapel 6.240.424 247.349 16 DGA 1940-2011 P mens y Pmáx24
5.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 5-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 2,1 km2).
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FIGURA 5-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO Nº13
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el cuadro 5-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
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CUADRO 5-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO Nº13 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 0,00 7,38 21,48 16,24 21,57 18,53 0,00 0,00 0,00 1,64 0,00 5,74 7,711962 2,05 0,17 18,30 1,63 3,98 2,89 2,39 0,07 0,00 0,00 0,00 1,21 2,721963 0,09 25,59 26,88 54,48 58,51 53,91 2,30 10,78 0,00 0,00 0,00 4,89 19,791964 0,99 0,54 8,17 6,93 11,86 0,89 0,00 0,00 2,60 0,00 0,00 0,00 2,671965 19,35 22,63 25,91 136,64 107,28 3,11 10,71 0,00 4,15 0,00 0,00 0,00 27,481966 20,42 9,99 137,99 34,46 24,47 1,74 3,85 0,14 7,38 0,00 0,00 0,00 20,041967 0,01 0,28 0,01 0,08 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,031968 0,21 0,00 1,45 0,26 0,61 0,80 0,00 0,10 0,11 0,00 0,00 0,06 0,301969 1,84 10,05 18,10 6,11 4,93 0,30 1,97 0,08 0,00 0,13 0,01 0,01 3,631970 0,00 4,93 6,56 11,41 0,88 2,86 0,58 0,00 0,04 0,04 0,00 0,00 2,271971 5,37 0,87 21,69 4,35 4,68 1,38 2,30 0,00 3,48 0,00 0,00 0,10 3,681972 0,00 95,97 102,17 34,62 63,79 30,82 6,95 0,97 0,00 0,00 0,00 17,74 29,421973 0,14 4,47 2,27 1,86 0,00 0,00 2,42 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,931974 0,00 42,05 51,45 3,14 2,03 7,38 0,00 3,32 2,21 0,00 0,00 0,00 9,301975 4,15 9,81 10,09 34,42 5,67 0,00 0,83 2,76 0,00 0,00 0,00 0,00 5,641976 0,00 1,54 3,13 1,31 0,68 2,10 4,04 2,96 0,00 0,00 0,00 0,00 1,311977 4,94 9,29 35,97 50,20 21,74 0,00 3,95 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 10,511978 0,00 7,36 24,07 45,44 4,13 12,93 0,00 12,57 0,00 0,00 0,00 0,00 8,881979 2,24 13,62 0,32 31,88 14,10 11,22 0,00 8,01 5,13 0,00 0,77 0,00 7,271980 33,14 45,54 34,81 40,06 2,15 15,21 0,00 1,91 0,00 0,00 0,24 3,58 14,721981 5,79 26,38 7,72 6,95 7,59 3,86 1,29 0,00 0,00 0,00 0,00 0,39 5,001982 4,43 54,15 121,92 63,34 35,76 41,21 8,51 0,00 0,00 0,00 0,00 15,46 28,731983 0,97 6,67 17,59 17,71 8,98 2,06 0,00 0,00 0,00 0,12 0,18 0,00 4,521984 9,83 51,33 23,33 98,43 41,42 21,29 10,79 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 21,371985 0,72 6,68 1,96 9,49 0,00 2,03 1,30 0,00 0,00 0,00 0,00 1,01 1,931986 20,64 60,05 41,29 8,21 23,93 2,58 0,47 12,67 0,00 0,00 0,00 1,64 14,291987 3,06 31,13 12,23 119,24 43,08 15,57 9,45 0,00 0,00 0,00 0,00 0,56 19,531988 0,20 0,26 5,08 4,88 5,47 1,17 0,00 0,65 0,13 0,00 0,00 1,69 1,631989 0,08 2,53 2,29 9,72 10,70 1,72 1,14 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2,351990 0,97 2,56 1,38 5,11 2,42 3,73 2,42 0,41 0,00 0,00 0,00 2,49 1,791991 6,47 18,35 33,03 20,45 2,27 9,09 4,54 0,52 6,82 0,00 0,00 0,00 8,461992 9,89 83,52 96,03 7,57 44,23 9,31 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,80 21,281993 6,71 25,04 12,26 10,58 2,97 0,00 1,81 0,65 0,26 0,00 0,00 0,00 5,021994 6,33 5,42 9,04 5,15 0,99 3,07 2,35 0,00 0,90 0,00 0,00 0,00 2,771995 6,54 0,00 14,56 14,27 7,75 1,40 1,20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 3,811996 2,44 1,47 5,56 5,66 9,05 0,00 0,00 0,89 0,62 0,00 0,00 0,15 2,151997 7,06 51,80 122,61 27,95 57,72 36,21 42,51 6,20 0,00 0,00 0,00 0,00 29,341998 0,84 1,48 0,60 0,00 0,00 1,31 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,351999 1,00 5,23 14,63 6,93 18,99 21,82 1,29 0,00 0,00 0,00 0,43 1,79 6,012000 0,80 3,63 108,70 7,16 2,06 51,75 1,50 0,00 0,00 0,00 5,93 0,00 15,132001 7,99 30,56 2,07 52,15 30,82 1,97 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 10,462002 5,64 103,93 55,42 49,21 89,13 9,29 1,99 1,00 0,00 0,00 0,66 11,61 27,322003 0,00 15,94 24,38 11,29 2,39 5,25 0,46 2,79 0,00 0,80 0,00 0,00 5,282004 8,39 2,85 12,92 21,38 10,19 9,05 1,61 3,79 0,00 0,00 0,00 4,16 6,192005 1,07 32,74 43,80 17,18 36,22 4,94 1,50 5,47 0,00 0,00 0,00 3,22 12,182006 3,26 4,81 29,74 36,18 19,31 4,99 10,03 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 9,032007 0,18 1,80 4,94 10,69 11,54 0,09 0,00 0,00 0,00 0,00 3,14 0,54 2,742008 2,47 22,77 12,48 13,93 13,84 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,37 5,572009 0,00 1,69 12,32 1,32 8,20 3,93 0,84 1,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2,442010 0,00 2,43 8,52 4,52 0,25 0,80 1,14 0,18 0,00 0,00 0,00 0,00 1,492011 3,06 0,00 7,14 6,81 8,40 0,98 0,00 0,51 0,00 0,16 0,00 1,06 2,34
MEDIA 4,35 19,01 27,77 23,31 17,82 8,56 2,95 1,58 0,66 0,06 0,22 1,67 9,00MAX 33,14 103,93 137,99 136,64 107,28 53,91 42,51 12,67 7,38 1,64 5,93 17,74 29,42MIN 0,000 0,000 0,013 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,03
En el Cuadro 5-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
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CUADRO 5-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO Nº13
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Pearson Log-PearsonLog-NormalLog-PearsonLog-PearsonLog-Pearson Normal Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel5 17,2 79,6 184,3 63,4 69,7 45,4 13,4 8,2 4,2 0,6 2,2 9,4 27,18
10 12,2 57,1 100,1 53,6 53,1 29,1 11,1 6,2 3,2 0,4 1,6 7,1 21,7820 7,5 34,0 47,8 39,7 33,7 15,1 8,3 4,2 2,1 0,3 1,0 4,7 16,1450 2,1 8,4 11,7 15,3 8,8 2,9 3,0 1,1 0,4 0,0 0,0 1,1 7,6280 0,0 1,1 2,8 3,1 1,1 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,2985 0,0 0,6 2,0 1,9 0,6 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0590 0,0 0,3 1,4 1,0 0,3 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0095 0,0 0,1 0,7 0,3 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,00
5.3.3. Análisis de Crecidas
a) Introducción El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº13 para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 3 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC
b) Cálculo de Crecidas
Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 5-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio de los 2 métodos con valores más similares entre sí. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general, el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
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CUADRO 5-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD *PROMEDIO MAX
(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
13 2 0,4 1,0 2,6 0,7 2,6
5 1,3 2,0 4,7 1,7 4,7
10 2,4 2,9 6,6 2,6 6,6
20 3,8 4,0 8,7 3,9 8,7
25 4,4 4,3 9,5 4,4 9,5
50 6,6 5,6 11,8 6,1 11,8
100 9,4 7,4 15,3 8,4 15,3
250 10,3 8,3 17,2 9,3 17,2
500 11,8 9,4 19,5 10,6 19,51000 13,4 10,5 21,7 12,0 21,7
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares.
5.4. Diseño Hidráulico La presente memoria se refiere a la descripción y al cálculo hidráulico de la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector Nº 13: La Estrella, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
5.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño ( T=250 años) : 9,3 m3/s • Cota Aguas Máximas : 152 msnm.
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5.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
5.4.3. Curva de Embalse En la Figura 5-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 5-3 CURVA DE EMBALSE SITIO Nº13, VI REGIÓN
147,5
148,0
148,5
149,0
149,5
150,0
150,5
151,0
151,5
152,0
152,5
0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
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5.5. Trabajos de Terreno
5.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- Clasificación según U.S.C.S. : SC (Arena Arcillosa) - Peso Unitario Húmedo : 1,744 ton/m3 - Humedad : 3,5 % - Ángulo de Fricción Interna : 32º - Coeficiente empuje Activo : 0,307 - Coeficiente empuje Pasivo : 3,255 - Coeficiente empuje Reposo : 0,470 - Índice de Huecos : 0,578 - Índice de re-compresión : 0,135
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
5.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
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FIGURA 5-4 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
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5.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 5-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO Nº13
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 3.995Terraplén Compactado Núcleo m3 1.974Excavación Mecánica m3 4.735Retiro de Material Excedente m3 244Excavación Obras de Arte m3 1.478Relleno Compactado m3 54Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 430Transporte de Material m3 6.213Hormigón H-25 m3 167Hormigón H-5 m3 10Enrocado Consolidado m3 11Enfierradura Kg 12.548Moldaje 3 uso m2 424Tubo Acero D=300 mm m 24Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 0,1
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5.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto.
CUADRO 5-10 PRESUPUESTO OBRA SITIO Nº13
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 3.995 3.465 13.843.931Terraplén Compactado Núcleo m3 1.974 8.315 16.413.810Excavación Mecánica m3 4.735 1.895 8.973.431Retiro de Material Excedente m3 244 1.076 262.387Excavación Obras de Arte m3 1.478 3.276 4.841.590Relleno Compactado m3 54 4.470 242.743Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 430 4.470 1.922.100Transporte de Material m3 6.213 1.076 6.685.421Hormigón H-25 m3 167 85.888 14.369.062Hormigón H-5 m3 10 41.569 409.455Enrocado Consolidado m3 11 69.467 744.686Enfierradura Kg 12.548 788 9.887.430Moldaje 3 uso m2 424 6.647 2.815.952Tubo Acero D=300 mm m 24 31.397 753.528Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 0,1 762.897 42.036
Subtotal $ 87.128.808
Gastos Generales % 5% $ 4.356.440Utilidades % 12% $ 10.455.457Imprevistos % 2% $ 1.742.576
TOTAL $ 103.683.281
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5.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente.
CUADRO 5-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE SITIO Nº13
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 109.519.501 103.061.852
Beneficio Neto Actualizado 16.383.945 24.982.524
Valor Neto Actualizado -93.135.555 -78.079.327
Tasa Interna de Retorno - -
Relación Beneficio - Costo 0,15 0,24
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5.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario El Expreso de La Costa de Pichilemu en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio El Atardecer de Pichilemu en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO DIRECTOR GENERAL DE AGUAS Juan Francisco Oyarzún Osorio, carnet de identidad 7.308.861-5, solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 5.753 metros cúbicos año desde el 1 de Junio hasta el 31 de Julio de cada año, y para uso consuntivo de ejercicio eventual y discontinuo, por un volumen de 856.929 metros cúbicos año desde el 1 de Febrero al 31 de Diciembre cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional y/o mecánica, en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19 Norte: 6.204.606 (metros) y Este: 262.181 (metros), comuna de La Estrella, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.
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6. SITIO Nº 17. SANTA GERTRUDIS, COMUNA DE LITUECHE, PROVINCIA DEL CARDENAL CARO
6.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano del Fundo Talca Santa Gertrudis, Rol SII Nº 30-45 perteneciente a doña Estela del Carmen Rosales Pastrián El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de Litueche, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 3 km al Noreste de la localidad de Litueche. En el cuadro siguiente se muestran sus coordenadas.
CUADRO 6-1 UBICACIÓN PUNTO Nº17 (estribo izquierdo)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº 17
N E Santa Gertrudis
Litueche 6.221.718 250.877
En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
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FIGURA 6-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
LITUECHE
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El predio posee una superficie total de 143 ha, con el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 6-2 DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha)
1 IV de secano 25,8 2 VI de secano 91,2 2 VII de secano 18 2 VIII de secano 8
Actualmente el predio no tiene plantación. Con las aguas del futuro micro embalse se pretende regar frutales en forma gravitacional. Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 5 m de altura que permitirá acumular 26.259 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 0,65 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
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6.2. Área de Riego El Fundo Santa Gertrudis tiene un tamaño de 143 ha, las que se mantienen de secano a pesar que es atravesado por un estero, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera. Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. Sus suelos regables, según el Servicio de Impuestos Internos son 25,8 ha, capacidad de uso clase IV: El uso actual de la tierra agrícola, de secano, está dedicada a pastos naturales que sirve de base a una explotación extensiva de ganadería ovina y cultivo de trigo.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego
Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actual
La superficie de riego actual es cero (0) por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR) Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
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CUADRO 6-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio 17 1 Cálculo para Embalse Estacional 2 Superficie Física 143 ha 3 Superficie Max Regable 25,8 ha 4 Q 85% (m3/temporada) 26.259 m3/temporada 5 Etp isolínea 1.199 mm 6 Zona de Distribución de Etp VI Etp promedio 10.231 m3/temporada desde: Septiembre hasta: Abril 7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia Tendido 0 30% Surco 25,8 45% Goteo 0 90%
Total 25,8 45% Eficiencia Ponderada 0,45 Demanda 22.736 m3/ha/temporada Superficie Postulación 0,35 ha SNR 1,15 ha SENR 0,35
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Superficie Ponderada Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 6-4 SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA
C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL Superficie 0 25,8 91,2 18 8 143
% 0 0 - 100,0 100 SNR 0 0 - 1,15 1,15
Factor 0,7 0,6 0,5 0,3
SNR pond 0 0 - 0,35 0,35
La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,35 ha - Superficie de postulación=0,35 ha
6.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
6.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
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CUADRO 6-5 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre Ubicación UTM
(WGS 84) Altitud Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Litueche 6.221.061 248.584 250
DGA 1979-2011 P mens y Pmáx24
Rapel 6.240.424 247.349 16 DGA 1940-2011 P mens y Pmáx24
6.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 6-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 32,1 km2).
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FIGURA 6-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO Nº17
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el cuadro 6-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
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CUADRO 6-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO Nº17 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 0,00 4,34 12,63 9,54 12,67 10,89 0,00 0,00 0,00 0,96 0,00 3,37 4,531962 1,48 0,12 13,17 1,18 2,86 2,08 1,72 0,05 0,00 0,00 0,00 0,87 1,961963 0,04 12,98 13,64 27,64 29,68 27,35 1,17 5,47 0,00 0,00 0,00 2,48 10,041964 0,72 0,39 5,91 5,01 8,58 0,64 0,00 0,00 1,88 0,00 0,00 0,00 1,931965 9,24 10,81 12,37 65,26 51,23 1,48 5,11 0,00 1,98 0,00 0,00 0,00 13,121966 10,34 5,06 69,85 17,45 12,39 0,88 1,95 0,07 3,74 0,00 0,00 0,00 10,141967 0,03 0,81 0,04 0,24 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,091968 0,21 0,00 1,43 0,26 0,60 0,78 0,00 0,10 0,10 0,00 0,00 0,06 0,291969 1,25 6,80 12,25 4,13 3,34 0,21 1,34 0,05 0,00 0,09 0,01 0,01 2,461970 0,00 3,70 4,92 8,55 0,66 2,14 0,43 0,00 0,03 0,03 0,00 0,00 1,701971 3,62 0,59 14,64 2,93 3,16 0,93 1,55 0,00 2,35 0,00 0,00 0,07 2,491972 0,00 45,25 48,17 16,32 30,07 14,53 3,28 0,46 0,00 0,00 0,00 8,36 13,871973 0,13 4,05 2,05 1,68 0,00 0,00 2,19 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,841974 0,00 15,49 37,37 3,28 1,67 3,66 0,00 4,14 1,10 0,00 0,00 0,00 5,561975 2,39 7,26 7,33 17,18 0,00 0,04 0,00 0,22 0,00 0,00 0,00 0,00 2,871976 0,00 6,25 9,73 2,64 8,93 3,56 10,83 4,05 0,00 0,00 0,00 0,13 3,841977 2,11 7,53 17,68 43,71 12,89 0,00 5,62 2,36 0,00 0,57 0,00 0,00 7,711978 0,00 3,07 10,19 31,90 1,29 2,72 0,05 7,67 0,20 0,00 0,00 0,00 4,761979 3,41 2,86 0,08 14,38 3,48 1,35 0,00 1,74 0,86 0,00 0,36 0,00 2,381980 19,91 24,45 17,07 23,31 3,87 6,06 0,00 0,20 0,00 0,00 1,30 1,22 8,121981 4,54 16,97 2,82 3,70 4,31 1,89 0,41 0,00 0,00 0,00 0,00 0,12 2,901982 0,38 25,68 54,93 35,58 14,44 15,58 4,02 0,00 0,00 0,00 0,00 4,98 12,971983 0,61 4,02 10,27 12,89 8,38 1,34 0,18 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 3,141984 4,54 20,25 5,53 46,84 17,57 10,67 6,68 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 9,341985 0,20 4,42 2,43 5,47 0,00 1,24 0,81 0,18 0,00 0,00 0,00 0,45 1,271986 16,10 41,93 28,72 3,74 13,96 0,32 1,28 0,80 0,00 0,00 0,00 0,27 8,931987 0,12 12,51 3,92 69,48 27,35 4,73 8,18 0,00 0,00 0,00 0,00 1,87 10,681988 0,16 0,14 2,72 2,68 5,19 0,58 0,00 0,48 0,03 0,00 0,00 0,50 1,041989 0,00 0,81 1,31 5,18 3,62 0,39 0,30 0,02 0,31 0,00 0,00 0,00 0,991990 0,26 0,76 0,16 2,37 1,17 1,44 0,76 0,18 0,01 0,00 0,00 0,68 0,651991 3,21 19,66 18,71 9,19 1,28 7,75 2,56 0,12 2,64 0,00 0,00 0,08 5,431992 3,61 41,56 43,64 2,31 21,34 5,19 0,00 0,17 0,00 0,00 0,00 1,52 9,951993 4,30 8,66 7,94 5,01 1,66 0,00 0,61 0,50 0,58 0,00 0,00 0,00 2,441994 2,88 3,49 4,64 3,55 0,77 1,23 1,25 0,00 0,12 0,00 0,00 0,00 1,491995 4,97 0,00 6,52 9,37 3,92 1,07 0,62 0,00 0,00 0,00 0,12 0,00 2,221996 1,18 1,03 5,99 8,51 8,74 0,49 0,00 0,15 0,98 0,00 0,00 0,90 2,331997 3,72 15,72 68,68 11,28 22,50 18,13 19,96 3,26 0,00 0,00 0,00 0,00 13,601998 0,55 0,66 0,68 0,00 0,03 1,15 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,261999 0,79 3,60 6,62 2,75 9,25 10,88 0,41 0,00 0,00 0,09 0,09 0,64 2,932000 0,54 1,96 63,88 1,13 0,98 19,04 0,20 0,15 0,00 0,00 2,75 0,00 7,552001 3,21 12,57 2,21 37,16 15,35 0,95 0,04 0,13 0,00 0,00 0,00 0,04 5,972002 1,98 29,24 19,58 23,78 39,27 7,87 2,22 0,42 0,06 0,00 2,04 9,31 11,312003 0,00 9,26 13,34 6,44 0,91 2,06 1,45 3,60 0,09 0,06 0,00 0,00 3,102004 3,39 3,94 8,51 22,63 9,72 7,41 0,62 1,13 0,12 0,00 0,00 1,44 4,912005 0,62 25,82 25,76 15,13 21,63 5,47 1,65 1,96 0,00 0,00 0,00 1,96 8,332006 1,37 6,93 28,08 32,47 12,06 1,71 7,13 0,05 0,00 0,00 0,00 0,00 7,482007 0,04 0,37 2,75 2,48 2,66 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,93 0,00 0,772008 2,44 32,88 13,91 12,66 15,91 1,84 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,64 6,692009 0,00 0,65 5,06 1,82 6,02 2,11 0,65 0,61 0,00 0,00 0,00 0,00 1,412010 0,00 2,35 8,92 5,62 0,85 0,85 0,44 0,17 0,00 0,00 0,00 0,00 1,602011 2,73 0,00 5,10 4,01 5,30 0,40 0,00 0,28 0,00 0,42 0,00 0,28 1,54
MEDIA 2,42 9,99 15,37 13,76 9,48 4,18 1,92 0,80 0,34 0,04 0,15 0,83 4,94MAX 19,91 45,25 69,85 69,48 51,23 27,35 19,96 7,67 3,74 0,96 2,75 9,31 13,87MIN 0,000 0,000 0,039 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,094
En el Cuadro 6-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
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CUADRO 6-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO Nº17
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Gumbel Log-PearsonLog-NormalPearson Pearson Log-Pearson Pearson Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel Log-Normal Log-Pearson5 10,6 40,6 93,7 45,6 31,1 17,8 8,6 4,2 2,0 0,4 1,2 3,8 14,13
10 8,1 29,9 53,1 34,8 23,8 12,3 5,7 3,2 1,5 0,3 0,9 1,6 11,2220 5,6 18,5 26,6 23,9 16,5 7,2 3,2 2,1 1,0 0,2 0,6 0,6 8,1050 1,8 5,0 7,1 9,2 6,5 1,8 0,6 0,6 0,2 0,0 0,1 0,1 3,7180 0,0 0,7 1,9 1,0 0,7 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,3585 0,0 0,4 1,4 0,0 0,0 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,0390 0,0 0,2 1,0 0,0 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,7295 0,0 0,1 0,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,40
6.3.3. Análisis de Crecidas
a) Introducción El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº17, para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 3 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC
b) Cálculo de Crecidas
Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 6-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio de los 2 métodos con valores más similares entre sí. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general, el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
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CUADRO 6-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD *PROMEDIO MAX
(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
17 2 0,1 0,4 1,0 0,3 1,0
5 0,5 0,7 1,9 0,6 1,9
10 0,8 1,0 2,7 0,9 2,7
20 1,3 1,4 3,5 1,4 3,5
25 1,5 1,5 3,8 1,5 3,8
50 2,2 2,0 4,8 2,1 4,8
100 3,2 2,6 6,2 2,9 6,2
250 3,5 3,0 7,0 3,2 7,0
500 4,0 3,4 7,9 3,7 7,91000 4,6 3,7 8,8 4,2 8,8
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares.
6.4. Diseño Hidráulico La presente memoria se refiere a la descripción y al cálculo hidráulico de la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector Nº 17: Litueche, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
6.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño ( T=250 años) :3,2 m3/s • Cota Aguas Máximas :260,5 msnm.
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6.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
6.4.3. Curva de Embalse En la Figura 6-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 6-3 CURVA DE EMBALSE SITIO Nº17, VI REGIÓN
256,0
256,5
257,0
257,5
258,0
258,5
259,0
259,5
260,0
260,5
261,0
0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
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6.5. Trabajos de Terreno
6.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- Clasificación según U.S.C.S. : GC (Grava arcillosa) - Peso Unitario Húmedo : 1,692 ton/m3 - Humedad : 12,5 % - Ángulo de Fricción Interna : 35º - Coeficiente empuje Activo : 0,271 - Coeficiente empuje Pasivo : 3,690 - Coeficiente empuje Reposo : 0,426 - Índice de Huecos : 0,818 - Índice de re-compresión : 0,234
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
6.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
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FIGURA 6-4 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
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6.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 6-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO Nº17
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 3.804Terraplén Compactado Núcleo m3 1.650Excavación Mecánica m3 4.977Retiro de Material Excedente m3 0Excavación Obras de Arte m3 478Relleno Compactado m3 28Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 0Transporte de Material m3 5.454Hormigón H-25 m3 63Hormigón H-5 m3 8Enrocado Consolidado m3 11Enfierradura Kg 4.688Moldaje 3 uso m2 222Tubo Acero D=300 mm m 27Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 0,8
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6.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto.
CUADRO 6-10 PRESUPUESTO OBRA SITIO Nº17
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 3.804 3.465 13.182.489Terraplén Compactado Núcleo m3 1.650 8.315 13.719.750Excavación Mecánica m3 4.977 1.895 9.430.968Retiro de Material Excedente m3 0 1.076 0Excavación Obras de Arte m3 478 3.276 1.564.964Relleno Compactado m3 28 4.470 127.172Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 0 4.470 0Transporte de Material m3 5.454 1.076 5.869.010Hormigón H-25 m3 63 85.888 5.368.000Hormigón H-5 m3 8 41.569 345.023Enrocado Consolidado m3 11 69.467 778.725Enfierradura Kg 4.688 788 3.693.750Moldaje 3 uso m2 222 6.647 1.473.848Tubo Acero D=300 mm m 27 31.397 847.719Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 0,8 762.897 614.956
Subtotal $ 61.937.618
Gastos Generales % 5% $ 3.096.881Utilidades % 12% $ 7.432.514Imprevistos % 2% $ 1.238.752
TOTAL $ 73.705.765
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6.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente.
CUADRO 6-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE DEL SITIO 17
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 77.854.583 73.264.007
Beneficio Neto Actualizado 17.965.196 27.393.643
Valor Neto Actualizado -59.889.387 -45.870.364
Tasa Interna de Retorno - -
Relación Beneficio - Costo 0,23 0,37
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6.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario El Expreso de La Costa de Pichilemu en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio El Atardecer de Pichilemu en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO DIRECTOR GENERAL DE AGUAS Estela del Carmen Rosales Pastrián, carnet de identidad 6.837.707-2, solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 2.386 metros cúbicos año durante el mes de Junio de cada año, y para uso consuntivo de ejercicio eventual y discontinuo, por un volumen de 447.599 metros cúbicos año desde el 01 de Febrero al 31 de Diciembre cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional y/o mecánica, en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19 Norte: 6.221.530 (metros) y Este: 250.900 (metros), comuna de Litueche, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.
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7. SITIO Nº 19. RANQUILCO, COMUNA DE LITUECHE, PROVINCIA DEL CARDENAL CARO
7.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano del predio Ranquilcó, Rol SII Nº 37-03 perteneciente a doña Marta Navarro Navarro. El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de Litueche, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 10 km al Noreste de la localidad de Litueche. En el cuadro siguiente se muestran sus coordenadas.
CUADRO 7-1 UBICACIÓN PUNTO Nº19 (estribo derecho)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº 19
N E Ranquilco
Litueche 6.229.642 252.070
En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
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FIGURA 7-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
LITUECHE
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El predio posee una superficie total de 58,7 ha, con el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 7-2 DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha) 1 IV de secano 3,5 2 VII de secano 55,2
Actualmente el predio no tiene plantación. Con las aguas del futuro micro embalse se pretende regar frutales en forma gravitacional. Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 5 m de altura que permitirá acumular 19.302 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 0,27 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
98
7.2. Área de Riego El Fundo Ranquilco tiene un tamaño de 58,7 ha, las que se mantienen de secano a pesar que es cruzado por un estero, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera, pues no posee infraestructura de captación, regulación y conducción para el riego. El uso actual de la tierra agrícola, de secano, está dedicada a pastos naturales que sirve de base a una explotación extensiva de ganadería ovina.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego
Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actual
La superficie de riego actual es de 0. La superficie se mantiene de secano por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR)
Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
99
CUADRO 7-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio 19 1 Cálculo para Embalse Estacional 2 Superficie Física 58,7 ha 3 Superficie Max Regable 3,5 ha 4 Q 85% (m3/temporada) 19.302 m3/temporada 5 Etp isolínea 1.196 mm 6 Zona de Distribución de Etp VI Etp promedio 9.825 m3/temporada desde: Septiembre hasta: Abril 7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia Tendido 0 30% Surco 3,5 45% Goteo 0 90%
Total 3,5 45% Eficiencia Ponderada 0,45 Demanda 21.833 m3/ha/temporada Superficie Postulación 0,27 ha SNR 0,88 ha SENR 0,27
100
Superficie Ponderada Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 7-4 SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA
C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL Superficie 0 3,5 55,2 58,7
% 0 0 - 100,0 100 SNR 0 0 - 0,88 0,88
Factor 0,7 0,6 0,5 0,3
SNR pond 0 0 - 0,27 0,27 La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,27 ha - Superficie de postulación=0,27 ha
7.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
7.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
101
CUADRO 7-5 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre Ubicación UTM
(WGS 84) Altitud Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Litueche 6.221.061 248.584 250
DGA 1979-2011 P mens y Pmáx24
Rapel 6.240.424 247.349 16 DGA 1940-2011 P mens y Pmáx24
7.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 7-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 0,32 km2).
102
FIGURA 7-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO Nº19
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el cuadro 7-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
103
CUADRO 7-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO Nº19 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 0,00 2,14 6,22 4,70 6,24 5,36 0,00 0,00 0,00 0,47 0,00 1,66 2,231962 0,73 0,06 6,48 0,58 1,41 1,02 0,85 0,02 0,00 0,00 0,00 0,43 0,961963 0,02 6,39 6,71 13,61 14,61 13,46 0,57 2,69 0,00 0,00 0,00 1,22 4,941964 0,35 0,19 2,91 2,47 4,22 0,32 0,00 0,00 0,93 0,00 0,00 0,00 0,951965 4,55 5,32 6,09 32,13 25,22 0,73 2,52 0,00 0,97 0,00 0,00 0,00 6,461966 5,09 2,49 34,39 8,59 6,10 0,43 0,96 0,04 1,84 0,00 0,00 0,00 4,991967 0,02 0,40 0,02 0,12 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,051968 0,10 0,00 0,70 0,13 0,29 0,39 0,00 0,05 0,05 0,00 0,00 0,03 0,151969 0,61 3,35 6,03 2,04 1,64 0,10 0,66 0,03 0,00 0,04 0,00 0,00 1,211970 0,00 1,82 2,42 4,21 0,32 1,05 0,21 0,00 0,01 0,02 0,00 0,00 0,841971 1,78 0,29 7,21 1,44 1,55 0,46 0,76 0,00 1,16 0,00 0,00 0,03 1,221972 0,00 22,28 23,71 8,04 14,81 7,15 1,61 0,22 0,00 0,00 0,00 4,12 6,831973 0,06 1,99 1,01 0,83 0,00 0,00 1,08 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,411974 0,00 7,62 18,40 1,61 0,82 1,80 0,00 2,04 0,54 0,00 0,00 0,00 2,741975 1,18 3,57 3,61 8,46 0,00 0,02 0,00 0,11 0,00 0,00 0,00 0,00 1,411976 0,00 3,08 4,79 1,30 4,40 1,75 5,33 1,99 0,00 0,00 0,00 0,07 1,891977 1,04 3,71 8,70 21,52 6,35 0,00 2,76 1,16 0,00 0,28 0,00 0,00 3,791978 0,00 1,51 5,02 15,70 0,63 1,34 0,02 3,77 0,10 0,00 0,00 0,00 2,341979 1,68 1,41 0,04 7,08 1,72 0,67 0,00 0,86 0,42 0,00 0,18 0,00 1,171980 9,80 12,04 8,41 11,47 1,91 2,98 0,00 0,10 0,00 0,00 0,64 0,60 4,001981 2,24 8,35 1,39 1,82 2,12 0,93 0,20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,06 1,431982 0,19 12,64 27,04 17,51 7,11 7,67 1,98 0,00 0,00 0,00 0,00 2,45 6,381983 0,30 1,98 5,06 6,35 4,13 0,66 0,09 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,551984 2,24 9,97 2,72 23,06 8,65 5,25 3,29 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,601985 0,10 2,18 1,19 2,69 0,00 0,61 0,40 0,09 0,00 0,00 0,00 0,22 0,621986 7,93 20,64 14,14 1,84 6,87 0,16 0,63 0,39 0,00 0,00 0,00 0,13 4,401987 0,06 6,16 1,93 34,21 13,46 2,33 4,03 0,00 0,00 0,00 0,00 0,92 5,261988 0,08 0,07 1,34 1,32 2,56 0,28 0,00 0,24 0,02 0,00 0,00 0,24 0,511989 0,00 0,40 0,64 2,55 1,78 0,19 0,15 0,01 0,15 0,00 0,00 0,00 0,491990 0,13 0,37 0,08 1,17 0,58 0,71 0,37 0,09 0,01 0,00 0,00 0,34 0,321991 1,58 9,68 9,21 4,53 0,63 3,81 1,26 0,06 1,30 0,00 0,00 0,04 2,681992 1,78 20,46 21,49 1,14 10,51 2,56 0,00 0,08 0,00 0,00 0,00 0,75 4,901993 2,12 4,26 3,91 2,47 0,82 0,00 0,30 0,25 0,29 0,00 0,00 0,00 1,201994 1,42 1,72 2,29 1,75 0,38 0,61 0,62 0,00 0,06 0,00 0,00 0,00 0,741995 2,45 0,00 3,21 4,61 1,93 0,53 0,31 0,00 0,00 0,00 0,06 0,00 1,091996 0,58 0,51 2,95 4,19 4,30 0,24 0,00 0,08 0,48 0,00 0,00 0,44 1,151997 1,83 7,74 33,81 5,56 11,08 8,93 9,83 1,61 0,00 0,00 0,00 0,00 6,701998 0,27 0,33 0,33 0,00 0,01 0,57 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,131999 0,39 1,77 3,26 1,36 4,56 5,36 0,20 0,00 0,00 0,04 0,04 0,32 1,442000 0,27 0,97 31,45 0,56 0,48 9,37 0,10 0,07 0,00 0,00 1,35 0,00 3,722001 1,58 6,19 1,09 18,29 7,56 0,47 0,02 0,06 0,00 0,00 0,00 0,02 2,942002 0,98 14,40 9,64 11,71 19,33 3,87 1,09 0,21 0,03 0,00 1,01 4,58 5,572003 0,00 4,56 6,57 3,17 0,45 1,01 0,71 1,77 0,04 0,03 0,00 0,00 1,532004 1,67 1,94 4,19 11,14 4,78 3,65 0,31 0,56 0,06 0,00 0,00 0,71 2,422005 0,31 12,71 12,68 7,45 10,65 2,69 0,81 0,97 0,00 0,00 0,00 0,97 4,102006 0,67 3,41 13,82 15,99 5,94 0,84 3,51 0,02 0,00 0,00 0,00 0,00 3,682007 0,02 0,18 1,36 1,22 1,31 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,46 0,00 0,382008 1,20 16,19 6,85 6,23 7,83 0,91 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,32 3,292009 0,00 0,32 2,49 0,90 2,96 1,04 0,32 0,30 0,00 0,00 0,00 0,00 0,692010 0,00 1,16 4,39 2,77 0,42 0,42 0,22 0,08 0,00 0,00 0,00 0,00 0,792011 1,34 0,00 2,51 1,97 2,61 0,20 0,00 0,14 0,00 0,21 0,00 0,14 0,76
MEDIA 1,19 4,92 7,57 6,77 4,67 2,06 0,94 0,40 0,17 0,02 0,07 0,41 2,43MAX 9,80 22,28 34,39 34,21 25,22 13,46 9,83 3,77 1,84 0,47 1,35 4,58 6,83MIN 0,000 0,000 0,019 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,05
En el Cuadro 7-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
104
CUADRO 7-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO Nº19
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Novi embre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Gumbel Log-Pearson Log-Normal Log-Pearson Pearson Log-Pearson Pearson Log-Normal Log-Normal Gumbel Log-Pearson Log-Pearson Log-Pearson5 5,2 21,1 46,1 20,4 15,3 8,9 4,2 1,7 0,5 0,2 0,2 2,3 6,9610 4,0 14,8 26,1 16,1 11,7 5,9 2,8 0,8 0,2 0,1 0,1 0,8 5,5220 2,8 8,8 13,1 11,2 8,1 3,3 1,6 0,4 0,1 0,1 0,0 0,3 3,9950 0,9 2,4 3,5 4,3 3,2 0,9 0,3 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 1,8380 0,0 0,4 0,9 1,1 0,4 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,6685 0,0 0,2 0,7 0,7 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,5190 0,0 0,1 0,5 0,4 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,3595 0,0 0,0 0,3 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,20
7.3.3. Análisis de Crecidas
a) Introducción El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº19, para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 3 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC
b) Cálculo de Crecidas
Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 7-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio de los 2 métodos con valores más similares entre sí. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general, el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
105
CUADRO 7-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD *PROMEDIO MAX
(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
19 2 0,1 0,2 0,5 0,1 0,5
5 0,2 0,4 0,9 0,3 0,9
10 0,4 0,6 1,2 0,5 1,2
20 0,7 0,8 1,6 0,7 1,6
25 0,8 0,8 1,7 0,8 1,7
50 1,2 1,1 2,1 1,1 2,1
100 1,7 1,4 2,8 1,5 2,8
250 1,8 1,6 3,1 1,7 3,1
500 2,1 1,8 3,5 2,0 3,51000 2,4 2,0 3,9 2,2 3,9
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares.
7.4. Diseño Hidráulico la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector Nº 19: Litueche, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
7.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño ( T=250 años) : 1,7 m3/s • Cota Aguas Máximas : 239,5 msnm.
106
7.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
7.4.3. Curva de Embalse En la Figura 7-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 7-3 CURVA DE EMBALSE SITIO Nº19, VI REGIÓN
234,5
235,0
235,5
236,0
236,5
237,0
237,5
238,0
238,5
239,0
239,5
240,0
0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
107
7.5. Trabajos de Terreno
7.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- Clasificación según U.S.C.S. : SM (Arena limosa) - Peso Unitario Húmedo : 2,199 ton/m3 - Humedad : 28,5 % - Ángulo de Fricción Interna : 33º - Coeficiente empuje Activo : 0,295 - Coeficiente empuje Pasivo : 3,392 - Coeficiente empuje Reposo : 0,455 - Índice de Huecos : 0,636 - Índice de re-compresión : 0,252
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
7.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
108
FIGURA 7-4 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
109
7.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 7-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO Nº19
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 5.127Terraplén Compactado Núcleo m3 1.849Excavación Mecánica m3 6.730Retiro de Material Excedente m3 153Excavación Obras de Arte m3 399Relleno Compactado m3 134Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 1.009Transporte de Material m3 7.129Hormigón H-25 m3 83Hormigón H-5 m3 6Enrocado Consolidado m3 10Enfierradura Kg 6.233Moldaje 3 uso m2 355Tubo Acero D=300 mm m 36Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 0,7
110
7.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto.
CUADRO 7-10 PRESUPUESTO OBRA SITIO Nº19
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 5.127 3.465 17.766.250Terraplén Compactado Núcleo m3 1.849 8.315 15.371.109Excavación Mecánica m3 6.730 1.895 12.754.013Retiro de Material Excedente m3 153 1.076 164.975Excavación Obras de Arte m3 399 3.276 1.306.854Relleno Compactado m3 134 4.470 600.998Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 1.009 4.470 4.510.230Transporte de Material m3 7.129 1.076 7.671.092Hormigón H-25 m3 83 85.888 7.137.293Hormigón H-5 m3 6 41.569 245.257Enrocado Consolidado m3 10 69.467 677.303Enfierradura Kg 6.233 788 4.911.210Moldaje 3 uso m2 355 6.647 2.357.719Tubo Acero D=300 mm m 36 31.397 1.130.292Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 0,7 762.897 548.981
Subtotal $ 82.074.821
Gastos Generales % 5% $ 4.103.741Utilidades % 12% $ 9.848.979Imprevistos % 2% $ 1.641.496
TOTAL $ 97.669.038
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7.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente.
CUADRO 7-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE DEL SITIO Nº 19
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 103.166.722 97.083.655
Beneficio Neto Actualizado 13.682.319 20.863.037
Valor Neto Actualizado -89.484.403 -76.220.617
Tasa Interna de Retorno - -
Relación Beneficio - Costo 0,13 0,21
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7.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario El Expreso de La Costa de Pichilemu en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio El Atardecer de Pichilemu en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO DIRECTOR GENERAL DE AGUAS Marta Adriana Navarro Navarro, carnet de identidad 6.514.538-3, solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 2.450 metros cúbicos año durante los meses de Junio y Julio de cada año, y para uso consuntivo de ejercicio eventual y discontinuo, por un volumen de 214.090 metros cúbicos año desde el 01 de Marzo al 31 de Diciembre cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional y/o mecánica, en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19 Norte: 6.229.500 (metros) y Este: 252.140 (metros), comuna de Litueche, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.
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8. SITIO Nº 23. NILAHUE-BARAHONA, COMUNA DE PUMANQUE, PROVINCIA DE COLCHAGUA
8.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano del predio Resto de Hacienda Nilahue Hijuela 2, Rol SII Nº 55-44 perteneciente a doña María Paz Barahona Urzúa. El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de Pumanque, Provincia del Colchagua, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 11 km al Noroeste de la localidad de Pumanque. En el cuadro siguiente se muestran sus coordenadas.
CUADRO 8-1 UBICACIÓN PUNTO Nº23 (estribo derecho)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº 23
N E Nilahue - Barahona
Pumanque 6.171.063 246.365
En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
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FIGURA 8-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
PUMANQUE
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El predio posee una superficie total de 1.069 ha, con el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 8-2 DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha)
1 III Secano 55,40 1 VI de secano 358,60 2 VII de secano 655,00
Actualmente el predio no tiene plantación. Con las aguas del futuro micro embalse se pretende regar frutales en forma gravitacional. Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 5 m de altura que permitirá acumular 22.972 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 10,4 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
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8.2. Área de Riego El Fundo Nilahue Barahona tiene un tamaño de 1.069 ha, las que se mantienen de secano a pesar que es atravesado por un estero, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera. Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. Sus suelos regables, según el Servicio de Impuestos Internos son las 55 ha, de clase III de capacidad de Uso. El uso actual de la tierra agrícola, de secano, está dedicada a pastos naturales que sirve de base a una explotación extensiva de ganadería bovina y ovina y cultivo de trigo.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actua La superficie de riego actual es cero (0) por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR) Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. . A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
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CUADRO 8-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio 23 1 Cálculo para Embalse Estacional
2 Superficie Física 1.069 ha
3 Superficie Max Regable 55,4 ha
4 Q 85% (m3/temporada) 22.972 m3/temporada
5 Etp isolínea 1.102 mm 6 Zona de Distribución de Etp VI
Etp promedio 9.632 m3/temporada desde: Septiembre hasta: Abril 7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia
Tendido 0 30% Surco 55,4 45% Goteo 0 90%
Total 55,4 45% Eficiencia Ponderada 0,45 Demanda 21.404 m3/ha/temporada Superficie Postulación 0,54 ha SNR 1,07 ha SENR 0,54
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Superficie Ponderada Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 8-4
SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL Superficie 55,4 0 358,6 655 1069 % 0 0 100,0 - 100 SNR 0 0 1,07 - 1,07 Factor 0,7 0,6 0,5 0,3 SNR pond 0 0 0,54 - 0,54 La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,54 ha - Superficie de postulación=0,54 ha
8.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
8.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
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CUADRO 8-4 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre Ubicación UTM
(WGS 84) Altitud Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Nilahue - Barahona 6.170.642
246.317
90
DGA 1969-2011
P mens, Pmáx24 y
Evapo.
8.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 8-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 10,4 km2).
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FIGURA 8-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO Nº23
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el cuadro 8-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
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CUADRO 8-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO Nº 23 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 1,46 36,98 201,42 124,45 207,16 145,57 21,60 0,00 0,00 28,70 0,00 53,81 68,431962 10,29 5,94 101,26 5,82 34,72 13,10 11,99 0,00 0,00 0,00 0,00 1,11 15,351963 3,08 97,54 99,96 223,53 281,75 194,53 20,43 57,12 0,00 0,00 0,00 40,64 84,881964 5,56 5,27 42,06 43,03 64,90 5,73 0,00 0,00 29,54 3,71 0,00 3,67 16,951965 180,10 139,16 76,87 685,48 521,29 58,46 47,86 23,56 12,22 0,00 5,15 0,00 145,851966 125,82 70,68 682,95 201,33 118,05 46,23 19,10 4,08 64,82 0,00 0,00 0,00 111,091967 0,00 42,53 31,69 51,91 10,42 22,52 29,73 8,76 0,00 1,46 1,04 0,00 16,671968 1,45 0,52 7,30 2,69 12,93 8,22 2,21 2,37 3,24 0,00 0,00 1,03 3,501969 1,22 71,24 88,22 59,67 24,35 14,00 13,40 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 22,681970 0,00 80,18 124,72 130,74 8,61 34,89 2,23 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 31,781971 17,11 6,55 157,47 59,10 34,93 27,80 17,11 0,00 35,64 0,00 0,00 0,00 29,641972 14,75 813,92 177,57 119,86 541,75 217,95 27,66 18,44 0,00 0,00 0,00 92,20 168,671973 0,00 46,91 28,87 41,50 0,00 0,00 47,86 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 13,761974 0,00 127,40 180,67 33,97 11,77 12,35 0,00 30,67 11,21 0,00 0,00 0,00 34,001975 28,92 85,12 82,07 193,85 24,07 0,41 0,00 2,34 0,00 0,00 0,00 0,00 34,731976 0,00 74,30 75,10 5,59 47,06 43,14 152,59 35,07 0,00 0,00 0,00 0,00 36,071977 38,88 135,29 292,35 639,13 140,11 0,00 144,62 29,68 0,00 26,59 0,00 0,00 120,551978 0,00 21,91 253,21 356,08 31,65 88,87 0,76 162,88 0,00 0,00 0,00 0,00 76,281979 28,81 94,68 4,50 184,31 205,82 66,89 0,00 54,54 36,02 0,00 0,00 0,00 56,301980 360,42 275,20 251,84 281,01 99,27 77,89 0,00 1,58 0,00 0,00 44,50 5,93 116,471981 35,13 155,44 30,82 26,51 40,10 17,23 3,65 0,00 0,00 0,00 2,32 3,00 26,181982 10,01 384,44 528,70 281,86 126,76 216,82 63,38 2,50 0,00 0,00 0,00 40,86 137,941983 8,00 55,97 91,59 118,49 66,88 22,53 2,91 0,00 0,00 1,45 0,00 0,00 30,651984 14,38 220,54 158,84 328,14 174,53 89,16 50,99 4,58 0,00 0,00 2,61 0,00 86,981985 3,19 42,66 25,50 66,69 1,23 24,52 15,94 2,21 0,00 0,49 0,00 7,11 15,791986 58,29 209,86 138,04 16,88 77,60 0,93 8,86 46,17 0,00 0,00 0,00 10,73 47,281987 13,16 69,08 34,31 269,85 94,74 35,25 18,80 0,00 0,00 0,00 0,00 39,95 47,931988 1,35 2,42 67,80 51,39 66,99 16,41 1,08 0,54 0,00 0,00 0,00 13,18 18,431989 0,00 13,53 21,32 57,82 36,29 4,72 3,28 0,00 4,31 0,00 0,00 0,00 11,771990 6,10 5,56 4,84 27,10 8,97 24,98 8,97 3,23 2,51 0,54 0,00 20,99 9,481991 33,44 134,23 138,59 170,58 23,26 31,50 26,65 0,97 41,68 6,30 0,00 0,00 50,601992 61,33 398,97 326,66 30,99 134,93 49,06 0,00 2,58 0,00 0,00 0,00 15,49 85,001993 55,83 86,08 68,28 40,52 18,19 1,91 11,80 9,25 2,68 0,00 0,00 0,00 24,551994 23,51 21,75 33,40 46,80 7,03 14,06 11,65 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 13,181995 39,19 0,00 53,32 67,18 37,32 7,46 13,33 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 18,151996 21,79 14,81 44,14 70,95 71,51 1,68 0,84 3,07 6,70 0,00 0,00 0,00 19,621997 44,48 143,32 616,12 209,22 206,74 126,85 209,38 53,54 6,59 0,00 0,00 0,00 134,691998 2,28 5,88 7,27 0,29 0,00 6,10 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,821999 18,99 46,93 74,87 32,24 60,54 111,77 6,81 0,72 0,00 0,00 3,94 2,01 29,902000 0,00 13,85 536,57 5,77 10,96 238,86 3,46 0,00 0,00 0,00 20,77 0,00 69,192001 52,86 145,24 25,10 310,77 162,86 20,29 2,14 0,00 0,00 2,67 0,00 0,00 60,162002 33,71 262,36 148,03 175,88 439,71 107,00 24,92 0,00 1,47 0,00 21,99 77,68 107,732003 8,18 79,87 129,73 68,96 22,60 33,89 18,31 39,74 1,95 11,30 0,00 0,00 34,542004 19,92 36,40 50,82 101,99 56,32 31,59 8,93 8,24 3,43 0,00 0,00 16,14 27,822005 9,28 262,24 252,34 79,79 225,13 35,87 16,08 30,31 0,00 0,00 0,00 31,54 78,552006 5,94 21,22 148,94 170,58 75,53 13,58 44,98 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 40,062007 0,00 7,03 25,65 35,48 27,40 1,41 0,00 0,00 0,00 0,00 13,00 0,00 9,162008 24,99 122,30 75,73 95,42 54,60 16,66 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,92 32,882009 0,00 20,77 88,35 41,54 66,03 50,22 9,92 3,72 0,00 0,00 0,00 0,00 23,382010 0,00 25,38 54,95 40,06 5,87 8,81 11,54 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 12,222011 31,43 4,07 69,84 52,00 70,13 10,19 0,00 2,91 0,00 5,82 0,00 5,82 21,02
MEDIA 28,52 102,81 137,85 128,13 95,91 48,04 22,70 12,65 5,18 1,75 2,26 9,56 49,61MAX 360,42 813,92 682,95 685,48 541,75 238,86 209,38 162,88 64,82 28,70 44,50 92,20 168,67MIN 0,000 0,000 4,498 0,294 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1,82
En el Cuadro 8-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
122
CUADRO 8-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO Nº23
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Log-PearsonLog-Pearson NormalLog-Pearson Gumbel Pearson Pearson Gumbel Pearson Gumbel Gumbel Gumbel Log-Normal5 258,8 262,4 393,3 354,8 352,0 167,4 100,7 68,9 30,3 13,5 18,0 51,3 162,63
10 134,9 228,9 336,8 292,2 275,8 126,5 67,5 52,2 19,8 10,0 13,3 38,9 115,0320 53,0 174,2 268,5 214,2 196,4 85,7 38,1 34,7 10,4 6,4 8,1 26,0 75,6350 5,4 66,8 137,9 90,0 76,5 30,9 7,8 8,4 0,4 0,9 0,7 6,4 33,9380 0,3 12,0 7,2 24,5 0,0 0,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 15,2285 0,1 7,1 0,0 16,9 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 12,6490 0,0 3,3 0,0 10,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 10,0195 0,0 0,9 0,0 4,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 7,08
8.3.3. Análisis de Crecidas
a) Introducción El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº23, para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 4 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC Hidrograma Unitario Sintético Tipo Linsley
b) Cálculo de Crecidas
Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado e Hidrograma Unitario Sintético. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 8-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio entre los dos métodos con valores más similares entre sí y el método del Hidrograma Unitario Sintético. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general, el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
123
CUADRO 8-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD HUS *PROMEDIO MAX
(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
23 2 1,1 3,4 6,4 5,7 3,4 6,4
5 3,4 6,8 11,9 9,3 6,5 11,9
10 6,1 9,8 16,6 11,7 9,2 16,6
20 9,9 13,5 22,0 14,2 12,5 22,0
25 11,3 14,7 23,8 14,9 13,7 23,8
50 16,9 18,9 29,8 17,5 17,8 29,8
100 24,2 25,1 38,5 20,0 23,1 38,5
250 26,4 28,1 43,4 23,3 25,9 43,4
500 30,4 31,9 49,0 25,8 29,4 49,01000 34,4 35,6 54,5 28,3 32,8 54,5
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares y el método hidrograma unitario sintetico.
8.4. Diseño Hidráulico La presente memoria se refiere a la descripción y al cálculo hidráulico de la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector Nº 23: Pumanque, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
8.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño ( T=250 años) :25,9 m3/s • Cota Aguas Máximas :99 msnm.
124
8.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
8.4.3. Curva de Embalse En la Figura 8-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 8-3 CURVA DE EMBALSE SITIO Nº1, VI REGIÓN
94,5
95,0
95,5
96,0
96,5
97,0
97,5
98,0
98,5
99,0
99,5
0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
125
8.5. Trabajos de Terreno
8.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- Clasificación según U.S.C.S. : SC (Arena arcillosa) - Peso Unitario Húmedo : 1,813 ton/m3 - Humedad : 7,0 % - Angulo de Fricción Interna : 30º - Coeficiente empuje Activo : 0,333 - Coeficiente empuje Pasivo : 3,000 - Coeficiente empuje Reposo : 0,500 - Índice de Huecos : 0,599 - Índice de re-compresión : 0,135
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
8.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
126
FIGURA 8-4 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
127
8.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 8-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO Nº23
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 2.142Terraplén Compactado Núcleo m3 1.392Excavación Mecánica m3 2.667Retiro de Material Excedente m3 2.000Excavación Obras de Arte m3 2.866Relleno Compactado m3 135Relleno Mejoramiento Bajo Muro m3 363Transporte de Material m3 5.534Hormigón H-25 m3 298Hormigón H-5 m3 24Enrocado Consolidado m3 23Enfierradura Kg 22.328Moldaje 3 uso m2 930Tubo Acero D=300 mm m 31Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 1,1
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8.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto. .
CUADRO 8-10 PRESUPUESTO OBRA SITIO Nº23
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 2.142 3.465 7.420.592Terraplén Compactado Núcleo m3 1.392 8.315 11.574.480Excavación Mecánica m3 2.667 1.895 5.054.534Retiro de Material Excedente m3 2.000 1.076 2.152.215Excavación Obras de Arte m3 2.866 3.276 9.390.604Relleno Compactado m3 135 4.470 603.640Relleno Mejoramiento Bajo Muro m3 363 4.470 1.622.610Transporte de Material m3 5.534 1.076 5.954.352Hormigón H-25 m3 298 85.888 25.568.858Hormigón H-5 m3 24 41.569 998.903Enrocado Consolidado m3 23 69.467 1.563.008Enfierradura Kg 22.328 788 17.594.070Moldaje 3 uso m2 930 6.647 6.179.367Tubo Acero D=300 mm m 31 31.397 973.307Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 1,1 762.897 875.882
Subtotal $ 102.447.666
Gastos Generales % 5% $ 5.122.383Utilidades % 12% $ 12.293.720Imprevistos % 2% $ 2.048.953
TOTAL $ 121.912.722
129
8.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente.
CUADRO 8-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE SITIO Nº 23
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 128.775.057 121.182.034
Beneficio Neto Actualizado 16.610.791 25.328.423
Valor Neto Actualizado -112.164.266 -95.853.611
Tasa Interna de Retorno - -
Relación Beneficio - Costo 0,13 0,21
130
8.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario Canal VI Región en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio Manuel Rodríguez de San Fernando en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO DIRECTOR GENERAL DE AGUAS María de la Paz Baraona Urzúa, RUN 3.196.270-6, solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 37.370 metros cúbicos al año durante los meses de Mayo y Julio de cada año, y para uso consuntivo de ejercicio eventual y continuo, por un volumen de 4.060.647 metros cúbicos al año desde el 01 de Enero al 31 de Diciembre de cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional, en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19 Norte: 6.171.180 (metros) y Este: 246.642 (metros), comuna de Pumanque, Provincia del Colchagua, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.
131
9. SITIO Nº 25. LAS PATAGUAS, COMUNA DE MARCHIHUE PROVINCIA DEL CARDENAL CARO
9.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano del predio Las Pataguas, Rol SII Nº 68-32 perteneciente a Agrícola Alcones Ltda., cuyo representante legal es don Sergio Lecaros Menéndez. El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de Marchihue, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 4 km al Sur de la localidad de Marchihue. En el cuadro siguiente se muestran sus coordenadas.
CUADRO 9-1 UBICACIÓN PUNTO Nº25 (estribo derecho)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº25
N E Las Pataguas
Marchihue 6.186.433 259.530
En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
132
FIGURA 9-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
MARCHIHUE
133
El predio posee una superficie total de 1.199,6 ha, con el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 9-2 DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha)
1 VI de secano 773,6 2 VII de secano 426,0
Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. Con las aguas del futuro micro embalse se pretende aumentar la superficie de riego y darle seguridad de riego actual a los frutales; se regaría en forma gravitacional. Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 5 m de altura que permitirá acumular un volumen útil de 20.209 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 1,1 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
134
9.2. Área de Riego El Fundo Las pataguas tiene un tamaño de 1.200 ha, las que se mantienen de secano a pesar que es atravesado por un estero, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera. Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. Sus suelos regables, según el Servicio de Impuestos Internos son 10 ha. El uso actual de la tierra agrícola, de secano, está dedicada a pastos naturales que sirve de base a una explotación extensiva de ganadería bovina y ovina y cultivo de trigo.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego
Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actual La superficie de riego actual es cero (0) por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR) Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. . A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
135
CUADRO 9-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio 25 1 Cálculo para Embalse Estacional 2 Superficie Física 1.199,6 ha 3 Superficie Max Regable 10 ha 4 Q 85% (m3/temporada) 20.209 m3/temporada 5 Etp isolínea 1.199 mm 6 Zona de Distribución de Etp VI Etp promedio 10.499 m3/temporada desde: Septiembre hasta: Abril 7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia Tendido 0 30% Surco 10 45% Goteo 0 90%
Total 10 45% Eficiencia Ponderada 0,45 Demanda 23.331 m3/ha/temporada Superficie Postulación 0,26 ha SNR 0,87 ha SENR 0,26
136
Superficie Ponderada Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 9-4 SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA
C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL Superficie 0 10 763,6 426 1199,6
% 0 0 0 100 100 SNR 0 0 - 0,87 0,87
Factor 0,7 0,6 0,5 0,3 SNR pond 0 0 - 0,26 0,26
Como el predio no presenta suelos con capacidad de uso entre I a IV, se ha supuesto que se reconvertirán 10 ha de Clase VI en Clase IV de Capacidad de Uso. La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,26 ha - Superficie de postulación=0,26 ha
9.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
9.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
137
CUADRO 9-5 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre Ubicación UTM
(WGS 84) Altitud Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Marchihue Escuela 6.200.945 239.232 113 DMC 1961-2004 P mens
Nilahue - Barahona 6.170.642 246.317 90
DGA 1969-2011 P mens,
Pmáx24 y Evapo.
9.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 9-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 1,1 km2).
138
FIGURA 9-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO Nº 25
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el cuadro 9-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
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CUADRO 9-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO Nº 25 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 0,78 2,95 23,76 10,77 14,66 14,83 1,08 0,00 0,00 1,59 0,00 7,56 6,501962 2,71 0,39 4,56 0,37 1,87 0,67 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,21 0,901963 0,03 10,25 6,55 20,07 21,55 19,86 0,85 3,97 0,00 0,00 0,00 1,80 7,081964 0,68 0,82 8,96 7,05 8,26 0,57 0,00 1,23 4,09 0,55 0,00 0,00 2,681965 9,13 6,40 4,11 51,85 44,53 2,57 4,26 1,39 0,44 0,00 0,00 0,00 10,391966 9,60 5,25 63,47 15,01 9,60 1,53 1,80 0,07 4,97 0,00 0,00 0,00 9,271967 0,00 2,32 1,12 5,30 0,78 1,11 0,80 0,19 0,00 0,07 0,00 0,00 0,971968 0,17 0,00 0,48 0,26 0,39 0,81 0,05 0,04 0,00 0,00 0,00 0,08 0,191969 2,73 2,88 6,49 3,58 1,85 0,31 0,87 0,66 0,00 0,00 0,00 0,00 1,611970 0,00 3,34 2,91 3,49 0,38 1,05 0,37 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,961971 1,40 2,09 12,73 2,80 2,22 0,66 1,77 0,00 0,00 0,00 0,00 0,06 1,981972 1,45 43,92 33,93 14,94 17,39 9,55 3,51 0,15 0,00 0,46 0,00 9,01 11,191973 0,19 6,36 2,11 5,77 0,00 0,00 3,41 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,491974 0,00 21,24 22,51 3,59 1,07 2,10 0,00 1,37 0,91 0,00 0,00 0,00 4,401975 0,00 5,75 5,56 16,70 4,69 0,11 0,29 1,72 0,00 0,00 0,00 0,00 2,901976 0,00 3,33 4,81 1,85 1,89 2,87 8,73 2,67 0,00 0,00 0,05 0,00 2,181977 1,56 5,87 5,39 18,51 3,35 0,00 4,20 0,78 0,00 0,45 0,00 0,00 3,341978 0,00 2,70 12,08 18,52 0,82 0,00 5,93 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 3,341979 4,43 4,15 0,38 12,74 6,16 3,03 0,00 0,17 2,20 0,00 0,00 0,00 2,771980 13,98 13,53 8,31 14,76 1,48 3,83 0,00 0,11 0,00 0,00 0,20 1,08 4,771981 3,81 13,12 3,66 3,26 5,08 3,49 0,70 0,00 0,00 0,00 0,00 0,14 2,771982 0,53 20,32 59,09 23,33 20,12 9,69 6,15 0,00 0,00 0,00 0,00 4,28 11,961983 0,15 2,76 1,99 6,36 5,38 0,33 0,00 0,00 0,00 0,07 0,00 0,05 1,421984 0,00 18,17 14,47 48,92 18,78 10,02 5,36 0,17 0,00 0,00 0,00 0,00 9,661985 0,00 2,41 0,58 1,97 0,51 1,57 0,88 0,12 0,00 0,00 0,00 0,27 0,691986 8,33 24,51 18,27 6,81 7,24 0,59 0,88 4,87 0,00 0,00 0,00 0,88 6,031987 0,94 7,39 3,32 29,68 9,25 1,65 1,92 0,00 0,00 0,00 0,00 1,25 4,621988 0,14 0,28 3,88 2,46 4,22 0,62 0,00 0,44 0,00 0,00 0,00 0,99 1,091989 0,00 0,73 0,78 4,10 2,82 0,42 0,35 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,771990 0,34 0,51 0,58 3,32 0,16 1,46 0,74 0,14 0,00 0,00 0,00 0,96 0,681991 2,73 6,80 13,60 12,38 1,12 3,24 3,05 0,00 2,05 0,00 0,00 0,00 3,751992 5,44 39,59 52,67 4,08 13,31 3,79 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 9,911993 3,11 7,88 2,95 3,26 1,44 0,04 0,10 0,41 0,19 0,00 0,00 0,00 1,621994 1,54 2,52 3,68 3,34 1,00 0,78 1,18 0,00 0,11 0,00 0,00 0,00 1,181995 4,17 0,02 3,76 6,07 2,88 0,45 0,58 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,491996 1,01 0,77 1,90 1,68 2,78 0,11 0,00 0,08 0,48 0,00 0,00 0,07 0,741997 1,71 12,71 44,56 6,85 17,89 9,83 13,77 1,86 0,00 0,00 0,00 0,00 9,101998 0,00 0,51 0,18 0,00 0,04 0,72 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,121999 1,49 4,31 4,90 2,31 4,22 7,60 0,62 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2,122000 0,10 0,84 35,50 1,15 0,46 12,28 0,00 0,05 0,00 0,00 2,56 0,00 4,412001 3,41 11,08 0,55 21,42 14,50 0,82 0,31 0,09 0,00 0,00 0,00 0,00 4,352002 0,65 18,29 8,94 16,86 28,81 9,61 1,28 0,00 0,40 0,00 1,55 5,38 7,652003 0,00 4,06 7,31 3,17 1,01 1,18 0,16 1,77 0,05 0,15 0,00 0,00 1,572004 2,03 0,55 2,26 4,17 2,27 1,28 0,24 0,58 0,02 0,23 0,00 0,49 1,182005 0,38 13,53 19,74 9,92 19,93 3,68 0,88 1,51 0,00 0,00 0,03 2,30 5,992006 1,03 3,27 11,57 15,89 8,30 2,74 4,53 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 3,942007 0,01 0,78 2,05 1,90 0,89 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,86 0,00 0,542008 0,89 18,57 7,75 13,00 11,93 0,81 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,05 4,422009 0,00 0,83 5,49 1,87 4,23 2,18 0,00 0,50 0,00 0,00 0,00 0,00 1,262010 0,00 0,80 8,39 4,41 0,09 1,04 0,72 0,13 0,00 0,00 0,00 0,00 1,302011 1,39 0,00 4,24 3,81 5,09 0,26 0,00 0,17 0,00 0,00 0,00 0,77 1,31
MEDIA 1,85 7,48 11,35 9,72 7,03 3,09 1,61 0,54 0,31 0,07 0,10 0,74 3,66MAX 13,98 43,92 63,47 51,85 44,53 19,86 13,77 4,87 4,97 1,59 2,56 9,01 11,96MIN 0,000 0,000 0,177 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,12
En el Cuadro 9-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
140
CUADRO 9-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO Nº25
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Pearson Log-PearsonLog-NormalLog-PearsonLog-Pearson Gumbel Pearson Pearson Gumbel Gumbel Log-PearsonLog-Normal Log-Normal5 7,5 26,4 49,0 21,9 26,4 12,1 6,8 2,5 2,3 0,6 0,2 2,4 12,90
10 5,4 20,1 29,9 19,6 19,0 9,4 4,8 1,7 1,7 0,4 0,1 1,0 8,8720 3,3 13,1 16,4 15,8 11,8 6,6 2,9 1,0 1,1 0,3 0,0 0,4 5,6350 0,9 4,1 5,2 7,6 3,6 2,4 0,7 0,2 0,2 0,0 0,0 0,1 2,3780 0,0 0,7 1,7 2,1 0,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,0085 0,0 0,5 1,3 1,4 0,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,8190 0,0 0,2 0,9 0,8 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,6395 0,0 0,1 0,6 0,3 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,43
9.3.3. Análisis de Crecidas
a) Introducción
El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº 25, para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 3 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC
b) Cálculo de Crecidas
Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 9-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio de los 2 métodos con valores más similares entre sí. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general, el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
141
CUADRO 9-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD *PROMEDIO MAX
(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
25 2 0,1 0,5 1,2 0,3 1,2
5 0,4 0,9 2,3 0,7 2,3
10 0,8 1,4 3,2 1,1 3,2
20 1,3 1,9 4,2 1,6 4,2
25 1,5 2,0 4,5 1,7 4,5
50 2,2 2,6 5,7 2,4 5,7
100 3,1 3,5 7,4 3,3 7,4
250 3,4 3,9 8,3 3,6 8,3
500 3,9 4,4 9,3 4,2 9,31000 4,4 4,9 10,4 4,7 10,4
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares.
9.4. Diseño Hidráulico La presente memoria se refiere a la descripción y al cálculo hidráulico de la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector Nº 25: Marchihue, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
9.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño ( T=250 años ) : 3,6 m3/s • Cota Aguas Máximas : 171 msnm.
142
9.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
9.4.3. Curva de Embalse En la Figura 9-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 9-3 CURVA DE EMBALSE SITIO Nº25, VI REGIÓN
166,5
167,0
167,5
168,0
168,5
169,0
169,5
170,0
170,5
171,0
171,5
0 5000 10000 15000 20000 25000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
143
9.5. Trabajos de Terreno
9.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- Clasificación según U.S.C.S. : SC (Arena arcillosa) - Peso Unitario Húmedo : 1,813 ton/m3 - Humedad : 7,0 % - Angulo de Fricción Interna : 30º - Coeficiente empuje Activo : 0,333 - Coeficiente empuje Pasivo : 3,000 - Coeficiente empuje Reposo : 0,500 - Índice de Huecos : 0,599 - Índice de re-compresión : 0,135
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
9.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
144
FIGURA 9-4 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
145
9.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 9-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO Nº25
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 3.019Terraplén Compactado Núcleo m3 3.788Excavación Mecánica m3 4.768Retiro de Material Excedente m3 0Excavación Obras de Arte m3 2.039Relleno Compactado m3 4Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 26Transporte de Material m3 6.807Hormigón H-25 m3 116Hormigón H-5 m3 98Enrocado Consolidado m3 11Enfierradura Kg 8.723Moldaje 3 uso m2 451Tubo Acero D=300 mm m 26Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 1,7
146
9.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto.
CUADRO 9-10 PRESUPUESTO OBRA SITIO Nº 25
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 3.019 3.465 10.462.221Terraplén Compactado Núcleo m3 3.788 8.315 31.498.052Excavación Mecánica m3 4.768 1.895 9.035.893Retiro de Material Excedente m3 0 1.076 0Excavación Obras de Arte m3 2.039 3.276 6.679.694Relleno Compactado m3 4 4.470 16.539Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 26 4.470 117.293Transporte de Material m3 6.807 1.076 7.324.612Hormigón H-25 m3 116 85.888 9.988.774Hormigón H-5 m3 98 41.569 4.090.390Enrocado Consolidado m3 11 69.467 779.420Enfierradura Kg 8.723 788 6.873.330Moldaje 3 uso m2 451 6.647 2.995.089Tubo Acero D=300 mm m 26 31.397 816.322Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 1,7 762.897 1.306.141
Subtotal $ 96.905.014
Gastos Generales % 5% $ 4.845.251Utilidades % 12% $ 11.628.602Imprevistos % 2% $ 1.938.100
TOTAL $ 115.316.967
147
9.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente.
CUADRO 9-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE DEL SITIO Nº 25
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 121.808.034 114.625.810
Beneficio Neto Actualizado 13.406.614 20.442.638
Valor Neto Actualizado -108.401.420 -94.183.173
Tasa Interna de Retorno - -
Relación Beneficio - Costo 0,11 0,18
148
9.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario El Expreso de La Costa de Pichilemu en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio El Atardecer de Pichilemu en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO DIRECTOR GENERAL DE AGUAS Héctor Doberti Negro, carnet de identidad 4.504.046-1, en representación de Agrícola Alcones Limitada, RUT: 84.442.100-1, solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 5.756 metros cúbicos año, durante los meses de Mayo hasta Agosto de cada año. Además solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio eventual y continuo, por un volumen de 287.910 metros cúbicos año desde el 1 de Enero al 31 de Diciembre cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional, en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19 Norte: 6.186.206 (metros) y Este: 259.557 (metros), comuna de Litueche, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.
149
10. SITIO Nº 27. LAS PATAGUAS, COMUNA DE MARCHIHUE PROVINCIA DEL CARDENAL CARO
10.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano al Fundo Ranquilco Lote 3, Rol SII Nº 39-22 perteneciente a doña Rosa Prado Pino. El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de Litueche, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 3 km al Noreste de la localidad de Litueche. En el cuadro siguiente se muestran sus coordenadas.
CUADRO 10-1 UBICACIÓN PUNTO Nº27 (estribo derecho)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº 27
N E Fundo Ranquilco
Litueche 6.226.751 253.299
En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
150
FIGURA 10-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
LITUECHE
151
El predio posee una superficie total de 263,71 ha, con el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 10-2 DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha)
1 IV de secano 35 2 Sexta de secano 110 3 Séptima de secano 118,71
Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. Sus suelos regables, según el Servicio de Impuestos Internos son 35 ha. Con las aguas del futuro micro embalse se pretende regar pastos para animales (alfalfa mezcla forrajera). Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 5 m de altura que permitirá acumular 15.022 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 0,29 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
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10.2. Área de Riego El Lote 3 del Fundo Ranquilco tiene un tamaño de 263,7 ha, las que se mantienen de secano a pesar que es atravesado por un estero, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera. Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. Sus suelos regables, según el Servicio de Impuestos Internos son 35 ha. El uso actual de la tierra agrícola, de secano, está dedicada a pastos naturales que sirve de base a una explotación extensiva de ganadería bovina y ovina y cultivo de trigo.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego
Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actual
La superficie de riego actual es cero (0) por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR) Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
153
CUADRO 10-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio 27 1 Cálculo para Embalse Estacional 2 Superficie Física 263,71 ha 3 Superficie Max Regable 35 ha 4 Q 85% (m3/temporada) 15.022 m3/temporada 5 Etp isolínea 1.132 mm 6 Zona de Distribución de Etp VI Etp promedio 9.895 m3/temporada desde: Septiembre hasta: Abril 7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia Tendido 0 30% Surco 35 45% Goteo 0 90%
Total 35 45% Eficiencia Ponderada 0,45 Demanda 21.989 m3/ha/temporada Superficie Postulación 0,2 ha SNR 0,68 ha SENR 0,2
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Superficie Ponderada Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 10-4 SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA
C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL Superficie 0 35 110 118,71 263,71 % 0 0 - 100,00 100 SNR 0 0 - 0,68 0,68 Factor 0,7 0,6 0,5 0,3 SNR pond 0 0 - 0,20 0,20 La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,20 ha - Superficie de postulación=0,20 ha
10.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
10.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
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CUADRO 10-5 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre Ubicación UTM
(WGS 84) Altitud Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Litueche 6.221.061 248.584 250
DGA 1979-2011 P mens y Pmáx24
Rapel 6.240.424 247.349 16 DGA 1940-2011 P mens y Pmáx24
10.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 10-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 0,29 km2).
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FIGURA 10-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO Nº 27
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el cuadro 10-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
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CUADRO 10-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO Nº 27 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 0,00 1,90 5,52 4,17 5,54 4,76 0,00 0,00 0,00 0,42 0,00 1,47 1,981962 0,64 0,05 5,73 0,51 1,25 0,90 0,75 0,02 0,00 0,00 0,00 0,38 0,851963 0,02 5,70 5,99 12,14 13,04 12,01 0,51 2,40 0,00 0,00 0,00 1,09 4,411964 0,31 0,17 2,57 2,18 3,73 0,28 0,00 0,00 0,82 0,00 0,00 0,00 0,841965 4,07 4,76 5,45 28,72 22,55 0,65 2,25 0,00 0,87 0,00 0,00 0,00 5,781966 4,54 2,22 30,69 7,66 5,44 0,39 0,86 0,03 1,64 0,00 0,00 0,00 4,461967 0,02 0,36 0,02 0,11 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,041968 0,09 0,00 0,64 0,12 0,27 0,35 0,00 0,04 0,05 0,00 0,00 0,03 0,131969 0,54 2,96 5,34 1,80 1,45 0,09 0,58 0,02 0,00 0,04 0,00 0,00 1,071970 0,00 1,61 2,14 3,72 0,29 0,93 0,19 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,741971 1,58 0,26 6,38 1,28 1,37 0,41 0,68 0,00 1,02 0,00 0,00 0,03 1,081972 0,00 19,92 21,21 7,19 13,24 6,40 1,44 0,20 0,00 0,00 0,00 3,68 6,111973 0,06 1,76 0,89 0,73 0,00 0,00 0,95 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,371974 0,00 6,77 16,35 1,43 0,73 1,60 0,00 1,81 0,48 0,00 0,00 0,00 2,431975 1,04 3,16 3,20 7,49 0,00 0,02 0,00 0,09 0,00 0,00 0,00 0,00 1,251976 0,00 2,73 4,25 1,15 3,90 1,55 4,73 1,77 0,00 0,00 0,00 0,06 1,681977 0,92 3,30 7,75 19,17 5,65 0,00 2,46 1,04 0,00 0,25 0,00 0,00 3,381978 0,00 1,34 4,45 13,94 0,56 1,19 0,02 3,35 0,09 0,00 0,00 0,00 2,081979 1,48 1,25 0,03 6,26 1,52 0,59 0,00 0,76 0,37 0,00 0,16 0,00 1,041980 8,74 10,72 7,49 10,22 1,70 2,66 0,00 0,09 0,00 0,00 0,57 0,54 3,561981 1,98 7,40 1,23 1,61 1,88 0,82 0,18 0,00 0,00 0,00 0,00 0,05 1,261982 0,17 11,30 24,18 15,66 6,35 6,86 1,77 0,00 0,00 0,00 0,00 2,19 5,711983 0,27 1,75 4,48 5,62 3,65 0,58 0,08 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,371984 1,99 8,89 2,43 20,57 7,71 4,69 2,93 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,101985 0,09 1,92 1,06 2,38 0,00 0,54 0,35 0,08 0,00 0,00 0,00 0,20 0,551986 7,07 18,41 12,61 1,64 6,13 0,14 0,56 0,35 0,00 0,00 0,00 0,12 3,921987 0,05 5,50 1,72 30,54 12,02 2,08 3,60 0,00 0,00 0,00 0,00 0,82 4,691988 0,07 0,06 1,18 1,17 2,26 0,25 0,00 0,21 0,01 0,00 0,00 0,22 0,451989 0,00 0,35 0,57 2,25 1,57 0,17 0,13 0,01 0,14 0,00 0,00 0,00 0,431990 0,11 0,33 0,07 1,03 0,51 0,62 0,33 0,08 0,01 0,00 0,00 0,30 0,281991 1,41 8,60 8,18 4,02 0,56 3,39 1,12 0,05 1,15 0,00 0,00 0,04 2,381992 1,59 18,25 19,17 1,02 9,38 2,28 0,00 0,07 0,00 0,00 0,00 0,67 4,371993 1,87 3,77 3,46 2,18 0,72 0,00 0,26 0,22 0,25 0,00 0,00 0,00 1,061994 1,25 1,52 2,02 1,54 0,34 0,54 0,54 0,00 0,05 0,00 0,00 0,00 0,651995 2,16 0,00 2,84 4,08 1,71 0,47 0,27 0,00 0,00 0,00 0,05 0,00 0,971996 0,52 0,45 2,61 3,71 3,81 0,21 0,00 0,07 0,43 0,00 0,00 0,39 1,021997 1,64 6,92 30,24 4,97 9,91 7,98 8,79 1,44 0,00 0,00 0,00 0,00 5,991998 0,25 0,30 0,30 0,00 0,01 0,51 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,111999 0,34 1,57 2,89 1,20 4,03 4,74 0,18 0,00 0,00 0,04 0,04 0,28 1,282000 0,24 0,86 28,00 0,49 0,43 8,34 0,09 0,06 0,00 0,00 1,20 0,00 3,312001 1,40 5,50 0,97 16,26 6,72 0,42 0,02 0,06 0,00 0,00 0,00 0,02 2,612002 0,87 12,86 8,61 10,46 17,27 3,46 0,98 0,18 0,03 0,00 0,90 4,09 4,972003 0,00 4,04 5,82 2,81 0,40 0,90 0,63 1,57 0,04 0,03 0,00 0,00 1,352004 1,48 1,72 3,72 9,89 4,25 3,24 0,27 0,49 0,05 0,00 0,00 0,63 2,152005 0,27 11,33 11,30 6,64 9,49 2,40 0,72 0,86 0,00 0,00 0,00 0,86 3,662006 0,60 3,04 12,31 14,23 5,29 0,75 3,13 0,02 0,00 0,00 0,00 0,00 3,282007 0,02 0,16 1,20 1,08 1,16 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,40 0,00 0,332008 1,07 14,40 6,09 5,55 6,97 0,81 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,28 2,932009 0,00 0,28 2,20 0,79 2,62 0,92 0,28 0,27 0,00 0,00 0,00 0,00 0,612010 0,00 1,02 3,88 2,44 0,37 0,37 0,19 0,07 0,00 0,00 0,00 0,00 0,702011 1,19 0,00 2,22 1,74 2,31 0,18 0,00 0,12 0,00 0,18 0,00 0,12 0,67
MEDIA 1,06 4,38 6,74 6,03 4,16 1,83 0,84 0,35 0,15 0,02 0,07 0,36 2,17MAX 8,74 19,92 30,69 30,54 22,55 12,01 8,79 3,35 1,64 0,42 1,20 4,09 6,11MIN 0,000 0,000 0,018 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,042
En el Cuadro 10-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
158
CUADRO 10-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO Nº 27
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Gumbel Log-PearsonLog-NormalPearson Pearson Log-Pearson Pearson Gumbel Log-Pearson Gumbel Log-PearsonLog-PearsonLog-Pearson5 4,6 19,0 41,0 20,0 13,7 8,0 3,8 1,8 0,6 0,2 0,2 2,0 6,24
10 3,6 13,2 23,2 15,3 10,5 5,3 2,5 1,4 0,2 0,1 0,1 0,8 4,9320 2,5 7,8 11,7 10,5 7,2 2,9 1,4 0,9 0,1 0,1 0,0 0,2 3,5550 0,8 2,1 3,1 4,0 2,8 0,8 0,3 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 1,6280 0,0 0,4 0,8 0,4 0,3 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,5985 0,0 0,2 0,6 0,0 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,4590 0,0 0,1 0,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,3195 0,0 0,0 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,18
10.3.3. Análisis de Crecidas
a) Introducción
El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº27, para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 3 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC
b) Cálculo de Crecidas
Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 10-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio de los 2 métodos con valores más similares entre sí. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general, el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
159
CUADRO 10-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD *PROMEDIO MAX(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
27 2 0,1 0,2 0,5 0,1 0,5
5 0,2 0,4 0,9 0,3 0,9
10 0,4 0,5 1,3 0,4 1,3
20 0,6 0,7 1,7 0,7 1,7
25 0,7 0,8 1,8 0,7 1,8
50 1,1 1,0 2,3 1,0 2,3
100 1,5 1,3 2,9 1,4 2,9
250 1,7 1,5 3,3 1,6 3,3
500 1,9 1,6 3,7 1,8 3,71000 2,2 1,8 4,1 2,0 4,1
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares.
10.4. Diseño Hidráulico La presente memoria se refiere a la descripción y al cálculo hidráulico de la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector Nº 27: Litueche, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
10.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño ( T=250 años ) :1,6 m3/s • Cota Aguas Máximas :317,5 msnm.
160
10.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
10.4.3. Curva de Embalse En la Figura 10-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 10-3 CURVA DE EMBALSE SITIO Nº27, VI REGIÓN
312,5
313,0
313,5
314,0
314,5
315,0
315,5
316,0
316,5
317,0
317,5
318,0
0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
161
10.5. Trabajos de Terreno
10.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- Clasificación según U.S.C.S. : ML (Limo) - Peso Unitario Húmedo : 2,267 ton/m3 - Humedad : 25,1 % - Angulo de Fricción Interna : 29º - Coeficiente empuje Activo : 0,347 - Coeficiente empuje Pasivo : 2,882 - Coeficiente empuje Reposo : 0,515 - Índice de Huecos : 0,404 - Índice de re-compresión : 0,279
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
10.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
162
FIGURA 10-4 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
163
10.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 10-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO Nº27
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 3.766Terraplén Compactado Núcleo m3 1.869Excavación Mecánica m3 4.892Retiro de Material Excedente m3 0Excavación Obras de Arte m3 743Relleno Compactado m3 1Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 700Transporte de Material m3 5.635Hormigón H-25 m3 158Hormigón H-5 m3 8Enrocado Consolidado m3 12Enfierradura Kg 11.858Moldaje 3 uso m2 343Tubo Acero D=300 mm m 36Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 0,6
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10.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto.
CUADRO 10-10 PRESUPUESTO OBRA SITIO Nº 27
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 3.766 3.465 13.049.866Terraplén Compactado Núcleo m3 1.869 8.315 15.536.993Excavación Mecánica m3 4.892 1.895 9.270.164Retiro de Material Excedente m3 0 1.076 0Excavación Obras de Arte m3 743 3.276 2.433.537Relleno Compactado m3 1 4.470 4.470Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 700 4.470 3.129.000Transporte de Material m3 5.635 1.076 6.062.986Hormigón H-25 m3 158 85.888 13.578.893Hormigón H-5 m3 8 41.569 345.023Enrocado Consolidado m3 12 69.467 816.237Enfierradura Kg 11.858 788 9.343.710Moldaje 3 uso m2 343 6.647 2.278.879Tubo Acero D=300 mm m 36 31.397 1.130.292Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 0,6 762.897 450.109
Subtotal $ 82.351.403
Gastos Generales % 5% $ 4.117.570Utilidades % 12% $ 9.882.168Imprevistos % 2% $ 1.647.028
TOTAL $ 97.998.170
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10.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente.
CUADRO 10-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE DEL SITIO Nº 27
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 103.514.381 97.410.814
Beneficio Neto Actualizado 10.573.711 16.122.978
Valor Neto Actualizado -92.940.670 -81.287.836
Tasa Interna de Retorno - -
Relación Beneficio - Costo 0,10 0,17
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10.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario El Expreso de La Costa de Pichilemu en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio El Atardecer de Pichilemu en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO DIRECTOR GENERAL DE AGUAS Rosa Mireya Prado Pino, RUN 4.960.663-k, solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 1.037 metros cúbicos al año desde el 1 hasta el 30 de Junio de cada año, y para uso consuntivo de ejercicio eventual y discontinuo, por un volumen de 194.578 metros cúbicos al año, desde el 1 de Marzo hasta el 31 de Diciembre de cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19, Norte: 6.226.605 (metros) y Este: 253.370 (metros), comuna de Litueche, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.
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11. SITIO Nº 30. SANTA ANA, COMUNA DE LITUECHE PROVINCIA DEL CARDENAL CARO
11.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano del predio Santa Ana Hijuela 10, Rol SII Nº 65-127 perteneciente a don . El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de Litueche, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 9 km al Suroeste de la localidad de Litueche. En el cuadro siguiente se muestran sus coordenadas.
CUADRO 11-1 UBICACIÓN PUNTO Nº30 (estribo derecho)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº 30
N E Santa Ana
Litueche 6.214.935 241.173
En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
168
FIGURA 11-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
LITUECHE
169
El predio posee una superficie total de 501 ha, con el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 11-2
DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha) 1 IV de secano 240 2 VII de secano 261
Actualmente el predio no tiene plantación. Con las aguas del futuro micro embalse se pretende regar frutales en forma gravitacional. Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 5 m de altura que permitirá acumular 24.113 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 0,64 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
170
11.2. Área de Riego El Fundo Santa Ana tiene un tamaño de 501 ha, las que se mantienen de secano a pesar que es atravesado por un estero, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera. Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. Sus suelos regables, según el Servicio de Impuestos Internos son 240 ha, todas clase IV de capacidad de Uso. El uso actual de la tierra agrícola, de secano, está dedicada a pastos naturales que sirve de base a una explotación extensiva de ganadería bovina y ovina y cultivo de avena forrajera.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego
Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actual La superficie de riego actual es cero (0) por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR) Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
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CUADRO 11-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio 30 1 Cálculo para Embalse Estacional 2 Superficie Física 501 ha 3 Superficie Max Regable 240 ha 4 Q 85% (m3/temporada) 24.113 m3/temporada 5 Etp isolínea 1.067 mm 6 Zona de Distribución de Etp VI Etp promedio 9.325 m3/temporada desde: Septiembre hasta: Abril 7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia Tendido 0 30% Surco 240 45% Goteo 0 90%
Total 240 45% Eficiencia Ponderada 0,45 Demanda 20.722 m3/ha/temporada Superficie Postulación 0,35 ha SNR 1,16 ha SENR 0,35
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Superficie Ponderada Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 11-4 SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA
C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL Superficie 240 261 501
% 0 0 0 100,0 100 SNR 0 0 0 1,16 1,16
Factor 0,7 0,6 0,5 0,3 SNR pond 0 0 0 0,35 0,35 La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,32 ha - Superficie de postulación=0,32 ha
11.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
11.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
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CUADRO 11-5 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre Ubicación UTM
(WGS 84) Altitud Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Litueche 6.221.061 248.584 250
DGA 1979-2011 P mens y Pmáx24
Rapel 6.240.424 247.349 16 DGA 1940-2011 P mens y Pmáx24
11.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 11-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 0,64 km2).
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FIGURA 11-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO Nº30
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el cuadro 11-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
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CUADRO 11-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO Nº30 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 0,00 4,31 12,54 9,47 12,58 10,81 0,00 0,00 0,00 0,96 0,00 3,35 4,501962 1,47 0,12 13,09 1,17 2,85 2,07 1,71 0,05 0,00 0,00 0,00 0,87 1,951963 0,04 12,86 13,51 27,38 29,40 27,09 1,16 5,42 0,00 0,00 0,00 2,46 9,941964 0,71 0,39 5,88 4,99 8,53 0,64 0,00 0,00 1,87 0,00 0,00 0,00 1,921965 9,15 10,70 12,25 64,59 50,71 1,47 5,06 0,00 1,96 0,00 0,00 0,00 12,991966 10,24 5,01 69,20 17,28 12,27 0,87 1,93 0,07 3,70 0,00 0,00 0,00 10,051967 0,03 0,80 0,04 0,23 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,091968 0,21 0,00 1,40 0,25 0,59 0,77 0,00 0,10 0,10 0,00 0,00 0,06 0,291969 1,24 6,76 12,18 4,11 3,32 0,20 1,33 0,05 0,00 0,09 0,01 0,01 2,441970 0,00 3,68 4,89 8,50 0,65 2,13 0,43 0,00 0,03 0,03 0,00 0,00 1,701971 3,60 0,58 14,55 2,92 3,14 0,93 1,54 0,00 2,33 0,00 0,00 0,07 2,471972 0,00 44,78 47,67 16,15 29,77 14,38 3,24 0,45 0,00 0,00 0,00 8,28 13,731973 0,13 4,03 2,04 1,67 0,00 0,00 2,18 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,841974 0,00 15,37 37,08 3,25 1,65 3,63 0,00 4,11 1,10 0,00 0,00 0,00 5,521975 2,38 7,22 7,29 17,07 0,00 0,04 0,00 0,22 0,00 0,00 0,00 0,00 2,851976 0,00 6,21 9,67 2,62 8,87 3,53 10,76 4,02 0,00 0,00 0,00 0,13 3,821977 2,09 7,47 17,52 43,34 12,78 0,00 5,57 2,34 0,00 0,57 0,00 0,00 7,641978 0,00 3,04 10,11 31,67 1,28 2,70 0,05 7,61 0,20 0,00 0,00 0,00 4,721979 3,39 2,84 0,08 14,30 3,46 1,34 0,00 1,73 0,85 0,00 0,36 0,00 2,361980 19,74 24,23 16,92 23,10 3,84 6,01 0,00 0,20 0,00 0,00 1,29 1,21 8,051981 4,51 16,87 2,81 3,67 4,28 1,88 0,41 0,00 0,00 0,00 0,00 0,12 2,881982 0,38 25,42 54,38 35,22 14,29 15,43 3,98 0,00 0,00 0,00 0,00 4,93 12,841983 0,61 4,00 10,21 12,81 8,33 1,33 0,18 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 3,121984 4,50 20,06 5,48 46,41 17,41 10,57 6,62 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 9,251985 0,20 4,40 2,41 5,44 0,00 1,23 0,80 0,18 0,00 0,00 0,00 0,45 1,261986 15,95 41,56 28,46 3,71 13,83 0,32 1,27 0,80 0,00 0,00 0,00 0,27 8,851987 0,12 12,39 3,88 68,82 27,09 4,69 8,10 0,00 0,00 0,00 0,00 1,85 10,581988 0,16 0,14 2,70 2,67 5,17 0,57 0,00 0,48 0,03 0,00 0,00 0,49 1,031989 0,00 0,80 1,30 5,15 3,60 0,39 0,29 0,02 0,31 0,00 0,00 0,00 0,991990 0,26 0,75 0,16 2,36 1,17 1,43 0,75 0,18 0,01 0,00 0,00 0,68 0,651991 3,19 19,51 18,57 9,12 1,27 7,69 2,54 0,12 2,62 0,00 0,00 0,08 5,391992 3,58 41,17 43,24 2,29 21,14 5,15 0,00 0,17 0,00 0,00 0,00 1,51 9,851993 4,28 8,61 7,90 4,98 1,65 0,00 0,60 0,50 0,58 0,00 0,00 0,00 2,421994 2,86 3,47 4,62 3,53 0,77 1,22 1,24 0,00 0,12 0,00 0,00 0,00 1,491995 4,94 0,00 6,48 9,31 3,90 1,07 0,62 0,00 0,00 0,00 0,12 0,00 2,201996 1,18 1,02 5,96 8,46 8,69 0,49 0,00 0,15 0,97 0,00 0,00 0,89 2,321997 3,68 15,56 67,98 11,17 22,27 17,95 19,75 3,23 0,00 0,00 0,00 0,00 13,471998 0,54 0,65 0,67 0,00 0,03 1,13 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,251999 0,79 3,58 6,58 2,74 9,20 10,82 0,41 0,00 0,00 0,09 0,09 0,64 2,912000 0,54 1,95 63,33 1,12 0,97 18,87 0,19 0,15 0,00 0,00 2,72 0,00 7,492001 3,18 12,47 2,19 36,87 15,23 0,95 0,04 0,13 0,00 0,00 0,00 0,04 5,932002 1,96 28,96 19,39 23,55 38,89 7,79 2,20 0,42 0,06 0,00 2,02 9,22 11,202003 0,00 9,20 13,26 6,40 0,90 2,04 1,44 3,58 0,09 0,06 0,00 0,00 3,082004 3,37 3,91 8,44 22,47 9,65 7,36 0,62 1,12 0,12 0,00 0,00 1,43 4,872005 0,61 25,59 25,54 14,99 21,44 5,42 1,64 1,94 0,00 0,00 0,00 1,94 8,262006 1,36 6,87 27,84 32,20 11,96 1,69 7,07 0,05 0,00 0,00 0,00 0,00 7,422007 0,04 0,37 2,74 2,46 2,65 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,93 0,00 0,772008 2,42 32,61 13,79 12,56 15,78 1,83 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,64 6,642009 0,00 0,65 5,04 1,81 5,99 2,10 0,65 0,61 0,00 0,00 0,00 0,00 1,402010 0,00 2,34 8,87 5,59 0,84 0,84 0,44 0,16 0,00 0,00 0,00 0,00 1,592011 2,72 0,00 5,08 3,98 5,27 0,40 0,00 0,28 0,00 0,42 0,00 0,28 1,54
MEDIA 2,40 9,91 15,24 13,65 9,40 4,14 1,90 0,80 0,33 0,04 0,15 0,82 4,90MAX 19,74 44,78 69,20 68,82 50,71 27,09 19,75 7,61 3,70 0,96 2,72 9,22 13,73MIN 0,000 0,000 0,039 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,09
En el Cuadro 11-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
176
CUADRO 11-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO Nº30
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Normal Log-PearsonLog-NormalPearson Pearson Log-Pearson Pearson Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel5 8,8 40,3 93,0 45,2 30,8 17,7 8,6 4,1 2,0 0,4 1,2 4,7 13,25
10 7,4 29,7 52,7 34,4 23,6 12,2 5,7 3,1 1,5 0,3 0,9 3,6 10,7720 5,7 18,4 26,4 23,7 16,3 7,1 3,2 2,1 1,0 0,2 0,5 2,4 8,1850 2,4 5,0 7,1 9,2 6,4 1,8 0,6 0,5 0,2 0,0 0,1 0,5 4,2680 0,0 0,7 1,9 1,0 0,7 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,3685 0,0 0,4 1,4 0,0 0,0 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,7990 0,0 0,2 1,0 0,0 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1295 0,0 0,1 0,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,00
11.3.3. Análisis de Crecidas
a) Introducción
El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº30, para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 3 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC
b) Cálculo de Crecidas
Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 11-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio de los 2 métodos con valores más similares entre sí. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general, el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
177
CUADRO 11-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD *PROMEDIO MAX(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
30 2 0,1 0,4 0,7 0,2 0,7
5 0,4 0,7 1,4 0,6 1,4
10 0,8 1,0 1,9 0,9 1,9
20 1,3 1,4 2,5 1,3 2,5
25 1,5 1,5 2,7 1,5 2,7
50 2,2 2,0 3,4 2,1 3,4
100 3,2 2,6 4,4 2,9 4,4
250 3,5 2,9 4,9 3,2 4,9
500 4,0 3,3 5,6 3,6 5,61000 4,5 3,7 6,2 4,1 6,2
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares.
11.4. Diseño Hidráulico La presente memoria se refiere a la descripción y al cálculo hidráulico de la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector Nº 30: Litueche, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
11.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño ( T=250 años) : 3,2 m3/s • Cota Aguas Máximas : 320 msnm.
178
11.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
11.4.1. Curva de Embalse En la Figura 11-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 11-3 CURVA DE EMBALSE SITIO Nº30, VI REGIÓN
315,0
315,5
316,0
316,5
317,0
317,5
318,0
318,5
319,0
319,5
320,0
320,5
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
179
11.5. Trabajos de Terreno
11.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- Clasificación según U.S.C.S. : CL (Arcilla limosa) - Peso Unitario Húmedo : 1,72 ton/m3 - Humedad : 12 % - Angulo de Fricción Interna : 19º - Coeficiente empuje Activo : 0,509 - Coeficiente empuje Pasivo : 1,965 - Coeficiente empuje Reposo : 0,674 - Índice de Huecos : 0,782 - Índice de re-compresión : 0,405
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
11.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
180
FIGURA 11-4 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
181
11.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 11-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO Nº30
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 3.190Terraplén Compactado Núcleo m3 1.212Excavación Mecánica m3 3.743Retiro de Material Excedente m3 0Excavación Obras de Arte m3 659Relleno Compactado m3 33Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 0Transporte de Material m3 4.402Hormigón H-25 m3 95Hormigón H-5 m3 9Enrocado Consolidado m3 5Enfierradura Kg 7.103Moldaje 3 uso m2 250Tubo Acero D=300 mm m 33Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 0,6
182
11.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto. .
CUADRO 11-10 PRESUPUESTO OBRA SITIO Nº 30
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 3.190 3.465 11.053.714Terraplén Compactado Núcleo m3 1.212 8.315 10.080.275Excavación Mecánica m3 3.743 1.895 7.093.718Retiro de Material Excedente m3 0 1.076 0Excavación Obras de Arte m3 659 3.276 2.158.943Relleno Compactado m3 33 4.470 147.510Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 0 4.470 0Transporte de Material m3 4.402 1.076 4.736.988Hormigón H-25 m3 95 85.888 8.133.594Hormigón H-5 m3 9 41.569 388.088Enrocado Consolidado m3 5 69.467 364.007Enfierradura Kg 7.103 788 5.596.770Moldaje 3 uso m2 250 6.647 1.662.932Tubo Acero D=300 mm m 33 31.397 1.036.101Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 0,6 762.897 481.998
Subtotal $ 57.855.882
Gastos Generales % 5% $ 2.892.794Utilidades % 12% $ 6.942.706Imprevistos % 2% $ 1.157.118
TOTAL $ 68.848.500
183
11.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente.
CUADRO 11-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE SITIO Nº 30
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 72.723.907 68.435.854
Beneficio Neto Actualizado 18.009.692 27.461.490
Valor Neto Actualizado -54.714.215 -40.974.364
Tasa Interna de Retorno - 0,3%
Relación Beneficio - Costo 0,25 0,40
184
11.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario El Expreso de La Costa de Pichilemu en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio El Atardecer de Pichilemu en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO DIRECTOR GENERAL DE AGUAS Mauricio Alfonso Palma Andrews, RUN 5.898.643-7, solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 2.332 metros cúbicos al año durante el mes de Junio de cada año, y para uso consuntivo de ejercicio eventual y discontinuo, por un volumen de 446.877 metros cúbicos año, desde el 1 de Febrero 31 de Diciembre cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional, en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19 Norte: 6.171.180 (metros) y Este: 246.642 (metros), comuna de Litueche, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.
185
12. SITIO Nº N-10. LAS PATAGUAS, COMUNA DE MARCHIHUE PROVINCIA DEL CARDENAL CARO
12.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano al Predio El Cajón, Rol SII Nº 32-51 perteneciente a doña Fortunata Osorio Osorio. El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de La Estrella, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 5 km al Noroeste de la localidad de La Estrella. En el cuadro siguiente se muestran sus coordenadas.
CUADRO 12-1 UBICACIÓN PUNTO Nº N-10 (estribo derecho)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº N-10
N E Predio El Cajón
La Estrella 6.214.168 251.614
En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
186
FIGURA 12-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
LA ESTRELLA
187
El predio posee una superficie total de 16,4 ha según el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 12-2 DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha)
1 III de secano 4,4 2 VII de secano 12
Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. Sus suelos regables, según el Servicio de Impuestos Internos son 4,4 ha. Con las aguas del futuro micro embalse se pretende regar maíz y alfalfa mezcla forrajera. Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 5 m de altura que permitirá acumular 17.704 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 0,38 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
188
12.2. Área de Riego La Parcela El Cajón tiene un tamaño de 16,4 ha, las que se mantienen de secano a pesar que es atravesado por un estero, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera. Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. Sus suelos regables, según el Servicio de Impuestos Internos son 4,4 ha. El uso actual de la tierra agrícola, de secano, está dedicada a pastos naturales que sirve de base a una explotación extensiva de ganadería ovina y cultivo de trigo.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego
Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actual La superficie de riego actual es cero (0) por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR) Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
189
CUADRO 12-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio N-10 1 Cálculo para Embalse Estacional 2 Superficie Física 16,4 ha 3 Superficie Max Regable 4,4 ha 4 Q 85% (m3/temporada) 17.704 m3/temporada 5 Etp isolínea 1.122 mm 6 Zona de Distribución de Etp VI Etp promedio 9.791 m3/temporada desde: Septiembre hasta: Abril 7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia Tendido 0 30% Surco 4,4 45% Goteo 0 90%
Total 4,4 45% Eficiencia Ponderada 0,45 Demanda 21.758 m3/ha/temporada Superficie Postulación 0,41 ha SNR 0,81 ha SENR 0,41
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Superficie Ponderada Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 12-4 SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA
C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL Superficie 4,4 0 0 12 16,4
% 0 0 100 0 100 SNR 0 0 0,81 - 0,81
Factor 0,7 0,6 0,5 0,3 SNR pond 0 0 0,41 - 0,41 La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,41 ha - Superficie de postulación=0,41 ha
12.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
12.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
191
CUADRO 12-5 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre Ubicación UTM
(WGS 84) Altitud Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Litueche 6.221.061 248.584 250
DGA 1979-2011 P mens y Pmáx24
Rapel 6.240.424 247.349 16 DGA 1940-2011 P mens y Pmáx24
12.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 12-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 0,29 km2).
192
FIGURA 12-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO Nº N-10
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el cuadro 12-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
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CUADRO 12-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO Nº N-10 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 0,00 2,48 7,23 5,46 7,26 6,24 0,00 0,00 0,00 0,55 0,00 1,93 2,601962 0,84 0,07 7,51 0,67 1,63 1,19 0,98 0,03 0,00 0,00 0,00 0,50 1,121963 0,03 7,47 7,85 15,91 17,09 15,74 0,67 3,15 0,00 0,00 0,00 1,43 5,781964 0,41 0,22 3,37 2,86 4,89 0,37 0,00 0,00 1,07 0,00 0,00 0,00 1,101965 5,33 6,23 7,14 37,64 29,55 0,86 2,95 0,00 1,14 0,00 0,00 0,00 7,571966 5,95 2,91 40,22 10,04 7,13 0,51 1,12 0,04 2,15 0,00 0,00 0,00 5,841967 0,02 0,48 0,02 0,14 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,051968 0,12 0,00 0,83 0,15 0,35 0,46 0,00 0,06 0,06 0,00 0,00 0,03 0,171969 0,71 3,88 6,99 2,36 1,91 0,12 0,76 0,03 0,00 0,05 0,00 0,00 1,401970 0,00 2,11 2,80 4,87 0,37 1,22 0,25 0,00 0,02 0,02 0,00 0,00 0,971971 2,07 0,33 8,36 1,67 1,80 0,53 0,89 0,00 1,34 0,00 0,00 0,04 1,421972 0,00 26,11 27,79 9,42 17,35 8,38 1,89 0,26 0,00 0,00 0,00 4,83 8,001973 0,07 2,30 1,17 0,96 0,00 0,00 1,25 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,481974 0,00 8,88 21,42 1,88 0,96 2,10 0,00 2,37 0,63 0,00 0,00 0,00 3,191975 1,37 4,15 4,19 9,81 0,00 0,02 0,00 0,12 0,00 0,00 0,00 0,00 1,641976 0,00 3,58 5,57 1,51 5,11 2,04 6,20 2,32 0,00 0,00 0,00 0,08 2,201977 1,21 4,33 10,16 25,11 7,41 0,00 3,23 1,36 0,00 0,33 0,00 0,00 4,431978 0,00 1,76 5,83 18,27 0,74 1,56 0,03 4,39 0,11 0,00 0,00 0,00 2,721979 1,94 1,63 0,04 8,21 1,99 0,77 0,00 0,99 0,49 0,00 0,21 0,00 1,361980 11,45 14,05 9,81 13,40 2,22 3,48 0,00 0,12 0,00 0,00 0,75 0,70 4,671981 2,59 9,69 1,61 2,11 2,46 1,08 0,23 0,00 0,00 0,00 0,00 0,07 1,651982 0,22 14,81 31,68 20,52 8,32 8,99 2,32 0,00 0,00 0,00 0,00 2,87 7,481983 0,35 2,30 5,87 7,37 4,79 0,77 0,10 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,801984 2,61 11,65 3,18 26,95 10,11 6,14 3,84 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 5,371985 0,11 2,52 1,38 3,11 0,00 0,71 0,46 0,10 0,00 0,00 0,00 0,26 0,721986 9,26 24,12 16,52 2,15 8,03 0,18 0,74 0,46 0,00 0,00 0,00 0,15 5,141987 0,07 7,20 2,25 40,01 15,75 2,73 4,71 0,00 0,00 0,00 0,00 1,08 6,151988 0,09 0,08 1,55 1,53 2,96 0,33 0,00 0,27 0,02 0,00 0,00 0,28 0,591989 0,00 0,46 0,74 2,95 2,06 0,22 0,17 0,01 0,18 0,00 0,00 0,00 0,571990 0,15 0,43 0,09 1,35 0,67 0,82 0,43 0,10 0,01 0,00 0,00 0,39 0,371991 1,84 11,27 10,73 5,27 0,73 4,44 1,46 0,07 1,51 0,00 0,00 0,05 3,111992 2,08 23,92 25,12 1,33 12,28 2,99 0,00 0,10 0,00 0,00 0,00 0,88 5,731993 2,46 4,94 4,53 2,86 0,95 0,00 0,35 0,29 0,33 0,00 0,00 0,00 1,391994 1,64 1,99 2,65 2,02 0,44 0,70 0,71 0,00 0,07 0,00 0,00 0,00 0,851995 2,84 0,00 3,72 5,35 2,24 0,61 0,36 0,00 0,00 0,00 0,07 0,00 1,271996 0,68 0,59 3,42 4,86 4,99 0,28 0,00 0,09 0,56 0,00 0,00 0,51 1,331997 2,14 9,07 39,62 6,51 12,98 10,46 11,51 1,88 0,00 0,00 0,00 0,00 7,851998 0,32 0,39 0,40 0,00 0,02 0,67 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,151999 0,45 2,06 3,78 1,57 5,29 6,22 0,23 0,00 0,00 0,05 0,05 0,37 1,672000 0,31 1,13 36,69 0,65 0,56 10,93 0,11 0,08 0,00 0,00 1,58 0,00 4,342001 1,84 7,21 1,27 21,31 8,80 0,55 0,02 0,07 0,00 0,00 0,00 0,02 3,432002 1,14 16,85 11,28 13,70 22,63 4,53 1,28 0,24 0,03 0,00 1,18 5,36 6,522003 0,00 5,29 7,62 3,68 0,52 1,18 0,83 2,06 0,05 0,03 0,00 0,00 1,772004 1,94 2,26 4,87 12,96 5,57 4,25 0,36 0,65 0,07 0,00 0,00 0,83 2,812005 0,36 14,84 14,81 8,70 12,44 3,15 0,95 1,13 0,00 0,00 0,00 1,13 4,792006 0,79 3,98 16,13 18,65 6,93 0,98 4,09 0,03 0,00 0,00 0,00 0,00 4,302007 0,02 0,21 1,57 1,41 1,52 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,53 0,00 0,442008 1,40 18,87 7,98 7,27 9,13 1,06 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,37 3,842009 0,00 0,37 2,88 1,04 3,43 1,20 0,37 0,35 0,00 0,00 0,00 0,00 0,802010 0,00 1,34 5,08 3,20 0,48 0,48 0,25 0,09 0,00 0,00 0,00 0,00 0,912011 1,56 0,00 2,91 2,28 3,02 0,23 0,00 0,16 0,00 0,24 0,00 0,16 0,88
MEDIA 1,39 5,74 8,83 7,90 5,45 2,40 1,10 0,46 0,19 0,03 0,09 0,48 2,84MAX 11,45 26,11 40,22 40,01 29,55 15,74 11,51 4,39 2,15 0,55 1,58 5,36 8,00MIN 0,000 0,000 0,023 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,055
En el Cuadro 12-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
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CUADRO 12-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO Nº N-10
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Gumbel Log-PearsonLog-NormalLog-PearsonPearson Log-Pearson Pearson Log-Normal Gumbel Gumbel Log-PearsonLog-PearsonLog-Pearson5 6,1 24,4 53,7 23,4 17,9 10,4 5,0 2,0 1,1 0,2 0,2 2,8 8,17
10 4,7 17,3 30,4 18,7 13,7 7,0 3,3 1,0 0,9 0,2 0,1 1,0 6,4620 3,2 10,4 15,3 13,1 9,5 3,9 1,8 0,4 0,6 0,1 0,0 0,3 4,6550 1,0 2,8 4,1 5,0 3,7 1,0 0,4 0,1 0,1 0,0 0,0 0,0 2,1280 0,0 0,4 1,1 1,2 0,4 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,7785 0,0 0,3 0,8 0,8 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,5990 0,0 0,1 0,6 0,5 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,4195 0,0 0,0 0,3 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,23
12.3.3. Análisis de Crecidas
a) Introducción
El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº N-10, para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 3 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC
b) Cálculo de Crecidas
Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 12-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio de los 2 métodos con valores más similares entre sí. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general, el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
195
CUADRO 12-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD *PROMEDIO MAX(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
N-10 2 0,1 0,2 0,6 0,2 0,6
5 0,3 0,4 1,1 0,4 1,1
10 0,5 0,6 1,5 0,6 1,5
20 0,8 0,9 2,0 0,8 2,0
25 0,9 1,0 2,1 0,9 2,1
50 1,4 1,2 2,7 1,3 2,7
100 2,0 1,6 3,5 1,8 3,5
250 2,1 1,8 3,9 2,0 3,9
500 2,5 2,1 4,4 2,3 4,41000 2,8 2,3 4,9 2,6 4,9
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares.
12.4. Diseño Hidráulico La presente memoria se refiere a la descripción y al cálculo hidráulico de la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector nº N-10: La Estrella, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
12.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño ( T=250 años ) :2,0 m3/s • Cota Aguas Máximas :322,5 msnm.
196
12.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
12.4.3. Curva de Embalse En la Figura 12-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 12-3 CURVA DE EMBALSE SITIO Nº N-10, VI REGIÓN
318,0
318,5
319,0
319,5
320,0
320,5
321,0
321,5
322,0
322,5
323,0
0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 20.000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
197
12.5. Trabajos de Terreno
12.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- Clasificación según U.S.C.S. : ML (Limo) - Peso Unitario Húmedo : 2,184 ton/m3 - Humedad : 17,7 % - Angulo de Fricción Interna : 30º - Coeficiente empuje Activo : 0,333 - Coeficiente empuje Pasivo : 3,000 - Coeficiente empuje Reposo : 0,500 - Índice de Huecos : 0,435 - Índice de re-compresión : 0,207
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
12.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
198
FIGURA 12-4 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
199
12.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 12-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO Nº N-10
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 2.679Terraplén Compactado Núcleo m3 1.141Excavación Mecánica m3 3.467Retiro de Material Excedente m3 119Excavación Obras de Arte m3 472Relleno Compactado m3 8Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 612Transporte de Material m3 3.939Hormigón H-25 m3 63Hormigón H-5 m3 5Enrocado Consolidado m3 11Enfierradura Kg 4.718Moldaje 3 uso m2 205Tubo Acero D=300 mm m 34Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 0,8
200
12.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto.
CUADRO 12-10 PRESUPUESTO OBRA SITIO Nº N-10
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 2.679 3.465 9.282.752Terraplén Compactado Núcleo m3 1.141 8.315 9.487.831Excavación Mecánica m3 3.467 1.895 6.570.742Retiro de Material Excedente m3 119 1.076 127.964Excavación Obras de Arte m3 472 3.276 1.544.865Relleno Compactado m3 8 4.470 35.760Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 612 4.470 2.735.640Transporte de Material m3 3.939 1.076 4.238.343Hormigón H-25 m3 63 85.888 5.402.355Hormigón H-5 m3 5 41.569 220.316Enrocado Consolidado m3 11 69.467 778.725Enfierradura Kg 4.718 788 3.717.390Moldaje 3 uso m2 205 6.647 1.362.591Tubo Acero D=300 mm m 34 31.397 1.067.498Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 0,8 762.897 620.769
Subtotal $ 52.114.786
Gastos Generales % 5% $ 2.605.739Utilidades % 12% $ 6.253.774Imprevistos % 2% $ 1.042.296
TOTAL $ 62.016.595
201
12.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente.
CUADRO 12-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE DEL SITIO Nº N-10
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 65.507.442 61.644.897
Beneficio Neto Actualizado 12.594.239 19.203.914
Valor Neto Actualizado -52.913.203 -42.440.983
Tasa Interna de Retorno - -
Relación Beneficio - Costo 0,19 0,31
202
12.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario El Expreso de La Costa de Pichilemu en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio El Atardecer de Pichilemu en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO DIRECTOR GENERAL DE AGUAS Fortunata Salvadora Osorio Osorio, RUN 6.533.338-4, solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 2.833 metros cúbicos al año durante los meses de Junio y Julio de cada año, y para uso consuntivo de ejercicio eventual y discontinuo, por un volumen de 250.966 metros cúbicos al año, desde el 1 de Marzo al 31 de Diciembre cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19 Norte: 6.214.424 (metros) y Este: 251.690 (metros), comuna de La Estrella, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.
203
13. SITIO Nº N-28. LA QUESERÍA, COMUNA DE PAREDONES PROVINCIA DEL CARDENAL CARO
13.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano al Fundo La Quesería, Rol SII Nº 27-18 perteneciente a doña Gladys López del Campo. El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de Paredones, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 2,5 km al Este de Paredones. En el cuadro siguiente se muestran sus coordenadas.
CUADRO 13-1 UBICACIÓN PUNTO Nº N-28 (estribo derecho)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº N28
N E Fundo La Quesería
Paredones 6.161.163 236.496
En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
204
FIGURA 13-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
PAREDONES
205
El predio posee una superficie total de 1199,9 ha según el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 13-2 DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha)
1 III Secano 3,5 2 IV Secano 127,79 3 VI Secano 471,21 4 VII Secano 597,37
El uso actual de la tierra agrícola, de secano, está dedicada a pastos naturales que sirve de base a una explotación extensiva de ganadería bovina y ovina y cultivo de trigo. Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. Sus suelos regables, según el Servicio de Impuestos Internos son 131 ha. Con las aguas del futuro micro embalse se pretende regar viñas con elevación mecánica. Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 5 m de altura que permitirá acumular 18.126 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 1,57 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
206
13.2. Área de Riego El Fundo Quesería tiene un tamaño de 1199.87 ha, las que se mantienen de secano a pesar que es atravesado por un estero, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera. Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. Sus suelos regables, según el Servicio de Impuestos Internos son 131 ha. El uso actual de la tierra agrícola, de secano, está dedicada a pastos naturales que sirve de base a una explotación extensiva de ganadería bovina y ovina y cultivo de trigo.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego
Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actual La superficie de riego actual es cero (0) por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR) Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
207
CUADRO 13-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio N-28 1 Cálculo para Embalse Estacional 2 Superficie Física 1.199,87 ha 3 Superficie Max Regable 131,3 ha 4 Q 85% (m3/temporada) 18.126 m3/temporada 5 Etp isolínea 988 mm 6 Zona de Distribución de Etp VI Etp promedio 8.246 m3/temporada desde: Septiembre hasta: Abril 7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia Tendido 0 30% Surco 131,3 45% Goteo 0 90%
Total 131,3 45% Eficiencia Ponderada 0,45 Demanda 18.324 m3/ha/temporada Superficie Postulación 0,3 ha SNR 0,99 ha SENR 0,3
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Superficie Ponderada Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 13-4 SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA
C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL Superficie 3.5 127.79 200.98 597 929.27
% 0 0 2.67 97.33 100.00 SNR 0 0 0.03 0.96 0.99
Factor 0.7 0.6 0.5 0.3 SNR pond 0 0 0.01 0.29 0.30 La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,30 ha - Superficie de postulación=0,30 ha
13.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
13.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
209
CUADRO 13-5 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre Ubicación UTM
(WGS 84) Altitud Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Nilahue - Barahona 6.170.642 246.317 90
DGA 1969-2011 P mens,
Pmáx24 y Evapo.
Pumanque - Hacienda 6.166.232 255.501 112 DMC 1961-2004 P mens
13.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 13-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 1,57 km2).
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FIGURA 13-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO Nº N - 28
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el cuadro 13-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
211
CUADRO 13-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO NºN - 28 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 0,07 8,15 35,27 20,49 27,47 25,20 4,41 0,00 0,00 5,37 0,00 12,84 11,611962 1,91 1,27 15,34 1,11 5,44 1,60 2,06 0,00 0,00 0,00 0,00 0,33 2,421963 0,36 16,66 12,40 32,92 38,07 30,31 4,26 6,49 0,00 0,00 0,00 3,45 12,081964 1,40 1,14 6,67 9,32 11,54 0,67 1,26 0,70 3,77 0,60 0,00 0,17 3,101965 22,28 21,27 8,91 93,50 75,17 4,61 9,66 3,42 1,61 0,00 0,00 0,00 20,041966 18,88 7,30 88,69 26,41 14,75 5,50 2,57 0,15 7,51 0,00 0,00 0,00 14,311967 0,00 5,48 4,14 8,15 0,31 2,86 4,41 0,21 0,00 0,00 0,05 0,00 2,131968 0,33 0,08 1,36 0,48 2,00 1,28 0,18 0,44 0,28 0,00 0,00 0,14 0,551969 4,41 5,30 19,15 7,89 5,01 2,51 1,45 1,03 0,00 0,00 0,00 0,00 3,901970 0,00 6,57 10,10 11,49 1,08 3,10 1,09 0,00 0,11 0,00 0,00 0,00 2,801971 2,03 3,59 23,62 7,04 4,47 2,40 2,96 0,00 3,39 0,00 0,00 0,00 4,121972 1,83 86,13 87,09 28,98 59,93 24,85 6,39 2,56 0,00 0,17 0,23 12,32 25,871973 0,06 10,85 5,17 14,12 0,31 0,00 7,93 0,27 0,00 0,00 0,00 0,00 3,231974 0,00 23,09 49,25 5,31 0,57 3,44 0,72 2,58 2,87 0,00 0,00 0,00 7,321975 4,56 5,38 7,57 16,10 4,29 0,18 0,18 2,01 0,00 0,00 0,00 0,00 3,361976 0,00 4,55 4,80 0,62 2,62 3,20 8,36 3,46 0,00 0,00 0,00 0,00 2,301977 3,98 22,50 38,52 86,92 21,70 0,80 17,50 9,09 0,00 2,95 0,00 0,00 17,001978 0,00 4,68 29,85 53,09 5,14 21,68 0,92 21,77 0,00 0,00 0,00 0,00 11,431979 2,93 12,46 1,09 22,95 19,89 10,42 0,00 4,43 5,18 0,00 0,89 0,00 6,691980 47,02 51,19 41,64 35,67 5,90 13,32 0,00 2,00 0,98 0,00 1,13 4,54 16,951981 9,42 34,92 7,30 6,60 11,36 3,99 0,92 0,00 0,00 0,20 0,00 0,00 6,221982 1,33 57,21 84,75 50,02 19,42 43,11 15,43 0,53 0,00 0,00 0,00 5,06 23,071983 0,81 7,41 15,25 12,55 13,15 3,79 0,76 0,00 0,00 0,09 0,00 0,00 4,481984 3,23 43,44 29,85 64,99 29,04 23,28 14,29 1,38 0,00 0,00 0,00 0,00 17,461985 0,61 8,36 4,13 11,86 0,26 5,36 5,01 0,70 0,00 0,00 0,00 1,49 3,151986 25,50 47,99 46,03 8,35 20,57 1,22 0,81 13,24 0,00 0,00 0,00 2,24 13,831987 1,70 16,46 8,94 77,29 26,33 12,87 7,68 0,00 0,00 0,00 0,00 8,38 13,301988 0,37 0,46 10,48 8,93 13,93 2,60 0,27 0,82 0,00 0,00 0,00 2,70 3,381989 0,00 2,55 4,75 12,18 8,25 1,25 0,98 0,00 1,25 0,00 0,00 0,00 2,601990 0,47 0,90 1,65 4,57 2,24 5,49 1,87 0,65 0,00 0,00 0,00 3,51 1,781991 6,21 31,87 33,17 39,47 3,34 9,64 6,58 0,00 8,43 0,65 0,00 0,00 11,611992 10,35 93,42 86,27 11,46 37,66 8,06 0,00 0,55 0,00 0,00 0,00 0,76 20,711993 10,46 22,52 18,37 11,16 3,67 1,28 1,98 1,53 0,58 0,00 0,00 0,00 5,961994 4,66 6,40 9,65 7,82 1,06 3,46 2,55 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2,971995 7,95 0,00 9,93 16,11 10,23 2,24 2,14 1,93 0,00 0,00 0,00 0,00 4,211996 1,74 1,10 3,70 1,23 5,28 0,22 0,47 0,00 0,81 0,00 0,00 0,00 1,211997 5,32 16,66 91,39 24,44 37,86 28,24 38,62 6,96 0,00 1,65 0,00 0,00 20,931998 0,71 1,21 1,26 0,00 0,11 1,86 0,00 0,00 0,07 0,00 0,00 0,00 0,441999 1,64 3,38 8,67 4,64 8,72 12,79 0,00 0,00 0,00 0,00 0,56 1,78 3,522000 0,37 2,75 89,42 1,37 0,82 37,02 0,00 0,00 0,00 0,00 4,76 0,00 11,382001 6,62 21,43 2,56 60,10 31,93 3,84 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,88 10,612002 4,44 55,55 50,84 41,47 81,27 18,04 4,71 0,00 0,27 0,00 3,04 23,97 23,632003 0,00 18,37 23,10 17,37 3,00 2,93 4,46 7,44 0,34 0,07 0,00 0,00 6,422004 1,47 4,10 7,72 20,02 11,66 1,26 1,79 1,38 0,53 0,00 0,00 1,26 4,272005 1,57 44,49 42,81 13,53 38,19 6,09 2,73 5,14 0,00 0,00 0,00 5,35 13,322006 1,03 3,68 25,84 29,60 13,11 2,36 7,80 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 6,952007 0,00 1,30 4,76 6,58 5,08 0,26 0,00 0,00 0,00 0,00 2,41 0,00 1,702008 4,37 21,38 13,24 16,68 9,54 2,91 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,86 5,752009 0,00 3,68 15,65 7,36 11,70 8,90 1,76 0,66 0,00 0,00 0,00 0,00 4,142010 0,00 4,63 10,03 7,31 1,07 1,61 2,11 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2,232011 5,59 0,73 12,43 9,25 12,48 1,81 0,00 0,52 0,00 1,04 0,00 1,04 3,74
MEDIA 4,51 17,18 24,80 21,31 15,26 8,15 3,96 2,04 0,74 0,25 0,26 1,82 8,36MAX 47,02 93,42 91,39 93,50 81,27 43,11 38,62 21,77 8,43 5,37 4,76 23,97 25,87MIN 0,000 0,000 1,090 0,000 0,112 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,44
En el Cuadro 13-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
212
CUADRO 13-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO NºN – 28
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Pearson Log-PearsonLog-NormalLog-NormalLog-PearsonLog-PearsonLog-Pearson Pearson Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel Log-Pearson5 20,0 56,8 95,1 139,5 59,5 25,6 24,6 9,6 4,6 2,1 2,0 10,7 24,27
10 13,2 43,5 61,9 79,4 41,2 19,5 14,6 6,3 3,4 1,5 1,5 8,1 18,3920 7,3 28,8 36,8 40,2 25,0 13,0 7,0 3,5 2,2 1,0 0,9 5,3 12,8750 1,6 9,5 13,7 10,9 8,1 4,7 1,2 0,6 0,5 0,1 0,1 1,2 6,0780 0,0 1,9 5,1 3,0 2,0 1,1 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 2,6085 0,0 1,2 4,0 2,2 1,4 0,8 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 2,1190 0,0 0,7 3,0 1,5 0,9 0,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,6195 0,0 0,2 2,0 0,9 0,4 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,06
13.3.3. Análisis de Crecidas
a) Introducción
El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº N - 28, para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 3 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC
b) Cálculo de Crecidas
Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 13-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio de los 2 métodos con valores más similares entre sí. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general, el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
213
CUADRO 13-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD *PROMEDIO MAX(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
N_28 2 0,2 0,6 1,3 0,4 1,3
5 0,6 1,3 2,4 0,9 2,4
10 1,1 1,9 3,4 1,5 3,4
20 1,8 2,5 4,5 2,2 4,5
25 2,0 2,8 4,9 2,4 4,9
50 3,0 3,6 6,1 3,3 6,1
100 4,3 4,8 7,9 4,5 7,9
250 4,7 5,3 8,9 5,0 8,9
500 5,4 6,0 10,0 5,7 10,01000 6,1 6,8 11,2 6,4 11,2
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares.
13.4. Diseño Hidráulico La presente memoria se refiere a la descripción y al cálculo hidráulico de la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector Nº N-28: Paredones, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
13.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño ( T=250 años ) :5,0 m3/s • Cota Aguas Máximas :79,0 msnm.
214
13.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
13.4.3. Curva de Embalse En la Figura 13-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 13-3 CURVA DE EMBALSE SITIO Nº N-28, VI REGIÓN
74,5
75,0
75,5
76,0
76,5
77,0
77,5
78,0
78,5
79,0
79,5
0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 20.000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
215
13.5. Trabajos de Terreno
13.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- Clasificación según U.S.C.S. : SM - SC (Arena arcillosa) - Peso Unitario Húmedo : 1,728 ton/m3 - Humedad : 4,4 % - Angulo de Fricción Interna : 28º - Coeficiente empuje Activo : 0,361 - Coeficiente empuje Pasivo : 2,770 - Coeficiente empuje Reposo : 0,531 - Índice de Huecos : 0,596 - Índice de re-compresión : 0,135
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
13.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
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FIGURA 13-4 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
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13.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 13-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO NºN-28
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 3.668Terraplén Compactado Núcleo m3 1.038Excavación Mecánica m3 4.762Retiro de Material Excedente m3 812Excavación Obras de Arte m3 756Relleno Compactado m3 49Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 1.193Transporte de Material m3 5.517Hormigón H-25 m3 113Hormigón H-5 m3 10Enrocado Consolidado m3 12Enfierradura Kg 8.075Moldaje 3 uso m2 253Tubo Acero D=300 mm m 35Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 0,0
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13.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto.
CUADRO 13-10 PRESUPUESTO OBRA, SITIO Nº N-28
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 3.668 3.465 12.709.048Terraplén Compactado Núcleo m3 1.038 8.315 8.629.723Excavación Mecánica m3 4.762 1.895 9.023.516Retiro de Material Excedente m3 812 1.076 873.423Excavación Obras de Arte m3 756 3.276 2.475.563Relleno Compactado m3 49 4.470 219.030Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 1.193 4.470 5.332.710Transporte de Material m3 5.517 1.076 5.936.740Hormigón H-25 m3 113 85.888 9.696.755Hormigón H-5 m3 10 41.569 394.906Enrocado Consolidado m3 12 69.467 816.237Enfierradura Kg 8.075 788 6.362.952Moldaje 3 uso m2 253 6.647 1.679.401Tubo Acero D=300 mm m 35 31.397 1.098.895Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 0,0 762.897 0
Subtotal $ 70.170.144
Gastos Generales % 5% $ 3.508.507Utilidades % 12% $ 8.420.417Imprevistos % 2% $ 1.403.403
TOTAL $ 83.502.471
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13.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente.
CUADRO 13-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE DEL SITIO Nº N28
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 88.202.735 83.001.996
Beneficio Neto Actualizado 15.692.147 19.203.914
Valor Neto Actualizado -72.510.588 -63.798.082
Tasa Interna de Retorno - -
Relación Beneficio - Costo 0,18 0,23
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13.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario El Expreso de La Costa de Pichilemu en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio El Atardecer de Pichilemu en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO DIRECTOR GENERAL DE AGUAS Gladys María Angélica López del Campo, RUN 4.426.013-1, solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 14.634 metros cúbicos al año durante los meses de Mayo, Junio, Julio y Agosto, y para uso consuntivo de ejercicio eventual y continuo, por un volumen de 753.024 metros cúbicos al año desde el 1 de Enero al 31 de Diciembre de cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional, en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19 Norte: 6.160.924 (metros) y Este: 236.589 (metros), comuna de Paredones, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.
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14. SITIO Nº N-1 FUNDO QUERELEMA, COMUNA DE PAREDONES PROVINCIA DEL CARDENAL CARO
14.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano del predio Fundo Querelema, Rol SII Nº 50-06 perteneciente a don Eduardo Moore Rodríguez. El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de Paredones, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 6 km al Norte de la localidad de Paredones. En el cuadro siguiente se muestran sus coordenadas.
CUADRO 14-1 UBICACIÓN PUNTO Nº N – 1 (estribo derecho)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº N - 1
N E Fundo Querelema
Paredones 6.167.621 233.839
En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
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FIGURA 14-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
PAREDONES
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El predio posee una superficie total de 204,2 ha, con el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 14-2 DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha)
1 III de secano 18 2 IV de secano 110 3 VI de secano 76,2
Actualmente el predio no tiene plantación. Con las aguas del futuro micro embalse se pretende regar viñas, mediante bombeo desde el embalse. Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 5 m de altura que permitirá acumular 27.318 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 5 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
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14.2. Área de Riego El Fundo Querelema tiene un tamaño de 204,2 ha, las que se mantienen de secano a pesar que es atravesado por un estero, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera. Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. Sus suelos regables, según el Servicio de Impuestos Internos son las 126 ha, de clase III y IV de capacidad de Uso. El uso actual de la tierra agrícola, de secano, está dedicada a pastos naturales que sirve de base a una explotación extensiva de ganadería bovina y ovina y cultivo de trigo.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego
Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actual La superficie de riego actual es cero (0) por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR) Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
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CUADRO 14-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio N-1
1 Cálculo para Embalse Estacional
2 Superficie Física 204,2 ha
3 Superficie Max Regable 126 ha
4 Q 85% (m3/temporada) 27.318 m3/temporada
5 Etp isolínea 979 mm 6 Zona de Distribución de Etp VI
Etp promedio 8.178 m3/temporada desde: Septiembre hasta: Abril
7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia Tendido 0 30% Surco 126 45% Goteo 0 90%
Total 126 45% Eficiencia Ponderada 0,45 Demanda 18.173 m3/ha/temporada Superficie Postulación 0,49 ha SNR 1,5 ha SENR 0,49
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Superficie Ponderada Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 14-4 SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA
C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL Superficie 18 110 76.2 204.2 % 0 0 12.70 87.30 100 SNR 0 0 0.19 1.31 1.50 Factor 0.7 0.6 0.5 0.3 SNR pond 0 0 0.10 0.39 0.49 La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,49 ha - Superficie de postulación=0,49 ha
14.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
14.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
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CUADRO 14-5 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre Ubicación UTM
(WGS 84) Altitud Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Nilahue - Barahona 6.170.642
246.317
90
DGA 1969-2011 P mens,
Pmáx24 y Evapo.
14.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 14-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 4,99 km2).
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FIGURA 14-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO NºN - 1
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el cuadro 14-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
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CUADRO 14-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO Nº N - 1 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 0,71 17,89 97,47 60,22 100,24 70,44 10,45 0,00 0,00 13,89 0,00 26,04 33,111962 4,99 2,88 49,09 2,82 16,83 6,35 5,82 0,00 0,00 0,00 0,00 0,54 7,441963 1,49 47,18 48,34 108,11 136,27 94,09 9,88 27,63 0,00 0,00 0,00 19,66 41,051964 2,70 2,55 20,39 20,86 31,46 2,78 0,00 0,00 14,32 1,80 0,00 1,78 8,221965 86,97 67,20 37,12 331,03 251,74 28,23 23,11 11,38 5,90 0,00 2,49 0,00 70,431966 60,81 34,16 330,07 97,30 57,05 22,34 9,23 1,97 31,33 0,00 0,00 0,00 53,691967 0,00 20,62 15,36 25,17 5,05 10,92 14,41 4,25 0,00 0,71 0,51 0,00 8,081968 0,70 0,25 3,50 1,29 6,20 3,94 1,06 1,14 1,55 0,00 0,00 0,49 1,681969 0,59 34,53 42,76 28,92 11,81 6,79 6,49 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 10,991970 0,00 38,85 60,43 63,35 4,17 16,91 1,08 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 15,401971 8,29 3,17 76,31 28,64 16,93 13,47 8,29 0,00 17,27 0,00 0,00 0,00 14,361972 7,12 392,88 85,72 57,86 261,51 105,21 13,35 8,90 0,00 0,00 0,00 44,50 81,421973 0,00 22,75 14,00 20,12 0,00 0,00 23,21 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 6,671974 0,00 61,73 87,54 16,46 5,70 5,99 0,00 14,86 5,43 0,00 0,00 0,00 16,481975 14,01 41,24 39,76 93,92 11,66 0,20 0,00 1,13 0,00 0,00 0,00 0,00 16,831976 0,00 36,00 36,38 2,71 22,80 20,90 73,93 16,99 0,00 0,00 0,00 0,00 17,481977 18,78 65,37 141,26 308,81 67,70 0,00 69,88 14,34 0,00 12,85 0,00 0,00 58,251978 0,00 10,60 122,50 172,26 15,31 42,99 0,37 78,80 0,00 0,00 0,00 0,00 36,901979 13,95 45,83 2,18 89,22 99,64 32,38 0,00 26,40 17,44 0,00 0,00 0,00 27,251980 174,17 132,99 121,69 135,79 47,97 37,64 0,00 0,76 0,00 0,00 21,50 2,86 56,281981 17,03 75,34 14,94 12,85 19,44 8,35 1,77 0,00 0,00 0,00 1,12 1,45 12,691982 4,83 185,68 255,36 136,14 61,22 104,72 30,61 1,21 0,00 0,00 0,00 19,74 66,631983 3,87 27,12 44,38 57,42 32,41 10,92 1,41 0,00 0,00 0,70 0,00 0,00 14,851984 6,95 106,66 76,82 158,69 84,40 43,12 24,66 2,21 0,00 0,00 1,26 0,00 42,061985 1,55 20,68 12,36 32,33 0,59 11,89 7,73 1,07 0,00 0,24 0,00 3,45 7,661986 28,23 101,62 66,85 8,18 37,58 0,45 4,29 22,36 0,00 0,00 0,00 5,19 22,901987 6,37 33,45 16,61 130,67 45,88 17,07 9,10 0,00 0,00 0,00 0,00 19,34 23,211988 0,65 1,17 32,87 24,91 32,48 7,96 0,52 0,26 0,00 0,00 0,00 6,39 8,931989 0,00 6,56 10,34 28,03 17,60 2,29 1,59 0,00 2,09 0,00 0,00 0,00 5,711990 2,96 2,70 2,35 13,14 4,35 12,11 4,35 1,57 1,22 0,26 0,00 10,18 4,601991 16,19 65,00 67,11 82,59 11,26 15,25 12,91 0,47 20,18 3,05 0,00 0,00 24,501992 29,66 192,96 157,99 14,99 65,26 23,73 0,00 1,25 0,00 0,00 0,00 7,49 41,111993 27,06 41,72 33,09 19,64 8,81 0,93 5,72 4,48 1,30 0,00 0,00 0,00 11,901994 11,40 10,55 16,19 22,69 3,41 6,82 5,65 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 6,391995 19,00 0,00 25,85 32,57 18,09 3,62 6,46 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 8,801996 10,56 7,18 21,40 34,40 34,67 0,81 0,41 1,49 3,25 0,00 0,00 0,00 9,511997 21,48 69,23 297,60 101,06 99,86 61,27 101,14 25,86 3,18 0,00 0,00 0,00 65,061998 1,09 2,82 3,49 0,14 0,00 2,93 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,871999 9,20 22,74 36,28 15,62 29,34 54,16 3,30 0,35 0,00 0,00 1,91 0,97 14,492000 0,00 6,70 259,64 2,79 5,30 115,58 1,68 0,00 0,00 0,00 10,05 0,00 33,482001 25,59 70,30 12,15 150,42 78,83 9,82 1,03 0,00 0,00 1,29 0,00 0,00 29,122002 16,29 126,81 71,55 85,01 212,53 51,71 12,04 0,00 0,71 0,00 10,63 37,55 52,072003 3,96 38,69 62,85 33,41 10,95 16,42 8,87 19,25 0,94 5,47 0,00 0,00 16,742004 9,65 17,64 24,63 49,43 27,29 15,31 4,33 3,99 1,66 0,00 0,00 7,82 13,482005 4,49 126,85 122,07 38,59 108,90 17,35 7,78 14,66 0,00 0,00 0,00 15,26 38,002006 2,88 10,28 72,14 82,63 36,59 6,58 21,79 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 19,412007 0,00 3,41 12,44 17,21 13,29 0,68 0,00 0,00 0,00 0,00 6,30 0,00 4,442008 12,11 59,26 36,69 46,23 26,45 8,07 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2,38 15,932009 0,00 10,07 42,82 20,13 32,00 24,34 4,81 1,80 0,00 0,00 0,00 0,00 11,332010 0,00 12,31 26,65 19,42 2,85 4,27 5,59 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 5,922011 15,23 1,97 33,86 25,20 34,00 4,94 0,00 1,41 0,00 2,82 0,00 2,82 10,19
MEDIA 13,80 49,73 66,69 61,99 46,39 23,24 10,98 6,12 2,51 0,84 1,09 4,63 24,00MAX 174,17 392,88 330,07 331,03 261,51 115,58 101,14 78,80 31,33 13,89 21,50 44,50 81,42MIN 0,000 0,000 2,177 0,141 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,87
En el Cuadro 14-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
230
CUADRO 14-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO Nº N-1
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Log-PearsonLog-Pearson NormalLog-PearsonLog-Normal Log-Normal Pearson Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel Log-Normal5 110,3 141,7 190,1 171,3 466,9 217,7 48,7 33,3 15,6 6,6 8,7 24,8 78,72
10 58,4 117,9 162,8 141,2 228,1 106,2 32,6 25,2 11,7 4,9 6,5 18,8 55,6820 23,8 85,0 129,8 103,7 95,8 44,5 18,4 16,8 7,7 3,1 3,9 12,6 36,6150 2,8 30,6 66,7 43,6 18,2 8,4 3,8 4,1 1,5 0,4 0,3 3,1 16,4280 0,2 5,7 3,6 11,9 3,5 1,6 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 7,3785 0,1 3,4 0,0 8,2 2,4 1,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 6,1290 0,0 1,7 0,0 4,9 1,5 0,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 4,8495 0,0 0,5 0,0 2,1 0,7 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 3,43
14.3.3. Análisis de Crecidas
a) Introducción
El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº N 1, para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 3 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC
b) Cálculo de Crecidas
Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 14-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio de los 2 métodos con valores más similares entre sí. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general, el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
231
CUADRO 14-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD *PROMEDIO MAX(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
N-1 2 0,6 1,8 3,9 1,2 3,9
5 1,7 3,6 7,2 2,7 7,2
10 3,1 5,2 10,0 4,1 10,0
20 5,0 7,1 13,2 6,1 13,2
25 5,8 7,7 14,3 6,8 14,3
50 8,6 9,9 17,9 9,3 17,9
100 12,4 13,2 23,1 12,8 23,1
250 13,5 14,7 26,1 14,1 26,1
500 15,5 16,7 29,4 16,1 29,41000 17,6 18,7 32,7 18,1 32,7
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares.
14.4. Diseño Hidráulico La presente memoria se refiere a la descripción y al cálculo hidráulico de la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector Nº N-1: Paredones, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
14.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño ( T=250 años ) : 14,1 m3/s • Cota Aguas Máximas : 92,5 msnm.
232
14.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
14.4.3. Curva de Embalse En la Figura 14-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 14-3 CURVA DE EMBALSE SITIO Nº N-1, VI REGIÓN
88,0
88,5
89,0
89,5
90,0
90,5
91,0
91,5
92,0
92,5
93,0
0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
233
14.5. Trabajos de Terreno
14.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- - Clasificación según U.S.C.S. : CL (Arcilla limosa) - - Peso Unitario Húmedo : 1,773 ton/m3 - - Humedad : 15,7 % - - Angulo de Fricción Interna : 25º - - Coeficiente empuje Activo : 0,406 - - Coeficiente empuje Pasivo : 2,464 - - Coeficiente empuje Reposo : 0,577 - - Índice de Huecos : 0,741 - - Índice de re-compresión : 0,207
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
14.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
234
FIGURA 14-4 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
235
14.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 14-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO Nº N-1
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 3.420Terraplén Compactado Núcleo m3 2.027Excavación Mecánica m3 4.028Retiro de Material Excedente m3 779Excavación Obras de Arte m3 2.198Relleno Compactado m3 4Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 572Transporte de Material m3 6.226Hormigón H-25 m3 176Hormigón H-5 m3 13Enrocado Consolidado m3 15Enfierradura Kg 13.193Moldaje 3 uso m2 225Tubo Acero D=300 mm m 35Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 0,4
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14.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto.
CUADRO 14-10
PRESUPUESTO OBRA SITIO Nº N-1
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 3.420 3.465 11.851.929Terraplén Compactado Núcleo m3 2.027 8.315 16.850.348Excavación Mecánica m3 4.028 1.895 7.633.363Retiro de Material Excedente m3 779 1.076 838.066Excavación Obras de Arte m3 2.198 3.276 7.199.606Relleno Compactado m3 4 4.470 16.092Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 572 4.470 2.556.840Transporte de Material m3 6.226 1.076 6.699.006Hormigón H-25 m3 176 85.888 15.107.699Hormigón H-5 m3 13 41.569 552.868Enrocado Consolidado m3 15 69.467 1.039.226Enfierradura Kg 13.193 788 10.395.690Moldaje 3 uso m2 225 6.647 1.493.650Tubo Acero D=300 mm m 35 31.397 1.098.895Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 0,4 762.897 342.060
Subtotal $ 88.596.582
Gastos Generales % 5% $ 4.429.829Utilidades % 12% $ 10.631.590Imprevistos % 2% $ 1.771.932
TOTAL $ 105.429.932
237
14.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente.
CUADRO 14-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE DEL SITIO Nº N-1
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 111.364.469 104.798.034
Beneficio Neto Actualizado 23.845.168 36.359.525
Valor Neto Actualizado -87.519.301 -68.438.509
Tasa Interna de Retorno - -
Relación Beneficio - Costo 0,21 0,35
238
14.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario El Expreso de La Costa de Pichilemu en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio El Atardecer de Pichilemu en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO DIRECTOR GENERAL DE AGUAS Eduardo Esteban Moore Rodríguez, RUN 2.037.896-4, solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 18.301 metros cúbicos año durante los meses de Mayo y Julio de cada año, y para uso consuntivo de ejercicio eventual y continuo, por un volumen de 2.341.340 metros cúbicos año desde el 01 de Enero al 31 de Diciembre cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional, en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19 Norte: 6.167.247 (metros) y Este: 233.903 (metros), comuna de Paredones, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.
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15. SITIO Nº N-4. LA HIJUELA LOS CULENES, COMUNA DE PAREDONES PROVINCIA DEL CARDENAL CARO
15.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano del predio Fundo La Hijuela los Culenes, Lote 1, Rol SII Nº 29 -14 perteneciente a Don Carlos Jose Vallejos Poblete. El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de Paredones, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 6 km al Noroeste de la localidad de Paredones. En el cuadro siguiente se muestran sus coordenadas.
CUADRO 15-1 UBICACIÓN PUNTO Nº N-4 (estribo derecho)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº N - 4
N E Fundo La Hijuela los
Culenes
Paredones
6.164.713
228.781
En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
240
FIGURA 15-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
PAREDONES
241
El predio posee una superficie total de 42,04 ha, con el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 15-2 DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha)
1 IV de secano 3,5 2 VI de secano 38,54
Actualmente el predio tiene plantado 3 ha de Papas que son regados a través de agua del río Paredones. Con las aguas del futuro micro embalse se pretende regar plantaciones de papas y porotos, a través del riego gravitacional. Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 5 m de altura que permitirá acumular 28.630 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 0,36 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
242
15.2. Área de Riego El Fundo Los Culenes tiene un tamaño de 42 ha, las que se mantienen de secano a pesar que es atravesado por un estero, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera. Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. El uso actual de la tierra agrícola, de secano, está dedicada a pastos naturales que sirve de base a una explotación extensiva de ganadería ovina.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego
Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actual La superficie de riego actual es cero (0) por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR) Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. . A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
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CUADRO 15-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio N-4 1 Cálculo para Embalse Estacional 2 Superficie Física 42,04 ha 3 Superficie Max Regable 3,5 ha 4 Q 85% (m3/temporada) 28.630 m3/temporada 5 Etp isolínea 949 mm 6 Zona de Distribución de Etp VI Etp promedio 7.928 m3/temporada desde: Septiembre hasta: Abril 7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia Tendido 0 30% Surco 3,5 45% Goteo 0 90%
Total 3,5 45% Eficiencia Ponderada 0,45 Demanda 17.618 m3/ha/temporada Superficie Postulación 0,49 ha SNR 1,63 ha SENR 0,49
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Superficie Ponderada Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 15-4 SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA
C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL Superficie 3,5 38,54 42,04 % 0 0 0 100,0 100 SNR 0 0 0 1,63 1,63 Factor 0,7 0,6 0,5 0,3 SNR pond 0 0 0 0,49 0,49 La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,49 ha - Superficie de postulación=0,49 ha
15.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
15.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
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CUADRO 15-5 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre Ubicación UTM
(WGS 84) Altitud Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Nilahue - Barahona 6.170.642
246.317
90
DGA 1969-2011 P mens,
Pmáx24 y Evapo.
15.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 15-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 0,35 km2).
246
FIGURA 15-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO Nº N - 4
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el cuadro 15-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
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CUADRO 15-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO Nº N - 4 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 0,05 1,25 6,84 4,22 7,03 4,94 0,73 0,00 0,00 0,97 0,00 1,83 2,321962 0,35 0,20 3,44 0,20 1,18 0,45 0,41 0,00 0,00 0,00 0,00 0,04 0,521963 0,10 3,31 3,39 7,58 9,56 6,60 0,69 1,94 0,00 0,00 0,00 1,38 2,881964 0,19 0,18 1,43 1,46 2,21 0,19 0,00 0,00 1,00 0,13 0,00 0,12 0,581965 6,10 4,71 2,60 23,22 17,66 1,98 1,62 0,80 0,41 0,00 0,17 0,00 4,941966 4,26 2,40 23,15 6,82 4,00 1,57 0,65 0,14 2,20 0,00 0,00 0,00 3,771967 0,00 1,45 1,08 1,77 0,35 0,77 1,01 0,30 0,00 0,05 0,04 0,00 0,571968 0,05 0,02 0,25 0,09 0,44 0,28 0,07 0,08 0,11 0,00 0,00 0,03 0,121969 0,04 2,42 3,00 2,03 0,83 0,48 0,46 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,771970 0,00 2,72 4,24 4,44 0,29 1,19 0,08 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,081971 0,58 0,22 5,35 2,01 1,19 0,94 0,58 0,00 1,21 0,00 0,00 0,00 1,011972 0,50 27,56 6,01 4,06 18,34 7,38 0,94 0,62 0,00 0,00 0,00 3,12 5,711973 0,00 1,60 0,98 1,41 0,00 0,00 1,63 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,471974 0,00 4,33 6,14 1,15 0,40 0,42 0,00 1,04 0,38 0,00 0,00 0,00 1,161975 0,98 2,89 2,79 6,59 0,82 0,01 0,00 0,08 0,00 0,00 0,00 0,00 1,181976 0,00 2,52 2,55 0,19 1,60 1,47 5,19 1,19 0,00 0,00 0,00 0,00 1,231977 1,32 4,59 9,91 21,66 4,75 0,00 4,90 1,01 0,00 0,90 0,00 0,00 4,091978 0,00 0,74 8,59 12,08 1,07 3,02 0,03 5,53 0,00 0,00 0,00 0,00 2,591979 0,98 3,21 0,15 6,26 6,99 2,27 0,00 1,85 1,22 0,00 0,00 0,00 1,911980 12,22 9,33 8,54 9,52 3,36 2,64 0,00 0,05 0,00 0,00 1,51 0,20 3,951981 1,19 5,28 1,05 0,90 1,36 0,59 0,12 0,00 0,00 0,00 0,08 0,10 0,891982 0,34 13,02 17,91 9,55 4,29 7,35 2,15 0,08 0,00 0,00 0,00 1,38 4,671983 0,27 1,90 3,11 4,03 2,27 0,77 0,10 0,00 0,00 0,05 0,00 0,00 1,041984 0,49 7,48 5,39 11,13 5,92 3,02 1,73 0,16 0,00 0,00 0,09 0,00 2,951985 0,11 1,45 0,87 2,27 0,04 0,83 0,54 0,08 0,00 0,02 0,00 0,24 0,541986 1,98 7,13 4,69 0,57 2,64 0,03 0,30 1,57 0,00 0,00 0,00 0,36 1,611987 0,45 2,35 1,17 9,17 3,22 1,20 0,64 0,00 0,00 0,00 0,00 1,36 1,631988 0,05 0,08 2,31 1,75 2,28 0,56 0,04 0,02 0,00 0,00 0,00 0,45 0,631989 0,00 0,46 0,73 1,97 1,23 0,16 0,11 0,00 0,15 0,00 0,00 0,00 0,401990 0,21 0,19 0,16 0,92 0,31 0,85 0,31 0,11 0,09 0,02 0,00 0,71 0,321991 1,14 4,56 4,71 5,79 0,79 1,07 0,91 0,03 1,42 0,21 0,00 0,00 1,721992 2,08 13,53 11,08 1,05 4,58 1,66 0,00 0,09 0,00 0,00 0,00 0,53 2,881993 1,90 2,93 2,32 1,38 0,62 0,07 0,40 0,31 0,09 0,00 0,00 0,00 0,831994 0,80 0,74 1,14 1,59 0,24 0,48 0,40 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,451995 1,33 0,00 1,81 2,28 1,27 0,25 0,45 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,621996 0,74 0,50 1,50 2,41 2,43 0,06 0,03 0,10 0,23 0,00 0,00 0,00 0,671997 1,51 4,86 20,87 7,09 7,00 4,30 7,09 1,81 0,22 0,00 0,00 0,00 4,561998 0,08 0,20 0,24 0,01 0,00 0,21 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,061999 0,65 1,60 2,54 1,10 2,06 3,80 0,23 0,02 0,00 0,00 0,13 0,07 1,022000 0,00 0,47 18,21 0,20 0,37 8,11 0,12 0,00 0,00 0,00 0,70 0,00 2,352001 1,79 4,93 0,85 10,55 5,53 0,69 0,07 0,00 0,00 0,09 0,00 0,00 2,042002 1,14 8,89 5,02 5,96 14,91 3,63 0,84 0,00 0,05 0,00 0,75 2,63 3,652003 0,28 2,71 4,41 2,34 0,77 1,15 0,62 1,35 0,07 0,38 0,00 0,00 1,172004 0,68 1,24 1,73 3,47 1,91 1,07 0,30 0,28 0,12 0,00 0,00 0,55 0,952005 0,31 8,90 8,56 2,71 7,64 1,22 0,55 1,03 0,00 0,00 0,00 1,07 2,672006 0,20 0,72 5,06 5,80 2,57 0,46 1,53 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,362007 0,00 0,24 0,87 1,21 0,93 0,05 0,00 0,00 0,00 0,00 0,44 0,00 0,312008 0,85 4,16 2,57 3,24 1,86 0,57 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,17 1,122009 0,00 0,71 3,00 1,41 2,24 1,71 0,34 0,13 0,00 0,00 0,00 0,00 0,792010 0,00 0,86 1,87 1,36 0,20 0,30 0,39 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,422011 1,07 0,14 2,37 1,77 2,38 0,35 0,00 0,10 0,00 0,20 0,00 0,20 0,71
MEDIA 0,97 3,49 4,68 4,35 3,25 1,63 0,77 0,43 0,18 0,06 0,08 0,32 1,68MAX 12,22 27,56 23,15 23,22 18,34 8,11 7,09 5,53 2,20 0,97 1,51 3,12 5,71MIN 0,000 0,000 0,153 0,010 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,061
En el Cuadro 15-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
248
CUADRO 15-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO Nº N–4
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Log-PearsonLog-PearsonLog-NormalLog-PearsonLog-Normal Log-Normal Log-Normal Gumbel Gumbel Pearson Gumbel Gumbel Log-Normal5 5,3 13,1 18,1 12,0 19,7 10,0 4,9 2,3 1,1 0,4 0,6 1,7 5,52
10 2,9 9,3 11,8 9,9 11,0 5,5 2,4 1,8 0,8 0,3 0,5 1,3 3,9120 1,3 5,8 7,1 7,3 5,5 2,6 1,0 1,2 0,5 0,1 0,3 0,9 2,5750 0,3 1,8 2,7 3,1 1,4 0,7 0,2 0,3 0,1 0,0 0,0 0,2 1,1580 0,0 0,4 1,0 0,8 0,4 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,5285 0,0 0,3 0,8 0,6 0,3 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,4390 0,0 0,2 0,6 0,3 0,2 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,3495 0,0 0,1 0,4 0,1 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,24
15.3.3. Análisis de Crecidas
a) Introducción
El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº N 4, para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 3 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC
b) Cálculo de Crecidas
Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 15-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio de los 2 métodos con valores más similares entre sí. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general, el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
249
CUADRO 15-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD *PROMEDIO MAX(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
N-4 2 0,0 0,2 0,5 0,1 0,5
5 0,2 0,3 0,8 0,2 0,8
10 0,3 0,5 1,2 0,4 1,2
20 0,4 0,7 1,6 0,6 1,6
25 0,5 0,7 1,7 0,6 1,7
50 0,8 1,0 2,1 0,9 2,1
100 1,1 1,3 2,7 1,2 2,7
250 1,2 1,4 3,1 1,3 3,1
500 1,4 1,6 3,5 1,5 3,51000 1,5 1,8 3,9 1,7 3,9
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares.
15.4. Diseño Hidráulico La presente memoria se refiere a la descripción y al cálculo hidráulico de la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector Nº N-4: Paredones, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
15.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño ( T=250 años) : 1,3 m3/s • Cota Aguas Máximas : 21,5 msnm.
250
15.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
15.4.3. Curva de Embalse En la Figura 15-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 15-3 CURVA DE EMBALSE SITIO Nº N-4, VI REGIÓN
17,0
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
20,5
21,0
21,5
22,0
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
251
15.5. Trabajos de Terreno
15.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- Clasificación según U.S.C.S. : SW-SM (Arena limosa) - Peso Unitario Húmedo : 1,841 ton/m3 - Humedad : 7,0 % - Angulo de Fricción Interna : 32º - Coeficiente empuje Activo : 0,307 - Coeficiente empuje Pasivo : 3,255 - Coeficiente empuje Reposo : 0,470 - Índice de Huecos : 0,556 - Índice de re-compresión : 0,288
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
15.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
252
FIGURA 15-4 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
253
15.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 15-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO NºN-4
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 3.306Terraplén Compactado Núcleo m3 920Excavación Mecánica m3 3.874Retiro de Material Excedente m3 0Excavación Obras de Arte m3 351Relleno Compactado m3 63Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 0Transporte de Material m3 4.226Hormigón H-25 m3 46Hormigón H-5 m3 5Enrocado Consolidado m3 3Enfierradura Kg 3.443Moldaje 3 uso m2 132Tubo Acero D=300 mm m 34Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 0,3
254
15.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto.
CUADRO 15-10 PRESUPUESTO OBRA SITIO Nº N-4
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 3.306 3.465 11.453.748Terraplén Compactado Núcleo m3 920 8.315 7.649.384Excavación Mecánica m3 3.874 1.895 7.342.085Retiro de Material Excedente m3 0 1.076 0Excavación Obras de Arte m3 351 3.276 1.150.051Relleno Compactado m3 63 4.470 279.509Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 0 4.470 0Transporte de Material m3 4.226 1.076 4.546.643Hormigón H-25 m3 46 85.888 3.942.259Hormigón H-5 m3 5 41.569 195.374Enrocado Consolidado m3 3 69.467 191.034Enfierradura Kg 3.443 788 2.712.690Moldaje 3 uso m2 132 6.647 874.716Tubo Acero D=300 mm m 34 31.397 1.067.498Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 0,3 762.897 222.919
Subtotal $ 46.549.157
Gastos Generales % 5% $ 2.327.458Utilidades % 12% $ 5.585.899Imprevistos % 2% $ 930.983
TOTAL $ 55.393.497
255
15.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente.
CUADRO 15-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE SITIO Nº N-4
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 58.511.537 55.061.494
Beneficio Neto Actualizado 25.779.199 39.308.569
Valor Neto Actualizado -32.732.338 -15.752.925
Tasa Interna de Retorno 2,7% 3,8%
Relación Beneficio - Costo 0,44 0,71
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15.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario El Expreso de La Costa de Pichilemu en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio El Atardecer de Pichilemu en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO DIRECTOR GENERAL DE AGUAS Carlos José Vallejos Poblete, RUN 11.625.604-5, solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 3.272 metros cúbicos al año durante los meses de Mayo, Junio, Julio y Agosto, y para uso consuntivo de ejercicio eventual y continuo, por un volumen de 146.751 metros cúbicos al año desde el 1 de Enero al 31 de Diciembre de cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional, en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19 Norte: 6.164.424 (metros) y Este: 228.821 (metros), comuna de Litueche, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.
257
16. SITIO Nº N-5. LA CUEVA, COMUNA DE LA ESTRELLA PROVINCIA DEL CARDENAL CARO
16.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano del predio Fundo La Cueva, Lote 1 A, Rol SII 46-50 perteneciente a la Agrícola San Nicolás Limitada. El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de La Estrella, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 6 km al Oeste de la localidad de La Estrella. En el cuadro siguiente se muestran sus coordenadas.
CUADRO 16-1 UBICACIÓN PUNTO Nº N–5 (estribo derecho)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº N - 5
N E Fundo La Cueva
La Estrella 6.211.880 248.870
En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
258
FIGURA 16-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
LA ESTRELLA
259
El predio posee una superficie total de 175,4 ha, con el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 16-2
DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha) 1 IV de secano 20,00 2 VII de secano 155,40
Actualmente el predio no tiene plantación. Con las aguas del futuro micro embalse se pretende regar trigo y pasto, de forma gravitacional. Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 5 m de altura que permitirá acumular 27.127 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 0,3 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
260
16.2. Área de Riego El Fundo La Cueva tiene un tamaño de 175,4 ha, las que se mantienen de secano a pesar que es atravesado por un estero, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera. Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. Sus suelos regables, según el Servicio de Impuestos Internos son las 195,7 ha, de clase IV de Capacidad de Uso.. El uso actual de la tierra agrícola, de secano, está dedicada a pastos naturales que sirve de base a una explotación extensiva de ganadería bovina y ovina y cultivo de trigo.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego
Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actual La superficie de riego actual es cero (0) por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR) Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
261
CUADRO 16-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio N-5 1 Cálculo para Embalse Estacional 2 Superficie Física 175,4 ha 3 Superficie Max Regable 20 ha 4 Q 85% (m3/temporada) 27.127 m3/temporada 5 Etp isolínea 979 mm 6 Zona de Distribución de Etp VI Etp promedio 9.676 m3/temporada desde: Septiembre hasta: Abril 7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia Tendido 0 30% Surco 20 45% Goteo 0 90%
Total 20 45% Eficiencia Ponderada 0,45 Demanda 21.502 m3/ha/temporada Superficie Postulación 0,38 ha SNR 1,26 ha SENR 0,38
262
Superficie Ponderada Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 16-4 SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA
C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL Superficie 0 20 155,4 175,4
% 0 0 - 100,0 100 SNR 0 0 - 1,26 1,26
Factor 0,7 0,6 0,5 0,3 SNR pond 0 0 - 0,38 0,38 La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,38 ha - Superficie de postulación=0,38 ha
16.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
16.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
263
CUADRO 16-5 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre Ubicación UTM
(WGS 84) Altitud Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Litueche 6.221.061 248.584 250
DGA 1979-2011 P mens y Pmáx24
Rapel 6.240.424 247.349 16 DGA 1940-2011 P mens y Pmáx24
16.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 16-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 0,3 km2).
264
FIGURA 16-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO NºN - 5
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el cuadro 16-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
265
CUADRO 16-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO NºN - 5 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 0,00 1,98 5,75 4,35 5,78 4,96 0,00 0,00 0,00 0,44 0,00 1,54 2,071962 0,67 0,05 5,99 0,53 1,30 0,95 0,78 0,02 0,00 0,00 0,00 0,40 0,891963 0,02 5,94 6,24 12,64 13,57 12,51 0,53 2,50 0,00 0,00 0,00 1,13 4,591964 0,33 0,18 2,69 2,28 3,90 0,29 0,00 0,00 0,85 0,00 0,00 0,00 0,881965 4,23 4,95 5,67 29,88 23,46 0,68 2,34 0,00 0,91 0,00 0,00 0,00 6,011966 4,73 2,31 31,95 7,98 5,67 0,40 0,89 0,03 1,71 0,00 0,00 0,00 4,641967 0,02 0,38 0,02 0,11 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,041968 0,10 0,00 0,66 0,12 0,28 0,36 0,00 0,04 0,05 0,00 0,00 0,03 0,141969 0,57 3,09 5,57 1,88 1,52 0,09 0,61 0,02 0,00 0,04 0,00 0,00 1,121970 0,00 1,68 2,24 3,89 0,30 0,97 0,20 0,00 0,01 0,02 0,00 0,00 0,781971 1,65 0,27 6,66 1,34 1,44 0,42 0,71 0,00 1,07 0,00 0,00 0,03 1,131972 0,00 20,72 22,06 7,47 13,77 6,65 1,50 0,21 0,00 0,00 0,00 3,83 6,351973 0,06 1,84 0,93 0,76 0,00 0,00 1,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,381974 0,00 7,06 17,05 1,50 0,76 1,67 0,00 1,89 0,50 0,00 0,00 0,00 2,541975 1,09 3,30 3,34 7,82 0,00 0,02 0,00 0,10 0,00 0,00 0,00 0,00 1,311976 0,00 2,85 4,43 1,20 4,07 1,62 4,94 1,85 0,00 0,00 0,00 0,06 1,751977 0,96 3,44 8,07 19,97 5,89 0,00 2,56 1,08 0,00 0,26 0,00 0,00 3,521978 0,00 1,40 4,64 14,54 0,59 1,24 0,02 3,49 0,09 0,00 0,00 0,00 2,171979 1,55 1,30 0,04 6,54 1,59 0,62 0,00 0,79 0,39 0,00 0,17 0,00 1,081980 9,10 11,17 7,80 10,65 1,77 2,77 0,00 0,09 0,00 0,00 0,60 0,56 3,711981 2,07 7,72 1,29 1,68 1,96 0,86 0,19 0,00 0,00 0,00 0,00 0,05 1,321982 0,18 11,75 25,15 16,29 6,61 7,13 1,84 0,00 0,00 0,00 0,00 2,28 5,941983 0,28 1,83 4,68 5,87 3,82 0,61 0,08 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,431984 2,08 9,26 2,53 21,41 8,03 4,88 3,05 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,271985 0,09 2,01 1,10 2,48 0,00 0,56 0,37 0,08 0,00 0,00 0,00 0,20 0,581986 7,36 19,17 13,13 1,71 6,38 0,15 0,59 0,37 0,00 0,00 0,00 0,12 4,081987 0,05 5,72 1,79 31,78 12,51 2,17 3,74 0,00 0,00 0,00 0,00 0,86 4,881988 0,07 0,07 1,23 1,22 2,36 0,26 0,00 0,22 0,01 0,00 0,00 0,23 0,471989 0,00 0,37 0,59 2,35 1,65 0,18 0,13 0,01 0,14 0,00 0,00 0,00 0,451990 0,12 0,34 0,07 1,08 0,53 0,65 0,34 0,08 0,01 0,00 0,00 0,31 0,291991 1,47 8,97 8,53 4,19 0,58 3,53 1,17 0,06 1,20 0,00 0,00 0,04 2,481992 1,65 19,00 19,96 1,06 9,76 2,38 0,00 0,08 0,00 0,00 0,00 0,70 4,551993 1,96 3,94 3,61 2,28 0,76 0,00 0,28 0,23 0,26 0,00 0,00 0,00 1,111994 1,31 1,59 2,11 1,61 0,35 0,56 0,57 0,00 0,05 0,00 0,00 0,00 0,681995 2,26 0,00 2,97 4,26 1,78 0,49 0,28 0,00 0,00 0,00 0,06 0,00 1,011996 0,54 0,47 2,73 3,87 3,98 0,22 0,00 0,07 0,44 0,00 0,00 0,41 1,061997 1,70 7,20 31,45 5,17 10,30 8,30 9,14 1,49 0,00 0,00 0,00 0,00 6,231998 0,25 0,31 0,31 0,00 0,01 0,53 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,121999 0,36 1,64 3,01 1,25 4,21 4,95 0,19 0,00 0,00 0,04 0,04 0,29 1,332000 0,25 0,90 29,17 0,52 0,45 8,69 0,09 0,07 0,00 0,00 1,25 0,00 3,452001 1,46 5,74 1,01 16,95 7,00 0,44 0,02 0,06 0,00 0,00 0,00 0,02 2,732002 0,91 13,38 8,96 10,88 17,97 3,60 1,02 0,19 0,03 0,00 0,93 4,26 5,182003 0,00 4,21 6,07 2,93 0,41 0,94 0,66 1,64 0,04 0,03 0,00 0,00 1,412004 1,55 1,80 3,88 10,32 4,43 3,38 0,28 0,52 0,05 0,00 0,00 0,66 2,242005 0,28 11,80 11,77 6,91 9,88 2,50 0,75 0,90 0,00 0,00 0,00 0,90 3,812006 0,62 3,17 12,82 14,83 5,51 0,78 3,26 0,02 0,00 0,00 0,00 0,00 3,422007 0,02 0,17 1,25 1,12 1,21 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,42 0,00 0,352008 1,11 15,01 6,35 5,78 7,26 0,84 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,29 3,052009 0,00 0,30 2,30 0,83 2,74 0,96 0,30 0,28 0,00 0,00 0,00 0,00 0,642010 0,00 1,07 4,05 2,55 0,38 0,38 0,20 0,08 0,00 0,00 0,00 0,00 0,732011 1,24 0,00 2,32 1,82 2,41 0,18 0,00 0,13 0,00 0,19 0,00 0,13 0,70
MEDIA 1,10 4,56 7,02 6,28 4,33 1,91 0,87 0,37 0,15 0,02 0,07 0,38 2,26MAX 9,10 20,72 31,95 31,78 23,46 12,51 9,14 3,49 1,71 0,44 1,25 4,26 6,35MIN 0,000 0,000 0,018 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,04
En el Cuadro 16-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
266
CUADRO 16-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO NºN - 5
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Gumbel Log-PearsonLog-NormalLog-PearsonPearson Log-Pearson Pearson Gumbel Log-Normal Gumbel Log-PearsonLog-PearsonLog-Pearson5 4,8 19,7 42,7 19,2 14,2 8,3 3,9 1,9 0,4 0,2 0,2 2,1 6,48
10 3,7 13,8 24,2 15,0 10,9 5,5 2,6 1,4 0,2 0,1 0,1 0,8 5,1320 2,6 8,2 12,2 10,4 7,5 3,1 1,5 1,0 0,1 0,1 0,0 0,3 3,7050 0,8 2,2 3,3 3,9 3,0 0,8 0,3 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0 1,6980 0,0 0,4 0,9 1,0 0,3 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,6185 0,0 0,2 0,6 0,7 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,4790 0,0 0,1 0,4 0,4 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,3395 0,0 0,0 0,2 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,18
16.3.3. Análisis de Crecidas
a) Introducción
El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº N-5, para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 3 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC
b) Cálculo de Crecidas
Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 16-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio de los 2 métodos con valores más similares entre sí. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general, el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
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CUADRO 16-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD *PROMEDIO MAX(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
N-5 2 0,1 0,2 0,5 0,1 0,5
5 0,2 0,4 0,9 0,3 0,9
10 0,4 0,5 1,3 0,5 1,3
20 0,6 0,7 1,7 0,7 1,7
25 0,7 0,8 1,9 0,8 1,9
50 1,1 1,0 2,3 1,1 2,3
100 1,6 1,3 3,0 1,5 3,0
250 1,7 1,5 3,4 1,6 3,4
500 2,0 1,7 3,9 1,8 3,91000 2,3 1,9 4,3 2,1 4,3
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares.
16.4. Diseño Hidráulico La presente memoria se refiere a la descripción y al cálculo hidráulico de la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector Nº N-5: La Estrella, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
16.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño ( T=250 años ) :1,6 m3/s • Cota Aguas Máximas :336,5 msnm.
268
16.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
16.4.3. Curva de Embalse En la Figura 16-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 16-3 CURVA DE EMBALSE SITIO Nº N-5, VI REGIÓN
331,5
332,0
332,5
333,0
333,5
334,0
334,5
335,0
335,5
336,0
336,5
337,0
0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
269
16.5. Trabajos de Terreno
16.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- Clasificación según U.S.C.S. : ML (Limo) - Peso Unitario Húmedo : 2,216 ton/m3 - Humedad : 25,9 % - Angulo de Fricción Interna : 30º - Coeficiente empuje Activo : 0,333 - Coeficiente empuje Pasivo : 3,000 - Coeficiente empuje Reposo : 0,500 - Índice de Huecos : 0,508 - Índice de re-compresión : 0,200
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
16.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
270
FIGURA 16-3 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
271
16.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 16-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO NºN-5
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 4.628Terraplén Compactado Núcleo m3 1.709Excavación Mecánica m3 6.029Retiro de Material Excedente m3 0Excavación Obras de Arte m3 307Relleno Compactado m3 13Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 558Transporte de Material m3 6.337Hormigón H-25 m3 57Hormigón H-5 m3 4Enrocado Consolidado m3 10Enfierradura Kg 4.283Moldaje 3 uso m2 135Tubo Acero D=300 mm m 38Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 0,46
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16.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto.
CUADRO 16-10 PRESUPUESTO OBRA SITIO Nº N-5
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 4.628 3.465 16.036.020Terraplén Compactado Núcleo m3 1.709 8.315 14.206.178Excavación Mecánica m3 6.029 1.895 11.425.698Retiro de Material Excedente m3 0 1.076 0Excavación Obras de Arte m3 307 3.276 1.006.086Relleno Compactado m3 13 4.470 58.110Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 558 4.470 2.494.260Transporte de Material m3 6.337 1.076 6.818.074Hormigón H-25 m3 57 85.888 4.904.205Hormigón H-5 m3 4 41.569 157.962Enrocado Consolidado m3 10 69.467 691.891Enfierradura Kg 4.283 788 3.374.610Moldaje 3 uso m2 135 6.647 896.643Tubo Acero D=300 mm m 38 31.397 1.193.086Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 0,46 762.897 349.762
Subtotal $ 68.533.829
Gastos Generales % 5% $ 3.426.691Utilidades % 12% $ 8.224.059Imprevistos % 2% $ 1.370.677
TOTAL $ 81.555.256
273
16.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente.
CUADRO 16-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE SITIO Nº N-5
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 86.145.914 81.066.452
Beneficio Neto Actualizado 19.526.141 29.773.798
Valor Neto Actualizado -66.619.772 -51.292.654
Tasa Interna de Retorno - -
Relación Beneficio - Costo 0,23 0,37
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16.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario El Expreso de La Costa de Pichilemu en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio El Atardecer de Pichilemu en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO DIRECTOR GENERAL DE AGUAS Ricardo Carlos Piraino Sepúlveda, RUN 9.846.897-8, en representación de Agrícola San Nicolás Limitada, RUT: 77.021.370-3, solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 2.254 metros cúbicos año durante los meses de Junio y Julio de cada año, y para uso consuntivo de ejercicio eventual y discontinuo, por un volumen de 200.404 metros cúbicos año desde el 01 de Marzo al 31 de Diciembre cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19 Norte: 6.211.919 (metros) y Este: 249.095 (metros), comuna de La Estrella, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.
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17. SITIO Nº N-6. LA PALMA, COMUNA DE PAREDONES PROVINCIA DEL CARDENAL CARO
17.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano del predio Fundo La Palma Hijuela 4, Rol SII Nº 28-02 perteneciente a don José Silva Roman. El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de Paredones, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 3 km al Suroeste de la localidad de Paredones. En el cuadro siguiente se muestran sus coordenadas.
CUADRO 17-1 UBICACIÓN PUNTO Nº N – 6 (estribo derecho)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº N - 6
N E Fundo La Palma
Paredones 6.161.268 231.203
En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
276
FIGURA 17-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
PAREDONES
277
El predio posee una superficie total de 159 ha, con el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 17-2
DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha) 1 III de secano 10,0 2 IV de secano 94,0 3 VI de secano 44,0 6 VII de secano 11,0
Actualmente el predio no tiene plantación.
Con las aguas del futuro micro embalse se pretende regar arándanos, por bombeo desde el embalse. Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 5 m de altura que permitirá acumular 28.477 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 7,75 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
278
17.2. Área de Riego El Fundo La Palma tiene un tamaño de 159 ha, las que se mantienen de secano a pesar que es atravesado por un estero, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera. Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. Sus suelos regables, según el Servicio de Impuestos Internos son 104 ha.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego
Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actual La superficie de riego actual es cero (0) por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR) Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. . A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
279
CUADRO 17-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio N-6 1 Cálculo para Embalse Estacional 2 Superficie Física 159 ha 3 Superficie Max Regable 104 ha 4 Q 85% (m3/temporada) 28.477 m3/temporada 5 Etp isolínea 969 mm 6 Zona de Distribución de Etp VI Etp promedio 8.086 m3/temporada desde: Septiembre hasta: Abril 7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia Tendido 0 30% Surco 104 45% Goteo 0 90%
Total 104 45% Eficiencia Ponderada 0,45 Demanda 17.969 m3/ha/temporada Superficie Postulación 0,51 ha SNR 1,58 ha SENR 0,51
280
Superficie Ponderada Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 17-4 SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA
C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL Superficie 10 94 44 11 159
% 0,0 0,0 9,6 90,4 100,0 SNR 0,152 1,43 1,58
Factor 0,7 0,6 0,5 0,3 SNR pond 0,08 0,43 0,51 La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,51 ha - Superficie de postulación=0,51 ha
17.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
17.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
281
CUADRO 17-5 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre Ubicación UTM
(WGS 84) Altitud Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Nilahue - Barahona 6.170.642
246.317
90
DGA 1969-2011 P mens,
Pmáx24 y Evapo.
Pumanque Hacienda 6.166.232 255.501 112 DMC 1961-2004 P mens
17.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 17-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 7,75 km2).
282
FIGURA 17-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO Nº N - 6
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el cuadro 17-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
283
CUADRO 17-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO NºN-6 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 0,37 40,24 174,12 101,14 135,62 124,37 21,76 0,00 0,00 26,52 0,00 63,37 57,291962 9,40 6,26 75,72 5,48 26,84 7,89 10,15 0,00 0,00 0,00 0,00 1,63 11,951963 1,78 82,23 61,20 162,50 187,91 149,60 21,02 32,05 0,00 0,00 0,00 17,01 59,611964 6,92 5,63 32,93 46,00 56,96 3,31 6,23 3,44 18,63 2,97 0,00 0,86 15,321965 110,00 104,99 44,00 461,52 371,08 22,73 47,67 16,87 7,94 0,00 0,00 0,00 98,901966 93,19 36,05 437,79 130,36 72,81 27,14 12,70 0,72 37,07 0,00 0,00 0,00 70,651967 0,00 27,04 20,45 40,25 1,54 14,14 21,76 1,03 0,00 0,00 0,24 0,00 10,541968 1,62 0,37 6,71 2,36 9,89 6,31 0,90 2,16 1,38 0,00 0,00 0,70 2,701969 21,79 26,17 94,54 38,96 24,74 12,39 7,18 5,07 0,00 0,00 0,00 0,00 19,241970 0,00 32,43 49,87 56,73 5,33 15,30 5,37 0,00 0,57 0,00 0,00 0,00 13,801971 10,02 17,70 116,61 34,73 22,07 11,85 14,61 0,00 16,73 0,00 0,00 0,00 20,361972 9,03 425,16 429,89 143,06 295,85 122,65 31,53 12,64 0,00 0,83 1,11 60,84 127,721973 0,31 53,58 25,51 69,72 1,54 0,00 39,15 1,32 0,00 0,00 0,00 0,00 15,931974 0,00 113,96 243,13 26,19 2,83 16,99 3,54 12,74 14,16 0,00 0,00 0,00 36,131975 22,52 26,57 37,38 79,48 21,16 0,90 0,90 9,91 0,00 0,00 0,00 0,00 16,571976 0,00 22,44 23,70 3,05 12,93 15,80 41,29 17,06 0,00 0,00 0,00 0,00 11,361977 19,63 111,06 190,14 429,09 107,13 3,93 86,38 44,87 0,00 14,58 0,00 0,00 83,901978 0,00 23,12 147,35 262,05 25,39 107,00 4,53 107,45 0,00 0,00 0,00 0,00 56,411979 14,46 61,53 5,38 113,30 98,17 51,44 0,00 21,85 25,55 0,00 4,37 0,00 33,001980 232,09 252,70 205,54 176,08 29,12 65,75 0,00 9,86 4,82 0,00 5,60 22,40 83,661981 46,48 172,36 36,02 32,60 56,10 19,69 4,52 0,00 0,00 0,97 0,00 0,00 30,731982 6,57 282,40 418,34 246,94 95,88 212,78 76,18 2,63 0,00 0,00 0,00 24,96 113,891983 4,00 36,58 75,29 61,94 64,89 18,69 3,74 0,00 0,00 0,43 0,00 0,00 22,131984 15,93 214,46 147,33 320,83 143,35 114,91 70,54 6,83 0,00 0,00 0,00 0,00 86,181985 3,03 41,27 20,38 58,52 1,30 26,44 24,71 3,47 0,00 0,00 0,00 7,37 15,541986 125,88 236,87 227,22 41,22 101,55 6,03 4,02 65,35 0,00 0,00 0,00 11,06 68,271987 8,37 81,23 44,11 381,55 129,97 63,51 37,91 0,00 0,00 0,00 0,00 41,36 65,671988 1,81 2,26 51,74 44,09 68,74 12,84 1,36 4,07 0,00 0,00 0,00 13,34 16,691989 0,00 12,57 23,43 60,12 40,71 6,19 4,83 0,00 6,19 0,00 0,00 0,00 12,841990 2,30 4,45 8,14 22,57 11,06 27,12 9,21 3,22 0,00 0,00 0,00 17,35 8,791991 30,65 157,34 163,75 194,85 16,47 47,57 32,47 0,00 41,62 3,20 0,00 0,00 57,331992 51,10 461,15 425,84 56,57 185,88 39,79 0,00 2,73 0,00 0,00 0,00 3,73 102,231993 51,64 111,16 90,69 55,11 18,10 6,30 9,76 7,56 2,85 0,00 0,00 0,00 29,431994 23,01 31,59 47,66 38,58 5,23 17,07 12,59 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 14,641995 39,22 0,00 49,00 79,52 50,49 11,07 10,55 9,52 0,00 0,00 0,00 0,00 20,781996 8,60 5,45 18,28 6,05 26,08 1,09 2,30 0,00 4,00 0,00 0,00 0,00 5,991997 26,25 82,25 451,14 120,63 186,88 139,38 190,63 34,38 0,00 8,13 0,00 0,00 103,301998 3,50 6,00 6,22 0,00 0,55 9,17 0,00 0,00 0,34 0,00 0,00 0,00 2,151999 8,10 16,66 42,81 22,91 43,04 63,13 0,00 0,00 0,00 0,00 2,78 8,79 17,352000 1,81 13,57 441,43 6,78 4,07 182,72 0,00 0,00 0,00 0,00 23,52 0,00 56,162001 32,66 105,80 12,63 296,69 157,62 18,96 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,35 52,392002 21,93 274,23 250,97 204,71 401,18 89,06 23,26 0,00 1,34 0,00 15,02 118,31 116,672003 0,00 90,70 114,03 85,77 14,79 14,46 22,02 36,75 1,66 0,33 0,00 0,00 31,712004 7,26 20,23 38,13 98,82 57,58 6,22 8,82 6,83 2,61 0,00 0,00 6,22 21,062005 7,77 219,60 211,31 66,81 188,52 30,04 13,47 25,38 0,00 0,00 0,00 26,41 65,772006 5,09 18,17 127,58 146,11 64,70 11,63 38,53 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 34,322007 0,00 6,43 23,47 32,48 25,08 1,29 0,00 0,00 0,00 0,00 11,90 0,00 8,392008 21,56 105,53 65,34 82,33 47,11 14,38 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,25 28,382009 0,00 18,17 77,27 36,33 57,75 43,92 8,68 3,25 0,00 0,00 0,00 0,00 20,452010 0,00 22,87 49,52 36,10 5,29 7,94 10,40 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 11,012011 27,61 3,58 61,36 45,68 61,62 8,95 0,00 2,56 0,00 5,11 0,00 5,11 18,47
MEDIA 22,26 84,79 122,40 105,20 75,30 40,23 19,55 10,07 3,68 1,24 1,27 9,01 41,25MAX 232,09 461,15 451,14 461,52 401,18 212,78 190,63 107,45 41,62 26,52 23,52 118,31 127,72MIN 0,000 0,000 5,379 0,000 0,551 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 2,148
En el Cuadro 17-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
284
CUADRO 17-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO Nº N-6
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Pearson Log-Pearson GumbelLog-NormalLog-Pearson Log-Normal Gumbel Pearson Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel5 98,9 224,1 399,1 858,1 293,7 266,3 85,6 47,3 22,5 10,3 10,1 53,0 112,82
10 65,1 191,5 316,8 462,2 203,6 145,0 66,0 31,3 16,9 7,6 7,5 39,9 91,5320 36,0 142,3 231,0 218,5 123,6 69,4 45,5 17,3 11,1 4,8 4,5 26,3 69,3450 7,7 53,0 101,4 52,2 39,8 17,0 14,5 3,0 2,3 0,6 0,4 5,7 35,8280 1,4 9,6 5,1 12,5 9,9 4,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 10,9185 1,3 5,7 0,0 8,9 6,9 3,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 6,0590 1,3 2,8 0,0 5,9 4,3 2,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,3295 0,6 0,8 0,0 3,2 2,0 1,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,00
17.3.3. Análisis de Crecidas
c) Introducción
El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº N-6, para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 3 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC
d) Cálculo de Crecidas
Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 17-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio de los 2 métodos con valores más similares entre sí. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general, el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
285
CUADRO 17-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD *PROMEDIO MAX(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
N-6 2 0,8 2,6 4,4 1,7 4,4
5 2,6 5,2 8,2 3,9 8,2
10 4,7 7,6 11,5 6,1 11,5
20 7,6 10,4 15,2 9,0 15,2
25 8,7 11,4 16,4 10,0 16,4
50 12,9 14,6 20,5 13,8 20,5
100 18,5 19,4 26,6 18,9 26,6
250 20,2 21,7 30,0 20,9 30,0
500 23,2 24,6 33,8 23,9 33,81000 26,3 27,5 37,6 26,9 37,6
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares.
17.4. Diseño Hidráulico La presente memoria se refiere a la descripción y al cálculo hidráulico de la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector Nº N-6: Paredones, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
17.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño (T=250 años ) : 20,9 m3/s • Cota Aguas Máximas :49 msnm.
286
17.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
17.4.3. Curva de Embalse En la Figura 17-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 17-3 CURVA DE EMBALSE SITIO NºN-6, VI REGIÓN
44,5
45,0
45,5
46,0
46,5
47,0
47,5
48,0
48,5
49,0
49,5
0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
287
17.5. Trabajos de Terreno
17.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- Clasificación según U.S.C.S. : SC (Arena arcillosa) - Peso Unitario Húmedo : 1,944 ton/m3 - Humedad : 7,8 % - Angulo de Fricción Interna : 31º - Coeficiente empuje Activo : 0,320 - Coeficiente empuje Pasivo : 3,124 - Coeficiente empuje Reposo : 0,485 - Índice de Huecos : 0,470 - Índice de re-compresión : 0,162
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
17.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
288
FIGURA 17-4 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
289
17.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 17-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO NºN-6
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 2.392Terraplén Compactado Núcleo m3 1.034Excavación Mecánica m3 2.856Retiro de Material Excedente m3 1.508Excavación Obras de Arte m3 2.079Relleno Compactado m3 136Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 314Transporte de Material m3 4.934Hormigón H-25 m3 197Hormigón H-5 m3 17Enrocado Consolidado m3 16Enfierradura Kg 14.768Moldaje 3 uso m2 569Tubo Acero D=300 mm m 35Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 1,2
290
17.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto.
CUADRO 17-10 PRESUPUESTO OBRA SITIO Nº N-6
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 2.392 3.465 8.287.951Terraplén Compactado Núcleo m3 1.034 8.315 8.599.789Excavación Mecánica m3 2.856 1.895 5.411.180Retiro de Material Excedente m3 1.508 1.076 1.622.778Excavación Obras de Arte m3 2.079 3.276 6.810.179Relleno Compactado m3 136 4.470 607.920Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 314 4.470 1.403.580Transporte de Material m3 4.934 1.076 5.309.321Hormigón H-25 m3 197 85.888 16.911.347Hormigón H-5 m3 17 41.569 685.889Enrocado Consolidado m3 16 69.467 1.125.629Enfierradura Kg 14.768 788 11.636.790Moldaje 3 uso m2 569 6.647 3.779.872Tubo Acero D=300 mm m 35 31.397 1.098.895Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 1,2 762.897 926.691
Subtotal $ 79.139.056
Gastos Generales % 5% $ 3.956.953Utilidades % 12% $ 9.496.687Imprevistos % 2% $ 1.582.781
TOTAL $ 94.175.477
291
17.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente.
CUADRO 17-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE DEL SITIO Nº N-6
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 99.476.512 93.611.033
Beneficio Neto Actualizado 25.141.850 38.336.729
Valor Neto Actualizado -74.334.662 -55.274.304
Tasa Interna de Retorno - 0,4%
Relación Beneficio - Costo 0,25 0,41
292
17.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario El Expreso de La Costa de Pichilemu en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio El Atardecer de Pichilemu en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO
DIRECTOR GENERAL DE AGUAS José Tomás Silva Ortiz, RUN 3.761.759-8, solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 24.538 metros cúbicos año durante los meses de Mayo, Julio y Agosto de cada año, y para uso consuntivo de ejercicio eventual y continuo, por un volumen de 3.980.636 metros cúbicos año desde el 01 de Enero al 31 de Diciembre cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional y/o mecánica, en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19 Norte: 6.161.138 (metros) y Este: 230.828 (metros), comuna de Paredones, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.
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18. SITIO Nº N-7. PANILONGO, COMUNA DE PAREDONES PROVINCIA DEL CARDENAL CARO
18.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano del predio Fundo Panilongo, Lote A-18, Rol SII Nº 27-408 perteneciente a don Pedro Isaías Catalán Urzúa. El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de Paredones, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 2 km al Suroeste de la localidad de Paredones. En el cuadro siguiente se muestran sus coordenadas.
CUADRO 18-1 UBICACIÓN PUNTO Nº N-7 (estribo derecho)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº N - 7
N E Fundo Panilongo
Paredones 6.161.084 232.435
En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
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FIGURA 18-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
PAREDONES
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El predio posee una superficie total de 120,86 ha, con el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 18-2
DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha) 1 III de secano 26,00 2 IV de secano 14,00 3 VI de secano 30,36 4 VII de secano 50,50
Actualmente el predio no posee plantaciones. Con las aguas del futuro micro embalse se pretende regar 20 ha de viñas, por medio de bombeo desde el embalse. Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 3,3 m de altura que permitirá acumular 45.380 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 17,4 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
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18.2. Área de Riego El Fundo Panilongo tiene un tamaño de 120,86 ha, las que se mantienen de secano a pesar que es cruzado por un estero, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera. Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. El uso actual de la tierra agrícola, de secano, está dedicada a pastos naturales que sirve de base a una explotación extensiva de ganadería ovina.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego
Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actual La superficie de riego actual es cero (0) por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR) Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
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CUADRO 18-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio N-7 1 Cálculo para Embalse Estacional 2 Superficie Física 120,86 ha 3 Superficie Max Regable 40 ha 4 Q 85% (m3/temporada) 45.380 m3/temporada 5 Etp isolínea 974 mm 6 Zona de Distribución de Etp VI Etp promedio 8.136 m3/temporada desde: Septiembre hasta: Abril 7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia Tendido 0 30% Surco 40 45% Goteo 0 90%
Total 40 45% Eficiencia Ponderada 0,45 Demanda 18.080 m3/ha/temporada Superficie Postulación 0,37 ha SNR 2,51 ha SENR 0,37
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Superficie Ponderada Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 18-4 SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA
C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL Superficie 26 14 30,36 50,5 120,86
% 0 0 65,0 11,58 100 SNR 0 0 0,56 0,30 2,51
Factor 0,7 0,6 0,5 0,3
SNR pond 0 0 0,28 0,09 0,37 La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,37 ha - Superficie de postulación=0,37 ha
18.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
18.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
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CUADRO 18-5 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre Ubicación UTM
(WGS 84) Altitud Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Nilahue - Barahona 6.170.642
246.317
90
DGA 1969-2011 P mens,
Pmáx24 y Evapo.
Pumanque Hacienda 6.166.232 255.501 112 DMC 1961-2004 P mens
18.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 18-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 17,4 km2).
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FIGURA 18-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO Nº N - 7
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el cuadro 18-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
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CUADRO 18-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO NºN - 7 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 0,82 90,34 390,92 227,08 304,49 279,23 48,87 0,00 0,00 59,54 0,00 142,29 128,631962 21,11 14,05 170,00 12,30 60,27 17,71 22,78 0,00 0,00 0,00 0,00 3,66 26,821963 3,99 184,62 137,41 364,83 421,89 335,88 47,20 71,96 0,00 0,00 0,00 38,18 133,831964 15,54 12,64 73,93 103,27 127,88 7,43 13,99 7,72 41,84 6,66 0,00 1,93 34,401965 246,97 235,72 98,79 1036,19 833,13 51,04 107,02 37,87 17,84 0,00 0,00 0,00 222,051966 209,23 80,93 982,92 292,69 163,47 60,93 28,51 1,61 83,23 0,00 0,00 0,00 158,631967 0,00 60,71 45,92 90,37 3,47 31,74 48,84 2,31 0,00 0,00 0,54 0,00 23,661968 3,64 0,83 15,07 5,31 22,21 14,16 2,01 4,86 3,09 0,00 0,00 1,56 6,061969 48,92 58,75 212,25 87,46 55,55 27,83 16,12 11,37 0,00 0,00 0,00 0,00 43,191970 0,00 72,80 111,97 127,38 11,97 34,36 12,06 0,00 1,27 0,00 0,00 0,00 30,981971 22,49 39,73 261,82 77,99 49,55 26,60 32,80 0,00 37,57 0,00 0,00 0,00 45,711972 20,27 954,56 965,16 321,20 664,23 275,36 70,79 28,38 0,00 1,87 2,49 136,59 286,741973 0,69 120,30 57,28 156,54 3,46 0,00 87,90 2,96 0,00 0,00 0,00 0,00 35,761974 0,00 255,85 545,87 58,80 6,36 38,14 7,95 28,60 31,78 0,00 0,00 0,00 81,111975 50,55 59,65 83,92 178,45 47,52 2,02 2,02 22,24 0,00 0,00 0,00 0,00 37,201976 0,00 50,38 53,21 6,85 29,02 35,47 92,71 38,29 0,00 0,00 0,00 0,00 25,491977 44,08 249,34 426,91 963,37 240,53 8,82 193,93 100,74 0,00 32,74 0,00 0,00 188,371978 0,00 51,91 330,82 588,35 57,00 240,23 10,18 241,24 0,00 0,00 0,00 0,00 126,641979 32,46 138,13 12,08 254,38 220,41 115,49 0,00 49,06 57,37 0,00 9,81 0,00 74,101980 521,08 567,36 461,48 395,34 65,39 147,62 0,00 22,13 10,81 0,00 12,57 50,30 187,841981 104,35 386,98 80,87 73,19 125,95 44,21 10,15 0,00 0,00 2,17 0,00 0,00 68,991982 14,74 634,03 939,25 554,41 215,28 477,74 171,04 5,91 0,00 0,00 0,00 56,03 255,701983 8,99 82,13 169,05 139,07 145,69 41,96 8,39 0,00 0,00 0,97 0,00 0,00 49,691984 35,76 481,49 330,78 720,32 321,84 257,99 158,37 15,33 0,00 0,00 0,00 0,00 193,491985 6,81 92,66 45,75 131,40 2,92 59,37 55,48 7,79 0,00 0,00 0,00 16,55 34,891986 282,61 531,82 510,15 92,55 227,99 13,54 9,03 146,72 0,00 0,00 0,00 24,83 153,271987 18,79 182,38 99,04 856,65 291,81 142,59 85,11 0,00 0,00 0,00 0,00 92,85 147,441988 4,06 5,08 116,16 99,00 154,34 28,84 3,05 9,14 0,00 0,00 0,00 29,95 37,471989 0,00 28,21 52,60 134,98 91,40 13,89 10,85 0,00 13,89 0,00 0,00 0,00 28,821990 5,17 10,00 18,27 50,68 24,82 60,88 20,68 7,24 0,00 0,00 0,00 38,95 19,721991 68,80 353,26 367,64 437,47 36,97 106,80 72,91 0,00 93,45 7,19 0,00 0,00 128,711992 114,73 1035,37 956,09 127,01 417,33 89,33 0,00 6,13 0,00 0,00 0,00 8,37 229,531993 115,94 249,56 203,61 123,72 40,63 14,14 21,92 16,97 6,40 0,00 0,00 0,00 66,071994 51,67 70,92 107,00 86,61 11,74 38,33 28,28 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 32,881995 88,05 0,00 110,01 178,53 113,36 24,84 23,69 21,38 0,00 0,00 0,00 0,00 46,661996 19,30 12,23 41,05 13,59 58,56 2,45 5,17 0,00 8,97 0,00 0,00 0,00 13,441997 58,94 184,67 1012,88 270,83 419,58 312,93 428,00 77,18 0,00 18,24 0,00 0,00 231,941998 7,86 13,46 13,96 0,00 1,24 20,58 0,00 0,00 0,77 0,00 0,00 0,00 4,821999 18,18 37,41 96,12 51,44 96,64 141,74 0,00 0,00 0,00 0,00 6,23 19,74 38,962000 4,06 30,46 991,08 15,23 9,14 410,24 0,00 0,00 0,00 0,00 52,80 0,00 126,092001 73,32 237,55 28,35 666,11 353,88 42,56 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 9,78 117,632002 49,24 615,69 563,46 459,61 900,71 199,96 52,23 0,00 3,01 0,00 33,72 265,62 261,942003 0,00 203,63 256,01 192,56 33,20 32,46 49,43 82,51 3,72 0,74 0,00 0,00 71,192004 16,31 45,42 85,60 221,87 129,28 13,98 19,80 15,32 5,87 0,00 0,00 13,98 47,292005 17,44 493,03 474,42 150,00 423,26 67,44 30,23 56,98 0,00 0,00 0,00 59,30 147,682006 11,42 40,80 286,43 328,05 145,26 26,11 86,50 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 77,052007 0,00 14,44 52,70 72,92 56,31 2,89 0,00 0,00 0,00 0,00 26,71 0,00 18,832008 48,41 236,93 146,71 184,85 105,78 32,28 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 9,54 63,712009 0,00 40,79 173,49 81,57 129,66 98,62 19,48 7,30 0,00 0,00 0,00 0,00 45,912010 0,00 51,35 111,18 81,05 11,88 17,82 23,34 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 24,722011 62,00 8,04 137,77 102,56 138,34 20,09 0,00 5,74 0,00 11,48 0,00 11,48 41,46
MEDIA 49,98 190,36 274,81 236,20 169,07 90,33 43,90 22,61 8,25 2,78 2,84 20,22 92,61MAX 521,08 1035,37 1012,88 1036,19 900,71 477,74 428,00 241,24 93,45 59,54 52,80 265,62 286,74MIN 0,000 0,000 12,077 0,000 1,238 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 4,82
En el Cuadro 18-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
302
CUADRO 18-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO NºN -7
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Pearson Pearson GumbelLog-NormalLog-Normal Gumbel Gumbel Pearson Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel5 222,1 662,4 896,0 2174,0 938,2 328,4 192,2 106,2 50,4 23,2 22,7 119,0 253,29
10 146,3 500,0 711,2 1136,2 535,9 257,6 148,1 70,4 37,9 17,1 16,8 89,6 205,5020 80,7 338,4 518,6 517,8 272,0 183,8 102,1 38,8 24,8 10,8 10,2 59,0 155,6850 17,2 122,0 227,7 115,3 74,4 72,3 32,7 6,7 5,1 1,2 0,9 12,7 80,4380 0,0 2,8 11,5 25,7 20,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 24,5085 0,0 0,0 0,0 18,1 15,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 13,5890 0,0 0,0 0,0 11,7 10,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,7295 0,0 0,0 0,0 6,1 5,9 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,00
18.3.3. Análisis de Crecidas
a) Introducción
El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº N-7, para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 4 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC Hidrograma Unitario Sintético Tipo Linsley
Además se utilizó este último método, ya que es aplicable a cuencas cuyas áreas sean superiores a 10 Km2.
b) Cálculo de Crecidas Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 18-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio de los 2 métodos con valores más similares entre sí. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general,
303
el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
CUADRO 18-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD HUS *PROMEDIO MAX(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
N-7 2 1,8 5,3 8,6 11,3 6,1 11,3
5 5,5 10,7 15,9 18,2 11,4 18,2
10 9,8 15,5 22,2 22,6 16,0 22,6
20 15,8 21,2 29,3 27,0 21,3 29,3
25 18,2 23,1 31,8 28,3 23,2 31,8
50 27,1 29,8 39,7 32,8 29,9 39,7
100 38,8 39,5 51,4 37,2 38,5 51,4
250 42,3 44,2 57,9 43,5 43,3 57,9
500 48,7 50,1 65,3 48,0 49,0 65,31000 55,1 56,1 72,7 52,6 54,6 72,7
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares y el método del Hidrograma Unitario Sintético.
18.4. Diseño Hidráulico La presente memoria se refiere a la descripción y al cálculo hidráulico de la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector Nº N-7: Paredones, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
18.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño ( T=250 años ) : 43,5 m3/s • Cota Aguas Máximas : 43,0 msnm.
304
18.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
18.4.3. Curva de Embalse En la Figura 18-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 18-3 CURVA DE EMBALSE SITIO Nº N-7, VI REGIÓN
40,5
41,0
41,5
42,0
42,5
43,0
43,5
0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000 50.000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
305
18.5. Trabajos de Terreno
18.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- - Clasificación según U.S.C.S. : SW-SM (Arena limosa) - - Peso Unitario Húmedo : 1,830 ton/m3 - - Humedad : 5,8 % - - Angulo de Fricción Interna : 34º - - Coeficiente empuje Activo : 0,283 - - Coeficiente empuje Pasivo : 3,537 - - Coeficiente empuje Reposo : 0,441 - - Índice de Huecos : 0,508 - - Índice de re-compresión : 0,08
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
18.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
306
FIGURA 18-4 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
307
18.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 18-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO NºN-7
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 1.585Terraplén Compactado Núcleo m3 1.217Excavación Mecánica m3 2.111Retiro de Material Excedente m3 2.993Excavación Obras de Arte m3 3.684Relleno Compactado m3 52Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 0Transporte de Material m3 5.795Hormigón H-25 m3 267Hormigón H-5 m3 34Enrocado Consolidado m3 26Enfierradura Kg 20.048Moldaje 3 uso m2 838Tubo Acero D=300 mm m 24Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 0,0
308
18.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto.
CUADRO 18-10 PRESUPUESTO OBRA SITIO Nº N-7
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 1.585 3.465 5.492.025Terraplén Compactado Núcleo m3 1.217 8.315 10.118.939Excavación Mecánica m3 2.111 1.895 4.000.440Retiro de Material Excedente m3 2.993 1.076 3.220.575Excavación Obras de Arte m3 3.684 3.276 12.068.781Relleno Compactado m3 52 4.470 231.128Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 0 4.470 0Transporte de Material m3 5.795 1.076 6.235.473Hormigón H-25 m3 267 85.888 22.957.862Hormigón H-5 m3 34 41.569 1.425.817Enrocado Consolidado m3 26 69.467 1.823.509Enfierradura Kg 20.048 788 15.797.430Moldaje 3 uso m2 838 6.647 5.567.579Tubo Acero D=300 mm m 24 31.397 753.528Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 0,0 762.897 0
Subtotal $ 94.614.331
Gastos Generales % 5% $ 4.730.717Utilidades % 12% $ 11.353.720Imprevistos % 2% $ 1.892.287
TOTAL $ 112.591.054
309
18.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente. CUADRO 18-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE DEL SITIO Nº N-7
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 118.928.682 111.916.235
Beneficio Neto Actualizado 41.414.034 63.148.837
Valor Neto Actualizado -77.514.648 -48.767.399
Tasa Interna de Retorno 1,3% 2,3%
Relación Beneficio - Costo 0,35 0,56
310
18.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario El Expreso de La Costa de Pichilemu en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio El Atardecer de Pichilemu en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO DIRECTOR GENERAL DE AGUAS Pedro Isaías Catalán Urzúa, RUN 2.924.751-k, solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 39.303 metros cúbicos año durante los meses de Julio y Agosto de cada año, y para uso consuntivo de ejercicio eventual y continuo, por un volumen de 9.423.740 metros cúbicos año desde el 1 de Enero al 31 de Diciembre cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional, en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19 Norte: 6.160.581 (metros) y Este: 232.355 (metros), comuna de Paredones, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.
311
19. SITIO Nº N-17. SANTA ANA, COMUNA DE MARCHIHUE PROVINCIA DEL CARDENAL CARO
19.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano del predio Fundo Santa Ana Piuchén, Rol 69-1 perteneciente a la Sociedad Manuel Vargas Pino e Hijos. El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de Marchihue, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 9 km al Sur de Marchihue y a 11 km al Oeste de Peralillo. En el cuadro siguiente se incluyen sus coordenadas.
CUADRO 19-1 UBICACIÓN PUNTO Nº N-17 (estribo derecho)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº N - 17
N E Fundo Santa Ana
Marchihue 6.181.945 261.349
En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
312
FIGURA 19-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
MARCHIHUE
313
El predio posee una superficie total de 538,4 ha, con el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 19-2
DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha) 1 VI de secano 149,20 2 VII de secano 389,20
Actualmente el predio tiene plantado 0,5 ha de Limones, que se riegan por medio de surcos. Con las aguas del futuro micro embalse se pretende regar frutales o alfalfa, por riego gravitacional. Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 5 m de altura que permitirá acumular 33.431 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 1,0 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
314
19.2. Área de Riego El Fundo Santa Ana tiene un tamaño de 538,4 ha, las que se mantienen de secano a pesar que es atravesado por un estero, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera. Actualmente, no posee infraestructura de captación, regulación ni conducción. Sus suelos regables, según el Servicio de Impuestos Internos son 40 ha.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego
Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actual La superficie de riego actual es cero (0) por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR) Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
315
CUADRO 19-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio N-17 1 Cálculo para Embalse Estacional 2 Superficie Física 538,4 ha 3 Superficie Max Regable 40 ha 4 Q 85% (m3/temporada) 33.431 m3/temporada 5 Etp isolínea 1.199 mm 6 Zona de Distribución de Etp VI Etp promedio 10.499 m3/temporada desde: Septiembre hasta: Abril 7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia Tendido 0 30% Surco 40 45% Goteo 0 90%
Total 40 45% Eficiencia Ponderada 0,45 Demanda 23.331 m3/ha/temporada Superficie Postulación 0,43 ha SNR 1,43 ha SENR 0,43
316
Superficie Ponderada Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 19-4 SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA
C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL Superficie 0,0 10,0 139,2 389,2 538,4
% 0,0 100,0 100 SNR - 1,43 1,43
Factor 0,7 0,6 0,5 0,3 SNR pond 0 - - 0,43 0,43 La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,43 ha - Superficie de postulación=0,43 ha
19.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
19.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
317
CUADRO 19-5 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre Ubicación UTM
(WGS 84) Altitud Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Nilahue - Barahona 6.170.642
246.317
90
DGA 1969-2011 P mens,
Pmáx24 y Evapo.
Pumanque Hacienda 6.166.232 255.501 112 DMC 1961-2004 P mens
19.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 19-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 1,00 km2).
318
FIGURA 19-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO NºN - 17
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el cuadro 19-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
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CUADRO 19-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO NºN - 17 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 0,05 5,09 22,01 12,78 17,14 15,72 2,75 0,00 0,00 3,35 0,00 8,01 7,241962 1,18 0,79 9,52 0,69 3,38 0,99 1,28 0,00 0,00 0,00 0,00 0,20 1,501963 0,22 10,40 7,74 20,54 23,76 18,91 2,66 4,05 0,00 0,00 0,00 2,15 7,541964 0,87 0,71 4,14 5,79 7,16 0,42 0,78 0,43 2,34 0,37 0,00 0,11 1,931965 13,96 13,32 5,58 58,55 47,08 2,88 6,05 2,14 1,01 0,00 0,00 0,00 12,551966 11,80 4,56 55,41 16,50 9,22 3,43 1,61 0,09 4,69 0,00 0,00 0,00 8,941967 0,00 3,40 2,57 5,06 0,19 1,78 2,74 0,13 0,00 0,00 0,03 0,00 1,321968 0,21 0,05 0,87 0,31 1,28 0,81 0,12 0,28 0,18 0,00 0,00 0,09 0,351969 2,74 3,29 11,90 4,90 3,11 1,56 0,90 0,64 0,00 0,00 0,00 0,00 2,421970 0,00 4,08 6,27 7,14 0,67 1,92 0,68 0,00 0,07 0,00 0,00 0,00 1,741971 1,26 2,23 14,68 4,37 2,78 1,49 1,84 0,00 2,11 0,00 0,00 0,00 2,561972 1,15 54,04 54,64 18,18 37,60 15,59 4,01 1,61 0,00 0,11 0,14 7,73 16,231973 0,04 6,74 3,21 8,77 0,19 0,00 4,92 0,17 0,00 0,00 0,00 0,00 2,001974 0,00 14,37 30,66 3,30 0,36 2,14 0,45 1,61 1,79 0,00 0,00 0,00 4,561975 2,83 3,34 4,70 10,00 2,66 0,11 0,11 1,25 0,00 0,00 0,00 0,00 2,081976 0,00 2,82 2,98 0,38 1,63 1,99 5,19 2,14 0,00 0,00 0,00 0,00 1,431977 2,49 14,07 24,09 54,37 13,58 0,50 10,95 5,69 0,00 1,85 0,00 0,00 10,631978 0,00 2,92 18,62 33,12 3,21 13,52 0,57 13,58 0,00 0,00 0,00 0,00 7,131979 1,82 7,76 0,68 14,28 12,37 6,48 0,00 2,75 3,22 0,00 0,55 0,00 4,161980 29,41 32,02 26,05 22,31 3,69 8,33 0,00 1,25 0,61 0,00 0,71 2,84 10,601981 5,86 21,72 4,54 4,11 7,07 2,48 0,57 0,00 0,00 0,12 0,00 0,00 3,871982 0,83 35,86 53,13 31,36 12,18 27,02 9,67 0,33 0,00 0,00 0,00 3,17 14,461983 0,50 4,60 9,48 7,80 8,17 2,35 0,47 0,00 0,00 0,05 0,00 0,00 2,791984 2,02 27,18 18,67 40,66 18,17 14,56 8,94 0,87 0,00 0,00 0,00 0,00 10,921985 0,38 5,19 2,56 7,36 0,16 3,33 3,11 0,44 0,00 0,00 0,00 0,93 1,951986 15,93 29,97 28,75 5,22 12,85 0,76 0,51 8,27 0,00 0,00 0,00 1,40 8,641987 1,06 10,28 5,58 48,27 16,44 8,03 4,80 0,00 0,00 0,00 0,00 5,23 8,311988 0,23 0,28 6,51 5,55 8,65 1,62 0,17 0,51 0,00 0,00 0,00 1,68 2,101989 0,00 1,58 2,95 7,56 5,12 0,78 0,61 0,00 0,78 0,00 0,00 0,00 1,611990 0,29 0,56 1,02 2,84 1,39 3,41 1,16 0,41 0,00 0,00 0,00 2,18 1,101991 3,87 19,89 20,70 24,63 2,08 6,01 4,10 0,00 5,26 0,40 0,00 0,00 7,251992 6,48 58,52 54,04 7,18 23,59 5,05 0,00 0,35 0,00 0,00 0,00 0,47 12,971993 6,51 14,01 11,43 6,94 2,28 0,79 1,23 0,95 0,36 0,00 0,00 0,00 3,711994 2,89 3,97 5,99 4,85 0,66 2,15 1,58 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,841995 4,94 0,00 6,17 10,01 6,35 1,39 1,33 1,20 0,00 0,00 0,00 0,00 2,621996 1,08 0,68 2,30 0,76 3,28 0,14 0,29 0,00 0,50 0,00 0,00 0,00 0,751997 3,33 10,44 57,25 15,31 23,72 17,69 24,19 4,36 0,00 1,03 0,00 0,00 13,111998 0,45 0,77 0,80 0,00 0,07 1,18 0,00 0,00 0,04 0,00 0,00 0,00 0,281999 1,02 2,10 5,39 2,88 5,42 7,94 0,00 0,00 0,00 0,00 0,35 1,11 2,182000 0,23 1,71 55,79 0,86 0,51 23,09 0,00 0,00 0,00 0,00 2,97 0,00 7,102001 4,13 13,37 1,60 37,48 19,91 2,39 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,55 6,622002 2,79 34,83 31,88 26,00 50,96 11,31 2,95 0,00 0,17 0,00 1,91 15,03 14,822003 0,00 11,43 14,37 10,81 1,86 1,82 2,77 4,63 0,21 0,04 0,00 0,00 4,002004 0,91 2,55 4,80 12,44 7,25 0,78 1,11 0,86 0,33 0,00 0,00 0,78 2,652005 0,98 27,78 26,73 8,45 23,85 3,80 1,70 3,21 0,00 0,00 0,00 3,34 8,322006 0,64 2,29 16,08 18,42 8,16 1,47 4,86 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,332007 0,00 0,81 2,95 4,08 3,15 0,16 0,00 0,00 0,00 0,00 1,50 0,00 1,052008 2,72 13,29 8,23 10,37 5,94 1,81 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,54 3,572009 0,00 2,29 9,73 4,57 7,27 5,53 1,09 0,41 0,00 0,00 0,00 0,00 2,572010 0,00 2,88 6,23 4,54 0,67 1,00 1,31 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,382011 3,47 0,45 7,72 5,75 7,75 1,13 0,00 0,32 0,00 0,64 0,00 0,64 2,32
MEDIA 2,82 10,73 15,48 13,30 9,53 5,09 2,47 1,27 0,46 0,16 0,16 1,14 5,22MAX 29,41 58,52 57,25 58,55 50,96 27,02 24,19 13,58 5,26 3,35 2,97 15,03 16,23MIN 0,000 0,000 0,678 0,000 0,071 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,277
En el Cuadro 19-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
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CUADRO 19-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO NºN - 17
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Log-PearsonLog-PearsonLog-NormalLog-NormalLog-Pearson Log-Normal Log-Pearson Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel5 17,6 37,5 59,3 82,0 37,2 26,6 14,4 6,4 2,8 1,3 1,3 6,7 14,31
10 9,5 27,8 38,6 47,4 25,8 15,4 8,6 4,9 2,1 1,0 0,9 5,1 11,6120 4,2 17,8 23,0 24,4 15,6 7,9 4,2 3,3 1,4 0,6 0,6 3,3 8,7950 0,7 5,7 8,5 6,9 5,0 2,2 0,8 0,9 0,3 0,1 0,1 0,7 4,5380 0,1 1,2 3,2 1,9 1,2 0,6 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,3685 0,0 0,8 2,5 1,4 0,9 0,5 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,7590 0,0 0,4 1,9 1,0 0,5 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0295 0,0 0,2 1,2 0,6 0,3 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,00
19.3.3. Análisis de Crecidas
a) Introducción
El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº N17, para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 3 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC
b) Cálculo de Crecidas
Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 19-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio de los 2 métodos con valores más similares entre sí. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general, el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
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CUADRO 19-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD *PROMEDIO MAX(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
N_17 2 0,1 0,4 1,4 0,3 1,4
5 0,4 0,9 2,6 0,6 2,6
10 0,7 1,3 3,7 1,0 3,7
20 1,2 1,7 4,9 1,4 4,9
25 1,3 1,9 5,3 1,6 5,3
50 2,0 2,4 6,6 2,2 6,6
100 2,8 3,2 8,5 3,0 8,5
250 3,1 3,6 9,6 3,3 9,6
500 3,6 4,1 10,9 3,8 10,91000 4,0 4,5 12,1 4,3 12,1
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares.
19.4. Diseño Hidráulico La presente memoria se refiere a la descripción y al cálculo hidráulico de la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector Nº N-17: Población, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
19.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño ( T=250 años ) : 3,3 m3/s • Cota Aguas Máximas : 190 msnm.
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19.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
19.4.3. Curva de Embalse En la Figura 19-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 19-3 CURVA DE EMBALSE SITIO Nº N-17, VI REGIÓN
185,0
185,5
186,0
186,5
187,0
187,5
188,0
188,5
189,0
189,5
190,0
190,5
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
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19.5. Trabajos de Terreno
19.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- Clasificación según U.S.C.S. : SM (Arena limosa) - Peso Unitario Húmedo : 2,119 ton/m3 - Humedad : 14,6 % - Angulo de Fricción Interna : 32º - Coeficiente empuje Activo : 0,307 - Coeficiente empuje Pasivo : 3,255 - Coeficiente empuje Reposo : 0,470 - Índice de Huecos : 0,436 - Índice de re-compresión : 0,117
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
19.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
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A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
FIGURA 19-4 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
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19.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 19-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO NºN-17
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 4.388Terraplén Compactado Núcleo m3 332Excavación Mecánica m3 5.257Retiro de Material Excedente m3 1.465Excavación Obras de Arte m3 927Relleno Compactado m3 175Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 0Transporte de Material m3 6.185Hormigón H-25 m3 168Hormigón H-5 m3 19Enrocado Consolidado m3 11Enfierradura Kg 12.593Moldaje 3 uso m2 647Tubo Acero D=300 mm m 34Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 1,1
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19.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto.
CUADRO 19-10 PRESUPUESTO OBRA SITIO Nº N-17
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 4.388 3.465 15.205.198Terraplén Compactado Núcleo m3 332 8.315 2.758.293Excavación Mecánica m3 5.257 1.895 9.962.226Retiro de Material Excedente m3 1.465 1.076 1.575.892Excavación Obras de Arte m3 927 3.276 3.038.234Relleno Compactado m3 175 4.470 784.225Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 0 4.470 0Transporte de Material m3 6.185 1.076 6.654.558Hormigón H-25 m3 168 85.888 14.420.595Hormigón H-5 m3 19 41.569 802.282Enrocado Consolidado m3 11 69.467 778.829Enfierradura Kg 12.593 788 9.922.890Moldaje 3 uso m2 647 6.647 4.298.300Tubo Acero D=300 mm m 34 31.397 1.067.498Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 1,1 762.897 867.566
Subtotal $ 77.057.832
Gastos Generales % 5% $ 3.852.892Utilidades % 12% $ 9.246.940Imprevistos % 2% $ 1.541.157
TOTAL $ 91.698.820
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19.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente. CUADRO 19-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE DEL SITIO Nº N-17
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 96.860.447 91.149.220
Beneficio Neto Actualizado 22.178.065 33.817.499
Valor Neto Actualizado -74.682.382 -57.331.721
Tasa Interna de Retorno - -
Relación Beneficio - Costo 0,23 0,37
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19.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario El Expreso de La Costa de Pichilemu en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio El Atardecer de Pichilemu en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO
DIRECTOR GENERAL DE AGUAS Manuel Francisco Vargas Pino, RUN 3.313.858-k, en representación de la Sociedad Agrícola Manuel Vargas Pino e Hijos, RUT: 79.859.710-8, solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 9.171 metros cúbicos año desde el 1 de Mayo hasta el 31 de Agosto de cada año y para uso consuntivo de ejercicio eventual y continuo, por un volumen de 478.296 metros cúbicos año desde el 1 de Enero hasta el 31 de Diciembre de cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19 Norte: 6.181.697 (metros) y Este: 261.425 (metros), comuna de Marchihue, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.
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20. SITIO Nº N-21. LA ENCIERRA, COMUNA DE MARCHIHUE PROVINCIA DEL CARDENAL CARO
20.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano del predio La Encierra, Lote B, Rol SII Nº 163-54 perteneciente a la Sociedad Inversiones Feedback Ltda., cuyos representantes legales son don Martín Rodriguez Sickert y doña Franca Pavani Orrego. El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de Marchigue, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 12 km al Suroeste de la localidad de Marchigue. En el cuadro siguiente se muestran sus coordenadas.
CUADRO 20-1 UBICACIÓN PUNTO Nº21 (estribo derecho)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº N - 21
N E La Encierra
Marchihue 6.193.383 270.644
En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
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FIGURA 20-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
MARCHIGUE
331
El predio posee una superficie total de 100 ha, con el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 20-2 DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha)
1 VI de secano 32,0 2 VII de secano 68,0
Actualmente el predio no tiene plantación. Con las aguas del futuro micro embalse se pretende regar frutales por riego gravitacional. Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 5 m de altura que permitirá acumular 23.949 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 0,3 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
332
20.2. Área de Riego El Fundo La Encierra Lt B tiene un tamaño de 100 ha, las que se mantienen de secano a pesar que es atravesado por esteros, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera, pues no posee infraestructura de captación, regulación y conducción para el riego. El uso actual de la tierra agrícola, de secano, está dedicada a pastos naturales que sirve de base a una explotación extensiva de ganadería bovina y ovina y cultivo de trigo.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego
Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actual La superficie de riego actual es de 30 ha plantadas con viñas de cepas finas. El resto se mantiene de secano por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR) Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
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CUADRO 20-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio N-21 1 Cálculo para Embalse Estacional 2 Superficie Física 100 ha 3 Superficie Max Regable 10 ha 4 Q 85% (m3/temporada) 23.949 m3/temporada 5 Etp isolínea 1.199 mm 6 Zona de Distribución de Etp VI Etp promedio 10.231 m3/temporada desde: Septiembre hasta: Abril 7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia Tendido 0 30% Surco 10 45% Goteo 0 90%
Total 10 45% Eficiencia Ponderada 0,45 Demanda 22.736 m3/ha/temporada Superficie Postulación 0,31 ha SNR 1,05 ha SENR 0,31
334
Superficie Ponderada Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 20-4 SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA
C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL Superficie 0 10 22 68 100 % 0 0 100,0 100 SNR 0 0 1,03 1,03 Factor 0,7 0,6 0,5 0,3
SNR pond 0 0 0,31 0,31 Como el predio no presenta suelos con capacidad de uso entre I a IV, se ha supuesto que se reconvertirán 10 ha de Clase VI en Clase IV de Capacidad de Uso. La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,31 ha - Superficie de postulación=0,31 ha
20.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
20.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
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CUADRO 20-5 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre Ubicación UTM
(WGS 84) Altitud Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Pichidegua 6.203.317 278.543 110
DGA 1974-2011 P mens y Pmáx24
Rapel 6.240.424 247.349 16 DGA 1940-2011 P mens y Pmáx24
20.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 20-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 0,3 km2).
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FIGURA 20-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO Nº N-21
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el cuadro 20-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
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CUADRO 20-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO Nº N - 21 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 0,00 1,05 3,07 2,32 3,08 2,65 0,00 0,00 0,00 0,23 0,00 0,82 1,101962 0,29 0,02 2,61 0,23 0,57 0,41 0,34 0,01 0,00 0,00 0,00 0,17 0,391963 0,01 3,66 3,84 7,78 8,36 7,70 0,33 1,54 0,00 0,00 0,00 0,70 2,831964 0,14 0,08 1,17 0,99 1,69 0,13 0,00 0,00 0,37 0,00 0,00 0,00 0,381965 2,76 3,23 3,70 19,52 15,33 0,44 1,53 0,00 0,59 0,00 0,00 0,00 3,931966 2,92 1,43 19,71 4,92 3,50 0,25 0,55 0,02 1,05 0,00 0,00 0,00 2,861967 0,00 0,04 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,001968 0,03 0,00 0,21 0,04 0,09 0,11 0,00 0,01 0,02 0,00 0,00 0,01 0,041969 0,26 1,44 2,59 0,87 0,70 0,04 0,28 0,01 0,00 0,02 0,00 0,00 0,521970 0,00 0,70 0,94 1,63 0,13 0,41 0,08 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,321971 0,77 0,12 3,10 0,62 0,67 0,20 0,33 0,00 0,50 0,00 0,00 0,01 0,531972 0,00 13,71 14,60 4,95 9,11 4,40 0,99 0,14 0,00 0,00 0,00 2,53 4,201973 0,02 0,64 0,32 0,27 0,00 0,00 0,35 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,131974 0,00 6,01 7,35 0,45 0,29 1,05 0,00 0,47 0,32 0,00 0,00 0,00 1,331975 0,59 1,40 1,44 4,92 0,81 0,00 0,12 0,39 0,00 0,00 0,00 0,00 0,811976 0,00 0,22 0,45 0,19 0,10 0,30 0,58 0,42 0,00 0,00 0,00 0,00 0,191977 0,71 1,33 5,14 7,17 3,11 0,00 0,56 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,501978 0,00 1,05 3,44 6,49 0,59 1,85 0,00 1,80 0,00 0,00 0,00 0,00 1,271979 0,32 1,95 0,05 4,55 2,01 1,60 0,00 1,14 0,73 0,00 0,11 0,00 1,041980 4,73 6,51 4,97 5,72 0,31 2,17 0,00 0,27 0,00 0,00 0,03 0,51 2,101981 0,83 3,77 1,10 0,99 1,08 0,55 0,18 0,00 0,00 0,00 0,00 0,06 0,711982 0,63 7,74 17,42 9,05 5,11 5,89 1,22 0,00 0,00 0,00 0,00 2,21 4,101983 0,14 0,95 2,51 2,53 1,28 0,29 0,00 0,00 0,00 0,02 0,03 0,00 0,651984 1,40 7,33 3,33 14,06 5,92 3,04 1,54 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 3,051985 0,10 0,95 0,28 1,36 0,00 0,29 0,19 0,00 0,00 0,00 0,00 0,14 0,281986 2,95 8,58 5,90 1,17 3,42 0,37 0,07 1,81 0,00 0,00 0,00 0,23 2,041987 0,44 4,45 1,75 17,03 6,15 2,22 1,35 0,00 0,00 0,00 0,00 0,08 2,791988 0,03 0,04 0,73 0,70 0,78 0,17 0,00 0,09 0,02 0,00 0,00 0,24 0,231989 0,01 0,36 0,33 1,39 1,53 0,25 0,16 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,341990 0,14 0,37 0,20 0,73 0,35 0,53 0,35 0,06 0,00 0,00 0,00 0,36 0,261991 0,92 2,62 4,72 2,92 0,32 1,30 0,65 0,07 0,97 0,00 0,00 0,00 1,211992 1,41 11,93 13,72 1,08 6,32 1,33 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,69 3,041993 0,96 3,58 1,75 1,51 0,42 0,00 0,26 0,09 0,04 0,00 0,00 0,00 0,721994 0,90 0,77 1,29 0,74 0,14 0,44 0,34 0,00 0,13 0,00 0,00 0,00 0,401995 0,93 0,00 2,08 2,04 1,11 0,20 0,17 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,541996 0,35 0,21 0,79 0,81 1,29 0,00 0,00 0,13 0,09 0,00 0,00 0,02 0,311997 1,01 7,40 17,52 3,99 8,25 5,17 6,07 0,89 0,00 0,00 0,00 0,00 4,191998 0,12 0,21 0,09 0,00 0,00 0,19 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,051999 0,14 0,75 2,09 0,99 2,71 3,12 0,18 0,00 0,00 0,00 0,06 0,26 0,862000 0,11 0,52 15,53 1,02 0,29 7,39 0,21 0,00 0,00 0,00 0,85 0,00 2,162001 1,14 4,37 0,30 7,45 4,40 0,28 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,492002 0,81 14,85 7,92 7,03 12,73 1,33 0,28 0,14 0,00 0,00 0,09 1,66 3,902003 0,00 2,28 3,48 1,61 0,34 0,75 0,07 0,40 0,00 0,11 0,00 0,00 0,752004 1,20 0,41 1,85 3,05 1,46 1,29 0,23 0,54 0,00 0,00 0,00 0,59 0,882005 0,15 4,68 6,26 2,45 5,17 0,71 0,21 0,78 0,00 0,00 0,00 0,46 1,742006 0,47 0,69 4,25 5,17 2,76 0,71 1,43 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,292007 0,03 0,26 0,71 1,53 1,65 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,45 0,08 0,392008 0,35 3,25 1,78 1,99 1,98 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,20 0,802009 0,00 0,24 1,76 0,19 1,17 0,56 0,12 0,14 0,00 0,00 0,00 0,00 0,352010 0,00 0,35 1,22 0,65 0,04 0,11 0,16 0,03 0,00 0,00 0,00 0,00 0,212011 0,44 0,00 1,02 0,97 1,20 0,14 0,00 0,07 0,00 0,02 0,00 0,15 0,33
MEDIA 0,62 2,72 3,97 3,33 2,55 1,22 0,42 0,23 0,09 0,01 0,03 0,24 1,29MAX 4,73 14,85 19,71 19,52 15,33 7,70 6,07 1,81 1,05 0,23 0,85 2,53 4,20MIN 0,000 0,000 0,002 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,00
En el Cuadro 20-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
338
CUADRO 20-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO Nº N - 21
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Pearson Log-NormalLog-NormalLog-PearsonLog-Pearson Log-Normal Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel Log-Normal Log-Pearson5 2,5 20,2 26,3 10,8 11,1 8,4 2,3 1,2 0,6 0,1 0,3 0,9 3,57
10 1,7 10,0 14,3 8,3 7,5 4,1 1,8 0,9 0,5 0,1 0,2 0,5 2,9320 1,1 4,3 6,8 5,6 4,3 1,8 1,2 0,6 0,3 0,0 0,1 0,2 2,1550 0,3 0,9 1,7 2,0 1,1 0,3 0,3 0,2 0,1 0,0 0,0 0,0 0,9380 0,0 0,2 0,4 0,5 0,2 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2885 0,0 0,1 0,3 0,3 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2090 0,0 0,1 0,2 0,2 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1295 0,0 0,0 0,1 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,06
20.3.3. Análisis de Crecidas
a) Introducción
El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº N-21, para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 3 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC
b) Cálculo de Crecidas
Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 20-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio de los 2 métodos con valores más similares entre sí. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general, el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
339
CUADRO 20-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD *PROMEDIO MAX(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
N_21 2 0,1 0,2 0,4 0,1 0,4
5 0,2 0,4 0,8 0,3 0,8
10 0,4 0,5 1,0 0,5 1,0
20 0,6 0,7 1,4 0,7 1,4
25 0,7 0,8 1,5 0,8 1,5
50 1,1 1,0 1,9 1,1 1,9
100 1,6 1,3 2,4 1,5 2,4
250 1,7 1,5 2,7 1,6 2,7
500 2,0 1,7 3,1 1,8 3,11000 2,3 1,9 3,4 2,1 3,4
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares.
20.4. Diseño Hidráulico La presente memoria se refiere a la descripción y al cálculo hidráulico de la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector Nº N-21: Marchihue, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
20.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño ( T=250 años ) : 1,6 m3/s • Cota Aguas Máximas : 133 msnm.
340
20.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
20.4.3. Curva de Embalse En la Figura 20-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 20-3 CURVA DE EMBALSE SITIO Nº N-21, VI REGIÓN
128,0
128,5
129,0
129,5
130,0
130,5
131,0
131,5
132,0
132,5
133,0
133,5
0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
341
20.5. Trabajos de Terreno
20.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- Clasificación según U.S.C.S. : SM (Arena limosa) - Peso Unitario Húmedo : 1,809 ton/m3 - Humedad : 25,7 % - Angulo de Fricción Interna : 27º - Coeficiente empuje Activo : 0,376 - Coeficiente empuje Pasivo : 2,663 - Coeficiente empuje Reposo : 0,546 - Índice de Huecos : 0,797 - Índice de re-compresión : 0,171
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
20.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
342
FIGURA 20-4 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
343
20.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 20-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO NºN-21
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 5.110Terraplén Compactado Núcleo m3 218Excavación Mecánica m3 6.150Retiro de Material Excedente m3 1.422Excavación Obras de Arte m3 600Relleno Compactado m3 24Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 509Transporte de Material m3 6.750Hormigón H-25 m3 148Hormigón H-5 m3 15Enrocado Consolidado m3 10Enfierradura Kg 11.123Moldaje 3 uso m2 605Tubo Acero D=300 mm m 40Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 1
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20.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto.
CUADRO 20-10 PRESUPUESTO OBRA SITIO Nº N-21
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 5.110 3.465 17.705.111Terraplén Compactado Núcleo m3 218 8.315 1.812.753Excavación Mecánica m3 6.150 1.895 11.654.266Retiro de Material Excedente m3 1.422 1.076 1.530.208Excavación Obras de Arte m3 600 3.276 1.965.038Relleno Compactado m3 24 4.470 107.280Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 509 4.470 2.275.230Transporte de Material m3 6.750 1.076 7.262.824Hormigón H-25 m3 148 85.888 12.737.190Hormigón H-5 m3 15 41.569 636.006Enrocado Consolidado m3 10 69.467 695.247Enfierradura Kg 11.123 788 8.764.530Moldaje 3 uso m2 605 6.647 4.019.324Tubo Acero D=300 mm m 40 31.397 1.255.880Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 1 762.897 788.225
Subtotal $ 78.130.357
Gastos Generales % 5% $ 3.906.518Utilidades % 12% $ 9.375.643Imprevistos % 2% $ 1.562.607
TOTAL $ 92.975.125
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20.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente.
CUADRO 20-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE DEL SITIO Nº N-21
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 98.208.594 92.417.875
Beneficio Neto Actualizado 15.887.724 24.225.876
Valor Neto Actualizado -82.320.870 -68.191.999
Tasa Interna de Retorno - -
Relación Beneficio - Costo 0,16 0,26
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20.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario El Expreso de La Costa de Pichilemu en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio El Atardecer de Pichilemu en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO DIRECTOR GENERAL DE AGUAS Martín Ignacio Rodríguez Sickert RUN 8.827.685-k, en representación de la Sociedad Inversiones Feedback Limitada, RUT 78.757.410-6 solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 873 metros cúbicos al año desde el 01 de Junio hasta el 31 de Julio de cada año, y para uso consuntivo de ejercicio eventual y discontinuo, por un volumen de 127.841 metros cúbicos al año, desde el 01 de Febrero hasta el 31 de Diciembre de cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19, Norte: 6.193.550 (metros) y Este: 270.576 (metros), comuna de Marchihue, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.
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21. SITIO Nº N-27, COMUNA DE LITUECHE PROVINCIA DEL CARDENAL CARO
21.1. Descripción del Proyecto El presente proyecto técnico tiene como finalidad incorporar a riego tierras de secano del predio Ranquilcó, Rol SII Nº 38-07 perteneciente a la don Sergio Ponce Rosales. El riego será materializado a través de la construcción de un micro embalse que acumulará y regulará aguas lluvias. El predio se localiza en la comuna de Litueche, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, aproximadamente 5 km al Noreste de la localidad de Litueche. En el cuadro siguiente se muestran sus coordenadas.
CUADRO 21-1 UBICACIÓN PUNTO Nº N – 27 (estribo derecho)
Punto Ubicación UTM (WGS 84) Localidad Comuna
Nº N - 27
N E Parcela Ranquilco
Litueche 6.225.450 250.111
En las siguientes 2 figuras se muestra el punto donde irá emplazado el micro embalse.
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FIGURA 21-1 UBICACIÓN EMPLAZAMIENTO MICRO EMBALSE
LITUECHE
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El predio posee una superficie total de 19,6 ha, con el siguiente detalle de líneas de suelo.
CUADRO 21-2 DETALLE DE LINEAS DE SUELO
Línea Suelo Superficie (ha)
1 IV de secano 19,6
Actualmente el predio no tiene plantación. Con las aguas del futuro micro embalse se pretende regar plantación de nogales y pastos en forma gravitacional. Las obras principales que contempla el proyecto son:
Muro de 5 m de altura que permitirá acumular 19.921 m3. Obra de entrega a través de un tramo entubado regulado por una válvula. Vertedero de crecidas con canal evacuador.
Los flujos de agua superficiales que serán acumulados en el micro embalse, se generan a partir de lluvias que caen sobre la cuenca de 0,14 km2 de superficie, que se canaliza y fluye a través de la quebrada que alimenta al futuro micro embalse. Esta escorrentía será contenida a través del muro y almacenada para ser utilizada para riego en los meses estivales. En caso de que los volúmenes de agua afluentes al embalse sean mayores a la capacidad máxima de éste, el exceso de agua es factible evacuarla a través de la obra de entrega para riego, descargando las aguas a la quebrada; si el exceso se produce producto de lluvias intensas, la evacuación se producirá a través del vertedero de crecidas, llegando las aguas a la quebrada hacia aguas abajo del muro.
350
21.2. Área de Riego La Parcela Ranquilco tiene un tamaño de 19,6 ha, las que se mantienen de secano a pesar que es cruzado por un estero, cuyo caudal de régimen netamente pluvial, es relevante en los meses de invierno y comienzos de primavera, pues no posee infraestructura de captación, regulación y conducción para el riego. El uso actual de la tierra agrícola, de secano, está dedicada a pastos naturales que sirve de base a una explotación extensiva de ganadería ovina y cultivo de trigo de secano.
Eficiencia de Aplicación del agua de Riego
Lo que declara el propietario es que la nueva superficie regada por el micro embalse se plantará con frutales, lo que se regará mediante el método tradicional del surco. Este método tiene una eficiencia, según reglamento de la Ley 18.450, del 45 %.
Superficie de Riego Actual La superficie de riego actual es de 0. La superficie se mantiene de secano por cuanto no se cuenta con recursos de agua para ello.
Superficie de Nuevo Riego (SNR) Corresponde a la superficie de riego que se incorpora al riego, con 85% de seguridad, con la implementación del proyecto. A continuación se incluye el cálculo de la superficie de nuevo riego.
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CUADRO 21-3 CÁLCULO SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO
CALCULO DE SUPERFICIE DEL PROYECTO
Situación Futura Cálculo de Superficies del Proyecto Sitio N-27 1 Cálculo para Embalse Estacional 2 Superficie Física 19,6 ha 3 Superficie Max Regable 19,6 ha 4 Q 85% (m3/temporada) 19,921 m3/temporada 5 Etp isolínea 1.107 mm 6 Zona de Distribución de Etp VI Etp promedio 9.667 m3/temporada desde: Septiembre hasta: Abril 7 Métodos Superficie (ha) Eficiencia Tendido 0 30% Surco 19,6 45% Goteo 0 90%
Total 19,6 45% Eficiencia Ponderada 0,45 Demanda 21.482 m3/ha/temporada Superficie Postulación 0,28 ha SNR 0,93 ha SENR 0,28
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Superficie Ponderada Corresponde a la ponderación de la Superficie de nuevo Riego de acuerdo a la calidad promedio del suelo del predio beneficiado con el proyecto. En este caso, los suelos están clasificado como:
CUADRO 21-4 SUPERFICIE DE NUEVO RIEGO PONDERADA
C de Uso Is IIs IIIs IVs VIs VIIs VIII TOTAL
Superficie 0 19,6 19,6 % 0 0 - 100,0 100
SNR 0 0 - 0,93 0,93 Factor 0,7 0,6 0,5 0,3
SNR pond 0 0 - 0,28 0,28 La superficie de nuevo riego ponderada por la calidad de suelo es la superficie con la que se postula al Concurso. El valor se incluye a continuación:
- Superficie de Nuevo Riego Ponderada SENR=0,28 ha - Superficie de postulación=0,28 ha
21.3. Hidrología A continuación se procede a efectuar un estudio hidrológico con 2 objetivos principales:
a) Determinación de los caudales medios mensuales, para distintas probabilidades de excedencia, en la cuenca asociada al sector de ubicación del futuro micro embalse.
b) Determinación de los caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno, en el punto de ubicación del muro del micro – embalses.
21.3.1. Antecedentes Pluviométricos Los antecedentes pluviométricos de precipitaciones medias mensuales y máximas diarias se obtuvieron de la Dirección General de Aguas del MOP y de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC). En el cuadro siguiente se incluyen las estaciones pluviométricas utilizadas.
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CUADRO 21-5 UBICACIÓN DE ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
Nombre Ubicación UTM
(WGS 84) Altitud Propiedad Años Tipo de
Estación Pluviométrica N E m.s.n.m
Registro
Litueche 6.221.061 248.584 250
DGA 1979-2011 P mens y Pmáx24
Rapel 6.240.424 247.349 16 DGA 1940-2011 P mens y Pmáx24
21.3.2. Caudales Medios Mensuales Los métodos utilizados para obtener la escorrentía superficial fueron:
Fórmula de Peñuelas Método de Turc
Ambas metodologías fueron aplicadas a la cuenca en estudio, obteniéndose los caudales medios anuales en función de la escorrentía obtenida y su área pluvial; en la Figura 21-2 se muestra el área de la cuenca aportante al punto de interés (Ω= 0,14 km2).
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FIGURA 21-2 ÁREA APORTANTE AL SITIO NºN - 27
En la determinación de los caudales medios mensuales a partir de los medios anuales generados se asumió que la razón entre las precipitaciones mensuales y anuales se mantiene entre los caudales medios mensuales y los medios anuales. Debido a que los caudales generados con ambos métodos no difieren mucho uno del otro, se adoptó como caudal representativo al medio mensual promedio de los valores calculados con ambos métodos. En el cuadro 21-6 se muestran los valores de caudales medios mensuales generados a partir del promedio de los métodos de Turc y Peñuelas.
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CUADRO 21-6 CAUDALES MEDIOS MENSUALES GENERADOS EN SITIO Nº N - 27 (l/s)
AÑO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ANUAL1961 0,00 0,93 2,72 2,06 2,73 2,35 0,00 0,00 0,00 0,21 0,00 0,73 0,981962 0,32 0,03 2,84 0,25 0,62 0,45 0,37 0,01 0,00 0,00 0,00 0,19 0,421963 0,01 2,80 2,94 5,95 6,39 5,89 0,25 1,18 0,00 0,00 0,00 0,53 2,161964 0,15 0,08 1,27 1,08 1,85 0,14 0,00 0,00 0,40 0,00 0,00 0,00 0,421965 1,99 2,33 2,67 14,06 11,03 0,32 1,10 0,00 0,43 0,00 0,00 0,00 2,831966 2,23 1,09 15,05 3,76 2,67 0,19 0,42 0,02 0,81 0,00 0,00 0,00 2,181967 0,01 0,18 0,01 0,05 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,021968 0,05 0,00 0,31 0,06 0,13 0,17 0,00 0,02 0,02 0,00 0,00 0,01 0,061969 0,27 1,46 2,64 0,89 0,72 0,04 0,29 0,01 0,00 0,02 0,00 0,00 0,531970 0,00 0,80 1,06 1,84 0,14 0,46 0,09 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,371971 0,78 0,13 3,15 0,63 0,68 0,20 0,33 0,00 0,51 0,00 0,00 0,01 0,541972 0,00 9,75 10,38 3,52 6,48 3,13 0,71 0,10 0,00 0,00 0,00 1,80 2,991973 0,03 0,87 0,44 0,36 0,00 0,00 0,47 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,181974 0,00 3,34 8,05 0,71 0,36 0,79 0,00 0,89 0,24 0,00 0,00 0,00 1,201975 0,52 1,56 1,58 3,70 0,00 0,01 0,00 0,05 0,00 0,00 0,00 0,00 0,621976 0,00 1,35 2,10 0,57 1,92 0,77 2,33 0,87 0,00 0,00 0,00 0,03 0,831977 0,45 1,62 3,81 9,41 2,78 0,00 1,21 0,51 0,00 0,12 0,00 0,00 1,661978 0,00 0,66 2,19 6,87 0,28 0,59 0,01 1,65 0,04 0,00 0,00 0,00 1,021979 0,73 0,62 0,02 3,10 0,75 0,29 0,00 0,38 0,18 0,00 0,08 0,00 0,511980 4,29 5,27 3,68 5,02 0,83 1,31 0,00 0,04 0,00 0,00 0,28 0,26 1,751981 0,98 3,66 0,61 0,80 0,93 0,41 0,09 0,00 0,00 0,00 0,00 0,03 0,621982 0,08 5,53 11,83 7,66 3,11 3,36 0,87 0,00 0,00 0,00 0,00 1,07 2,791983 0,13 0,87 2,21 2,78 1,81 0,29 0,04 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,681984 0,98 4,36 1,19 10,09 3,78 2,30 1,44 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2,011985 0,04 0,95 0,52 1,18 0,00 0,27 0,17 0,04 0,00 0,00 0,00 0,10 0,271986 3,47 9,03 6,19 0,81 3,01 0,07 0,28 0,17 0,00 0,00 0,00 0,06 1,921987 0,03 2,69 0,84 14,96 5,89 1,02 1,76 0,00 0,00 0,00 0,00 0,40 2,301988 0,03 0,03 0,59 0,58 1,12 0,12 0,00 0,10 0,01 0,00 0,00 0,11 0,221989 0,00 0,17 0,28 1,11 0,78 0,08 0,06 0,00 0,07 0,00 0,00 0,00 0,211990 0,06 0,16 0,03 0,51 0,25 0,31 0,16 0,04 0,00 0,00 0,00 0,15 0,141991 0,69 4,23 4,03 1,98 0,28 1,67 0,55 0,03 0,57 0,00 0,00 0,02 1,171992 0,78 8,95 9,40 0,50 4,60 1,12 0,00 0,04 0,00 0,00 0,00 0,33 2,141993 0,93 1,86 1,71 1,08 0,36 0,00 0,13 0,11 0,13 0,00 0,00 0,00 0,531994 0,62 0,75 1,00 0,77 0,17 0,26 0,27 0,00 0,03 0,00 0,00 0,00 0,321995 1,07 0,00 1,40 2,02 0,84 0,23 0,13 0,00 0,00 0,00 0,03 0,00 0,481996 0,25 0,22 1,29 1,83 1,88 0,11 0,00 0,03 0,21 0,00 0,00 0,19 0,501997 0,80 3,39 14,79 2,43 4,85 3,91 4,30 0,70 0,00 0,00 0,00 0,00 2,931998 0,12 0,14 0,15 0,00 0,01 0,25 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,061999 0,17 0,78 1,43 0,59 1,99 2,34 0,09 0,00 0,00 0,02 0,02 0,14 0,632000 0,12 0,42 13,76 0,24 0,21 4,10 0,04 0,03 0,00 0,00 0,59 0,00 1,632001 0,69 2,71 0,48 8,00 3,31 0,21 0,01 0,03 0,00 0,00 0,00 0,01 1,292002 0,43 6,30 4,22 5,12 8,46 1,69 0,48 0,09 0,01 0,00 0,44 2,00 2,442003 0,00 1,99 2,87 1,39 0,20 0,44 0,31 0,78 0,02 0,01 0,00 0,00 0,672004 0,73 0,85 1,83 4,87 2,09 1,60 0,13 0,24 0,03 0,00 0,00 0,31 1,062005 0,13 5,56 5,55 3,26 4,66 1,18 0,36 0,42 0,00 0,00 0,00 0,42 1,802006 0,29 1,49 6,05 6,99 2,60 0,37 1,54 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 1,612007 0,01 0,08 0,59 0,53 0,57 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,20 0,00 0,172008 0,53 7,08 3,00 2,73 3,43 0,40 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,14 1,442009 0,00 0,14 1,09 0,39 1,30 0,45 0,14 0,13 0,00 0,00 0,00 0,00 0,302010 0,00 0,51 1,92 1,21 0,18 0,18 0,10 0,04 0,00 0,00 0,00 0,00 0,342011 0,59 0,00 1,10 0,86 1,14 0,09 0,00 0,06 0,00 0,09 0,00 0,06 0,33
MEDIA 0,52 2,15 3,31 2,96 2,04 0,90 0,41 0,17 0,07 0,01 0,03 0,18 1,06MAX 4,29 9,75 15,05 14,96 11,03 5,89 4,30 1,65 0,81 0,21 0,59 2,00 2,99MIN 0,000 0,000 0,008 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,02
En el Cuadro 21-7 se presenta el análisis de frecuencia de los caudales generados para el punto en estudio, para probabilidades de excedencia de 5%, 10%, 20%, 50%, 80%, 85% ,90% y 95%.
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CUADRO 21-7 ANALISIS DE FRECUENCIA CAUDALES GENERADOS
SITIO Nº N - 27
Pexc. Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Anual% Pearson Log-PearsonLog-NormalLog-PearsonPearson Log-Pearson Log-Normal Gumbel Log-Normal Gumbel Gumbel Log-Normal Log-Pearson5 2,2 9,7 20,2 9,8 6,7 4,0 2,3 0,9 0,2 0,1 0,3 0,6 3,04
10 1,5 6,5 11,4 7,3 5,1 2,5 1,1 0,7 0,1 0,1 0,2 0,3 2,4220 0,9 3,7 5,7 4,8 3,5 1,4 0,5 0,5 0,1 0,0 0,1 0,2 1,7450 0,2 1,0 1,5 1,8 1,4 0,4 0,1 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,8080 0,0 0,2 0,4 0,5 0,2 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2985 0,0 0,1 0,3 0,3 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2290 0,0 0,1 0,2 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1595 0,0 0,0 0,1 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,09
21.3.3. Análisis de Crecidas
a) Introducción
El objetivo es determinar los caudales máximos instantáneos afluentes al sitio Nº N-27, para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 250, 500 y 1.000 años. Debido a que la cuenca en estudio no dispone de control fluviométrico, para determinar los caudales máximos instantáneos de crecida, se usaron métodos indirectos basados en relaciones precipitación-escorrentía; se utilizaron 3 métodos:
Fórmula Racional Modificada Fórmula de Verni King Modificada Método DGA-AC
b) Cálculo de Crecidas
Tal como se indicó anteriormente, se estimaron los caudales de crecida pluvial mediante los métodos DGA-AC, Fórmula de Verni y King Modificada y Racional Modificado. Los resultados obtenidos y los valores adoptados se presentan en el Cuadro 21-8. Para el valor de caudal de diseño se decidió utilizar el promedio de los 2 métodos con valores más similares entre sí. Cabe señalar finalmente que las estimaciones para períodos de retorno 250, 500 y 1.000 años han sido extrapoladas a través de un ajuste logarítmico de la forma Q (T)=a+b*ln(T), calibrando los coeficientes a y b en base a los caudales obtenidos por cada método dentro de su rango de validez, es decir, entre 2 a 100 años. En general, el modelo logarítmico se adecúa de buena forma a interpolaciones o extrapolaciones de registros fluviométricos reales.
357
CUADRO 21-8 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS
VI REGIÓN
T DGA-AC (Pluvial) V-K MOD RAC MOD *PROMEDIO MAX(años) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)
N_27 2 0,0 0,1 0,2 0,1 0,2
5 0,1 0,2 0,4 0,1 0,4
10 0,2 0,3 0,6 0,2 0,6
20 0,3 0,4 0,8 0,3 0,8
25 0,4 0,4 0,9 0,4 0,9
50 0,6 0,5 1,1 0,5 1,1
100 0,8 0,7 1,4 0,7 1,4
250 0,9 0,8 1,6 0,8 1,6
500 1,0 0,9 1,8 0,9 1,81000 1,1 1,0 2,0 1,0 2,0
N°
* Promedio calculado con aquellos dos métodos que entregan los valores más similares.
21.4. Diseño Hidráulico La presente memoria se refiere a la descripción y al cálculo hidráulico de la obra de aliviadero de descarga del embalse del Sector Nº N-27: Litueche, que comprende las siguientes unidades:
• Vertedero del tipo lateral • Rápido de descarga • Disipador de energía y descarga a curso natural
La principal referencia bibliográfica para diseñar la obra de aliviadero del embalse corresponde al manual técnico desarrollado por la UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF RECLAMATlON: “DESIGN OF SMALL DAMS”.
21.4.1. Bases de Cálculo Para el cálculo hidráulico de la obra de descarga se disponen de los siguientes parámetros de diseño:
• Caudal de diseño ( T=250 años ) : 0,8 m3/s • Cota Aguas Máximas : 235,5 msnm.
358
21.4.2. Vertedero de Descarga La Obra de Descarga corresponde a un Vertedero Lateral con Canal Colector, esto es, la descarga se realiza en un canal paralelo al umbral del vertedero (canal colector), el cual se comunica con el canal de descarga (rápido de descarga).
21.4.3. Curva de Embalse En la Figura 21-3 se muestra la curva de embalse.
FIGURA 21-3 CURVA DE EMBALSE SITIO Nº N-27, VI REGIÓN
230,5
231,0
231,5
232,0
232,5
233,0
233,5
234,0
234,5
235,0
235,5
236,0
0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000
Cot
a (m
snm
)
Volumen (m3)
359
21.5. Trabajos de Terreno
21.5.1. Mecánica de Suelos Se realizaron 2 calicatas, una cercana al eje del muro y otra en los estribos. Para cada calicata se hicieron monografías con un perfil estratigráfico, un ensayo de clasificación completa, ensayos de densidad, proctor, CBR, DR y corte directo. Se determinaron las propiedades del suelo de fundación:
- Clasificación según U.S.C.S. : CL-ML (Arcilla limosa) - Peso Unitario Húmedo : 2,312 ton/m3 - Humedad : 23,2 % - Angulo de Fricción Interna : 27º - Coeficiente empuje Activo : 0,376 - Coeficiente empuje Pasivo : 2,663 - Coeficiente empuje Reposo : 0,546 - Índice de Huecos : 0,419 - Índice de re-compresión : 0,144
Luego, se llevó a cabo una modelación de la estabilidad del muro con el software SEEP/W, determinando flujos que pasarían bajo el muro y llevando a cabo un análisis de estabilidad estático y sísmico. Finalmente se entregan las especificaciones técnicas de los materiales y controles del relleno.
21.5.2. Topografía Se ha llevado a cabo un levantamiento topográfico de la zona de interés, esto es, el sector donde irá emplazado el muro y el área de inundación. En cada una de las zonas cubiertas por los trabajos de topografía efectuados, se identificaron todos los elementos externos existentes, tales como caminos, construcciones, postes de alumbrado eléctrico, vegetación arbustiva, árboles, y cada una de las singularidades existentes para una correcta representación del sector. El procedimiento general adoptado consistió, en primer lugar, en la construcción de 2 PR´s de hormigón intervisibles entre sí. A cada uno de esos 2 PR´s se les asignó una coordenada y cota a través de un GPS Navegador (Datum WGS 84, Huso 19). Estos 2 PR´s formaron la base de partida de la poligonal, desde los cuales se registraron todos los puntos de relleno, cubriendo así toda el área de interés.
A continuación se muestra la ubicación de los PR’s.
360
FIGURA 21-4 CROQUIS DE UBICACIÓN DE PUNTOS PR’S
361
21.6. Cubicaciones A continuación se incluyen las cubicaciones de todas las obras que componen el proyecto del microembalse.
CUADRO 21-9 CUBICACIÓN EMBALSE SITIO NºN-27
ITEM UNI CANT.
Instalación de Faena Unidad 1Terraplén Compactado Muro m3 4.544Terraplén Compactado Núcleo m3 2.051Excavación Mecánica m3 6.263Retiro de Material Excedente m3 0Excavación Obras de Arte m3 332Relleno Compactado m3 8Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 547Transporte de Material m3 6.594Hormigón H-25 m3 128Hormigón H-5 m3 7Enrocado Consolidado m3 9Enfierradura Kg 9.623Moldaje 3 uso m2 98Tubo Acero D=300 mm m 38Válvula de Regulación Unidad 1Válvula de Compuerta Unidad 1Flujómetro Unidad 1Rejilla Unidad 1Tapa de Acero Unidad 1Destronque ha 0,6
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21.7. Presupuesto En el cuadro siguiente se incluye el presupuesto de todas las obras que componen el proyecto del microembalse en su conjunto.
CUADRO 21-10
PRESUPUESTO OBRA SITIO Nº N-27
ITEM UNI CANT. P.U. ($) TOTAL ($)
Instalación de Faena Unidad 1 1.532.408 1.532.408Terraplén Compactado Muro m3 4.544 3.465 15.743.435Terraplén Compactado Núcleo m3 2.051 8.315 17.053.038Excavación Mecánica m3 6.263 1.895 11.868.121Retiro de Material Excedente m3 0 1.076 0Excavación Obras de Arte m3 332 3.276 1.086.242Relleno Compactado m3 8 4.470 35.760Relleno Mejoramiento Terreno Bajo Muro m3 547 4.470 2.445.090Transporte de Material m3 6.594 1.076 7.095.614Hormigón H-25 m3 128 85.888 11.019.430Hormigón H-5 m3 7 41.569 303.454Enrocado Consolidado m3 9 69.467 605.328Enfierradura Kg 9.623 788 7.582.530Moldaje 3 uso m2 98 6.647 648.354Tubo Acero D=300 mm m 38 31.397 1.193.086Válvula de Regulación Unidad 1 1.103.647 1.103.647Válvula de Compuerta Unidad 1 258.817 258.817Flujómetro Unidad 1 1.802.739 1.802.739Rejilla Unidad 1 111.817 111.817Tapa de Acero Unidad 1 111.817 111.817Destronque ha 0,6 762.897 440.344
Subtotal $ 82.041.072
Gastos Generales % 5% $ 4.102.054Utilidades % 12% $ 9.844.929Imprevistos % 2% $ 1.640.821
TOTAL $ 97.628.875
363
21.8. Evaluación Económica En el siguiente cuadro se incluye un resumen con los principales indicadores económicos de la evaluación económica privada y social efectuada, respectivamente.
CUADRO 21-11
RESUMEN EVALUACIÓN ECONÓMICA PRIVADA Y SOCIAL DEL PROYECTO DEL EMBALSE DEL SITIO Nº N-27
Evaluación Privada Social
Costo Neto Actualizado 103.124.299 97.043.733
Beneficio Neto Actualizado 14.353.440 21.886.374
Valor Neto Actualizado -88.770.859 -75.157.359
Tasa Interna de Retorno - -
Relación Beneficio - Costo 0,14 0,23
364
21.9. Derechos de Agua El día 15 de Enero de 2013 se hicieron las publicaciones de solicitud de derechos de aguas superficiales, las cuales fueron publicadas en el Diario Oficial de Santiago, Diario El Mostrador de Santiago, Diario El Expreso de La Costa de Pichilemu en la VI Región y Certificado de Difusión Radial en Radio El Atardecer de Pichilemu en la VI Región. A continuación se presenta el extracto publicado y difundido.
EXTRACTO
DIRECTOR GENERAL DE AGUAS Sergio Alejandro Ponce Rosales, RUN 7.957.766-9, solicita un derecho de aprovechamiento de aguas superficiales y corrientes, para uso consuntivo de ejercicio permanente y discontinuo, por un volumen de 1.185 metros cúbicos año, durante los meses de Mayo a Julio de cada año, y para uso consuntivo de ejercicio eventual y discontinuo, por un volumen de 94.331 metros cúbicos año desde el 1 de Febrero al 31 de Diciembre cada año. Las aguas se captarán en forma gravitacional, en el punto definido con las coordenadas UTM Datum WGS 84, Huso 19 Norte: 6.225.300 (metros) y Este: 250.204 (metros), comuna de Litueche, Provincia del Cardenal Caro, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins.