Esquema de un sistema de agua y sus componentes

MATERIA: OBRAS HIDRAULICASCAPITULO II: OBRAS DE TOMATEMA: OBRAS DE TOMA PARA AGUAS SUPERFICIALES Y SUB-SUPERFICIALES

INTRODUCCIONFUENTES DE AGUACLASIFICACION DE LAS FUENTESOBRAS DE TOMA PARA AGUAS SUPERFICIALESCAPTACIONES POR TOMAS EN LAGOSOBRAS DE TOMA PARA AGUAS SUB-SUPERFICIALES

1. INTRODUCCION

Las obras de toma son estructuras colocadas directamente en la fuente a fin de captar o tomar el caudal deseado para luego conducirlo al lugar deseado, en SA a la lnea de aduccion, se considera que es la estructura hidrulica de mayor importancia de un sistema, que alimentar un sistema de generacin de energa hidroelctrica, riego, agua potable, etc.

Los diferentes tipos de obras de toma han sido desarrollados sobre la base de estudios en modelos hidrulicos, principalmente en aquellos aplicados a cursos de agua con gran transporte de sedimentos. Cada intervencin sobre el recurso hdrico, origina alteraciones en el rgimen de caudales, aguas abajo de la estructura de captacin, por lo que su aplicacin deber considerar al mismo tiempo la satisfaccin de la demanda definida por el proyecto y los impactos sobre sectores ubicados en niveles inferiores.

Evapotranspiracinprocedente de losseres vivos y lavegetacinEvaporacin delagua superficialAlmacenamientoen forma denieve y hieloEvaporacinprocedente delos ocanosAlmacenamientoen lagos2. DEFINICIONES GENERALESOBRA DE TOMA: Conjunto de estructuras en la zona de captacin, que permiten explotar de forma adecuada y eficiente el agua disponible en las fuentes, para beneficio del hombre.

FUENTE O CUERPO DE AGUA:

- Manantial de agua que mana naturalmente de la tierra.- Lugar donde se origina el agua.-Depsitos de agua, que puede ser del tipo superficial, subsuperficial o subterrneo.

3. CLASIFICACION DE LAS FUENTESLas fuentes de abastecimiento de agua pueden ser:

Subterrneas:Subsuperficiales;Superficiales;Pluviales;El tipo de fuente de abastecimiento influye directamente en las alternativas tecnolgicas viables. El rendimiento de la fuente de abastecimiento puede condicionar el nivel de servicio a brindar. Para la seleccin de la fuente de abastecimiento deben ser considerados los requerimientos de la poblacin, la disponibilidad y la calidad de agua durante todo el ao, as como todos los costos involucrados en el sistema, tanto de inversin como de operacin y mantenimiento. Fuentes subterrneas Son las unidades hidrogeolgicas de cuerpos odepsitos de agua subterrnea formados por la percolacin profunda de las aguas.

Las fuentes subterrneas protegidas generalmente estn libres de microorganismos patgenos y presentan una calidad compatible con los requisitos para consumo humano. Sin embargo, previamente a su utilizacin es fundamental conocer las caractersticas del agua, para lo cual se requiere realizar los anlisis fsico-qumicos y bacteriolgicos correspondientes.

Fuentes superficiales Las aguas superficiales son aquellas que escurren en los cauces y presentan una superficie libre sujeta a la presin atmosfrica, estas pueden ser corrientes perennes, es decir, cauces que llevan flujo todo el ao, como ros, lagos, embalses, arroyos, etc. ,tambin las artificiales creadas por el hombre como las presas, embalses, etc.La calidad del agua superficial puede estar comprometida por contaminaciones provenientes de la descarga de desages domsticos, residuos de actividades mineras o industriales, uso de defensivos agrcolas, presencia de animales, residuos slidos, y otros. En caso de la utilizacin de aguas superficiales para abastecimiento, adems de conocer las caractersticas fsico qumicas y bacteriolgicas de la fuente, ser preciso definir el tratamiento requerido en caso que no atiendan a los requerimientos de calidad para consumo humano.

Fuentes subsuperficiales

Se refiere al agua que percola a escasa profundidad, como el sublveo de los ros que por ser la interfase ro-acuifero, el nivel del agua fretica se encuentra a escasa profundidad.

Fuentes Pluviales

Es el agua proveniente de la atmsfera en funcin del estado fsico del agua al precipitar (lquido o slido): lluvia, nieve, granizo y escarcha.4. OBRAS DE TOMA PARA AGUAS SUPERFICIALES La obra de toma superficial es el conjunto de estructuras que tiene por objeto desviar las aguas que escurren sobre la solera hacia el sistema de conduccin.

Considerando al ro como parte del sistema ecolgico, la obra de toma se constituir en un obstculo para el libre escurrimiento del agua o en una intervencin sobre un medio natural, que dar lugar a modificaciones del estado de equilibrio.

El diseo de la obra de toma deber ser realizado en asociacin a las condiciones naturales existentes, a los procesos que estn en desarrollo y a los impactos posteriores que se generarn a consecuencia de la intervencin.

Clasificacion de tomas superficiales:

Captacin en ro Captacin en presa derivadora Captacin en presas de almacenamiento Captacin en almacenamientosCaptacin en manantiales

Captacin en ro- Obra de toma directa- Captacin con barraje- Captacin con dique

Obra de toma directa, debe satisfacer las siguientes condiciones:

- La bocatoma se localizar en un tramo de la corriente que est a salvo de la erosin, del azolve y aguas arriba de cualquier descarga de tipo residual.- La clave del conducto de la toma se situar a un nivel inferior al de las aguas mnimas de la corriente.- En la boca de entrada llevar una rejilla formada por barras y alambrn con un espacio libre de 3 a 5 cm., la velocidad media a travs de la rejilla ser de 0.10 a 0.15 m/s, para evitar en lo posible el arrastre de material flotante.- La velocidad mnima dentro del conducto ser de 0.6 m/s, con el objeto de evitar azolve.- El lmite mximo de velocidad queda establecido por las caractersticas del agua y el material del conducto.

UBICACIN RECOMENDABLE EN TRAMOS CURVOS DE RIOS

Esquema de una obra de toma superficial Captacin en barraje

El barraje es una estructura provisional y rudimentaria que obtura el cauce en poca de estiaje para mantener un nivel de agua y alimentar una obra de toma; en poca de avenidas es posible que se destruya, pero al terminar sta poca se reconstruye nuevamente para utilizarlo en el siguiente estiaje. Su uso se recomienda en cauces pequeos.

Los barrajes estn construidos con madera y piedras, perpendiculares al cauce, de acuerdo a los materiales locales existentes, cuidando de que el barraje sea impermeable.

Esquema de una obra de toma superficial

Captacin en diqueEn escurrimientos perennes, cuando en poca de estiaje el nivel del agua no alcanza a cubrir la toma y el barraje es una estructura dbil, lo ms conveniente es la construccin de un dique.

Los diques son estructuras definitivas construidas para obstruir el cauce, que se han simplificado en cuanto a los elementos que la componen, incorporando la obra de toma, el vertedor de excedencia y el desage de fondo dentro del propio cuerpo del dique. Este tipo de captacin puede ser adaptado en ros con fuerte pendiente, en aguas con poco contenido de finos y en ros con variaciones de gasto estacionales.TOMAS EN DIQUES

Vertedor lateralOBRAS DE TOMA PARA AGUAS SUB-SUPERFICIALES

Captacin por galeras filtrantes

Cuando se tiene un ro cuyo cauce se seca pero conserva una corriente sublvea de caudal fuerte

Recomendaciones

Contar con un perfil geolgico para determinar si ser una galera transversal o paralela a la corriente superficial.

La tubera filtro se colocara en el fondo de la zanja con pendiente hacia el carcamo

Ranuras de 4.78 a 6.35 mm

El rea de infiltracin ser igual a la divisin del caudal entre la velocidad de entrada del agua a travs de las ranuras (1.0cm/seg.)

La longitud del filtro ser igual a la divisin del rea obtenida entre el rea por metro que corresponda al dimetro considerado

La zona filtrante estar constituida por material seleccionado , por capas siendo la ultima capa el material original de la excavacin

6. Captaciones en lagos

En tramos lineales deben estar ubicados fuera del flujo a lo largo del mar o lago

Por su ubicacin el calculo de las fundaciones debe ser tal que garantice su seguridad a gran distancia

En la playa concava se debe ubicar de acuerdo a fig.fuera la influencia de la corriente que surge por las olas

En playas convexas:en la cresta (v. fig)

En ambos casos se debe considerar en el calculo la erosion por olas y las corrientes circulares .

Captacin por canal de derivacin y toma por gravedad

CAPTACION DIRECTA NO PROTEGIDA

CAPTACION USANDO BOMBA SUMERGIBLE

TOMA DIRECTA POR BOMBEO

CAPTACION DEBAJO DEL LECHO DEL RIO

CAPTACION DEBAJO DEL LECHO DEL RIO