Tema 29. Introducción. Sistema Corrector de una Cuenca.

Transcripción

1 Tema 29. Introducción. Sistema Corrector de una Cuenca.

2 EROSION EN LA CUENCA ALIMENTADORA Erosión en ladera Erosión en cauces Cómo reducir la tasa de erosión? Adoptando medidas de control Para qué? 1) Evitar que se forme el caudal sólido 2) Si se produce disminuirlo OBJETIVO Regulación y control (total o parcial) de los efectos provocados por la erosión y el transporte

3 Siempre hay que repasar a aquellos que dejaron huella

4 Cuenca de recepción Garganta Puebla de Valles. Río Jarama. Guadalajara. Julio 2003 Cono de deyección

5

6 Sistema protector de una cuenca Fajas Uso del suelo agrícola Terrazas Cultivo a nivel Laderas Drenajes Zanjas de infiltración Uso del suelo forestal Canales de evacuación Empalizadas Bioingeniería Hidráulica Torrencial Cauces Hidráulica Fluvial

7 Obras transversales Hidráulica Torrencial Obras longitudinales Cauces Obras transversales Hidráulica Fluvial Obras longitudinales

8 EFECTOS DE LAS OBRAS TRANSVERSALES. 1)Disminución de la velocidad de las aguas por embalse de las mismas. Pérdida de energía viva. Depósito de suspensiones y acarreos. 2) El cauce se levanta hasta alcanzar la pendiente de equilibrio para el caudal líquido. Los depósitos forman un aterramiento en el paramento aguas arriba del dique. 3) Aumento del tiempo de concentración de la onda de avenida. 4) Si se produce la regulación del torrente se consigue la estabilización del cauce. A este tipo de obras se las denomina por esto, estructuras de fijación.

9 ETAPAS DE FUNCIONAMIENTO DE UN DIQUE. I ETAPA. Dique sin aterrar Fuerza actuante desfavorable, E (empuje hidrostático) II ETAPA. Dique colmatado pero sin consolidación de los sedimentos Atenuación del empuje hidrostático por medio de los mechinales del cuerpo de la obra III. ETAPA Comienza la consolidación y el nuevo lecho con la pendiente de equilibrio

10 EFECTOS HIDROLÓGICOS DE LOS DIQUES SOBRE EL COMPORTAMIENTO HIDRÁULICO DE LA CORRIENTE AGUAS ARRIBA DEL DIQUE DEPÓSITO DE SEDIMENTOS (Retención total ó selectiva) ELEVACIÓN DEL LECHO, ENSANCHAMIENTO DE LA SECCIÓN Y REDUCCIÓN DE LA PENDIENTE ALMACENAMIENTO DE AGUA (Coadyuva a laminación; recarga de acuíferos) AGUAS ABAJO DEL DIQUE FLUJO CON ALTA CAPACIDAD EROSIVA Y DE TRANSPORTE (Control con estructuras de disipación)

11 EFECTOS HIDROLÓGICOS DE LOS DIQUES (II) FUNCIONALES RETENCIÓN DE SEDIMENTOS CONSOLIDACÍON DE LECHO Y LADERAS INESTABLES RECARGA DE ACUÍFEROS LAMINACIÓN CONTROL DE ALUDES

12 EFECTOS HIDROLÓGICOS DE LOS DIQUES (III) SOBRE INFRAESTRUCTURAS DEFENSA DE PUENTES, DRENAJES, ENCUAZAMIENTOS E INFRAESTRUCTURAS VIÁRIAS PROLONGACIÓN DE LA VIDA ÚTIL DE EMBALSES REDUCCIÓN DE LOS EFECTOS NEGATIVOS DE CIRCULACIÓN DE CAUDALES LÍQUIDOS Y SÓLIDOS EN ENTORNOS URBANOS Y PERIURBANOS

13 EFECTOS HIDROLÓGICOS DE LOS DIQUES (IV) AMBIENTALES ALTERACIÓN DE LA DINÁMICA MORFOLÓGICA DE BARRANCOS, TORRENTES Y RAMBLAS ALTERACIÓN DE LA TRANSITABILIDAD PARA LA ICTIOFAUNA

14 EJEMPLOS BARRANCO DE ARRATIECHO. BIESCAS (HUESCA)

15 EJEMPLOS BARRANCO DE ARRATIECHO. BIESCAS (HUESCA)

16 EJEMPLOS CABECERA DE LA RAMBLA DE EL CORTIJILLO ESFILIANA (GRANADA)

17 EJEMPLOS TORRENTE DE ARÁS. BIESCAS (HUESCA)

18 EJEMPLOS TORRENTE DE ARÁS. BIESCAS (HUESCA)

19 GENERALIDADES DE LAS OBRAS TRANSVERSALES 1)Solución más simple y eficaz. Utilización extendida 2) Perfil más conveniente. Sección Trapezoidal Variedades 3) Materiales de construcción Mampostería hidráulica Hormigón ciclópeo y posterior chapeado de roca Mampostería gavionada (red de drenaje secundaria) Mampostería en seco Postes y tablones de madera (red de drenaje secundaria y riberas de ríos) Estructuras metálicas (problemática nival) Obras mixtas 4) Limitación de 15 m de altura incluyendo la cimentación

20 h e Sección central de un dique. n H 1 Parámetros geométricos B

21 CONDICIONANTES DE CALCULO. 1) NO DEBEN PRODUCIRSE TENSIONES DE TRACCION. CONDICION DE NO VUELCO 2) LA OBRA NO DEBE DESLIZAR CONDICION DE NO DESLIZAMIENTO 3) LAS TENSIONES DE COMPRESION HAN DE SER MENORES QUE LAS ADMISIBLES POR EL TERRENO

22 h e Sección central de un dique. n H 1 Parámetros geométricos B

23 DIQUE DE CORRECCIÓN. Obra vista Troneras Ala Vertedero Ala Obra vista

24 DIMENSIONES DE LA OBRA VISTA Altura, H Se fijará según el problema torrencial a corregir. Se estudiará en la sección transversal donde se ubique procurando ajustarse a la geometría del terreno. En un dique de consolidación Se procurará la necesaria para un buen funcionamiento En un dique de retención Se establece la máxima posible que retenga el mayor número de material H

25 e h E H P n 1 B

26 Po e h H E P Sp B

27 Pw P Hipótesis I. Talud aguas arriba inclinado E

28 DIMENSIONES DE LA OBRA VISTA Espesor en coronación, e Para obtener su expresión se una sección en la coronación del dique (A- A ) y se estudia el deslizamiento e = γ h c γ s f c E = P f e c γ x (h + x/2) = γ s (e x + ½ x 2 tgα) f s donde, e, es el espesor en coronación (m) x, es la distancia coronación-sección A-A γ y γ s, son los pesos específicos γ de la suspensión y de la fábrica (k/m3) α, es el ángulo del talud f, es el coeficiente de rozamiento fábricafábrica c, es un coeficiente de seguridad (1,0 1,3) h, es la altura de la lámina vertiente (m) E h x P A A α

29 DIMENSIONES DE LA OBRA VISTA Altura del vertedero, h = 3 2 q 2 b g h P 0 e Espesor en coronación, h γ e γ f Espesor en la base, B = a H + e a = tg α s H E P Sp B

30 o Manubles (Zaragoza). Marzo 2005 h e b

31 P P Solicitaciones y sus brazos de cálculo (hipótesis II) = e 0 h ( ) a H+2e 2 γ = H γs XP ( ) X ( P0 ) = ( 4aH + e) 2 ( a H+ e) + ea ( H+ e) = 2 3 ( a H + 2 e ) 6 e 2 E H = H + h γ HH ( + 3h) X( E) = 2 3( H + 2h) a H+ e Sp = ( H+ h) γ 0 k 2 X ( SP ) = ( ) ah + 3 e

32 Cimentación

33 DIMENSIONES DE LA CIMENTACION Datos básicos. 1) Asentamiento en el terreno. Tipo de materiales del cauce y de los taludes de las márgenes de la sección elegida. Cuando la ocasión lo requiera se realizarán ensayos geotécnicos. 2) Se parte de la hipótesis del reparto de la subpresión a lo largo de la longitud de la cimentación (L c ) 3) Se sabrá con anterioridad a los cálculos la tensión de compresión admisible por el terreno (σ adm ), según la norma MV-101 de edificación. 4) Se adopta una altura inicial de 1m de altura para la zapata, que se podrá sustituir si no se consiguen cumplir los condicionantes de cálculo. 5) La cimentación se podrá prolongar en una longitud conveniente para evitar las socavaciones al pié de la estructura. Esta longitud puede ser el comienzo de la solera del conjunto disipador, de un encachado o de un zampeado.

34 Solicitaciones y sus brazos de cálculo para calcular la cimentación. Alcance de la lámina vertiente Longitud de cimentación Subpresión D = 2 H h + h Lc D+e 2 la Lc c + c = n n lb = n 3 n Lc 2c + Lc 2c 3 + 3

35 Solicitaciones y sus brazos de cálculo para calcular la cimentación. Alcance de la lámina vertiente D = 2 H h + h Longitud de cimentación Lc D+e 2

36 La subpresión, Sp, del agua. Se supone que el agua se introduce en el plano (o junta) de la base de contacto con el emplazamiento o con la junta zapata-obra vista. Puede haber varias hipótesis: 1ª hipótesis: reparto uniforme de las subpresiones Es el caso mas desfavorable (caso de fisura neta, MN, que ha seccionado totalmente la presa M N

37 2ª hipótesis: reparto lineal de las subpresiones O Es el caso mas admitido según la recta M y N. que de algún modo cubriría las curvas de reparto que se encuentran en la práctica. Emplenado semejante hipótesis la resultante pasa por el tercio de aguas arriba de MN y su intensidad es: m M N M S p = z 2 m γ 2 Dicha resultante pasa por el centro de gravedad, K, del triángulo OMN, como las fuerzas que forman el sistema

38 Solicitaciones y sus brazos de cálculo para calcular la cimentación. Subpresión n Lc c c n la = n Lc c Lc c n lb =

39 Solicitaciones y sus brazos de cálculo para calcular la cimentación. Excentricidad e Lc 6 e m Lc M A Lc = = 2 F 2 V Tensiones de compresión que soporta el suelo σ B FV 6e = 1 + Lc Lc σ A FV 6e = 1 Lc Lc 1 σ = ( 3 σ + σ ) σ > 0 m B A A 4 ( ) Condición de deslizamiento 1 σ = 3 σ σ < 0 m B A 4 FH f F V zapata terreno

40 Solicitaciones y sus brazos de cálculo para calcular la cimentación. Solicitaciones y brazos H E = H + h 2 γ P = e γ 0 h 1 X ( E) = ( H + h) + 3 e X ( P 0 ) = 2 h c P = e H γ e X ( P 11 ) = 11 s 2 P 12 = ( B e) H γs 2 1 X ( P 12 ) = ( B e) + e 3 P 2 = L c h c γ s Lc X ( P 2 ) = 2 la + lb Sp = Lc γ 0 k 2 Lc (2lb + la) X( Sp) = 3 ( la + lb)

41 Solicitaciones y sus brazos de cálculo para calcular la cimentación. Excentricidad e Lc 6 e m Lc M A Lc = = 2 F 2 V Tensiones de compresión que soporta el suelo σ B FV 6e = 1 + Lc Lc σ A FV 6e = 1 Lc Lc 1 σm = σb + σa σa > 4 ( 3 ) 0 ( ) Condición de deslizamiento FH f F V 1 σm = 3 σb σa < 0 4 El zapata proyecto terreno en gabinete

42 Barranco de la Solana de Burgasé. Boltaña (Huesca) La realización del proyecto

43 Otros tipos de diques

44 Torrente de Senet (Lleida) Dique de corrección torrencial en hormigón en masa

45 Dique con estructura reticular. Venezuela

46 Diques en Japon

47 Dique selectivo con vigas IP en la unión de 3 torrentes, Aso, Llosa y Betes

48

49 Dique selectivo en Davos (Suiza). Mayo 2008

50 Davos (Suiza) 2008

51 Davos (Suiza) 2008

52 El dique vacio. Una solución española

53 1. INTRODUCCIÓN I Por qué hacer este proyecto? 1. Herramienta histórica en restauración Hidrológico-Forestal

54

55 Otros materiales

56

57

58

59 Mampostería gavionada. Perfiles

60 Detalle constructivo de mampostería gavionada

61 SISTEMA CORRECTOR Obras civiles Albarrada Actuación propuesta Mampostería gavionada 4m 1m 1m 0.5m 1m establecimiento de un perfil de equilibrio o compensación que controle la erosión en el lecho de la cárcava. frenar el avance de la cárcava posibilitando el drenaje a través de la estructura gavionada Presupuesto: 923,30 Plazo: 4 días