TAJAMARES

TAJAMARES
FACULTAD DE
AGRONOMIA
UNIVERSIDAD DE LA REPUBLICA

BIBLIOGRAFIA
•BUREAU OF RECLAMATION (1966) Diseño de presas pequeñas. Compañía
Editorial Continental S.A. México.
•CHOW, V. T.; MAIDMENT, D. y MAYS, L. (1994) Hidrología aplicada. McGraw-
Hill Interamericana S.A.
•DINAGUA (2011) Manual de diseño y construcción de pequeñas presas.
www.mvotma.gub.uy/dinagua
•GARCÍA PETILLO, M. y CÁNEPA, P. (2008) Manual para el diseño y la
construcción de tajamares de aguada. Proyecto Producción Responsable.
•GARCÍA PETILLO, M. Balance de un tajamar-Riego. www.fagro.edu.uy/ dptos/
suelos/ hidrología
•GENTA, J.L.; CHARBONIER, F.; FAILACHE, N. y ALONSO, J. (2003) Modelo
precipitación – escurrimiento de paso mensual. IMFIA, Facultad de Ingeniería.
•KOOLHAAS, M. (2003). Embalses agrícolas. Diseño y construcción. Ed. Hemisferio
Sur.

Introducción
• Períodos de exceso y déficit
• ¿Qué es un tajamar?
• En Uruguay, condiciones favorables

A
L
T
U
R
Área de la cuenca de aporte de la obra
A

Movimiento de tierra (m 3 ) según cultivo

Área de la cuenca (há) según cultivo

APTITUD DE DIFERENTES REGIONES DEL PAIS
PARA CONSTRUIR TAJAMARES
Agua Subterránea
Agua Superficial

UBICACIÓN DE LOS TAJAMARES
Eficiencia = Vol. agua almacenada (m 3 )
Vol. de tierra a mover (m 3 )
- Alta eficiencia
- Dos laderas próximas
- Línea de aproximación con baja pendiente
- Tierra adecuada cerca de la obra
- Cerca de la chacra a regar o el potrero
- No hacerlo al pie de chacras erosionadas
- No aprovechar cárcavas activas
- Conservación de suelos en la cuenca

CORTE LONGITUDINAL
CORTE TRANSVERSAL

Eficiencia
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Análisis de tajamares
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
Volumen almacenado (m 3 *10 3 )

Eficiencia
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Análisis de tajamares
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Volumen almacenado (m 3 *10 3 )

Vol. almac. (mm ha cultivo -1 Volumen almacenado (m ) 3 Vol. Volumen almac. almacenado (mm ha (m
cultivo x10)
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
II
III
Análisis de tajamares
0 3 6 9 12
Area cuenca/área cultivo
IV

Frecuencia
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Análisis de tajamares
50 150 250 350 450 550
Escurrimiento (mm ha -1 )

Altura de la cortina para el Volumen Útil
Se miden las áreas parciales con planímetro polar o
plantilla de puntos.
Volumen parcial = Área 1 + Área 2 x I.V.
2
Volumen total = Σ Volumenes parciales

Cota Área
30 29 28 27 26 25 24 24 25 26 27 28 29
Semisuma de áreas
sucesivas (m 2 )
Intervalo
vertical (m)
Volúmenes
30
Parciales (m 3 ) Acumulados (m 3 )
24.50 0 0 0 0 0
25.00
25.50
26.00
26.50
27.00
27.50
28.00
1500 750 0.50 375 375
3500 2500 0.50 1250 1625
8000 5750 0.50 2875 4500
15000 11500 0.50 5750 10250
32000 23500 0.50 11758 22000
45000 38500 0.50 19250 41250
57000 51000 0.50 25500 66750

altura(m)
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
CURVAS ALTURA/AREA-VOLUMEN
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000
m3/m2
AREA
VOLUMEN

Volumen a almacenar
Precipitación Evaporación
Evaporación = Eo x 0.7
Riego = Demanda de riego
Escurrimiento = Temez

Balance Hídrico – Modelo Precipitación–Escurrimiento de
paso Mensual
E v a p o tra n sp ira ció n (E T R )
S u e lo
(H ( H m a x ))
P - T
In filtra ció n
(I ( I m a x ))
P re cip ita ció n (P )
E x ce d e n te (T )
( A s u b )
A lm a c e n a m ie n to
S u b te rrá n e o
(V )
A p o rte S u p e rfic ia l
( A su p )
E s co rre n tia
T o ta l (A T )
A p o rte S u b te rrá n e o

Balance Hídrico – Modelo Precipitación – Escurrimiento de
paso Mensual
T i = 0 si P i ≤≤≤≤ P oi
( P
−
P
)
T i
2
i oi
=
Pi
+ δ i − 2Poi
siPi
〉
δδδδ δδδδ i = H HMax – H Hi-1 + ETP H HMax = CAD * AD
P oi = CPo (H Max – H i-1 )
H i = MAX ( 0; H i-1 + P i – T i – ETP i )
ETR i = min(ETP i ; H i-1 +P i – T i, )
P
oi

I
i
A sup i = Ti – Ii A subi = V i-1 - Vi + Ii aporte subterráneo
A Ti = A sup i + A sub i
escurrimiento Total
V
Q
i
i
Ti
= I max
infiltración al almacenamiento subterráneo
T + I
=
= Q
V
i − 1
i−
1
i
*
* e
e
max
−α
t
+
I
i
* e
−α
t
2
−
− −αα
t
αα
t
+ α * I i*
t * e
escorrentía superficial
Calibración del modelo en Uruguay(12 cuencas):
CAD: 0.916
CP 0 = 0.30
∝ = 2.325
I MAX = 386
ETP Penman = 1.38* ETP Thornthwaite

Datos necesarios para la aplicación del modelo
• Pi: Precipitación en la cuenca (mm/mes)
• AC: Superficie de la cuenca de aporte (há)
• ETPm: Evapotranspiración media mensual (mm/mes)
• ETPi: Ciclo anual medio de ETP (mm/mes)
• AD: Agua Disponible de los suelos (mm)

Isolíneas de evapotranspiración media anual (ETP m , mm/mes)
y ciclo anual medio de evapotranspiración (ETP i /ETP m ).
Coeficiente de distribución del ciclo anual
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
1.88 1.45 1.19 0.73 0.44 0.29 0.35 0.55 0.78 1.12 1.47 1.78

Unidad Cartográfica de Suelos
(escala 1:1.000.000)
Agua disponible en los suelos del Uruguay
Grupo
Agua Disp.
(mm)
Unidad Cartográfica de
Suelos
Grupo
Agua Disp.
(mm)
Alférez AF C 124,7 Lechiguana Le D 113,3
Algorta Al C/D 123,7 Libertad Li C 146,7
Andresito An B 63,7 Los Mimbres LM C 100,1
Angostura Ag A/D 155,1 Manuel Oribe MO C 145,8
Aparicio Saravia AS C 139,7 Masoller Ma C 52,1
Arapey Ay D 136,8 Montecoral Mc D 84,7
Arroyo Blanco AB C 101,0 Palleros Pll C/D 116,5
Arroyo Hospital AH C 86,1 Paso Cohelo PC D 147,4
Bacacuá Ba B 97,1 Paso Palmar PP B 88,2
Balneario Jaureguiberry BJ A 134,5 Pueblo del Barro PB D 131,6
Bañado de Farrapos BF D 178,7 Puntas de Herrera PdH C 85,8
Bañado de Oro BO C 89,0 Queguay Chico QCh D 32,7
Baygorria By C 110,5 Rincón de la Urbana RU C 131,1
Bellaco Bc D 146,2 Rincón de Ramirez RR D 73,3
Béquelo Bq C 138,2 Rincón de Zamora RZ B/C 148,3
Blanquillo Bl C 114,6 Río Branco RB D 102,0
Segunda Aproximación. Mayo de 2001, J.H. Molfino; A. Califra, División Suelos y Aguas, Dirección General de Recursos Naturales
Renovables, Ministerio de Ganadería, Agricultura y Pesca

Unidad Cartográfica de Suelos
(escala 1:1.000.000)
Grupo
Agua
Disp.
(mm)
Unidad Cartográfica de
Suelos
Grupo
Agua Disp.
(mm)
Cañada Nieto CñN D 146,4 Río Tacuarembó RT D 161,0
Capilla de Farruco CF B/D 35,4 Risso Ri D 150,6
Carapé Ca B 41,5 Rivera Rv B 179,6
Carpintería Cpt D 139,0 Salto St D 107,2
Cebollatí Cb C 167,6 San Carlos SC C 78,0
Cerro Chato CCh B 78,6 San Gabriel - Guaycurú SG-G B 92,4
Colonia Palma CP C 108,9 San Jacinto SJc D 83,1
Constitución Ct A 73,6 San Jorge Sjo D 141,2
Cuaró Cr D 93,2 San Luis SL D 176,2
Cuchilla Caraguatá Cca C 71,2 San Manuel SM C 117,3
Cuchilla Corrales Cco C 160,6 San Ramón SR D 152,7
Cuch. de Haedo – Pº de Los Toros CH-PT D 21,5 Santa Clara SCl B 63,6
Cuchilla del Corralito CC C/D 119,8 Sarandí de Tejera SdT B/C 50,0
Cuchilla Mangueras CM C 150,2 Sierra de Aiguá SAg D 42,6
Cuchilla Santa Ana CSA C 51,8 Sierra de Animas SA B 50,1
Curtina Cu D 55,2 Sierra de Mahoma SMh B 43,9
Chapicuy CH B 100,1 Sierra Polanco SP B/C 73,0
Ecilda Paullier - Las Brujas EP-LB C 136,7 Tacuarembó Ta C 168,4
Segunda Aproximación. Mayo de 2001, J.H. Molfino; A. Califra, División Suelos y Aguas, Dirección General de Recursos Naturales
Renovables, Ministerio de Ganadería, Agricultura y Pesca

Unidad Cartográfica de Suelos
(escala 1:1.000.000)
Gru
po
Agua Disp.
(mm)
Unidad Cartográfica de
Suelos
Gru
po
Agua Disp.
(mm)
El Ceibo EC D 78,6 Tala - Rodríguez Tl-Rd C/D 130,9
El Palmito Epa C 142,3 Toledo Tol C 118,7
Espinillar Ep C 141,0 Tres Bocas TB C 110,8
Fraile Muerto FM C 133,4 Tres Cerros TC B/C 85,1
Fray Bentos FB C 115,4 Tres Islas TI B 96,6
India Muerta Imu D 171,1 Tres Puentes TP B/C 103,4
Isla Mala IM C 102,1 Trinidad Tr C/D 148,4
Islas del Uruguay IU D 183,0 Valle Aiguá VA C 102,8
Itapebí -Tres Árboles I-TA D 124,2 Valle Fuentes VF C 131,4
José Pedro Varela JPV C 87,2 Vergara Ve D 117,1
Kiyú Ky C/D 154,7 Villa Soriano VS C 173,3
La Carolina LC C/D 156,1 Yí Yi B/C 71,0
La Charqueada LCh D 95,2 Young Yg C 145,0
Laguna Merín Lme D 169,3 Zapallar Zp C 153,2
Las Toscas LT B 177,5 Zapicán Za C 84,8
Lascano La D 126,4
Segunda Aproximación. Mayo de 2001, J.H. Molfino; A. Califra, División Suelos y Aguas, Dirección General de Recursos
Naturales Renovables, Ministerio de Ganadería, Agricultura y Pesca

Este balance se corre para una serie
histórica usando el programa Balance de un
tajamar.xls
A los efectos de seguir un ejemplo, asumimos que se precisa
almacenar 52.500 m 3 , que corresponden a una altura (MRE) de
3.35 m

• Con ese tajamar
• Con 36 has de cuenca
• Para regar 11 has de papa por surcos (ef
60%)
• Probabilidad de déficit 5.26%
• Volumen máximo 52500 m 3
• Altura máxima 3.35 m

ELIMINACION DE LOS EXCESOS
Descarga
de fondo
collarines
Anclaje
Filtro
Aliviadero de mínimas
Máximo remanso estático
Compuerta

ELIMINACION DE LOS EXCESOS
Aliviadero
de mínimas
Descarga
de fondo
Vertedero de máx.

Descarga
de fondo
ELIMINACION DE LOS EXCESOS
Anclaje
Aliviadero
de mínimas
Filtro Máximo remanso estático
Aliviadero de mínimas
Vertedero de máx.
“d”

CÁLCULO DE LA DISTANCIA “d”
ESCURRIMIENTO DE 10 mm
Vol.Esc.= 0.010 m x 360000 m 2 = 3600 m 3
MÉTODO HIDROLÓGICO
ESCURRIMIENTO DE 20 mm
Vol.Esc. = 0.020 m x 360000 m 2 = 7200 m 3
Volumen total = 52500 +3600 = 56100 m 3 Volumen total = 52500 +7200 = 59700 m 3

El fondo del vertedero de máximas se ubica a la altura de 3.44 m
3,44
3,35
altura(m)
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
CURVAS ALTURA/AREA-VOLUMEN
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000
m3/m2
52500 56100
AREA
VOLUMEN

CÁLCULO DE LA DISTANCIA “d”
ESCURRIMIENTO DE 10 mm
Vol.Esc.= 0.010 m x 360000 m 2 = 3600 m 3
Volumen total = 52500 +3600 = 56100 m 3
Altura correspondiente 3.44 m
d = 3.44 – 3.35 = 0.09 m
MÉTODO HIDROLÓGICO
ESCURRIMIENTO DE 20 mm
Vol.Esc. = 0.020 m x 360000 m 2 = 7200 m 3
Volumen total = 52500 +7200 = 59700 m 3
Altura correspondiente 3.51 m
d = 3.51 – 3.35 = 0.16 m

4. Predicción del escurrimiento
4.1. Caudal pico de escurrimiento

Selección del método de cálculo
• Si TdeC < 20’ Método Racional
• Si TdeC > 20’ y Ac > 400 há Método S.C.S.
• Si TdeC > 20’ y Ac < 400 há Ambos métodos

Método Racional
(C.E.Ramser, 1927)

•Conceptos básicos
•Supuestos en que se basa
Q MAX
3
(m
/s) =
C.
I(m/h).
3600
A(m
2
)

Coeficiente C: Para obtener el coeficiente de escorrentía
“C” de tablas, es necesario estimar la pendiente de la
cuenca y fijar el período de retorno a utilizar
Pendiente ∑
=
L.
C.
N x IV
Area Cuenca
Período de Retorno (T)
T
=
1
−
(1
1
−
(1/vu)
r)
L.C.N. = Longitud de las curvas de nivel (m)
I.V. = intervalo vertical (m) entre las curvas de nivel
Area de la cuenca (m 2 )
T = Período de retorno
r = Riesgo asumido
vu = Vida útil de la obra

Criterios de diseño generalizado para estructuras de control de agua
(Período de Retorno)
1. Presas con poca probabilidad de pérdida de vidas
Vol (m 3 * 10) Altura (m) P.R. (años)
1.1. Presa pequeña 60 - 1.250 7.60 – 12.20 50 – 100
1.2. Presa mediana 1.250 - 61. 650 12.20 - 30.50 100 - +
1.3. Presa grande 61.650 - + 30.50 - + E.L.V.
2. Alcantarillas 5 – 10
3. Drenaje agrícola 5 – 50
Fuente: adaptados de Chow, V.T., Hidrología Aplicada

Período de Retorno
Para tajamares y presas de menos de 5 m de altura:
Tr = 50 años
Fuente: DINAGUA – Manual para diseño y construcción de
pequeñas presas

Coeficientes de escorrentía “C” para ser
usados en el Método Racional.
Características de la superficie Período de retorno (años)
Area de cultivos
2 5 10 25 50 100 500
Plano, 0-2% 0.31 0.34 0.36 0.40 0.43 0.47 0.57
Promedio, 2-7% 0.35 0.38 0.41 0.44 0.48 0.51 0.60
Pendiente, superior a 7% 0.39 0.42 0.44 0.48 0.51 0.54 0.61
Pastizales
Plano, 0-2% 0.25 0.28 0.30 0.34 0.37 0.41 0.53
Promedio, 2-7% 0.33 0.36 0.38 0.42 0.45 0.49 0.58
Pendiente, superior a 7% 0.37 0.40 0.40 0.46 0.49 0.53 0.60
Bosques
Plano, 0-2% 0.22 0.25 0.28 0.31 0.35 0.39 0.48
Promedio, 2-7% 0.31 0.34 0.36 0.40 0.43 0.47 0.56
Pendiente, superior a 7% 0.35 0.39 0.41 0.45 0.48 0.52 0.58
Fuente: Chow, V.T., 1994. Hidrología aplicada. Los valores son los utilizados en Austin, Texas.

Tormenta de diseño Es la máxima
intensidad de lluvia (I) para una duración
igual al tiempo de concentración (Tc) de
la cuenca, para un determinado período
de retorno (T)

TIEMPO DE CONCENTRACIÓN
1. Método de V. T. Chow
Velocidad del agua en función de la cobertura y la pendiente
Condiciones de la superficie Pendiente (%)
Flujo no concentrado
0 - 3 4 - 7 8 – 11 12 - +
Bosques 0 - 0.46 0.46 - 0.76 0.76 - 0.99 0.99 - +
Pasturas 0 - 0.76 0.76 - 1.07 1.07 - 1.30 1.30 - +
Cultivos 0 - 0.91 0.91 - 1.37 1.37 - 1.67 1.67 - +
Pavimentos 0 - 2.59 2.59 - 4.11 4.11 - 5.18 5.18 - +
Flujo concentrado
Canales naturales mal definidos 0 - 0.61 0.61 - 1.22 1.22 - 2.13 2.13 - +
Canales naturales bien definidos Calcular por fórmulas
Tc = D / V

2.1 Método de Ramser y Kirpich (para flujo concentrado)
Tc = 0.0195 L 0.77 S -0.385
Tc - tiempo de concentración (minutos)
L - longitud hidráulica de la cuenca en (m) (mayor trayectoria de flujo)
S - pendiente (m/m)
2.2 Método del S.C.S. (para flujo no concentrado)
Tc = 0.91134 * ∑ (L k (S -0.5 ))
Tc - tiempo de concentración (horas)
L - longitud hidráulica de la cuenca en (Km) (mayor trayectoria de flujo)
S - pendiente (%)
K - coeficiente de cobertura del suelo

Coeficiente K del método del SCS
Cobertura del suelo K
Bosques con espeso mantillo sobre el suelo 3.953
Barbecho de hojarasca o cultivos de mínimo laboreo 2.020
Pasturas 1.414
Cultivos en línea recta 1.111
Suelo prácticamente desnudo y sin arar 1.000
Vías de agua empastadas 0.666
Área impermeable 0.500

V =
gH
Onda de tránsito en el tajamar
donde:
V - Velocidad de la onda en el tajamar (m/s)
g - Aceleración de la gravedad (9.81 m/s 2 )
H - Profundidad media del tajamar (m)
Tiempo de concentración total
Tc = Tiempo en la cuenca + tiempo en el lago

Curvas Intensidad, Duración, Frecuencia (IDF)

V esc = m 3
Q máx = m 3 /s
Tc = horas
Caudal pico de escorrentía
Q MAX
3
(m
/s)
=
C.
I(m/h).
3600
A(m
2
)
Volumen total de escorrentía
V =
esc
4810
x
Q
max
x
Tc

Ejemplo
• Área de la cuenca: 36 has
• Pendiente promedio: 5%
• Cobertura del suelo: pasturas naturales
• Máximo recorrido del flujo: 775 m
• Ubicación: NEC

Coeficiente C de escurrimiento
Características de la superficie Período de retorno (años)
Area de cultivos
2 5 10 25 50 100 500
Plano, 0-2% 0.31 0.34 0.36 0.40 0.43 0.47 0.57
Promedio, 2-7% 0.35 0.38 0.41 0.44 0.48 0.51 0.60
Pendiente, superior a 7% 0.39 0.42 0.44 0.48 0.51 0.54 0.61
Pastizales
Plano, 0-2% 0.25 0.28 0.30 0.34 0.37 0.41 0.53
Promedio, 2-7% 0.33 0.36 0.38 0.42 0.45 0.49 0.58
Pendiente, superior a 7% 0.37 0.40 0.40 0.46 0.49 0.53 0.60
Bosques
Plano, 0-2% 0.22 0.25 0.28 0.31 0.35 0.39 0.48
Promedio, 2-7% 0.31 0.34 0.36 0.40 0.43 0.47 0.56
Pendiente, superior a 7% 0.35 0.39 0.41 0.45 0.48 0.52 0.58

Tiempo de concentración
Velocidad del agua en función de la cobertura y la pendiente
Condiciones de la superficie Pendiente (%)
Flujo no concentrado
0 - 3 4 - 7 8 –11 12 - +
Bosques 0 - 0.46 0.46 - 0.76 0.76 - 0.99 0.99 - +
Pasturas 0 - 0.76 0.76 - 1.07 1.07 - 1.30 1.30 - +
Cultivos 0 - 0.91 0.91 - 1.37 1.37 - 1.67 1.67 - +
Pavimentos 0 - 2.59 2.59 - 4.11 4.11 - 5.18 5.18 - +
Flujo concentrado
Canales naturales mal definidos 0 - 0.61 0.61 - 1.22 1.22 - 2.13 2.13 - +
Canales naturales bien definidos Calcular por fórmulas
775 m / 0.86 ms -1 = 901 s = 15 min 01 s = 0.25 h

Intensidad máxima de la lluvia
80 mm

1.3
50

0.33
0.25

P(d,Tr) = P(3,10) * CT(Tr) * CD(d)
I (mm/h) = P(d,Tr) / d
P(0.25,50) = 80 * 1.30 * 0.33 = 34 mm
I = 34 / 0.25 h = 136 mm/h = 0.136 m/h

Q MAX
3
(m
/s)
C.
I(m/h).
3600
Q = 0.45 * 0.136 m/h * 360.000 m 2 / 3600
Qmáx = 6.120 m 3 /s = 6120 l/s
V =
esc
=
4810
Q
max
Tc
2
A(m
Vol total = 4810 * 6.120 * 0.25 = 7.359 m 3
x
x
)

Método del S.C.S.

Números de las curvas de escurrimiento para complejos hidrológicos cubierta- suelo
para antecedentes de condiciones de lluvia e Ia =0.2S
Uso del suelo o cubierta Método o tratamiento Condición hidrológica
Grupo hidrológico de suelo
A B C D
Barbecho Surco recto ________ 77 86 91 94
Cultivo en surcos
Grano pequeño
Leguminosas sembradas al
voleo o pradera de rotación
Surco recto Deficiente 72 81 88 91
Surco recto Buena 67 78 85 89
Cultivo en contorno Deficiente 70 79 84 88
Cultivo en contorno Buena 65 75 82 86
Terraza Deficiente 66 74 80 82
Terraza Buena 62 71 78 81
Surco recto Deficiente 65 76 84 88
Surco recto Buena 63 75 83 87
Cultivo en contorno Deficiente 63 74 82 85
Cultivo en contorno Buena 61 73 81 84
Terraza Deficiente 61 72 79 82
Terraza Buena 59 70 78 81
Surco recto Deficiente 66 77 85 89
Surco recto Buena 58 72 81 85
Cultivo en contorno Deficiente 64 75 83 85
Cultivo en contorno Buena 55 69 78 83
Terraza Deficiente 63 73 80 83
Terraza Buena 51 67 76 80

Uso del suelo o cubierta Método o tratamiento
Pastizal o terreno de pastoreo
Condición
hidrológica
Grupo hidrológico de
suelo
A B C D
Deficiente 68 79 86 89
Regular 49 69 79 84
Buena 39 61 74 80
Cultivo en contorno Deficiente 47 67 81 88
Cultivo en contorno Regular 25 59 75 83
Cultivo en contorno Buena 6 35 70 79
Pradera (permanente) Buena 30 58 71 78
Forestal (terrenos agrícolas
con árboles)
Deficiente 45 66 77 83
Regular 36 60 73 79
Buena 25 55 70 77
Granjas 59 74 82 86
Carreteras y derecho de vía
(superficie dura)
74 84 90 92

Grupo de
suelo
A
Definición de los grupos de suelo
Descripción
Potencial mínimo de escurrimiento. Incluye arenas profundas con muy
poco limo y arcilla, y también rápidamente permeables
B Potencial de escurrimiento moderadamente bajo. La mayor parte son
suelos arenosos menos profundos que en A, loess menos profundos o
menos agregados que en A, pero el grupo como un todo tiene infiltración
arriba del promedio después de una humectación completa.
C Potencial de escurrimiento moderadamente alto. Comprende suelos
poco profundos y suelos que contienen gran cantidad de coloides y
arcilla, aunque en menor grado que en los del grupo D. La infiltración en
este grupo es inferior al promedio después de la presaturación.
D Potencial de escurrimiento máximo. Incluye principalmente arcillas con
un porcentaje alto de hinchazón, pero también algunos suelos someros
con sub-horizontes casi impermeables cerca de la superficie
Razón final de
infiltración
(mm/h)
8 – 12
4 - 8
1 - 4
0 - 1

1. Volumen de escorrentía
V
esc
=
(P
P
(TC12/7)
(TC12/7)
− 0.2 S)
+ 0.8 S
S =(25400 / NC) -254
2
x
Ac
x 10
P (Tc 12/7) = precipitación con d = Tc x 12/7 (mm)
V esc = Volumen escurrido (m 3 )
Ac = Área de la cuenca (há)
NC = Número de curva
S = Retención máxima (mm)

q
max
Q max
2. Caudal máximo
(1.223 − (0.2s/P
= 0.786
(1.223 + (0.8S/P
qmax
= 0.310
Tc
x
P
Tc
x
Ac
(Tc)
)
(Tc)
2
)
x 10
−2
q max = caudal unitario específico (m 3 /s/mm/ha)
Q max = Caudal máximo (m 3 /s)
P (Tc) = Precipitación con d = Tc (mm)
Tc = Tiempo de concentración (horas)

EJEMPLO DE CALCULO DE QMax y Vesc
UBICACIÓN – Paysandú
AREA: 500 hás
VEGETACIÓN: pasturas
TC: 1.3 h
TIPO DE SUELO: C

NC = 74 S = (25400/74)- 254 = 89
TC * 12/7 = 1.3 * 12/7= 2.23h
CD (2.23) = 0.88 CD (1.3) = 0.69 CT (25) = 1.18
P(2.23; 50) = 90*0.88*1.30 =103mm
P(1.30;50) 90 * 0.69 * 1.30 = 81mm
V esc = (103 – 0.2 * 89) 2 * 500 * 10 = 208354 m 3
(103 + 0.8*89)
qmax = 0.786 * ( 1.223 – 0.2*89/81) 2 = 0.375 m 3 /s/mm/há
1.223 + (0.8 * 89 / 81)
Qmax = 0.310 * 0.439/1.3 *81 * 500/100 = 36.23 m 3 /s

Dimensionamiento del vertedero de máximas
t
4h
b
a
a
Q = A x V A = Q /V
Fórmula de Manning
V(m/s) = 1/n x R 2/3 x s 1/2
s = ((V x n)/R2/3) 2
h
4h

VALORES DE “n” FORMULAS DE MANNING Y KUTTER
(Seleccionados de King, H.W., 1954)
SUPERFICIE
CONDICION DE LAS PAREDES
BUENA REGULAR MALA
En tierra, rectos y uniformes 0.020 0.0225 0.025 *
En roca, lisos y uniformes 0.030 0.033 * 0.035
En roca, con salientes, sinuosos 0.040 0.045
Sinuosos de escurrimiento lento 0.025 * 0.0275 0.030
Dragados en tierra 0.0275 * 0.030 0.033
Lecho pedr, bord. tierra y maleza 0.030 0.035 * 0.040
Plantilla de tierra, taludes ásperos 0.030 * 0.033 * 0.035
* Valores corrientemente usados en la práctica

Determinación del caudal específico (q) en el canal vertedero
Velocidades máximas en suelos empastados
Cubierta vegetal Velocidad (m/s)
Escasa < 1,0
Por siembra 1,0 – 1,2
Variable 1,2 – 1,5
Bien establecida 1,5 – 1,8

Caudal Específico
9.2
E=0.32
Ejemplo
s = 1% = 0.01
n = 0.033
s/n 2 = 0.01/0.033 2 = 9.2

0.13
Caudal Específico
9.2
V

H v
B
Laminado de la avenida extraordinaria
E
H t
Canal Vertedero
V max
H v
H presa H revancha
V max
E
Canal Vertedero
n
H t
H v
s

Q
Qmax
V L
V ESC
Qv max
V L = V (HV + E) – V (Hv)
QV max = ( 1 – V L / V esc ) Q max
Tb t
Hv : Cota de inicio de vertido (m)
E : Lámina máxima de vertido (m)
V(H) : Función de volumen de almacenamiento (m 3 )
V L : Volumen laminado (m 3 )
V esc : Volumen de escorrentía (m 3 )
Q max : Caudal máximo de la avenida extraordinaria (m 3 /s)
Qv max : Caudal máximo vertido (m 3 /s)

Cálculo del caudal vertido
V L = V (HV + E) – V (Hv)
V VL = V (3.44 + 0.2) – V (3.44Hv)

3,64
altura(m)
4
3,5
3,44
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
CURVAS ALTURA/AREA-VOLUMEN
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000
m3/m2
56100
AREA
VOLUMEN
65500

Cálculo del caudal vertido
V L = V (HV + E) – V (Hv)
V L = V (3.44+0.20) – V (3.44Hv)
V L = 65.500 – 56.100 = 9.400 m 3
QV max = ( 1 – V L / V esc ) Q max
QV max = ( 1 – 9.400 / 7.359 ) * 6.120 = -1.7
Se debe recalcular utilizando un valor menor de “E”, p.ej. 0.10 m

3,44
altura(m)
4
3,5
3,54
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
CURVAS ALTURA/AREA-VOLUMEN
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000
m3/m2
56100 61000
AREA
VOLUMEN

0.05
Caudal Específico
9.2
V

Recálculo del caudal vertido
V L = 61.000 – 56.100 = 4.900 m 3
QV max = ( 1 – 4.900 / 7.359 ) *6.120 = 2.04 m 3 /s

B
Determinación del ancho del vertedero
=
Qv
max
q
B = Ancho del vertedero (m)
Qv max = Caudal vertido máximo (m 3 /s)
q = Caudal específico por unidad de canal (m 3 /s/m)
B = 2.04 m 3 /s = 40 m
0.05 m 3 /s/m

Borde libre
El borde libre depende de la altura de la ola
Fórmula de Hawksley h(m) = 0.0138 x f 1/2 (m)
cortina Espejo del lago
FETCH

Borde Libre recomendado en función del fetch
2 * ho 1.5 * ho
Fetch BL normal BL mínimo
200 0.40 0.30
300 0.35
400 0.55 0.40
600 0.70 0.50
800 0.80 0.60
1000 0.90 0.65
1200 1.00 0.70
1400 1.20 0.90
1600 1.50 1.20
4000 1.80 1.50
8000 2.40 1.80
16100 3.00 2.10
Unidad de Hidrología
Manual DINAGUA

Altura definitiva de la cortina
Máximo nivel dinámico
Máximo remanso estático
Borde libre neto
d
Vertedero de
máximas
h

Altura definitiva de la cortina
• Altura para el volumen útil (Máx. Rem. Estático) (surge de
Balance del tajamar.xls)
• Distancia "d" entre vertederos de mínima y de máxima.
• Tirante “h” o “E” (Máximo Nivel Dinámico)
• Borde libre neto o revancha
En el ejemplo: 3.35 + 0.09 + 0.10 + 0.35 = 3.89 m

ANCHO DE CORONAMIENTO
Ancho mínimo C= 1.1 √H + 0.91
C fijo C en función de H
C = 1.1 * √3.89 + 0.91 = 3.08 m

RELACIÓN DE TALUDES
C
2:1 3:1

Corte transversal (en la máxima altura)
3.89 * 2 = 7.78
3.89
3.08
3.89 * 5 + 3.08 = 22.53
3.89 * 3 = 11.67

DENTELLON
H
d
w
1) Bureau of Reclamation
W = H – d ∴ H = W + d
H - Carga de agua
W - Ancho del dentellón
d - Profundidad del dentellón

2a. – Gradiente crítico
2) Facultad de Ingeniería
γd ≥ 3H γd - densidad del suelo seco imperturbado ≅ (D. ap.)
γw L γw - densidad del agua (1)
2b. – Longitud equivalente
H - carga
L - longitud que recorre el flujo
L V + 1/3 L H ≥ C * H L V – Longitud vertical
L H – Longitud horizontal
C - Coeficiente depende del tipo de suelo.
(arcilloso C = 2 a 3)

Medidas del dentellón – recomendación empírica
5 – 6 m
3 m
0.75 m
Termina en una cota tal
que nunca tenga más de
1.5 m de agua por encima

Eje de la cortina
5
Máx. altura cortina
MND
NNE
Dentellón
Toma
Vertedero
Bigote
4,5
4 3
1.50 m
2
1
0,5
0
.15 .15 .15
12
9 6
0,5
cota
de
toma
3
Dentellón
1
2
3
Volumen útil
Coronamiento
5 máxima altura de cortina
4,5 máximo nivel dinámico
4 máximo nivel estático
6
5
4
3
2
1
0

CÁLCULO DEL VOLUMEN DE TIERRA
1. Cálculo aproximado en el campo
C
h
B
L
V = (B+C)/2 * h * L/3

CÁLCULO DEL VOLUMEN DE TIERRA
2. Cálculo definitivo en gabinete
d1 d2 d3 d4 d5
h1
h5
h4
h2 h3
C
B
S3
h3
h4
d3
S4
V1 = S1 + S2 * d1
2
V. total= ∑ V. parciales

C
CÁLCULO DEL VOLUMEN DE TIERRA
Volumen altura extra = L * C * (0,1 H) / 2
0.1 H
Después de la compactación
L

CÁLCULO DEL VOLUMEN DE TIERRA
• Volumen total
V. Desmonte
V. Dentellón
V. V. Terraplén
V. Vertedero(*)
V. 10 % altura extra

CÁLCULO DEL VOLUMEN DE AGUA
h
Cálculo aproximado en el campo
l
f
V = (l * h )/2 * f/3

Obras accesorias
-Descarga de fondo: - Obras grandes
- Limpieza
- 200 - 250 mm ø (se calcula por fórmulas)
- collarines de mampostería
- compuerta
- debilita la estructura
-Toma de agua - Bebederos, no al acceso directo
- 1m del fondo, con filtro
- 1 - 1.5"ø (se calcula por fórmulas)
- collarines de goma

Toma de agua para abrevadero o riego por gravedad
Vertedero
de
máximas
Vertedero de
mínimas
Toma de agua
Descarga de
fondo
Descarga de fondo
Filtro
Toma de agua
Canal
natural
Bebedero
Vertedero de
máximas

Filtros - Tanque de 200 l con grava
lata de 5 l con malla
Alambrados Contaminación del agua con heces
Pisoteo
Cortinas de árboles - Perpendiculares a los vientos dominantes
- efecto del oleaje
Orillas empastadas - Filtrado de materiales en suspensión de la
escorrentía

- Traílla agrícola (la más indicada)
- Motoniveladora
- Retroexcavadora
- Bulldozer
Maquinaria a utilizar
- Pala de buey

TALÓN DE IMPERMEABILIZACIÓN
h
h
Límite superior de las
filtraciones
h/3
Límite superior de las
filtraciones
Arena fina
Arena
gruesa
Grava

Nro de presas
35
30
25
20
15
10
5
0
Problemas constatados en represas
30
23
11 10 10 9
8
Problemas
6
4
3
2
Total encuestadas
El efecto de las olas ha
socavado el talud
Problemas de infiltración
Deslizamiento de taludes
Falto riego en alguna zafra
Las olas han afectado el
coronamiento de la represa
Socavación en el vertedero
Agua a la salida de la toma
Fisuras en la represa
Fue sobrepasada alguna
vez
Dificultades en la operación
de la compuerta

Resumen
1. Dimensiones del embalse
• Selección de un pluviómetro representativo de la cuenca y obtención
de por lo menos los últimos 30 años de registros mensuales de lluvia.
• Caracterización de la demanda mensual de agua, por ejemplo para un
cultivo, a través del consumo por hectárea y por mes, área sombreada y
eficiencia del sistema de riego.
• Selección del tanque evaporímetro representativo del embalse.
• Determinación del volumen mensual de escurrimiento de la cuenca de
aporte (Método de Temez). Es necesario determinar el Agua
disponible de los suelos de acuerdo al tipo de suelo.
• Determinar el grado de cumplimiento de la demanda a través de un
balance hídrico en el embalse, caracterizado éste por las cotas de toma
y de vertido.

Resumen
2. Dimensiones del vertedero canal y altura de la represa
• Determinación del tiempo de concentración de la cuenca.
• Determinación del período de retorno que caracteriza la
avenida extraordinaria que se utiliza para diseñar la obra de
vertido (50 años).

Resumen
3. Construcción del tajamar(1)
1. Fijar un mojón como cota de referencia fuera de la obra.
2. Marcar el eje de la cortina
3. Hacer cateos a lo largo del eje y en el vaso del lago
4. Marcar la planta de la cortina. En cada punto (C/2+3H)
hacia aguas arriba y (C/2+2H) hacia aguas abajo.
5. Desmontar dicha planta, hasta toda la profundidad del
horizonte A. (15–30 cm)
6. Excavar el dentellón de anclaje.
7. Volcar el material arcilloso a lo largo del eje de la cortina.

Resumen
3. Construcción del tajamar(2)
9. Determinar las zonas de préstamo. Deben estar cerca de la cortina,
preferentemente dentro del vaso del lago (si el cateo muestra que
así se puede hacer), pero contra las orillas y no en las zonas más
profundas del mismo.
10. Se levanta la cortina aplicando capas finas (10-15 cm),
esparciéndolas y compactándolas. Se rellena el dentellón con
material pesado, los materiales más porosos se vuelcan al pie de
cortina. Se tratará de utilizar el material más arcilloso para el
núcleo en el eje de la cortina.
11. El material de excavación para el(los) vertedero(s) de máxima, se
utilizará para la cortina y el bigote.
12. Se termina con el coronamiento 10% más alto en el centro que en
las puntas.
13. Se vuelca el material vegetal sobre la cortina

Zona: Palomas, departamento de Salto.
Cuenca: 130 ha
Volumen: 350.000 m 3
Destino: Riego de 30 ha de arroz
Vertedero diseñado: 50 m
Vertedero construido: 20 m
Motivo: “Se hizo en el 2005 y como venía lloviendo
poco no se preocuparon por terminarla. Aparte, los
últimos 3 años no se llenaba”

Zona: Afluente arroyo Mandiyú, Artigas.
Destino: Riego de 40 ha de arroz
Cuenca: Muy grande
Motivo: “Se rompió en el 2008 porque el vertedero
era insuficiente, pero no se reparó porque un
vertedero adecuado era excesivamente caro”