Tema-29-Hidrotecnias

Tema 29. Introducción. Sistema Corrector deuna Cuenca.

Cuenca derecepciónGargantaPuebla de Valles.Río Jarama. Guadalajara.Julio 2003Cono dedeyección

Obras transversalesHidráulica TorrencialObras longitudinalesCaucesObras transversalesHidráulica FluvialObras longitudinales

EFECTOS DE LAS OBRAS TRANSVERSALES.1)Disminución de la velocidad de las aguas por embalsede las mismas. Pérdida de energía viva. Depósito desuspensiones y acarreos.2) El cauce se “levanta” hasta alcanzar la pendiente deequilibrio para el caudal líquido. Los depósitos formanun aterramiento en el paramento aguas arriba del dique.3) Aumento del tiempo de concentración de la onda deavenida.4) Si se produce la regulación del torrente se consiguela estabilización del cauce. A este tipo de obras se lasdenomina por esto, estructuras de fijación.

ETAPAS DE FUNCIONAMIENTO DE UN DIQUE.I ETAPA.Dique sin aterrarFuerza actuante desfavorable, E (empuje hidrostático)II ETAPA. Dique colmatado pero sin consolidación de los sedimentosAtenuación del empuje hidrostático por medio de los mechinales del cuerpo de la obraIII. ETAPAComienza la consolidación y el nuevo lecho con la pendiente de equilibrio

EFECTOS HIDROLÓGICOSDE LOS DIQUESSOBRE EL COMPORTAMIENTOHIDRÁULICO DE LA CORRIENTE• AGUAS ARRIBA DEL DIQUE– DEPÓSITO DE SEDIMENTOS (Retención total óselectiva)– ELEVACIÓN DEL LECHO, ENSANCHAMIENTO DE LASECCIÓN Y REDUCCIÓN DE LA PENDIENTE– ALMACENAMIENTO DE AGUA– (Coadyuva a laminación; recarga de acuíferos)• AGUAS ABAJO DEL DIQUE– FLUJO CON ALTA CAPACIDAD EROSIVAY DE TRANSPORTE(Control con estructuras de disipación)

EFECTOS HIDROLÓGICOS DE LOS DIQUES (II)FUNCIONALES• RETENCIÓN DE SEDIMENTOS• CONSOLIDACÍON DE LECHO YLADERAS INESTABLES• RECARGA DE ACUÍFEROS• LAMINACIÓN• CONTROL DE ALUDES

EFECTOS HIDROLÓGICOS DE LOS DIQUES (III)SOBRE INFRAESTRUCTURAS• DEFENSA DE PUENTES, DRENAJES,ENCUAZAMIENTOS EINFRAESTRUCTURAS VIÁRIAS• PROLONGACIÓN DE LA VIDA ÚTIL DEEMBALSES• REDUCCIÓN DE LOS EFECTOSNEGATIVOS DE CIRCULACIÓN DECAUDALES LÍQUIDOS Y SÓLIDOS ENENTORNOS URBANOS YPERIURBANOS

EFECTOS HIDROLÓGICOSDE LOS DIQUES (IV)AMBIENTALES• ALTERACIÓN DE LA DINÁMICAMORFOLÓGICA DE BARRANCOS,TORRENTES Y RAMBLAS• ALTERACIÓN DE LATRANSITABILIDAD PARA LAICTIOFAUNA

EJEMPLOSBARRANCO DE ARRATIECHO. BIESCAS (HUESCA)1902 1910

EJEMPLOSBARRANCO DE ARRATIECHO. BIESCAS (HUESCA)

EJEMPLOSCABECERA DE LA RAMBLA DE “EL CORTIJILLO”ESFILIANA (GRANADA)1946 1930 1932

EJEMPLOSTORRENTE DE ARÁS. BIESCAS (HUESCA)1955 19701930

EJEMPLOSTORRENTE DE ARÁS. BIESCAS (HUESCA)1997 2001

GENERALIDADES DE LAS OBRAS TRANSVERSALES1)Solución más simple y eficaz. Utilización extendida2) Perfil más conveniente. Sección Trapezoidal Variedades3) Materiales de construcciónMampostería hidráulicaHormigón ciclópeo y posterior chapeado de rocaMampostería gavionada (red de drenaje secundaria)Mampostería en secoPostes y tablones de madera (red de drenaje secundaria y riberas de ríos)Estructuras metálicas (problemática nival)Obras mixtas4) Limitación de 15 m de altura incluyendo la cimentación

heSección centralde un dique.nH1ParámetrosgeométricosB

CONDICIONANTES DE CALCULO.1) NO DEBEN PRODUCIRSE TENSIONES DETRACCION.CONDICION DE NO VUELCO2) LA OBRA NO DEBE DESLIZARCONDICION DE NO DESLIZAMIENTO3) LAS TENSIONES DE COMPRESION HAN DE SERMENORES QUE LAS ADMISIBLES POR ELTERRENO

heSección centralde un dique.nH1ParámetrosgeométricosB

DIQUE DE CORRECCIÓN. Obra vistaTronerasAlaVertederoAlaObra vista

DIMENSIONES DE LA OBRA VISTAAltura, H•Se fijará según el problematorrencial a corregir.•Se estudiará en la seccióntransversal donde se ubiqueprocurando ajustarse a la geometríadel terreno.•En un dique de consolidación Seprocurará la necesaria para un buenfuncionamiento•En un dique de retención Seestablece la máxima posible queretenga el mayor número dematerialH

ehEHPn1B

PoehHEPSpB

PwPHipótesis I.Talud aguas arribainclinadoE

DIMENSIONES DE LA OBRA VISTAEspesor en coronación, ePara obtener su expresión se unasección en la coronación del dique (A-A´) y se estudia el deslizamientoe=γ · h · cγ s · fc E = P·fec·γ·x·(h + x/2) = γ s·(e·x + ½·x 2·tgα)·fsdonde,e, es el espesor en coronación (m)x, es la distancia coronación-sección A-A´γ y γ s, son los pesos específicosγ de la suspensión y de la fábrica (k/m3)α, es el ángulo del taludf, es el coeficiente de rozamiento fábricafábricac, es un coeficiente de seguridad (1,0 – 1,3)h, es la altura de la lámina vertiente (m)EhxPA A´α

DIMENSIONES DE LA OBRA VISTAAltura del vertedero, h = 32q2b • ghP0eEspesor en coronación,h • γe ≥γ • fEspesor en la base, B = a·H + ea = tg αsHEPSpB

Manubles (Zaragoza). Marzo 2005heb

PPSolicitaciones y sus brazos de cálculo(hipótesis II)= e • •0h( )a• H+2e2γ= H•γsXP ( )X( P0)=( 4aH+ e)2( a•H+e) + e( a•H+e)=2 3 ( a•H+ 2•e)6−e2E⎛ H= H + h ⎜⎝⎞⎟⎠ γH(H + 3h)X(E)=2 3( H + 2h)⎛ a•H+e⎞Sp = ( H+h) γ 0• k⎜⎝ 2⎟⎠X( SP)=( )aH +3e

Cimentación

DIMENSIONES DE LA CIMENTACIONDatos básicos.1) Asentamiento en el terreno.Tipo de materiales del cauce y de los taludes de las márgenes de lasección 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 lalongitud de la cimentación (L c )3) Se sabrá con anterioridad a los cálculos la tensión de compresiónadmisible 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 sepodrá sustituir si no se consiguen cumplir los condicionantes de cálculo.5) La cimentación se podrá prolongar en una longitud conveniente paraevitar las socavaciones al pié de la estructura. Esta longitud puede ser elcomienzo de la solera del conjunto disipador, de un encachado o de unzampeado.

Solicitaciones y sus brazos de cálculopara calcular la cimentación.Alcance de la lámina vertienteLongitud de cimentaciónSubpresiónD = 2 H • h + hLc ≥ D+e2la⎛ Lc ⎞⎛ ⎞⎜ c + ⎟c= n − • n lb = n − ⎜ 3 ⎟ • nLc⎜⎜⎜⎜2c+ ⎟ ⎟⎟⎟⎜ Lc2c⎟⎝ 3 ⎠+⎝ 3 ⎠

Solicitaciones y sus brazos de cálculopara calcular la cimentación.Alcance de la lámina vertienteD =2 H•h+hLongitud de cimentaciónLc ≥ D+e2

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

2ª hipótesis: reparto lineal de las subpresionesOEs el caso mas admitido según la recta M´y N. que dealgún modo cubriría las curvas de reparto que seencuentran en la práctica. Emplenado semejantehipótesis la resultante pasa por el tercio de aguas arribade MN y su intensidad es:m·γMNS=z2p2M´Dicha resultante pasa por el centro de gravedad, K, deltriángulo OMN, como las fuerzas que forman el sistema

Solicitaciones y sus brazos de cálculopara calcular la cimentación.Subpresiónla⎛⎞⎜ c ⎟= n − ⎜ • n⎜ Lc2c⎟ ⎟⎟ +⎝ 3 ⎠⎛ Lc ⎞⎜ c + ⎟lb = n − ⎜ 3 ⎟ • n⎜ Lc2c⎟+⎝ 3 ⎠

Solicitaciones y sus brazosde cálculo para calcular lacimentación.ExcentricidadeLc≤ 6∑∑e m Lc MA Lc= − = −2 F 2VTensiones de compresión que soporta el sueloσ B∑ FV ⎛ 6e⎞= • ⎜ 1 + ⎟Lc ⎝ Lc⎠σ A∑ FV ⎛ 6e⎞= • ⎜ 1 − ⎟Lc ⎝ Lc⎠1σ = ( 3 σ + σ ) → σ > 0m B A A4• • •( • )Condición de deslizamiento1σ = 3 σ → σ < 0m B A4∑FHfzapata∑ F≤ −Vterreno

Solicitaciones y sus brazos de cálculo paracalcular la cimentación.Solicitaciones y brazos⎛ H ⎞E = H + h ⎜⎝ 2⎟⎠ γP= e • • γ0h1X ( E)= ( H + h)+3eX ( P 0) =2h cP= e • H • γeX ( P 11) =11 s2P12=( B − e) • H • γs21X ( P 12) = ( B − e)+ e3P2= L c• h c• γsLcX ( P 2) =2⎛ la + lb ⎞Sp = • Lc • γ 0• k⎜⎝ 2⎟⎠Lc • (2lb+ la)X(Sp)=3 • ( la + lb)

Solicitaciones y sus brazos de cálculo paracalcular la cimentación.ExcentricidadeLc≤ 6∑∑e m Lc MA Lc= − = −2 F 2VTensiones de compresión que soporta el sueloσ B∑ FV ⎛ 6e⎞= • ⎜ 1 + ⎟Lc ⎝ Lc⎠σ A∑ FV ⎛ 6e⎞= • ⎜ 1 − ⎟Lc ⎝ Lc⎠1σm = σB + σA → σA>4•( 3• ) 0•( • )Condición de deslizamiento∑FHfzapata∑ F≤ −V1σm = 3 σB → σA< 04El proyectoterrenoen gabinete

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

Otros tipos de diques

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

Dique con estructura reticular. Venezuela

Diques enJapon

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

Dique selectivo en Davos (Suiza). Mayo 2008

Davos (Suiza)2008

Davos (Suiza)2008

El dique vacio. Una solución española

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

Otros materiales

Mampostería gavionada. Perfiles

Detalle constructivo demampostería gavionada

SISTEMA CORRECTORObras civiles – AlbarradaActuación propuestaMampostería gavionada4m1m1m0.5m1m− establecimiento de un perfil de equilibrio ocompensación que controle la erosión en ellecho de la cárcava.− frenar el avance de la cárcava posibilitando eldrenaje a través de la estructura gavionadaPresupuesto: 923,30 €Plazo: 4 días