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Articulo de referencia

Presa de retención

Una presa de retención es una presa construida para captar la escorrentía superficial y el flujo de agua de los arroyos para regular el flujo de agua en las áreas debajo de la p...

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Una presa de retención es una presa construida para captar la escorrentía superficial y el flujo de agua de los arroyos para regular el flujo de agua en las áreas debajo de la presa. [ 1 ] Las presas de retención se utilizan comúnmente para reducir los daños causados ​​por inundaciones o para gestionar el caudal a través de un canal. [ 2 ] Las presas de retención también se pueden construir para recargar el agua subterránea y retener sedimentos . [ 2 ] Las presas de retención son una de las tres clasificaciones de presas: presas de almacenamiento, presas de derivación y presas de retención. [ 2 ] Las presas de almacenamiento almacenan agua durante períodos prolongados para riego , ganado , suministro de agua municipal, recreación y generación de energía hidroeléctrica . Las presas de derivación elevan el nivel del agua para redirigirla a un lugar designado. El agua desviada generalmente abastece sistemas de riego o embalses . [ 2 ]

Propósitos

Las personas construyen presas de retención con fines que incluyen: control de inundaciones , restricción del caudal , reposición de aguas subterráneas y retención de sedimentos. [ 2 ] Las presas de retención son comunes en áreas propensas a inundaciones para el control de inundaciones. Una presa de retención se construye a una elevación por encima de la zona propensa a inundaciones. El agua de la inundación se acumula en la cuenca sobre la presa y se libera a un caudal que la zona de inundación y el canal pueden acomodar. Los canales pueden incluir diques, canales, arroyos, tuberías de drenaje y ríos. La cuenca sobre una presa de retención de inundaciones debe permanecer en el nivel de agua más bajo para evitar el desbordamiento. [ 2 ] El desbordamiento ocurre cuando el nivel del agua detrás de la presa excede la altura de la cresta de la presa. [ 3 ] La cresta de la presa es el borde superior de la presa. El desbordamiento es causado por inundaciones extremas u olas severas. Las olas severas pueden ser resultado de fuertes vientos, deslizamientos de tierra y terremotos. [ 3 ] El diseño de la presa de retención debe tener en cuenta la probabilidad de que se produzca un desbordamiento y diseñarse en consecuencia. Las presas de retención construidas para restringir el caudal regulan la cantidad de agua liberada en los canales. [ 2 ] Las presas de retención utilizadas para reponer el agua subterránea o subsuperficial retienen la escorrentía superficial para permitir que el suelo absorba el agua. [ 2 ] El agua subterránea es el agua que se ha filtrado a un acuífero debido a la fuerza de la gravedad. Un acuífero son capas de suelos y rocas permeables debajo de la superficie terrestre que permiten que el agua se acumule entre las rocas y los suelos. [ 4 ] Las presas de escombros son un tipo de presa de retención utilizada para recoger sedimentos y evitar que fluyan a áreas donde la acumulación de grandes sedimentos puede ser dañina. [ 2 ]

Diseño

Las presas de retención tienen dos diseños básicos. [ 5 ] La presa de retención puede construirse con hormigón o mampostería, generalmente con una subestructura de refuerzo metálico. La presa de hormigón o mampostería suele tener una sección transversal similar a un triángulo rectángulo, con la cara inclinada apuntando aguas abajo y la cara perpendicular apuntando aguas arriba. Las presas de retención también pueden construirse con roca o tierra para formar una presa de terraplén por gravedad. La sección transversal de una presa de terraplén por gravedad de tierra y roca se asemeja mucho a un triángulo equilátero con los lados inclinados apuntando aguas arriba y aguas abajo. [ 5 ] Los diseños modernos de presas de retención incorporan factores de seguridad que tienen en cuenta y compensan la probabilidad de fallo. [ 3 ]

diseño de presas de retención de inundaciones

Las presas de retención de inundaciones se utilizan comúnmente como parte de un sistema de retención de aguas pluviales o de inundación. [ 6 ] Los sistemas de retención de inundaciones combinan cuencas de retención, presas de retención y canales para recolectar y regular eficientemente la escorrentía. Las instalaciones de retención no solo regulan la cantidad de agua liberada, sino que también controlan la calidad del agua liberada. Los sistemas monitorean la escorrentía para evitar que los contaminantes y los escombros dañen lagos, ríos y humedales. Las presas de retención de inundaciones se construyen metódicamente. Los ingenieros analizan los datos topográficos de la cuenca, los registros hidrológicos y la estructura geológica del área para determinar las ubicaciones más efectivas de las presas de retención de inundaciones. Los datos topográficos de la cuenca, los registros hidrológicos y la estructura geológica analizados muestran la capacidad de almacenamiento potencial, los impactos ambientales y las limitaciones físicas del área. Esto produce modelos que simulan la efectividad de posibles ubicaciones y diseños de presas de retención de inundaciones. El diseño general para una presa de retención de inundaciones tiene una sección transversal en forma de trapecio, donde el lado más largo de los lados paralelos es la base de la presa, y los lados angulados se orientan aguas arriba y aguas abajo. La presa de contención de inundaciones tiene una abertura en la parte superior para liberar el agua de la inundación a un ritmo controlado que los canales inferiores puedan acomodar. Los modelos de presas de contención de inundaciones ayudan a determinar la altura necesaria de la presa y el tamaño de la abertura de desbordamiento para evitar el desbordamiento. [ 6 ]

Desventajas

Las presas de retención pueden causar lesiones y daños si no se construyen y mantienen correctamente. Las presas de retención antiguas y con un mantenimiento deficiente pueden representar una amenaza para su fiabilidad, ya que podrían no cumplir con los requisitos hidráulicos y de seguridad estructural vigentes. [ 3 ] Por ejemplo, una presa de retención en una zona poblada que no cumpla con los requisitos hidráulicos y de seguridad estructural vigentes tiene una alta probabilidad de fallar. [ 7 ] Si se produjera una inundación grave, la presa de retención que no cumple con los requisitos podría desbordarse y romperse, lo que provocaría lesiones y daños en la zona poblada circundante situada aguas abajo de la presa. [ 7 ]

Ejemplos

Presas de retención de sedimentos

El área de Fifteenmile Creek, Wyoming, fue señalada por la Oficina de Administración de Tierras del Departamento del Interior de los Estados Unidos en la década de 1960 debido a la necesidad de un sistema de control de sedimentos intensivo. [ 8 ] Durante 10 años, se invirtieron 2 millones de dólares estadounidenses en la construcción de 34 presas de retención de sedimentos, 110 embalses y 21 diques separadores para gestionar el problema de los sedimentos. El sistema de control de sedimentos tenía como objetivo reducir la cantidad de sedimentos en suspensión en el río Bighorn. La alta concentración de sedimentos en el río Bighorn se atribuía en gran medida al drenaje de la erosión de Fifteenmile Creek. El sistema de control pretendía reducir la cantidad de sedimentos en un 25 %. Sin embargo, 20 años después de su instalación, se analizó el sistema de control y se descubrió que las presas de retención habían recibido un mantenimiento inadecuado, lo que provocó fallas en la retención de sedimentos. Además del mantenimiento deficiente, la vida útil de las presas de retención se vio acortada debido a la ubicación y el clima. Como resultado, las personas que viven aguas abajo del río Bighorn tienen que lidiar con los efectos de los sedimentos. La gran cantidad de sedimentos liberados por las presas de retención y el sistema de control fallidos ha incrementado el costo de filtrar el agua municipal debido a los sedimentos en suspensión en el río Bighorn. Los altos depósitos de sedimentos también han dañado la pesca y reducido la cantidad de agua que se puede almacenar en un embalse aguas abajo. [ 8 ]

presas de retención de inundaciones

En San Antonio, Texas, la presa de retención de Olmos Creek se construyó principalmente para el control de inundaciones. [ 9 ] También funciona como presa de retención de escombros o sedimentos para evitar que los contaminantes lleguen al suministro de agua regional. La presa de retención de Olmos Creek es única porque se encuentra en una zona urbana con una extensa llanura aluvial. Como resultado, la presa es una instalación multipropósito que puede gestionar grandes inundaciones, retener contaminantes y proporcionar un área recreativa y de vida silvestre para la comunidad. [ 9 ]

Referencias

  1. ↑ Cleveland, Cutler J.; Morris, Christopher, eds. (2009). Diccionario de energía (Edición ampliada  ). Oxford: Elsevier. pág.  133. ISBN 978-0080964911.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Goings, David B. (2004). K. Lee Lerner; Brenda Wilmoth Lerner (eds.). The Gale Encyclopedia of Science (Web) (3.ª ed.). Detroit: Gale. págs. 1149–1142 . ISBN   978-0787675547.
  3. 1 2 3 4 Gunindi, M. Engin; Yanmaz, A. Melih (2008). "Evaluación de la fiabilidad y los beneficios de un dique de retención de inundaciones frente al desbordamiento" . Revista Canadiense de Ingeniería Civil . 35 (10): 1177+. doi : 10.1139/L08-052 . hdl : 11511/46528 . Recuperado el 15 de febrero de 2013 .
  4. ↑ Brenda Wilmoth Lerner; K. Lee Lerner, eds. (2009). Environmental Science: In Context (Web) . Detroit: Gale. pp. 396–400 . Recuperado el 21 de febrero de 2013 . 
  5. 1 2 Wallace, Jonathan (2005). Carl Mitcham (ed.). Enciclopedia de Ciencia, Tecnología y Ética . Detroit: Macmillan Reference USA. págs. 463–465 . ISBN  978-0028658315.
  6. 1 2 Yeh, Chao-Hsien; Labadie, John W. (1997). "Planificación multiobjetivo a nivel de cuenca de sistemas de retención de aguas pluviales". Journal of Water Resources Planning and Management . 123 (6): 336– 343. doi : 10.1061/(ASCE)0733-9496(1997)123:6(336) .
  7. 1 2 Singh, Vijay P.; Jain, Sharad K.; Tyagi, Aditya (2007). Análisis de riesgo y confiabilidad: un manual para ingenieros civiles y ambientales . Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles (ASCE). pág. 672. ISBN  978-0784408919.
  8. 1 2 Marston, Richard A; Dolan, Lawrence S (1 de diciembre de 1999). "Eficacia de las estructuras de control de sedimentos en relación con los patrones espaciales de pérdida de suelo en tierras altas en una cuenca árida, Wyoming" (PDF) . Geomorphology . 31 ( 1–4 ): 313–323 . Bibcode : 1999Geomo..31..313M . doi : 10.1016/S0169-555X(99)00089-6 . ISSN 0169-555X . Recuperado el 15 de febrero de 2013 . 
  9. 1 2 Jones Jr, D. Earl; Jones, Jonathan E. (1987). "Delimitación y gestión de canales de inundación". Journal of Water Resources Planning and Management . 123 (7): 228– 242. doi : 10.1061/(ASCE)0733-9496(1987)113:2(228) .