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CÁMARA MEXICANA DE LA INDUSTRIA
DE LA CONSTRUCCIÓN
Instituto Tecnológico de la Construcción
MAESTRÍA EN ADMINISTRACIÓN DE LA
CONSTRUCCIÓN
ESTUDIO PARA LA FACTIBILIDAD TÉCNÍCO ECONÓMICA
PARA EL PROYECTO DE SOBREELEVACION DE LA PRESA DE
ALMACENAMIENTO MANUEL M. PRIETO "LAS CHEPAS",
MUNICIPIO DE BACHINIVA, ESTADO DE CHIHUAHUA.
TESIS
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:
M/ESTRO EN ADMINISTRACIÓN DE LA
CONSTRUCCIÓN
PRESENTA:
WILIBALDO BARRADAS MORALES
ESTUDIOS CON RECONOCIMIENTO DE VALIDEZ OFICIAL POR LA SECRETARIA DE
EDUCACIÓN PUBLICA, CONFORME AL ACUERDO No. 2004451 DE FECHA 15 DE DICIEMBRE
DE 2000.
CHIHUAHUA, v.rilh,. , 2002
\
Dedicatoria
A Dios:
Porque a pesar de todo y contra todo, me ha enseñado cual es el camino.
A mi esposa:
Porque en todos los sueños, está conmigo, tratando de hacerlos realidad.
A mis hijos:
Porque sé que algún día estarán aquí, con mi esposa y conmigo.
A mis padres:
Porque siempre han sabido darme el apoyo cuando mas lo necesito, y
porque sé que siempre estarán, cuando se requieren.
A mis hermanos:
Por darme su apoyo, aun y cuando me perdí de muchas carnes
asadas con la familia.
Agradecimientos
Ing. José Luis Franco Rodríguez
Rector de la Universidad Autónoma de Chihuahua
Por permitir que se realizara este sueño.
Ing. Jesús Valles Salayandia
Director de la Facultad de Ingeniería
Universidad Autónoma de Chihuahua
Por su incansable apoyo por ayudarme a alcanzar este sueño
Dr. Arturo Perlasca Lobato
Asesor de Tesis
Por enseñarme el camino a mi sueño, y poder ver que si se pudo
A mis compañeros de Maestría
Porque el sueño de Mas'terCo 22 se realizó
A mis compañeros de trabajo
Por todas las horas de trabajo que tuve que dejar con ellos
índice índice 1
Resumen 5
Abtract. , 7
Introducción 9
Problema de investigación 9
Justificación 10
Objetivos 10
Marco teórico 11
Tipo De Investigación 12
Hipótesis 12
Modelo O Descripción Operativa 13
Descripción De Las Variables 13
Diseño De La Investigación 13
Diseño de la obra 15
1. Metodología 15
2. Trabajos preliminares, recopilación, revisión y análisis de la información básica
complementaria disponible 17
2.1 ubicación 17
2.1.1 Ubicación geográfica 17
2.1.2 Ubicación Política 17
2.1.3 Superficie Y Limites 17
2.2 Orografía 1C
2.3 Geología Regional 19
2.4 Factores Climatológicos 20
2.5 Hidrografía , 22
2.6 Suelos 24
3. Recopilación, revisión, integración y actualización del estudio hidrológico existente,
dimensionamiento de la presa y transito de avenidas 25
3.1 Información básica disponible 25 '
3.1.1 Condiciones naturales de la cuenca 25
3.1.2 Características de la presa "las Chepas" 28
\
1
3.1.3 Topografía 30
3.1.4 Climatología 30
3.1.5 Hidrometría 35
3.2 Estimación De Escurrimientos Estudio Hidrometereo-Lógico 37
3.2.1 Distribución de los escurrimientos a nivel mensual: 39
3.2.2 Evaporación neta: 39
3.3 Calculo De La Capacidad De Los Sedimentos 39
3.4 Ley De Demandas De Riego (Volúmenes Demandados Para Riego, En Base A
Sus Usos Consuntivos) 40
3.5 Simulación Del Funcionamiento Analítico Del Vaso 43
3.5.1 Deficiencia máxima permitida: 43
3.5.2 Selección De La Capacidad Total 44
3.6 Estimación De La Avenida Da Diseño 45
3.6.1 Gastos presentados: 45
3.6.2 Estimación De La Avenida Máxima 46
3.7 Regularización De La Avenida De Diseño 50
3.7.1 Forma De La Avenida 50
3.7.2 Diseño Del Vertedor 50
3.7.3 Estimación Del Bordo Libre 51
3.8 Diseño De La Obra De Toma 52
3.9 Determinación De La Demanda 54
4. Recopilación, revisión, integración y actualización del levantamiento topográfico de la
infraestructura existente 67
5. Demarcación de los limites de la zona federal y de las afectaciones en el vaso de la
presa 69
6. Topografía en bancos de préstamo 73
7. Levantamiento topobatimétrico de la presa Manuel M. Prieto "Las Chepas" 75
7.1 Información general 75
7.1.1 Condiciones naturales de la cuenca 75
7.1.2 Características de la presa "las Chepas" 81
7.2 Recopilación y análisis de la información existente 83
7.3 Control terrestre 85
7.4 Monumentación y referenciación 86
2
7.5 Levantamiento batimétrico 86
7.5.1 Calibración: 86
7.5.2 Densificación: 86
7.6 Procesamiento de los trabajos efectuados 87
7.6.1 Curva de elevaciones áreas y capacidades del vaso 87
7.6.2 Planos batimétricos 87
7.6.3 Análisis de la información topobatimétrica 88
8. Geotecniaen bancos de material 91
8.1 Localización de bancos de material 91
8.1.1 Banco De Rocas 91
8.1.2 Banco De Material Para Formación De Bordos Y Terraplenes 92
8.1.3 Banco Agregados 93
8.2 Elaboración De Informe, Planos Generales Y Particulares De Los Bancos 94
8.2.1 Banco De Roca 94
8.2.2 Banco De Material Para Formación De Bordos Y Terraplenes 95
8.2.3 Banco De Agregados 97
8.3 Informe del estudio degeotecnia 99
8.3.1 Excavación de pozos a cielo abierto incluyendo la obtención de muestras
representativas y clasificación en campo de bancos de material 99
8.3.2. Monumentación y referenciación de vértices de apoyo y ejes de banco de
material 99
9. Marco geológico local y trabajos de geotecma en la zona de las obras 101
9.1 Geología 101
9.1.1 Margen izquierda 101
9.1.2 Margen derecha 106
9.1.3 Cauce aguas abajo de la cortina 108
10. Proyecto ejecutivo de la sobreelevación de la presa 111
10.1 Cortina 111
10.1.1 Memoria de calculo 111
10.2 Obra De Toma 115
10.2.1 Memoria Técnica 115
10.3 Obra De Excedencias (Vertedor) 116
10.3.1 Memoria De Calculo Vertedor 116
3
10.3.2 Cálculo Del Canal De Descarga 119
11. Tratamiento de la cimentación 123
11.1 Generalidades 123
11.2 Cimentación De Roca 123
12. Presupuesto base 127
13. Proyecto de Inversión y Recuperación 133
13.1 Egresos 133
13.2 Ingresos 134
13.3 Recuperación de la Inversión 135
14. Conclusiones y recomendaciones 139
Anexos y Tablas 145
Bibliografía 165
Resumen El presente estudio, permite determinar la factibilidad tanto técnica como
económica, de un proyecto de inversión, el cual permitirá a la Asociación de Usuarios de
la Presa Manuel M. Prieto "Las Chepas", sobreelevar la presa; determinar la forma a
construir, verificando los estudios Hidrológicos, Geotécnicos, Topográficos, Batimétricos y
Geológicos existentes, su complementación, y mas aun, el estudio económico, de flujo de
inversión, así como de su retorno, tomado en cuenta que esta presa, tendrá una vida útil
de 50 años, de acuerdo al presente estudio.
El proyecto en comento se encuentra localizado a 6.5 kilómetros hacia el sur de la
localidad denominada Bachiniva, en el estado de Chihuahua; la Asociación de usuarios de
esta presa, tiene sus oficinas en este poblado.
5
8, fe.i..4-Q-7-€ Abtract
The present project, is to determinate the factibility as technique as economic, tc
the investment project, that witch to permit to Asociación de Usuarios de la Presa Manuel
M. Prieto "Las Chepas", over up the dam; to find the way to construction, check the studies
of Hydrologic, Geotecnical, Surfer, Underwater, and Geological, to accomplish, the exist
studies, and the economic study, investment flow, and also the investment back, to take in
count the dam, have 50 years of live, on right the present study.
This project is located to 6.5 kilometer to south of Bachiniva, in Chihuahua state;
the Asociación de Usuarios of this dam has their office in this locate.
8
Introducción.
Problema de investigación
La unidad de riego para el desarrollo rural "Las Chepas", ubicado en el municipio
de Bachiniva, estado de Chihuahua, se constituyó en 1970, a raíz de la construcción de la
presa de almacenamiento constituyente Manuel M. Prieto, mejor conocida como "Las
Chepas", la cual se llevó a cabo en 1965, con una capacidad de conservación de 7
millones de metros cúbicos, sobre la corriente del Río Santa Maria; la superficie inicial
bajo riego fue de 579 hectáreas, en beneficio de 283 usuarios, pero debido a las
necesidades de tipo social, y viendo que se tenia una alta eficiencia en la operación de la
presa, además tomando en cuenta que el valle en donde se enclava la zona de riego tiene
las condiciones agroclimatológicas para la producción de la manzana, se fue
incrementando año con año, la superficie plantada, por lo que la superficie bajo riego se
incrementó en más del 100% de ía superficie original del proyecto.
En años recientes, se ha notado un decremento en la capacidad de
almacenamiento, muy probablemente debido a que se ha llegado a su máxima capacidad
por azolve; lo anterior se observa en el gran volumen que se tiene por excedencias en la
capacidad de la presa misma; así mismo, quizás porque la obra misma ya ha rebasado su
tiempo estimado de duración.
Con fecha 13 de marzo de 1993, la asociación de usuarios de la unidad de riego
"Las Chepas" A. C. Ubicada en la localidad de Bachiniva, cabecera municipal, en el
estado de Chihuahua, solicitó la construcción de una pequeña presa, en el arroyo
denominado "Peña Larga", para apoyar el riego de mas de 1.200 hectáreas, las cuales se
incrementaron, debido a la demanda provocada por el incremento del área plantada para
la producción de manzana; la cual captaría las excedencias de la presa Manuel M. Prieto
"Las Chepas", así como los escurrimientos de la cuenca.
Posteriormente, la Comisión Nacional del Agua, realizó los estudios hidrológicos
preliminares con los que se concluyó que es más factible sobreelevar la presa Manuel M.
Prieto "Las Chepas", que la construcción de una nueva presa.
9
Los estudios preliminares se llevaron a cabo en Octubre de 1995, a cargo de la
Residencia General de Proyectos, Región Noroeste, de la Comisión Nacional del Agua.
Este estudio de protocolo pera tesis pretende tomar como marco referencial al
estudio hidrológico anterior, buscando su viabilidad, además de aprovechar un mayor
volumen de las aportaciones del Rió Santa Maria, y las excedencias de la presa Manuel
M. Prieto "Las Chepas" y recuperar la capacidad perdida en la presa, por azolves, por lo
que se pretende hacer un estudio de factibilidad técnica así como económica para
sobreelevar la presa en comento.
Justificación
Económica: este estudio permitirá determinar la capacidad de recuperación en volumen
de agua almacenada por azolve y en caso de ser viable incrementar el volumen de
almacenamiento, y con ello la superficie bajo riego original; determinando la máxima
capacidad de almacenamiento, se podrá establecer un costo aproximado de obra, un
programa de ejecución y un diagrama de flujo de retorno de inversión, así como también
determinar el costo por m3 de agua, para los usuarios de la unidad de riego "Las Chepas",
y también para la Comisión Nacional del Agua, como órgano regulador, en materia de
agua.
Social: este estudio permitirá determinar el incremento de la superficie bajo riego para la
asociación de usuarios de la unidad "Las Chepas" lo cual permitirá incorporar mayor
superficie de riego, y por consecuencia el aumento de usuarios en su padrón actual; por lo
tanto esto permitirá tener mayor área de riego, el aumento de usuarios y el reparto de los
costos de operación para la unidad de riego en conjunto, así mismo para la propia
Comisión Nacional del Agua.
Objetivos
Genérico; elaborar el proyecto de sobreelevación de la presa Manuel M. Prieto "Las
Chepas", municipio de Bachiniva, estado de Chihuahua, para aumentar la capacidad de
almacenamiento.
Específicos:
10
1. Verificar el estudio hidrológico preliminar realizado por la Comisión Nacional del
Agua, para validación.
2. Actualizar los estudios básicos de topografía, hidrología, geología y geotecnia en
el área de la cortina, zona posible de sobreelevación de la presa.
3. Efectuar la batimetría, para la revisión de las posibles afectaciones en el vaso
debido a un posible aumento en la capacidad de la presa.
4. Proponer las modificaciones necesarias en cuanto a las obras requeridas por este
estudio.
5. Determinar el área o superficie a incrementarse bajo riego producto del estudio de
sobreelevación de esta presa.
6. Proponer una metodología estándar en cuanto al uso eficiente del agua, para el
riego del manzano, en esta región.
7. Proponer un catalogo de conceptos para la construcción de las obras a
modificarse para la realización de este estudio.
8. Determinar un cuadro de flujos de efectivo para verificar y determinar la
recuperación de la inversión.
Marco teórico
Las fuentes de investigación para la elaboración de este estudio fueron:
a) Secretaria del medio ambiente y recursos naturales
b) Comisión nacional del agua
c) INEG!
d) Bibliografía de la extinta secretaria de recursos hidráulicos.
e) Junta central de agua y saneamiento del estado de chihuahua.
f) Facultad de Ingeniería de la universidad autónoma de chihuahua.
g) Internet (bancos de datos)
h) Municipio de Bachiniva en el estado de chihuahua
i) Banco de México
j) Secretaria de hacienda y crédito publico
k) Prensa en la entidad.
11
La información recabada es, la localización de la cortina actual con todas y cada
una de sus estructuras, información geológica y geotécnica de la zona, topografía
existente de la zona con curvas de nivel con un rango mínimo de un metro.
Tipo De Investigación
Este tipo de estudio será una recopilación de información, validación y
complementación, según sea el caso, de todos y cada uno de los estudios existentes
(topográfico, hidrológico, climatológico, geológico, geotécnico, etc.), además de obtener
algunos datos importantes, como lo son: el tránsito de avenidas, para poder determinar
alturas de toma, vertedor, bordo libre, área de inundación, afectaciones, N. A. M. E. y N.
A. M. O.
Adicionalmente, es importante denotar si se cuenta con los materiales necesarios
para efectuar la sobreelevaron, tal es el caso de material arcilloso para el corazón del
terraplén, materiales graduados y para los bórdeos rocosos, un banco de roca con las
características apropiadas para la elaboración de este tipo de obras.
Es importante determinar también el tipo de manzano que se cultiva en la zona,
por lo que será importante también desarrollar un estudio para determinar el tipo de riego,
necesario para este tipo de huertas.
Por todo lo anterior, el tipo de investigación será descriptivo, porque permitirá
describir, como es que funcionara este proyecto, en donde se verán sus efectos, y cual
será el impacto tanto social como económico en la región.
Hipótesis
H1: EL AUMENTO EN LA CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO EN LA PRESA
MANUEL M. PRIETO, AUMENTARA LA SUPERFICIE BAJO RIEGO DEL DISTRITO
"LAS CHEPAS" PARA LA PRODUCCIÓN DEL MANZANO.
Ho: EL AUMENTO EN LA CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO EN LA PRESA
MANUEL M. PRIETO, NO AUMENTARA LA SUPERFICIE BAJO RIEGO DEL
DISTRITO "LAS CHEPAS" PARA LA PRODUCCIÓN DEL MANZANO.
12
Modelo O Descripción Operativa
De Acuerdo Al Siguiente Modelo
INDEPENDIENTE DEPENDIENTE
X1: AUMENTO DE LA CAPACIDAD
Yt: SUPERFICIE BAJO RIEGO
Descripción De Las Variables
Aumento de la capacidad: es el volumen de agua almacenada en la presa Manuel M.
Prieto "Las Chepas", con un estudio de recuperación por azolves, y además por un
estudio de transito de avenidas para estudiar los escurrimientos de la zona de estudio.
Superficie bajo riego: es la superficie de la zona de estudio aguas abajo de la presa que
son susceptibles de regarse para el cultivo de manzano.
Diseño De La Investigación
La investigación es no experimental porque se realiza sin manipular
deliberadamente la variable independiente, se basa en una variable que ya ocurrió y que
se dio en la realidad.
Es además un diseño transeccional ya que las observaciones se realizan en un
momento único en el tiempo.
13
14
Diseño de la obra.
1. Metodología. Se revisaron e integraron los estudios disponibles, y previo acuerdo con la
Comisión Nacional del Agua, se determinaron cuales de estos estudios se utilizarían para
el análisis y proyectos respectivos, así como cuales se debieron hacer.
Paralelo a lo anterior, se elaboro el proyecto ejecutivo, del cual se realizó su
memoria descriptiva, memoria de cálculo, planos, especificaciones técnicas de
construcción, catálogo de conceptos de trabajo, cantidades de obra, presupuesto base y
esquema base del programa constructivo; apegándose estrictamente a lo establecido en
los términos de referencia.
Para la realización de estos trabajos, se proporcionaron a este tesista los
siguientes datos:
• Localización de la cortina actual con sus estructuras.
• Modelo para la elaboración del catálogo del concepto de trabajos y
especificaciones técnicas de construcción.
• Toda la información con que cuenta la Comisión Nacional del Agua, y que juzgue
necesaria para el desarrollo del trabajo motivo de esta tesis.
15
16
2. Trabajos preliminares, recopüación, revisión y
análisis de la información básica compiementaria
disponible.
2.1 ubicación.
2.1.1 Ubicación geográfica.
La zona del presente estudio, comprende parte de la superficie del ejido Bachiniva,
el cual se encuentra localizado en la parte oeste del estado, siguiendo las coordenadas
geográficas de la boquilla, las siguientes:
Latitud 28° 43' 33" N
Longitud 107° 16' 00" WA
Altitud 2,020 m. S. N. M.
2.1.2 Ubicación Política.
Políticamente, el ejido Bachiniva, está enclavado en el municipio de Bachiniva, el
cual está limitado por los siguientes municipios: al norte, con los municipios de
Cuauhtemoc y Namiquipa, al sur por los municipios de Guerrero y Cuauhtemoc, a! este
por el municipio de Cuauhtemoc y al oeste por los municipios de Guerrero y Namiquipa,
tal y como se puede apreciar en la figura 1.4.1.3.1.
El área de estudio, queda dentro de la zona de influencia del distrito de desarrollo
rural No. 06 Cuauhtemoc, y específicamente en el centro de apoyo 06 Bachiniva, de la
Secretaría de Agricultura, Ganadería y Desarrollo Rural.
2.1.3 Superficie Y Límites.
La superficie que se beneficiará son 1,200 ha, plantadas de manzano en
producción, ubicadas en márgenes del Rió Santa María, aguas abajo de la presa "Las
Chepas", en un tramo aproximado de 10.00 Km.
- v V. '-- • - . A ' B!
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Los limites que presenta la zona de riego son: al norte, con terrenos de agricultura,
al sur, con la presa "Las Chepas", al este, con terrenos pástales y al oeste con terrenos
pástales, el pueblo de Bachiniva y terrenos agrícolas, como se ven en la figura 1.4.1.3.2.
Para comunicarse a la población de Bachiniva, partiendo de la ciudad de
Chihuahua, por la carretera estatal no. 16, con rumbo a la ciudad de Cuauhtemoc, en la
que se recorren 103.00 Km., de ahí, sale con rumbo al norte, la carretera no. 65 con
destino a buenaventura, en esta se transitan 78.00 Km., hasta el poblado de Bachiniva,
donde la calle principal con rumbo al sur conduce a la presa, después de 6.00 Km., como
se aprecia en la figura 1.4.1.3.3.
Además como medio de comunicación adicional, cuenta con una pista de
aterrizaje a 800 m., y otros servicios tales como: teléfono, correo y fax, etc.
2.2 Orografía.
De acuerdo a la clasificación de provincias fisiográficas de Manuel Alvarez Jr., el
sitio del proyecto queda comprendido dentro de la provincia fisiográfica de la Sierra Madre
Occidental, la cual se caracteriza por estar formado por rocas eruptivas del mioceno, que
cubre las rocas intrusivas, probablemente del eoceno, que contiene gran riqueza mineral
en su flanco oriental.
Esta provincia se subdivide en forma longitudinal en: zona de altiplanicie, zona de
barrancas y zona de sierras y valles paralelos.
La zona de altiplanicie es más oriental, y en la que se encuentra el proyecto objeto
del contrato.
Las áreas montañosas se elevan de 2,000 a 2,800 m. S. N. M. Y están separadas
por amplios valles. Geomorfológicamente el área se encuentra en una etapa de juventud,
lo que se aprecia por la topografía abrupta, que se presenta, y por los arroyos, y el Rió
Santa María, los cuales no han cavado cauces muy profundos, ni amplios, al oriente de la
sierra San Juan, se extiende el valle Cuauhtemoc, este y el de la baja Babícora, son los
18
T - - - .?..:...'??..*i.i.£J..T-.£ C ; dps mas cercanos, y conforman la segunda unidad geomorfológica, que están
compuestos por materiales no consolidados.
2.3 Geología Regional.
Regionalmente el área en estudio, esta constituida por rocas de origen ígneo y
sedimentario, las primeras son las mas antiguas en la zona y constituyen el basamento, y
las segundas, son rocas dendríticas que se han depositado recientemente, rellenando ¡as
partes topográficamente mas bajas.
Dentro de las rocas ígneas, se distinguen dos unidades: una de rocas acidas,
representadas por riolitas, tobas riolíticas, tobas soldadas (ignimbritas) y tobas arenosas;
la otra unidad de rocas básicas, esta representada principalmente por basaltos.
Las riolitas y tobas riolíticas, son las rocas que predominan en la zona,
observándose en la sierra San Juan, al este, y sureste de Bachiniva. En la Sierra
Mezcalera al poniente, rocas de color café rojizo o rosado, con textura afanítica, se les
observan cristales de cuarzo y feldespatos, algunos de estos, están alterados a minerales
arcillosos, también se observan minerales ferromagnesianos, principalmente biotita, las
tobas y riolitas se presentan en forma masiva, formando en ocasiones, pequeños
acantilados, éstas rocas presentan fracturas verticales que en la mayoría de los casos,
están cerradas hacia el interior.
Las rocas básicas representadas por basaltos, se presentan como derrames que
emergieron a través de las fracturas, grietas o fallas, y son el único evento ígneo que se
presento en el área. Estas rocas se observan al oriente de la presa "Las Chepas", y al
poniente de Bachiniva, en Manuel Áv¡¡a Camacho, son rocas de color gris oscuro a negro,
que intemperizan en café oscuro rojizo, producto de alteración de materiales
ferromagnesianos, como piróxenos y micas. Los basaltos tienen textura afanítica de
grano fino y están muy fracturados.
Las rocas sedimentarias están representadas por conglomerados y depósitos
aluviales; los primeros están formados por plastes de riolita, toba riolítica, y basalto
principalmente, sostenidos en una superficie arcillo-arenosa, medianamente compactada;
19
los plastos varían en tamaño de 1 a 5 cm., de diámetro y sus ángulos varían de anguloso
a subredondeado.
La exposición de ésta roca, se presenta en las faldas de las sierras, en el valle se
extiende al norte de Bachiniva, y al oriente de la Sierra de San Juan, y los depósitos
aluviales se encuentran principalmente en las riveras y en los cauces de los ríos y
arroyos, que cruzan el área; están constituidos por plastos que varían de angulosos o bien
redondeados, de riolita, toba riolítica, basalto y andesita, mezclados con arena y limo.
2.4 Factores Climatológicos.
El clima de acuerdo a la clasificación de Koeppen modificada por Enriqueta
García, corresponde al tipo (Bs., Km.) que es del tipo seco, subclima semiseco, templado
con lluvias en verano y precipitación invernal entre 5 y 10 % con verano fresco.
La temperatura media mensual es de 13.4 grados centígrados, siendo la máxima
anual de 34.1 grados centígrados, la mínima extrema de - 9.5 grados centígrados.
La precipitación media en la estación Bachiniva es de 458.0 mm, registrada en el
periodo 1957 - 1993, siendo la máxima anual de 664.0 mm, registrados en el año de
1972, y la mínima de 160.6 mm, registrado en el año de 1969, en general, el 85% de la
precipitación se concentra en los meses de junio a octubre.
La humedad relativa media mensual es de 36.7, 38.6, 39.1, 52.2, 68.5, 69.4, y 65.7
%, de marzo a septiembre, en el año de 1986.
Los vientos que soplan en la región se registran en los primeros meses del año, y
tienen recorridos iguales o mayores de 200 km/hr.
La radiación solar es de: 432, 514, 557, 530, 485, 455 cal/cm2/día, durante: marzo,
abril, mayo, junio, julio y agosto respectivamente.
Según estudios directos en evapotranspiración real en la zona, registran que el
96.5 % de la precipitación es lluvia efectiva, según estudio de factibilidad.
20
La lluvia registrada en la zona, en 1986, fue de: 12, 13.5, 64.5, 169.5, 148 y 58.5
mm de: abril, mayo, junio, julio, agosto y septiembre respectivamente, mientras que la
lluvia en promedio, de 1957 - 1993, es de: 5.7, 9.5, 37.7, 119.5, 127.7, 97.8 de abril a
septiembre, resultando inferior en un 23 %.
La evaporación es de 1,027.2 mm, del 22 de marzo al 30 de septiembre de 1986,
distribuidos de la siguiente manera: 72.0, 223.2, 212.8, 169.6, 135.2, 116.0 y 98.4,
durante marzo, abril, temperatura media de 9.4, 14.4, 16.5, 18.6, 17.4, 18.4 y 16.3 grados
centígrados, para el mismo año.
La velocidad máxima del viento es de hasta 120 km/hr, y se presenta en los meses
de febrero y abril.
Los requerimientos de bajas temperaturas que se presentan en la zona, hacen
posible que tenga las horas frió necesarias para que prospere en la zona, las variedades
de manzano, como son: Rome-Beauty. Golden Delicious y Red Delicious.
Las heladas tardías son las que causan daños sobre la floración, foliación y
fructificación, en cambio las heladas tempranas u otoñales pueden interrumpir
bruscamente el proceso de maduración de los frutos, y la formación de yemas, de las
cuales dependerá la producción del año siguiente. .
La helada extrema tardía, se registró el 27 de mayo de 1959, y el 5 de octubre de
1963, la helada extrema temprana, y el periodo libre de heladas es de 195 días para el
periodo anualizado de 1957 -1981.
El granizo es un fenómeno meteorológico, y no se ha dado importancia
preponderante, pero influye negativamente, en virtud de los daños que causa cuando se
presenta, principalmente en los frutales donde las medidas de protección son costosas.
Este fenómeno no se presenta en grandes áreas de manera simultánea, más bien en
pequeñas zonas. ¡
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21 * ' /'
Las nevadas se presentan ocasionalmente durante los meses de noviembre,
diciembre, enero, febrero y hasta marzo, según información de lugareños, y es benéfico
para el manzano.
2.5 Hidrografía.
La cuenca del Rió Santa María, pertenece a la región hidrológica no. 34 (cuencas
cerradas del norte) y específicamente a la cuenca del Rió Santa María, donde se localiza
la presa "Las Chepas".
El área de la cuenca desde el origen del rió es de 166.00 km2, el régimen de la
corriente es perenne, con un gasto de estiaje de 30 It/s.
Las principales corrientes que forman el Rió Santa María son: el Arroyo el
Durazno, Cañón del Ojito, Tecnoric, Coriachic y otros mas pequeños, dentro de la cuenca
de la presa "Las Chepas" no se tiene estaciones hidrométricas, solamente se cuenta con
información del funcionamiento de la presa "Las Chepas".
El drenaje de la cuenca es del tipo dentrítico, y la forma de la cuenca en circular
con poca pendiente, además esta cubierta por pastizal y bosque de encino y pino.
De la información existente, !a climatología donde registra la precipitación en las
estaciones Bachiniva con 464.00 mm, Alvaro Obregón, con 594.00 mm Adolfo López
Mateos, estos promedios corresponden a un periodo común de 15 años.
De la información diaria de la variación de niveles de la presa "Las Chepas", en el
periodo 1979 -1992, que se consigna en los estudios existentes, se concluyó un volumen
de entradas medio anual de 11.147 millones de m3, otros datos consignados importantes
son:
Almacenamientos promedios
Medio 5.863 millones de m3
Máximo 6.998 millones de m3
Mínimo 2.300 millones de m3
22
Salidas
Evaporación 1.384 millones de m3
Tomas 4.332 millones de m3
Derrames 5.534 millones de m3
Almacenamientos extremos
Mínimo 0.761 millones de m3
Máximo 7.348 millones de m3
Salidas extremas
Mínima Máxima
Evaporación 1.0205 1.495
Tomas 2.304 7.574
Derrames 0.000 45.693
Entradas 2.158 54.117
De lo anteriormente se observa un aprovechamiento que va de 2.304 millones de
m3 a 7.754 millones de m3, con una media de 4.332 millones de m3, esto se debe a la falta
de disponibilidad de recursos y a que la demanda requerida por los cultivos es superior.
De lo referente a los derrames se observa que se ha presentado en 10 ocasiones
de 14 y que se presentaron en los últimos años, sobresaliendo el año de 1991, en que se
presentó el fenómeno llamado del Niño. La avenida máxima presentada fue de 72 m3/s, y
su registro en el vertedor de la presa, el cual tiene 36 m de longitud y un coeficiente de
descarga de 2.0, la lámina presentada fue de 1.0 m.
En el presente estudio se establece como recopilación de datos una capacidad de
azolves, que de acuerdo al proyecto original es de 500,000 m3, para una vida útil de 25
años, comprobado con la batimetría de 1986 y verificado con el levantamiento similar en
1994, en el cual se tiene como carga muerta 323,000 m3, a la cota 2.042, el objeto del
presente estudio, contempla la verificación mediante batimetría del nivel de azolves.
23
2.6 Suelos.
El origen de los suelos es aluvial, producto de la desintegración de las rocas
ígneas (basaltos) y de las rocas sedimentarias representadas por conglomerados y
depósitos aluviales.
De la parte alta de la zona de riego, se tienen suelos delgados, con profundidades
de 60 a 90 cm., mientras en la parte baja de la zona, se tienen suelos profundos.
Análisis de suelos
Los resultados de análisis indican que el suelo estudiado, se caracteriza por una
textura migajón arcillo-arenosa (50 % de arena, 21 % de limo y 29 % de arcilla), es pobre
en materia orgánica (<0.91 %) con PH que fluctúa desde medianamente ácido (6.0), hasta
ligeramente alcalino (7.7) con bajos contenidos de carbonates de calcio (< 3.43 %) y una
conductividad eléctrica menor de 0.90 ohms/cm, lo cual indica que es un suelo libre de
sales con buen potencial para producir manzanas adecuadamente. El porcentaje de
saturación fluctúa entre 38 y 39 la capacidad de campo del 19 al 20 por ciento, y el punto
de marchitamiento permanente alrededor del 9 %, mientras que la densidad aparente
mostró resultados entre 1.3 y 1.6 g/cm3, estos datos son básicos para desarrollo del
presente trabajo.
24
3. Recopilación, revisión, integración y actualización
del estudio hidrológico existente, dimensionamiento de la
presa y transito de avenidas.
3.1 Información básica disponible.
3.1.1 Condiciones naturales de la cuenca.
3.1.1.1 Ubicación geográfica:
La zona de estudio comprende parte de la superficie del ejido Bachiniva el cual se
localiza en la parte oeste del estado, siendo las coordenadas de la boquilla las siguientes:
Latitud 28° 43' 33" Norte
Longitud 107° 16'00" Oeste
Altitud 2,020 m. S N. M. M.
3.1.1.2 Ubicación política:
Políticamente el ejido Bachiniva está ubicado en el municipio de Bachiniva,
limitado por los siguientes municipios: al norte Cuauhtemoc y Namiquipa, al sur Guerrero
y Cuauhtemoc, al este Cuauhtemoc y al oeste Guerrero y Namiquipa, la figura 1.5.3.1.1.
Presenta la ubicación tanto geográfica, como política de la zona del proyecto objeto de
éste estudio.
La superficie que se busca beneficiar son 1,200 ha. Plantadas de manzano en
producción, ubicados en ambas márgenes del Río Santa Maria aguas abajo de la presa
"Las Chepas" en un tramo aproximado de 10.0 Km.
Los límites que presenta la zona de riego son al norte con terrenos de agricultura,
al sur con la presa "Las Chepas", al este con terrenos pastales y al oeste con terrenos
pastales, el poblado de Bachiniva y terrenos agrícolas, la figura 1.5.3.1.2. Presenta ¡a
zona de riego, terrenos agrícolas y terrenos pastales.
25
3.1.1.3 Vías de comunicación:
El acceso a la población y a la unidad de riego "Las Chepas", y a la presa por vía
terrestre, es partiendo hacia el oeste de la ciudad de Chihuahua, se recorren 103 Km. Por
la carretera no. 16 tramo Chihuahua Cuauhtemoc, se toma la carretera no. 65 hacia el
norte por la que se transitan 78 Km. Hasta el poblado de Bachiniva, se toma la calle
principal con rumbo sur recorriéndose 6.0 Km. Hasta llegar a la presa. La figura 1.5.3.1.3
se aprecian las distintas carreteras que permiten tener acceso a la zona del proyecto.
3.1.1.4 Hidrología superficial:
La zona de proyecto se encuentra localizada en la región hidrológica no. 34
cuencas cerradas del norte, cuenca y subcuenca del Río Santa Maria, el área total
aproximada es de 88,418 km2. De los cuales 87,473 km2 quedan dentro del estado de
Chihuahua y una pequeña fracción de 945 km2 pertenece a Sonora; la cuenca del Río
Santa Maria es de las más importantes, drena 11,139 km2, y su drenaje es el más
complejo de todas las cuencas cerradas; este río nace al sur del poblado de Bachiniva
donde se encuentra la presa "Las Chepas", continua con una dirección dominante hacia el
norte a lo largo de 300 Km., hasta llegar a la Laguna Santa María; a 115 Km. De su ,
nacimiento y a 32 Km. Aguas arriba de Buenaventura se localiza la presa "El Tintero" con ;
capacidad de 130 millones de m3 y riega el distrito 042 Buenaventura; en la figura '
1.5.3.1.4. Se aprecia la zona del proyecto, así como también, la hidrología superficial que
comprende la región hidrológica no. 34.
La cuenca del Río Santa María desde su origen hasta la presa "Las Chepas" es de ;
166 km2 con una longitud de 8.79 Km., del colector principal, nace en la sierra de San .
Juan, Sierra Mezcalera y el cerro de los Chinos, las principales corrientes son los arroyos ,
el Durazno, Cañón el Ojito y el arroyo Techori.
3.1.1.5 Hidrología subterránea:
El área de estudio queda enclavada en el acuífero de la baja Babicora, la figura ,
1.5.3.1.5 se presenta el área en estudio, de acuerdo a la hidrología subterránea, el cual se '
aloja en material de relleno aluvial constituido por gravas y arenas con cantidades
menores de limos y arcillas, éste acuífero se encuentra semiconfinado por un estrato
arcilloso que presenta su espesor máximo al centro del valle; por encima del estrato,i.
arcilloso semiconfinado se extiende un horizonte somero que contiene agua en
condiciones freáticas.
La profundidad del nivel estático en el acuífero somero presenta valores mínimos
de 12.0 a 20.0 m., en las zonas aledañas al Río Santa Maria en el centro del valle y
profundidades mayores de 100.0 m. A la altura del poblado de Bachiniva.
La extracción total en este acuífero es de 132.0 millones de m3, mientras que la
recarga es de 115 millones de m3. Lo que significa una sobreexplotación de 17.0 millones
de m3, por año.
Las precipitaciones pluviales en los años de 1993 y 1994 fueron inferiores a la
media anual, lo cual contribuyó a que la extracción por bombeo se incrementara
substancialmente. Conceptualmente la recarga del acuífero semiconfinado no debió sufrir
una reducción importante en el bienio 1993-1994, ya que la mayor parte de la recarga de
éste acuífero ocurre por goteo desde el horizonte freático somero y no por percolación
directa de la precipitación pluvial.
Se considera que bajo condiciones medias de precipitación pluvial de largo plazo,
el acuífero semiconfinado valle de la baja Babicora se halla cercano al equilibrio hidráulica
o presenta una sobreexplotación leve, sin embargo, el fuerte abatimiento observado en
los años 1993 y 1994 de alrededor de 10.0 m. Promedio espacial en el bienio, pone de
manifiesto la necesidad de instrumentar acciones de control de las extracciones por
bombeo, teniendo en cuenta, particularmente, que se hace un uso ineficiente del agua
para riego agrícola. Definitivamente no se tiene zona del acuífero del valle de la baja
Babicora, donde se pueda tener una extracción adicional de agua subterránea.
3.1.1.6 Calidad del agua:
La clasificación del agua de riego según (USDA), en el Río Santa Maria es Ca, Si
buena y para fines de potabilización muy buena.
El significado de la clasificación del agua es el siguiente:
27
C2 salinidad media.- éste tipo de agua puede usarse si se hacen lavados moderados,
pueden prosperar plantas moderadamente tolerables a las sales en la mayoría de los
casos, sin efectuar prácticas especiales para el control de la salinidad.
S Í : con poco sodio.- puede usarse para riego en casi todos los suelos, con poco peligro
de que el sodio intercambiable llegue a niveles perjudiciales, sin embargo, las plantas
sensibles al sodio como algunos frutales (frutas con hueso) y aguacates pueden
acumular concentraciones dañinas de sodio.
3.1.2 Características de la presa "las Chepas".
En el año de 1962 la S.R.H. inició los estudios para la construcción de la presa de
almacenamiento Manuel M. Prieto "Las Chepas", la cual fue construida en el año de 1968,
para una vida útil de 25 años,
Originalmente con esta presa se pretendía regar 579 ha. En beneficio de 203
usuarios, habiéndose incrementado la superficie en la actualidad a 1,200 ha. Y el número
de usuarios a 542
Las características principales de ésta presa son las siguientes:
Localización:
Nombre de la presa: Manuel M. Prieto
Corriente captada: Río Santa Maria
Cuenca: Río Santa Maria
Estado: Chihuahua
Municipio: . Bachiniva
Datos de la obra civil:
Etapa de la obra: terminada
Propósito de la obra: riego exclusivamente
Año de iniciación de obra: 1968
Año de terminación de obra: 1970
28
Datos hidrológicos:
Estaciones cercanas
Área aforada de la cuenca:
Escurrimiento anual máximo:
Escurrimiento anual mínimo:
Escurrimiento anual medio:
Curva elevación capacidad área:
Datos del vaso:
Capacidad muerta:
Capacidad útil:
Capacidad total:
N. A. M. E.:
N. A. M. O.:
N. A. min:
Datos de la cortina:
Tipo de cortina:
Altura máxima de cortina:
Elevación de la corona:
Longitud de la cortina:
Ancho de la corona:
Obra de toma:
Tipo de obra de toma:
Gasto máximo:
Elevación de la obra de toma:
Bachiniva
164.27 km2
54.117 millones de m3
2.158 millones de m3
10.358 millones de m3
2,064.20 S. N. M. 579 ha.
0.5 millones de m3
6.5 millones de m3
7.0 millones de m3
2,065.95 m. S. N. M.
2,064.20 m. S. N. M.
materiales graduados
28.0 m
2,068.20 m. S. N. M.
370.0 m
6.0 m
tubería reforzada de 30" diámetro.
1.0 m3/s
1,052.10 m. S. N. M.
Obra de excedencias:
Tipo de obra de excedencias: vertedor tipo creaguer
Gasto máximo: 168.0 m3/s
Longitud del vertedor: 45.0 m
Elevación de la cresta de vertedor: 2,064.20 m. S. N. M.
29
Aprovechamiento:
Área dominada: 579 ha
Área regada: 579 ha
Volumen aprovechado: 6.0 millones de m3
3.1.3 Topografía.
El área de estudio se encuentra dentro de las siguientes cartas detenal: cartas
topográficas escala 1:50,000 Bachiniva H13C53, Agua Caliente H13C63, Cd. Guerrero
H13C62; hidrológica de aguas superficiales escala 1:250,000 Chihuahua H1310 y
geológicas, edafológicas y uso actual, escala 1:1,000,000.
Además se contó con los sigu:entes estudios topográficos:
La topografía original del vaso, realizada en 1961 por la S. R. H.; elevación del
cauce 2,036 m., cota máxima levantada 2,035 m., área levantada 98 ha. Y capacidad del
vaso de 8.0 millones de m3.
Levantamiento batimétrico de la presa de fecha abril de 1994, realizada por la
Residencia General del Proyecto Región Noroeste, con apoyo de los usuarios; elevación .
del fondo del vaso 2,036 m., cota máxima levantada 2,065 m., área levantada 230 ha. Y ,
capacidad del vaso 18 millones de m3. |
Topografía del puerto, eje y vaso Peña Larga, levantada por la S. A. R. H. en 1985. ,
La información topográfica y batimetría del vaso de la presa levantada por la empresa ;
Ingenieros Consultores y Supervisores S. A. De C. V. En septiembre de 1997 para la ;
complementación del estudio. ',
3.1.4 Climatología.
Para el análisis del clima se procesaron los datos de la estación climatológica
Bachiniva situada en el sitio de la presa "Las Chepas", la cual empezó a funcionar en el
año de 1957, en la tabla 1.5.3.4.1 se presenta el resumen climatológico de registros de !
ésta estación. ,---; - ^ /' ' \
_ . [_ _ ! _ — - r -
30
3.1.4.1 Clasificación:
El clima predominante en la región, de acuerdo a la clasificación de Koeppen
modificado por Enriqueta García, es tipo seco subclima semiseco templado con lluvias en
verano y precipitación invernal de 8% con verano fresco (Bs., Km.)
Este clima resultante es el característico de la alta Babicora y en el cual prospera
el cultivo del manzano.
3.1.4.2 Temperatura:
Este es uno de los elementos meteorológicos más importante para el ambiente
vegetal y reviste enorme significancia en su crecimiento, desarrollo y rendimiento. Las
variaciones que sufre la temperatura en el medio suelo-atmósfera, harán modificar con
gran amplitud el desarrollo estructural y las reacciones fisiológicas de los cultivos y en
última instancia, determinarán su sobrevivencia de acuerdo a las temperaturas extremas
que se presenten en dicho medio.
La información de temperatura fue obtenida de la estación Bachiniva, sus
coordenadas son latitud 28° 48', longitud 106° 51' cuenta en algunos casos con registros
desde 1966 a 1993.
Temperaturas medias.- se cuenta con registros desde 1966 a 1993. En la tabla
1.5.3.4.2. Se consignan estas temperaturas para el periodo antes mencionado. La
temperatura media anual es de 13.4° C, el mes con temperatura media anual mas alta et
junio con 20.2° C y el mes con temperatura media anual mas baja es enero con 6.2° C.
Temperaturas medias de máximas.- se cuenta con registros desde 1966 a 1993. En la
tabla 1.5.3.4.3. Se consignan éstas temperaturas para el periodo antes mencionado. La
temperatura media de máximas es de 35.0° C, el mes con temperatura mas alta junio con
33.4° C y el mes con temperatura mas baja es enero con 21.5° C.
Temperaturas medias de mínimas.- se cuenta con registros de 1966 a 1971. En la tabla
1.5.3.4.4. Se consignan éstas temperaturas para el periodo antes mencionado. La
31
temperatura media de mínimas es de 5.7° C, el mes con temperatura mas alta julio con
13.9° C y el mes con temperatura mas baja es enero con -1.4° C.
Temperaturas mínimas extremas.- se cuenta con registros de 1966 a 1971. En la tabla
1.5.3.4.5. Se consignan estas temperaturas para el periodo antes mencionado. La
temperatura mínima extrema en el periodo de registro, se presentó el 9 de enero de 1967
y fue de-14.0° C.
3.1.4.3 Precipitación:
Entre los factores del clima que mayor influencia ejercen en el rendimiento agrícola
están las lluvias, ya que éstas cuando son oportunas son muy benéficas en la época de
siembra pues proporcionan condiciones adecuadas para una buena germinación.
La irregularidad en la distribución de las lluvias y su variabilidad en el transcurso
de los años ocasionan los desastrosos efectos de las sequías por falta de lluvia o los
encharcamientos e inundaciones por excesos de agua.
La información de precipitación fue obtenida de la estación Bachiniva, sus
coordenadas son latitud 28° 48', longitud 106° 51' cuenta en algunos casos con registros
de 1957 a 1993.
Precipitación mensual.- en la zona de estudio es de 458.0 mm y esta ha variado de
160.6 mm en 1969 a 664.0 mm en 1972. La mayor precipitación ocurre en los meses de
junio a octubre donde se concentra el 85.3 % de la precipitación media anual. El mes más
lluvioso es agosto con 127.7 mm, siendo el resto del año generalmente seco con
precipitaciones mensuales promedio inferiores a 16.0 mm. Los datos se presentan en la
tabla 1.5.3.4.6
Precipitación máxima en 24 horas.- en el periodo de registro que es de 1972 a 1986, la
precipitación máxima del periodo mencionado fue de 58.0 mm y se presento en el mes de
septiembre de 1974. En la tabla 1.5.3.4.7. Se muestran los registros.
32
3.1.4.4 Evaporación:
Puesto que la evaporación es un proceso de cambio de energía se puede decir
que el factor más importante que influye sobre ella es la radiación solar y por consiguiente
también variara de acuerdo a la latitud, la estación del año, la hora del DÍA y las
condiciones de nubosidad.
La información de evaporación fue obtenida de la estación san José municipio. De
Bachiniva, sus coordenadas son latitud 28° 48', longitud 107° 15' cuenta con registros de
1972 a 1981.
En el periodo de registro la evaporación media anual es de 2,63.92 mm. El año en
que se presento mayor evaporación fue 1975 con 2,634.35 mm y la menor se presento en
1980 con 1,778.05 mm.
La evaporación media mensual más alta presentada fue de 282.24 mm en el mes
de mayo y la mínima fue de 98.6 en el mes de diciembre. La información existente se
presenta en la tabla 1.5.3.4.8.
3.1.4.5 Radiación solar:
En un proceso físico, mediante el cual se transmite la energía en forma de ondas
electromagnéticas, el sol es la principal fuente de energía para el planeta, sin radiación la
vida vegetal no existiría e influye en los siguientes aspectos de la vida de las plantas:
germinación, fotosíntesis, respiración, transpiración y en general sobre el crecimiento
vegetativo y reproductivo.
En la tabla 1.5.3.4.9 se muestran los datos de la radiación solar incidente Rl, horas de
insolación "n" en porcentajes y horas-luz para la zona de acuerdo a la latitud del lugar.
3.1.4.6 Horas frió:
Los requerimientos de bajas temperaturas que se presentan en la zona hacen
posible que se tengan las horas frió necesarias para que prosperen en la zona las
variedades de manzano que más necesitan, como son Rome Beauty, golden delicious y
red delicious.
33
3.1.4.7 Heladas:
Las heladas tardías son las que causan daños sobre la floración y fructificación, en
cambio las heladas tempranas u otoñales pueden interrumpir bruscamente el proceso de
maduración de los frutos y la formación de las yemas de las cuales dependerá la
producción del año siguiente.
La información de las primeras y ultimas heladas así como del periodo libre de
heladas fue obtenida de la estación Bachiniva, sus coordenadas son latitud 28° 48',
longitud 106° 51'cuenta con registros de 1957 a 1971.
De acuerdo a los registros en la zona de estudio, la helada extrema tardía se registro el
27 de mayo de 1959 y la helada extrema temprana el 4 de octubre de 1965. El periodo
promedio libre de heladas es de 195 días, al periodo mas corto se registro en 1959 con
130 días y él más grande en 1964 con 238 días. La información se muestra en la tabla
1.5.3.4.10.
3.1.4.8 Granizo:
Es un fenómeno meteorológico que no se le ha dado la importancia que merece ya
que influye negativamente al causar daños severos cuando se presenta sobre todo a los
frutales que es el cultivo principal en el área de estudio que nos ocupa y en donde las
medidas preventivas contra este tipo de fenómenos son costosas.
Este fenómeno jamás se presenta en grandes áreas de manera simultánea, si no
mas bien en pequeñas zonas, en el caso particular del área beneficiable con el proyecto
de sobreelevación de la presa se ha presentado muy pocas veces.
3.1.4.9 Nevadas:
Este fenómeno se presenta ocasionalmente durante los meses de noviembre,
diciembre, enero, febrero y hasta marzo según información de los lugareños.
3.1.4.10 Vientos:
Los efectos de este fenómeno climatológico sobre los cultivos son muy variados y
tiene influencia en los rendimientos de los cultivos pero también provocan daños.
34
En la zona de estudio el promedio de la velocidad media del viento en el periodo
1957 a 1971 es de 10.9 nudos por hora, la velocidad máxima que se tiene registrada es
de 42 nudos por hora registrada en el año de 1970, en la tabla 1.5.3.4.11 se muestra los
datos de velocidad de viento.
3.1.5 Hidrometría.
En general la región hidrológica no. 34 esta sujeta a condiciones severas de
sequía que determinan en ella amplias zonas de muy escasa precipitación pluvial y de
caudales exiguos en las corrientes establecidas, así como otras donde solo
ocasionalmente se llega a producir escurrimiento y muy pocas zonas donde la
precipitación es mas regular como es el caso de la parte alta del río Santa Maria (zona
donde se localiza la zona de estudio) donde por su ubicación geográfica se tienen
escurrimientos un poco más constantes pero con gran variación,
La escasa información hidrométrica en los tres ríos más importante es la siguiente:
Estación
Casas grandes
El tintero
El tintero II
La plazuela
La tasquilla
Comente
Río casa grandes
Río Santa Maria
Río Santa Mana
Río Santa María
Río el carmen
Area de la
cuenca km2
5271 00
396'5.00
3966 00
3981 00
4154.00
Gasto en m Is
298 00
102.00
133.00
160 00
383.00
Volumen en
millones de m3
90.1
60.1
47 1
80 3
78.4
Periodo anos
1941-1969
1927-1949
1949-1969
1927-1934
1952-1969
Además se tiene información diaria del funcionamiento histórico en las principales
presas que existen en los mismos ríos, entre ellas esta "Las Chepas" que cuenta con
registros diarios en el periodo 1979-1992.
Del análisis de esta información se observa lo siguiente:
La presa durante el periodo de registros cuenta en promedio al inicio del año con un
36.7% de almacenamiento equivalente a 6.605 millones de m3, habiéndose registrado en
1983 un almacenamiento mínimo de 3.730 millones de m0 y un máximo de 7.360 millones
de m3 en el mes de septiembre de 1991 cuando vertió 31.995 millones de metros cúbicos.
35
El almacenamiento promedio mínimo anual fue de 2.579 millones de m3 en, el
máximo de mínimos se presento en 1983 con un almacenamiento de 6.590 millones de
m3 y el mínimo en 1988 con 0.763 millones de m3.
La extracción por tomas es en promedio de 4.329 millones de m3, con un valor mínimo de
2.304 millones de m3 en 1981 y un máximo de 7.574 millones de m3 en 1991.
Los derrames se presentan en un 65% de los años observados con un promedio
de 6.534 millones de m3, solo en 5 años del periodo no hubo derrames y el volumen
mayor descargado fue de 45.693 millones de m3 en 1991.
Por otra parte las entradas a la presa son en promedio de 11.147 millones de m3,
con un valor máximo de 54.117 millones de m3 en 1991 y un valor mínimo de 2.158
millones de m3 en 1992.
Esta información se anexa procesada en el ámbito mensual en las tablas 1.5.3.5.1,
1.5.3.5.2, 1.5.3.5.3, 1.5.3.5.4, 1.5.3.5.5, 1.5.3.5.6, 1.5.3.5.7, 1.5.3.5.8, 1.5.3.5.9,
1.5.3.5.10, 1.5.3.5.11, 1.5.3.5.12, 1.5.3.5.13 y 1.5.3.5.14 y en la tabla 1.5.3.5.15 se
presenta esta misma información en el ámbito anual.
3.1.5.1 Gastos máximos presentados:
De la información de registros diarios disponibles en la unidad de riego "Las
Chepas" 1979-1992 se reportan derrames en nueve años de los cuales los gastos
máximos son los siguientes.
Lamina sobre el vertedor Gasto en m3/s
1981 1984
1985 1986 1988 1989 1990 1991 1992
Agosto Agosto
Enero Agosto Agosto Septiembre Agosto Agosto Febrero
20.5 25.0
4.0 26.0
42.0 10.0 53.0 94.0 4.0
6.7 21.9
0.6 9.6 19.8 2.3
28.0 66.2 0.6
36
El Gasto Máximo Que Se Presento En El Periodo Considerado Fue De 66.6 M3/S
Que Resulto Menor Al De Diseño Original De La Presa Que Fue De 168.0 M3/S
3.2 Estimación De Escurrimientos Estudio Hidrometereo-
Lógico.
Para su cuantificación se dispuso de la información del funcionamiento histórico
de la presa Las Chepas en el periodo 1979-1992 y se tomaron en cuenta las
recomendaciones del personal técnico de la extinta gerencia de programación de
inversiones, de correlacionar la información climatológica disponible para ampliar el
registro con mayor confiabilidad o bien adoptar los resultados del método del coeficiente
de escurrimiento para el período faltante.
En base a lo anterior sé amplio el periodo de escurrimiento de 1970 a 1992 (23
años) para lo anterior se analizo la correlación lineal y logaritmo de las entradas a la
presa Las Chepas, deducida con el funcionamiento histórico del vaso, con las lluvias
anuales de la estación climatológica Bachiniva y los volúmenes escurridos calculados por
los métodos del coeficiente de escurrimiento y la forma de para el período común (1979-
1992) donde el coeficiente de correlación más aceptable es el que se obtiene con el
método del coeficiente de escurrimiento que resulto de 0.525.
Los coeficientes de regresión mínimos para que exista una regresión significante
para una muestra esta dada en la tabla siguiente.
Grado de libertad n-2 Coeficiente de correlación mínima
1
2
3
4
5
10
20
30
1.00
0.99
0.96
0.92
0.87
0 71
0.56
0.50
37
Debido a que la muestra estudiada es de 14 años y el coeficiente de regresión es
de 0.525 no existe una regresión significante, por lo cual se adopto ampliar la información
tomando los resultados obtenidos por el método del coeficiente de escurrimiento para
ampliar registro.
La precipitación media en la cuenca fue obtenida con el método de isoyetas,
considerando los registros de las estaciones, Bachiniva, col. Alvaro Obregón, est. López
Mateos (la Junta), Guerrero y Tejolooachi. Tal como se muestran en las tablas. 1.5.4.1. A
1.5.4.4.
La precipitación media en la estación base (Bachiniva) es de 458.2 mm, el factor
de corrección de 1.081 y finalmente la precipitación media en la cuenca obtenida fue de
495.3 mm. Figuras 1.5.4.1 y 1.5.4.2.
El método del coeficiente de escurrimiento además de tomar en cuenta la lluvia
anual también hace intervenir algunos parámetros físicos de la cuenca y conduce a
resultados confiables a nivel anual, en la tabla 1.5.4.5 se presenta las precipitaciones
medias de las estaciones consideradas, la distribución de la precipitación media calculada
en la cuenca en la tabla 1.5.4 6. Y en la tabla 1.5.4.7. Él calculo del coeficiente de
escurrimiento anual, resultando el promedio para el periodo analizado de 0.1232.
En la tabla 1.5.4.8. Se presenta el cálculo realizado para obtener el volumen
medio anual escurrido utilizando el coeficiente de escurrimiento para cada uno de los
años del periodo considerado dando un volumen de 10.243 millones de m3.
En la tabla 1.5.4.9. Se consignan los escurrimientos históricos registrados. Los
calculados con el coeficiente de escurrimiento así como los calculados por el método de
temes el cual considera, la lluvia que no produce escurrimiento Po (300 mm) y la
evapotranspiración potencial. Con dicha información se definieron los volúmenes
escurridos a considerar dentro del presente estudio hidrológico.
El resumen del análisis es el siguiente:
38
Vols. Ce. Vols. Hist. Vols. Temez Vols. Adopt.
'Media
Desv. Est.
Coef. Var.
10.243
3.329
32.502
11.147
13.561
121.653
12.751
9.511
74.593
10.358
10.717
103.464
3.2.1 Distribución de los escurrimientos a nivel mensual:
Para el periodo 1979-1992 se temaron los escurrimientos mensuales obtenidos deí
funcionamiento histórico de la presa. Las Chepas y para el periodo, complementado 1970-
1978 se fragmentaron los escurrimientos anuales adoptados presentados en la tabla
1.5.4.10. En función de la distribución de la lluvia mensual de la estación base
(Bachiniva), los resultados obtenidos se presentan en la tabla 1.5.4.11. Y la distribución
de los escurrimientos para el periodo complementado en la tabla 1.5.4.12.
3.2.2 Evaporación neta:
Para su cálculo se tomo el promedio de la evaporación registrada en la estación
san José, para el periodo 1972-1981, la cual después de afectarse por el factor de 0.77 y
restarse la lluvia de la misma estación, se obtuvo dicha evaporación neta, la cual se
presenta en la tabla 1.5.4.13.
3.3 Calculo De La Capacidad De Los Sedimentos.
En la región hidrológica no. 34 se tienen registros de sólidos en suspensión en las
cuencas de los ríos casas grandes y el carmen, donde se registran los siguientes valores.
Corriente Porcie'nto de volumen escurrido
medio anual
Periodo de observación
Río casas grandes
Río el carmen
0.142
0.086
1961-1969
1956-1969
En la gráfica 1.5.5.1. Se presenta la gráfica áreas capacidades conforme al
levantamiento topo batimétrico realizado en Septiembre de 1997.
39
Del análisis del estudio topo batimétrico realizado en Septiembre de 1997, con la
topografía original del vaso (1962), se deduce que este ha sufrido una reducción en su
volumen debido a asolvamiento de fJ83,480 m3, lo que representa una perdida del 8.3%
de su capacidad total en 35 años de operación.
El 70.6% del volumen de azolves se ha depositado entre las cotas 43.0 y 51.0, en
una distancia de 1,000 a 2,100 m, del cauce original del arroyo a partir del paramento
mojado de la cortina, así como en las proximidades de este. Como se aprecia en la
gráfica no. 1.5.5.2.
En base a la información anterior y tomando en cuenta los volúmenes medios
anuales calculados de entrada a la presa de 10.358 millones de m3, se deduce que la
aportación de sedimentos es de 0.16%.
En un periodo de 25 años considerando el comportamiento anterior, se generaría
un volumen de azolves del orden de 414,000 m3, por lo que para el presente estudio se
considero conveniente considerar una capacidad de azolves de 500,000 m3 para el ,
periodo antes mencionado.
Por otra parte de la gráfica áreas capacidades denominada gráfica 1.5.5.1. Del ,
estudio topo batimétrico levantado en septiembre de 1997, se dispone de una capacidad ;
de azolves a la cota 2,042 de 356,000 m3 cota en donde esta alojada la obra de toma, lo i
que demuestra que los azolves considerados para el presente estudio son conservadores. ;
Aun y cuando el volumen de azolves considerado es razonable, se deberá dar
seguimiento al comportamiento y distribución de estos sobre todo en las proximidades de ;
la obra de toma para programar la sobreelevación de esta con oportunidad.
3.4 Ley De Demandas De Riego (Volúmenes Demandados Para
Riego, En Base A Sus Usos Consuntivos).
Las demandas de riego fueron estimadas en base al estudio denominado ;
respuesta del manzano (malus pumila mili) a diferentes niveles de humedad del suelo, ;
40
considerado en el anexo correspondiente de este estudio, el cual fue realizado en el año
1986 por mi Jesús pilar amado Álvarez m1. Encargado del programa U. M. A. Cesich.-
Cifap norte centro Cd. Cuauhtemoc, Chih., en la zona de riego de Las Chepas.
El objetivo principal de este trabajo fue el de obtener la función de la producción
del manzano, (Kg. De fruta contra agua evapotranspirada) y diferentes alternativas que
aumentaran la eficiencia en el aprovechamiento del agua de riego en la región de
Bachiniva.
Los resultados obtenidos indican que la evapotranspiración potencial de marzo a
septiembre fue de 102.7 cm.; y la evapotranspiración real para tratamiento húmedo fue
de 88.36 cm.; con una eficiencia de 2.11 kg. De fruta por m3. De agua y el tratamiento
intermedio reporto 77.53 cm. Produciendo un promedio de 187.8 kg. De manzano por
árbol, con una eficiencia de 5 fruta/m3 de agua usada considerando esta alternativa como
la mejor.
El consumo de humedad del manzano se cuantificó muestreando el suelo
gravimétricamente antes y después de aplicar el riego, la evapotranspiración potencial se
calculo mediante la medición de la evaporación de un tanque tipo "a" los resultados
obtenidos son los siguientes.
Mes
Enero
Febrero
22 marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
Anual
Etp cm.
72 0
223.2
221.8
169.6
135.2
116.0
94.8
1,023.6
Radiación solar
cal/cm2
432
514
557
530
465
455
Temp. Media
"° c"
9.1
14.4
16.5
18.6
17.4
18.4
16.3
Humedad
relativa %
36.7
38.6
39.1
52.2
68.5
69.4
65.7
Precip. Efectiva
mm
120
13.5
64.5
169.5
148.0
58.5
41
Lgdistribución de los riegos para el tratamiento húmedo fue la siguiente:
Fecha de aplicación del riqgo y , Lamina neta aplicada en cm.
31 de marzo
17 de abril
8 de mayo
2 de junio
1 de julio
11.02
815
8.96
10.50
7.23
Para El Tratamiento Intermedio Los Riegos Fueron Los Siguientes
Fecha de aplicación del riego Lamina neta aplicada en cm.
1 de abril
9 de mayo
26 de junio
11.55
11.18
12.30
Después se afectaron las laminas netas por la eficiencia de conducción 80 %y de
riego 75 % para obtener las laminas brutas, en la determinación de la demanda por
hectárea se tomo en cuenta el gasto derivado de 30 It/s. Proveniente de filtraciones y que
es derivado actualmente a los canales, además no se consideraron los pozos que se
encuentran dentro de la zona de riego por estar fuera de la unidad de riego.
Mes Demanda total para Filtraciones 30.00 It/seg. Demanda por ha. Tomando en
900 ha Derivadas cuenta filtraciones
Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre
Noviembre Diciembre Anual
1,732,500 1,677,000 1,845,000
5,254,500
65,000 65,000 65,000
195,000
1,853 1,791
1,978
5,622
42
Además se incluye el análisis para 1,200 ha, como se prevé en el estudio de 1994
realizado por la comisión nacional del agua.
Mes Demanda total para Filtraciones 30.Q0 Demanda por ha. Tomando en cuenta
1,200 ha ; l «It/seg. Derivadas filtraciones
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Jumo
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
Anual
2,310,000
2,236,000
2,460,000
7,006,00
65,000
65,000
65,000
195,000
1,871
1,809
1,996
5.676
3.5 Simulación Del Funcionamiento Analítico Del Vaso.
Tomando en cuenta los escurrimientos mensuales y evaporaciones netas para el
periodo 1970-1992, demandas de riego y los azolves, así como los parámetros físicos del
vaso, se realizo el funcionamiento analítico del vaso para las capacidades de 7.0 millones
de m3, 8.0, 9.0, 10.0 y 11.00 millones de m3 y superficies bajo riego de 500, 600, 700,
800, 900, 1000 y 1100 ha., Además se considero el criterio de deficiencias establecido
para estos casos.
3.5.1 Deficiencia máxima permitida:
Máxima en el periodo
Máxima anual
Máxima mensual
No. De años consecutivos con deficiencias
No. De meses consecutivos con deficiencias
5%
15%
40%
4
3
43
Np. De meses con deficiencias 15
No. De años con deficiencias 5
En las tablas 1.5.7.1.a, 1.5.7.1.b, 1.5.7.1.C, 1.5.7.1.d, 1.5.7.1.e, 1.5.7.1.f, 1.5.7.1.g
y 1.5.7.1.h, que presentan los resultados del funcionamiento analítico del vaso para el
periodo 1970-1992 así como la tabla 1.5.7.2 la cual es un resumen anual del mismo.
En las tablas 1.5.7.3.a, 1.5.7.3.b, 1.5.7.3.C, 1.5.7.3.d y 1.5.7.3.e se presenta un
resumen de los resultados obtenidos con las diferentes alternativas de funcionamiento del
vaso tales como: 7.00 millones de m3, 8.00, 9.00, 10.00 y 11.00 millones de m3,
respectivamente, así como también la gráfica 1.5.7.1 del funcionamiento del vaso para
todas las alternativas anteriores.
En la tabla 1.5.7.4 se presenta el resumen general de la alternativa para 10.0
millones de m3, con 900 has. Bajo riego.
En la tabla 1.5.7.5. Se presenta el resumen de deficiencias en porcentaje para la
alternativa seleccionada.
3.5.2 Selección De La Capacidad Total.
Como se puede observar en la alternativa que considera una capacidad total de
10.0 millones de m3 y una superficie bajo riego de 900 ha. La deficiencia máxima en el
periodo esta dentro de lo establecido, no así las deficiencias máxima mensual (100%
para el mes de junio de 1986) y la máxima anual (43.2 para 1986) excede las máximas
permitidas.
Aun con este inconveniente se considera que la alternativa es viable ya que solo
se presenta en el año de 1986 y particularmente en el mes de junio (considerándose esto
como extraordinario) y puede a futuro ser solventado con una adecuada operación de la
presa, ya que para el periodo analizado, solo se tuvieron 2 años no consecutivos con
deficiencia (1970 y 1986) y solo tres meses con deficiencia y solo dos de ellos
consecutivos (mayo y junio de 1986).
44
3.6 Estimación De La Avenida De Diseño.
Desde su construcción en el año de 1968 la presa "Las Chepas" ha derramado
normalmente pero solamente se tiene información de derrames en el periodo 1981-1992,
a continuación se presenta las características del vertedor y la estadística de los gastos
máximos derramados deducidos a partir de las láminas presentadas sobre el vertedor.
Vertedor de canal de descarga lateral de perfil tipo creaguer.
Longitud de cresta 36.30 m
Coeficiente de, descarga 2.00
Elevación del N. A. M. O. 2,064.20 m
Elevación del N. A. M. E. 2,065.95 m
Elevación de corona 2,068.20 m
168.00 m3/s Gasto máximo de diseño
Carga sobre el vertedor
Bordo libre
1.75 m
2.25 m
3.6.1 Gastos presentados:
Año
1981
1984
1985
1986
1988
1989
1990
1991
1992
Mes
Agosto
Agosto
Enero '
Agosto
Agosto
Septiembre
Agosto
Agosto
Febrero
Lamina sobre el vertedor
en cm.
20.5
25.0
4.0
26.0
42.0
10.0
53.0
94.0
4.0
Gasto en m Is
6.7
21.9
0.6
9.6
19.8
2.3
28.0
66.2
0.6
El gasto máximo presentado fue de 66.2 m3/s. Con una lamina de 94.0 cm.,
resultando menor al de diseño original que fue de 168.0 m3/s., Pero debido a que esta
45
avenida fue calculada con los criterios vigentes en la época de construcción que
correspondían a periodos de retorno de 500 a 1,000 años, se consideró conveniente que
para el proyecto de sobreelevación se tomara en cuenta la avenida máxima resultante
para el periodo de retorno de 10,000 años.
3.6.2 Estimación De La Avenida Máxima.
Debido a que la cuenca de la presa "Las Chepas" es muy pequeña respecto a las
vecinas que cuentan con información hidrométrica, las avenidas máximas del proyecto se
calcularon mediante el empleo de métodos empíricos e hidrológicos que toman en cuenta
la relación lluvia - escurrimiento y algunos parámetros físicos de la cuenca.
3.6.2.1 Parámetros físicos de ia cuenca.
De las cartas topográficas escala 1:50,000 edafológicas y de uso del suelo escala
1:1, 000,000, y tomando en cuenta que el estudio realizado por la Comisión Nacional del
Agua, ésta había tomado otro colector debido al trazo distinto que sé tenia de la cuenca,
sobre la base de la información recabada, y a las cartas topográficas se determinaron los
siguientes parámetros:
Superficie de la cuenca 16,427.00 km2
Longitud del colector principal 20.57 Km.
Pendiente de aéreas semejantes 1.196 %
Pendiente de Taylor-Schwarz 1.118%
Desnivel desde el punto mas alto 475 m.
Longitud de la cuenca 24 Km.
Parámetro "lea" 13.4 Km.
Perímetro de la cuenca 78 Km.
Longitud total de las corrientes 333.0 Km.
Tipo de suelo dominante b y c
Coeficiente del método racional 42.00 %
Coeficiente de Manning 0.040
Tirante estimado en la boquilla 0.70
Numero de la curva de escurrimiento 70.00 adim.
Tiempo de concentración 2.00 h.
Tipo de clima en la cuenca: árido y semiárido
46
3.6.2.2 Análisis de lluvias:
Para el estudio se cuenta con lluvias máximas en 24 h. En el periodo 1972-1983
de la estación climatológica Bachiniva, obtenida de la tabla 1.5.3.4.7., las curvas
isomáximas para la república mexicana de la S.R.H., editadas en 1976, la relación de la
lluvia 1.0 hora y 24 horas de la estación pluviométrica Temosachi registrada en el año
1994 la misma relación en los plano? del estado de Texas de EE.UU. De lluvia de 1 a 24
horas y periodo de retorno de dos años.
Texas r = 0.40
Temosachi r = 0.40
Durango r = 0.55
Con esta información se analizaron las lluvias máximas en 24 horas, aplicando
varias distribuciones de probabilidad de extremos y contrastando los resultados obtenidos
con los de las curvas isomáximas, después las lluvias máximas en 24 horas se
distribuyeron en el tiempo mediante la metodología del Dr. Campos Aranda que fue
generada después de estudiar 345 pluviógrafos de la república mexicana donde aplico la
formula de Cheng-Lung-Chen y la formula de F. C. Bell. Que toman en cuenta el
parámetro "r", obteniendo buenos resultados, por lo cual es aceptable su aplicación en
cuencas que carecen de estaciones pluviográficas.
3.6.2.3 Lluvias Máximas En 24 Horas:
A continuación se presenta las precipitaciones máximas en 24 horas, y sus
periodos de retorno, de la tabla 1.5.3.4.7.
Numero de orden Año Precipitación maxima 24 Periodo de retorno Prob. De excedencia
hrs (mm) (años) (%)
1
2
3
4
5
6
7
1974
1973
1978
1972
1975
1980
1982
58.00
45.00
40.00
38.50
35.50
30.00
30.00
13.00
6.50
4.33
3.25
2.60
2.17
1.86
7.69
15.38
23.08
30.77
38.46
46.15
53.85
47
8
9
10
11
12
1979
1977
1976
1983
1981
30.00
29.50
28.50
27.00
24.50
1.63
1.44
1.30
1.18
1.08
61 54
69.23
76.92
84.62
92.31
Parámetros estadísticos
Media
Desviación estándar
Coeficiente de sesgo
Coeficiente de variación
Valor de gama
corr. Inter. Fijo de observación
Factor por área de cuenca
Factor de pmc/peb
Área de cuenca (km2)
pm = 34.75
dv = 9.45
cs= 1.50120
cv = O.27200
13.51635
1.13
0.94258
1.08097
164.27.00
Función de
Distribución
Gumbel
Lognormal 2 parámetros
Lognormal 3 parámetros
Gamma de 2 parámetros
Gamma de 3 parámetros
Exponencial
Curvas isomáximas 1935-1970
Periodo de retorno en años
5
39.89
43.32
41.11
40.12
41.27
41.48
43.50
25
50.10
52.59
50.91
56.38
50.04
54.62
63.33
100
58.52
58.46
58.28
73.61
56.18
65.24
80.42
500
68.21
64.08
66.34
98.22
62.52
77.29
100.25
1000
72.38
66.24
69.72
110.54
65.08
82.43
108.79
125.00
10000
86.22
72.65
80.81
160.11
73.08
99.49
137.16
150.00
3.6.2.4 Distribución de las lluvias en el tiempo.
Considerando las precipitaciones máximas anuales registradas, se realizo un
análisis de ajuste a las funciones de distribución de probabilidad utilizando Gumbell,
48
digíribución normal, distribución lognormal de 2 parámetros, lognormal de 3 parámetros,
distribución gamma de 2 parámetros, distribución gamma de 3 parámetros y distribución
exponencial, habiéndose adoptado los resultados obtenidos con esta ultima ya que se
obtuvo en la prueba de bondad del ajuste (Kolmogorov-Smirnov igual a 0.1128, los datos
se encuentran tabulados en la tabla anterior, los resultados se obtuvieron mediante el uso
de software UNAM-IMTA
Los resultados obtenidos mediante la aplicación de la metodología adoptada
Periodo de
Retorno (años)
5
25
100
500
1,000
10,000
p (mm)
43.50
63.33
80.42
100.25
108.79
137.16
La distribución de la precipitación en el tiempo para un periodo de retorno de
10,000 años, es la siguiente:
Horas
1
2
3
4
5 i
6
12
24
p(mm)
54.864
67.001
75.310
81.822
87.260
91.969
112.314
137.160
3.6.2.5 Gastos máximos.
Obtenidos los parámetros físicos de la cuenca y las lluvias máximas distribuidas
en el tiempo y asociadas al periodo de retorno de 10,000 años, se aplicaron los métodos.
49
ernpíricos e hidrológicos para determinar el gasto máximo, el cual resulta de 500 m3/s, a
continuación se presenta los resultados obtenidos de los métodos aplicados.
Métodos empíricos Q max. M3/s
Método racional
U.s.s.c.s.
H.u. Triangular
642.51
452.05
302.86
Métodos hidrológicos
H.u. Triangular
Adimensionales del U.s.s.c.s.
l-pai wu
Vega roldan
Donald m. Gray
Adoptado
497.27
596.11
425.52
140.62
519.12
500.00
Se adopto el gasto máximo de 500 m3/s por ser él más alto de aquellos cuyas
consideraciones se asemejan más a las condiciones de la cuenca en estudio.
3.7 Regularización De La Avenida De Diseño.
3.7.1 Forma De La Avenida.
Después de analizar ía avenida máxima, se dibujaron los hidrogramas
adimensionales de los métodos aplicados, además de los hidrogramas presentados en la
estación hidrométrica trasquila y el promedio de los hidrogramas del U. S. Conservación
de suelos. Posteriormente después de analizarlos se adopto el hidrograma promedio de
todos. Gráfica 1.5.9.1.1.
3.7.2 Diseño Del Vertedor.
Al hidrograma seleccionado (se presenta en la gráfica 1.5.9.2.1.) Se le aplico el
gasto máximo adoptado de 500.0 m3/s. Y el tiempo pico de 2.00 horas, para
50
posteriormente transitar la avenida por el vaso, utilizando el método numérico,
considerando la condición de tener la presa llena, para la capacidad de conservación de
10.0 millones de m3, el vertedor con varias longitudes y un coeficiente de descarga de 2.0.
Después de transitar la avenida de 500.0 m3/s y de revisar hidráulicamente el
vertedor para las diferentes longitudes de cresta y considerando las condiciones
existentes del canal de descarga, se considero conveniente adoptar el gasto de diseño de
263.40 m3/s., para una longitud de 60.00 m, a continuación se presentan los datos
generados, de acuerdo a la alternativa elegida arrojo los siguientes datos:
CAPACIDAD DE CONSERVACIÓN
ELEVACIÓN DEL N. A. M. O.
GASTO MAXIMO REGULARIZADO PARA Tr = 10,000 AÑOS
COEFICIENTE DE DESCARGA
LONGITUD DEL VERTEDOR "L"
ELEVACIÓN DEL N. A. M. E.
CARGA SOBRE EL VERTEDOR "H"
10.00 MILLONES DE M3
2,067.2 M.N.S.M.
263.4 M3/S
2.00
60.00 M
2,068.89 M.N.S.M.
1.69M
3.7.3 Estimación Del Bordo Libre.
Primeramente se aplico el método de Savile; el cual toma en cuenta el fetch
efectivo, figura 1.5.9.3.1., para velocidades de viento de 80, 100, y 120 km/h,
considerando la cortina enrocada en ambos taludes y taludes 2:1.
En la tabla 1.5.9.3.1. Se presenta la memoria de calculo donde resulto el bordo de
0.78, 0.98 y 1.25 m. Respectivamente, estos resultados fueron comparados con las
recomendaciones del consultivo técnico y el bordo libre de diseño original de la presa,
adoptándose finalmente este ultimo que resulto de 2.25 m, y tomando en cuenta la
elevación del N. A. M. E. De 2068.89 m que resulto del transito de la avenida máxima
seleccionada para la capacidad adoptada y para la longitud del vertedor de 60.0 m. Se
tiene finalmente la elevación de la corona de la cortina en la cota 2071.14 m.
51
3.8 Diseño De La Obra De Toma.
Para su determinación se tomo la superficie beneficiada 900 ha. Para la
capacidad adoptada de 10.0 millones de m3 el mes de máxima demanda es junio con una
demanda por ha. De 2,050 m3 así como 30 días de riego y 24 horas de riego por día,
resultando así un gasto de 0.693 m3/s., menor al gasto de diseño, que es de 1.0 m3/s.
Q = VOLUMEN 1,845,000M3
TIEMPO 30DIASX24HRSX3,600SEG. = 0.712 M3/SEG
Por lo anterior dada la capacidad actual de la obra de toma no es necesario
realizar modificaciones a la misma
Sobreelevación
Las características principales de esta presa tomando en cuenta el estado actual y
la sobreelevación, son las siguientes:
Localización: Estado Actual
Nombre de la presa: Manuel M. Prieto
Corriente captada: río Santa Maria
Cuenca: río Santa Maria
Estado: Chihuahua
Municipio: Bachiniva
Datos de la obra civil:
Etapa de la obra:
Propósito de la obra:
Año de iniciación de obra:
Año de terminación de obra:
terminada
riego exclus.
1968
1970
proyecto
Riego exclus
1998
1999
Datos hidrológicos:
Estaciones cercanas
Área aforada de la cuenca:
Escurrimiento anual máximo:
Escurrimiento anual mínimo:
Bachiniva
164.27 km2
54.117 millones de m3
2.158 millones de m3
Bachiniva
164.27 km2
54.117 millones de m3
2.158 millones de m3
52
Escurrimiento anual medio:
Curva elevación capacidad área:
10.358 millones de m3
2,064.20 N. M. 579 ha.
10.358 millones de m3
2,067.20 N. M 900 ha
Datos del vaso:
Capacidad muerta:
Capacidad útil:
Capacidad total:
Name:
Ñamo:
Namin:
0.5 millones de m3
6.5 millones de m3
7 0 millones de m3
2,065.95 m. S. N. M.
2,064.20 m. S. N. M.
0.5 millones de m3
9.5 millones de m3
10.0 millones de m3
2,068.89 m. S. N. M.
2,067.20 m. S. N. M.
Datos de la cortina:
Tipo de cortina:
Altura máxima de cortina:
Elevación de la corona:
Longitud de la cortina:
Ancho de la corona:
materiales graduados
28.0 m
2,068.20 m. S. N. M.
370.0 m
6.0 m
30.94 m
2,071.14 m. S. N. M.
442.62 m
6.0 m
Obra de excedencias:
Tipo de obra de excedencias:
Gasto máximo:
Longitud del vertedor:
vertedor tipo creaguer
168.0 m3/s
45.0 m
Elevación de la cresta de vertedor: 2,064.20 m. S. N. M.
263.40 m3/s
60.0 m
2,067.20 m. S. N. M.
Obra de toma:
Tipo de obra de toma:
Gasto máximo:
Elevación de la obra de toma:
tubería reforzada de 30" diámetro
1.0 m3/s 1.0 m3/s
2,052.10 m. S. N. M. 2,052.10 m. S. N. M.
Aprovechamiento:
Área dominada:
Área regada:
Volumen aprovechado:
579 ha
579 ha
6.0 millones de m3
900 ha
900 ha
9 millones de m
53
3.9 Determinación De La Demanda.
Respuesta Dei Manzano (Malus Pumila Miil) A Diferentes Niveles De Humedad En El
Suelo.
M. I. ENC. PROG. U. M. A. CESICH-CIFAP NORTE CENTRO
CD CUAUHTEMOC, CHIH.
Introducción.
En el país existen 76,000 ha. Plantadas con manzano, de las cuales se obtiene
una producción media de 7.0 ton.-ha 1. Año 1 (Conafrut-SARH, 1989). De esta superficie
aproximadamente el 31% se localiza en el estado de Chihuahua, donde el factor más
importante que esta limitando la producción de esta especie es la disponibilidad y
aprovechamiento del agua de riego. Unifrut (1985) indicó que el municipio de Bachiniva
cuenta con 78 pozos profundos, los cuales derivan un gasto promedio de 2,984 litros por
segundo mas 6.5 millones de m3 de almacenamiento medio anual en la presa "Las
Chepas" para irrigar 707,400 árboles de manzano plantados en 3,338 ha.; cantidades que
sirven para aplicar solamente de un 43 a un 65 % de los requerimientos hídricos del
manzano (112 cm, según amado 1985). Esta situación influye directamente en la calidad
y cantidad de la fruta producida, puesto que todas las plantas están compuestas,
principalmente de agua, las células vegetativas se componen en un 85 a 95 % de este
recurso el cual se encuentra formando hidratos de carbono, lípidos, proteínas,
metabolitos, catabólicos y sales diversas entre otros; sin embargo, las necesidades de
agua varían con el clima y con las especies debido a un efecto netamente físico donde el
agua se evapora de las hojas a través de las estomas. En el caso del manzano, rojas y
róbalo (1985) reportan 400 estomas/mm2 hojas,
Por otro lado, Kotze (1984) señala que cuando la planta esta sujeta a estrés de
humedad, las estomas se cierran y el CO2 requerido para llevar a cabo la fotosíntesis y
formar los carbohidratos repercutiendo en el crecimiento. En manzano el aumento en el
tamaño del fruto depende principalmente de la división celular del primer mes de
desarrollo, después toma importancia el alargamiento celular; según Deloye (1967)
cuando hay un déficit hídrico durante el alargamiento celular de los daños ocasionados
son mayores que cuando se presenta la división celular.
54
Esta panorámica muestra la importancia de conocer mas de cerca los efectos
causados por los fruticultores al aplicar agua al manzano en forma deficiente. El objeto
principal del presente trabajo fue el de obtener la función de producción (kg de fruta vs.
agua evapotranspirada) y diferentes -alternativas de riego que se adecúen a la capacidad
acuífera de la región para aprovechar eficientemente el agua de riego.
Revisión de literatura.
Denmead y Shaw (1960) hicieron un trabajo donde relacionaron el rendimiento del
cultivo y los cambios de humedad en el suelo encontrado que el efecto de regímenes
diferentes de humedad del suelo en diferentes etapas fenológicas del cultivo en el
rendimiento expresado como fruto es muy notorio.
Palacios y Martínez (1978) mencionan que el rendimiento de un cultivo depende
de muchos factores variables, algunos controlables como la preparación del suelo, la
fertilización y el riego, otros particularmente controlables como algunas plagas y
enfermedades y otros no controlables como son los factores atmosféricos. También
comentan que controlando los factores variables se puede considerar que el rendimiento
de un cultivo depende solamente de la cantidad de agua evapotranspirada expresa
mediante una función de producción.
Palacios (1984 cita la relación entre la materia seca con la evapotranspiración (et)
registrando que el máximo rendimiento corresponde a la máxima et; sin embargo, al tratar
los cultivos no forrajeros (árboles frutales, caña de azúcar, etc.) el máximo rendimiento no
coincide con la máxima et incluyendo que la respuesta de las plantas en rendimiento de
fruto o variaciones de la disponibilidad de agua no es lineal.
Escobasa y palacios (1984) construyeron una función de respuesta en grano y
proteína del cultivo del trigo, en función de diferentes niveles de humedad residual del
suelo en distintas etapas de su ciclo vegetativo. El resultado final mostró que el
rendimiento máximo de grano se obtiene cuándo la tensión del agua en el suelo alcanza
3.42; 1.38 y 1.81 atmósfera en las etapas vegetativas, floración y maduración
respectivamente. Para rendimiento de proteína, los valores de tensión óptimos son: 5.20,
1.29 y 2.08 atmósfera para las mismas etapas.
55
Palacios (1982) ha. Desarrollado trabajos en cultivos como fríjol, trigo, maíz y
caña de azúcar, con el objeto de obtener la respuesta del cultivo a regímenes variables
de la humedad del suelo. Los resultados obtenidos en trabajos de trigo, fríjol y maíz
muestran una clara relación lineal entre la producción de materia seca y el agua
evapotranspirada. De la primera función se deduce que por cada cm. Evapotranspirado
se produce 118 kg. De materia seca de trigo. De la segunda y tercera función reportan
datos similares para fríjol y maíz; sin embargo, comenta que si se considera un
rendimiento en grano en lugar de materia seca, la relación obtenida no es lineal. Con
relación a la caña de azúcar la evapotranspiración máxima fue de 240 cm. Durante todo
el año, equivalentes a 1.3 veces la máxima evaporada en el evaporímetro tipo a.
Materiales Y Métodos.
Ubicación del experimento:
El trabajo de campo se inicio en marzo de 1986 en un huerto de manzano de 18
años de edad ubicado en la localidad de san José, municipio de Bachiniva, Chihuahua a
una altura de 2020 m. S. N. M. paralelo 28' 48' latitud norte y el meridiano 107° 15'
longitud oeste del meridiano de Greenwich. El clima según la clasificación de Koppen
modificada por Enriqueta García (1964) es semi seco frío (Bs., Kw.). La precipitación
pluvial media es de 450 milímetros. La variedad es golden delicious/franco plantados en
marco real a 7.0 m en un suelo con textura migajón arcillo arenosa y un perfil de suelo
mayor a 1.0 m. De profundidad.
Diseño experimental:
Se utilizó un diseño completamente al azar con cuatro tratamientos y tres
repeticiones. Los tratamientos establecidos fueron con base en diferentes cantidades de
evaporación registrados en un tanque tipo "a" (registrando además el % de humedad del
suelo, usando el método gravimétrico) t1= riegos cuando se evaporaron 180 mm, t2=
riegos cada 360 mm de eo, t3= riegos cada 720 mm de eo y t4= testigo (con el criterio del
productor).
56
Muestreo de suelos:
Se tomaron muestras de suelo a tres profundidades diferentes (0-30, 30-60 y 60-
90 cm) haciendo un pozo en cada unidad experimental (12 árboles) que se sacaron,
tamizaron y enviaron al laboratorio para determinar algunas de las características físicas
y químicas más importantes. Se determino la densidad aparente por el método de campo
utilizando plástico según torres (1981), capacidad de campo por el método directo
descrito por vega (1980), punto de marchitamiento permanente usando la relación
pmp=cc 2.1 (torres 1981) para suelos de media el porcentaje de saturación por palacios
(1966); la tensión del suelo se estimo por el método de palacios y jaspadeo (1982).
Registro de la evaporación:
Se instalo un tanque evaporímetro tipo "a" en el lugar del estudio para registrar la
evaporación diaria y determinar el momento de riego en cada uno de los tratamientos, así
como la evaporación potencial por el método propuesto por Doorenbos y Pruitt (1977) de
marzo a septiembre.
Registro de la precipitación pluvial:
Se instalo un pluviómetro en el sitio de estudio, considerando como lluvia efectiva
que fue mayor de 5 mm diarios como lo establece Grassi (1966).
Muestreo de raíces:
Dentro del mismo huerto se seleccionaron cinco árboles de manzano con el
propósito de conocer la distribución de raíces. Se uso el método del monolito diseñado
por Rogers y Shitt, citado por medina et al (1980). El suelo se extrajo en capas de 20 cm.
Hasta 80 cm. De profundidad y a cuatro diferentes distancias del tronco (cada metro)
hasta cubrir un radio de cuatro metros.
Primero se extrajeron las raíces cada uno de los bloques del suelo,
posteriormente se agruparon de acuerdo a su diámetro en: fibrosas o absorbentes (<3
mm y 12 mm); de conducción (entre 3 y 5 mm) de anclaje (> 5 mm, posteriormente se
pesaron en fresco para su análisis correspondiente.
57
Calculo de la evaporación real (etr):
El consumo de humedad del manzano se cuantificó haciendo un muestreo al
suelo gravimétricamente, antes y después de aplicar los riegos correspondientes a cada
tratamiento. Las profundidades de muestreo fueron: 0-30, 30-60 y 60-90 cm; haciendo
nueve repeticiones por profundidad para cada tratamiento y a diferentes distancias del
tronco del árbol.
Área de riego:
A cada uno de los doce árboles seleccionados, se delimitó su área para cubrir los
49 m2 (7m x 7m correspondientes. En esta práctica se levantó un bordo de 30 cm. De
alto en forma de cajete donde se pudiera aplicar el agua requerida por cada unidad
experimental.
Riegos:
Conociendo la lámina (etr) y el área correspondiente, se calculó el volumen de
agua por aplicar a cada uno de los árboles en estudio. Para esto se usó un tanque con
capacidad de 5 m3, el cual se subió en un remolque jalado por un tractor donde se
acarreo el agua necesaria para aplicar exactamente la evapotranspirada.
Fertilización:
La fertilización se hizo en forma homogénea, en cada uno de los 12 árboles
seleccionados, usando la dosis 90-50-50 aplicada al suelo antes de brotación, además se
hicieron tres aplicaciones de fertilizante foliar: Bayfolan Forte 1186; con dosis de 750 cm3
en 100 litros de agua, las primeras dos aplicaciones se dieron el 14 y 23 de abril fechas en
las cuales los árboles de manzano se encontraban en los estudios de plena floración y
caída de pétalos, respectivamente. La tercera aplicación se efectuó el 6 de mayo, día en
el cual los árboles de manzano estaban en el estudio amarre de frutos. Esta práctica
tuvo como base otros trabajos sobre nutrición en manzano desarrollado por e. Amado en
1983, dentro del mismo huerto donde se hizo el estudio en cuestión.
Parámetros medidos en el árbol:
Se evalúo el incremento de la circunferencia del tronco, el crecimiento vegetativo
apical, él numero, diámetro y peso de la fruta cosechada en cada unidad experimental.
58
Análisis estadísticos:
Los parámetros medidos en el árbol descrito anteriormente se analizaron con el
diseño establecido, comparando los tratamientos al 1 y 5 % de probabilidad usando D. M.
S. también se corrieron regresiones entre la etr del manzano y las variables
mencionadas. Las funciones obtenidas se tomaron como base para registrar las
relaciones más importantes entre la etr del manzano y los parámetros de vigor y de
rendimiento.
Resultados y discusión:
Análisis de suelos:
Los resultados de análisis indican que el suelo estudiado se caracteriza por una
textura migajón arcillo arenosa (50 % de arena, 21 % de limo y 29 % de arcilla), es pobre
en materia orgánica < 0.91 %) con un ph que fluctúa desde medianamente ácido (6.0)
hasta ligeramente alcalino (7.7) con bajos contenidos de carbonatos de calcio ( < 3.43 %)
y una conductividad eléctrica menor de o.90 m-ohms/cm lo cual indica que es un suelo
libre de sales con buen potencial para producir manzana adecuadamente. El porcentaje '
de saturación fluctuó entre 38 y 39 la capacidad de campo del 19 al 20 por ciento y el !
punto de marchitamiento permanente alrededor del nueve por ciento, mientras qué la >
densidad aparente mostró resultados entre 1.3 y 1.6 g/cm3; estos datos son básicos para
el desarrollo del presente trabajo.
Estimación de la evapotranspiración potencial (etp):
Una estimación aceptable de la demanda evapotranspirativa se. hace mediante la
medición de la evaporación de un tanque tipo "a", como lo señala Grassi (1966), ya que
integra el efecto de la radiación, el viento, la temperatura y la humedad relativa,
principales variables climatológicas que influyen en el consumo de agua de las plantas.
También registra que la evaporación del tanque como estimador de la
evapotranspiración potencial es aceptable. En nuestro caso en el área de estudios fue de
1027.2 mm del 22 de marzo al 30 de septiembre distribuidos de la siguiente manera:
72.0; 223.2; 212.8; 169.6; 135.2; 116.0 y 98.4 mm durante marzo, abril, mayo, junio, julio,
agosto y septiembre respectivamente. Como se puede observar la mayor cantidad de- ,
59
agua evaporada fue al principio del ciclo donde se registraron vientos con un recorrido
igual o mayor de 200 km/dia y ráfagas hasta de 120 km/hora. La radiación solar fue de
432, 514, 557, 530, 465 y 455 ca!/cnr,2/día durante marzo, abril, mayo, junio, julio y agosto
respectivamente. Con una temperatura media de 9.1, 14.4, 16.5, 18.6, 17.4, 18.4 y
16.30c. Mientras que la humedad relativa media fue de 36.7, 38.6, 39.1, 52.2, 68.5, 69.4 y
65.7 % de marzo a septiembre respectivamente. Además se observó una relación inversa
con la precipitación pluvial registrándose en total 466 mm de los cuales se consideraron
como efectivos 425 mm equivalentes al 91 % del total; estos en forma desglosada se
reportaron como sigue: 12, 13.5, 64.5, 169.5, 148 y 58.5 mm durante abril, mayo, junio,
julio, agosto y septiembre, respectivamente.
Calculo de la evapotranspiración real (etr):
La capa de control en el suelo fue hasta 90 cm. De profundidad, aunque la mayor
importancia (por la cantidad de raíces que influyen en la etr) fue de 0 a 40 cm, donde se
registró el 60 % de las raíces absorbentes (menores a 3 mm de diámetro), el 70 % de las
raíces de conducción (3 a 5 mm de diámetro) y el 73 % de las raíces anclaje (> 5 mm de
diámetro). En el diámetro más húmedo se reportaron 88.36 cm de los cuales 45.86 sé,
calcularon con cinco riegos de auxilio y laminas de 11.02, 8.15, 8.96, 10.50 y 7.23 cm
aplicados a una tensión media de 2.88 atmósferas en la capa de 30-60 cm. De
profundidad hasta el 26 de junio del presente ciclo. Después de esta fecha, no se pudo
regar, debido a la presencia del agua de lluvia, la cual provocó que el perfil del suelo
estudiado mostrará condiciones muy cercanas a la capacidad de campo durante el
tiempo que faltaba para cosechar, en este tratamiento el factor de cultivo global fue de
0.86 (k = etr/etp) con el tratamiento intermedio se calcularon 77.53 cm. De
evapotranspiración de los cuales 35.03 se aplicaron con tres riegos de auxilio y laminas
de 11.55; 11.18 y 12.30 cm. Aplicados a una tensión media de 7.5 atmósferas en la capa
de 30-60 cm. De profundidad también hasta el 26 de junio del ciclo 1986, después de
esta fecha las lluvias no permitieron continuar con los tratamientos establecidos, el factor
del cultivo global fue de 0.75.
60
TIERRA VOL 10 NUMERO 2, 1992
CUADRO 1, EVAPOTRANSFIRACION REAL DEL MANZANO BACHINIVA, CHIH.
CICLO 1985-1986
TRATAMIENTO HÚMEDO
Fecha y Profundida
.numero de d en (cm) Ce en (%)
Tensión en
humedad
Densidad
aparente Consumo
Lamina total
consumida
I rle90 31 marzo
1
17 abril
2
8 mayo
3
2 junio
4
1 julio
5
0-30
30-60
60-90
0-30
30-60
60-90
60-90
0-30
30-60
60-90
0-30
30-60
60-90
19.67
19.67
19.67
19.67
19.67
19.67
19.67
19.67
19.67
19.67
19.67
19.67
16.67
antes riego
9.92
11.53
12.97
12.63
14.07
14.11
14 22
9.90
12.10
13.60
13.30
14.87
14.70
11.26
5.12
2.77
3.18
1.81
1.78
1.71
11.38
3.98
2.16
2.43
'1.35
1.44
g/cm3
1.53
1.47
1.47
1.53
1.47
1.47
1.47
1.53
1.47
1.47
1.53
1.47
1.47
(cm)
4.48
3.59
2.95
3.23
2.47
2.45
2.40
4.48
3.34
2.68
2.92
2.12
2.19
en (cm) ,,
11.02
8.15
8.96
10.05
7.23
45.86
42.50
88.36
DEL 22 DE MARZO AL 30 DE SEPTIEMBRE LLUVIA EFECTIVA = 42.5 CM.
61
TRATAMIENTO INTERMEDIO Fecha y '.. /%• Densidad
numero de Profundida Ce en (%) humedad Tensión en aparente
riego d en (cm) antes riego atm g/cm3
Consumo
Lamina total
consumida
en (cm)
1 abril
1
9 mayo
2
26 jumo
3
0-30
30-60
60-90
0-30
30-60
60-90
0-30
30-60
60-90
19.33
19.33
19.33
19.33
19.33
19.33
19.33
19.33
19.33
10.62
12.00
8.49
8.69
11.60
11.28
8.70
9.52
10.62
7 24
3 82
23.39
20.70
4.56
5 28
20.65
14.12
7.24
1.37
1.30
1.57
1.37
1.30
1.57
1.37
1 30
1.57
3.58
2.86
5.11
4.38
3.01
3.79
4.37
3.83
4.1
11.55
11.18
122.3
35.03
42.50
77.53
DEL 22 DE MARZO AL 30 DE SEPTIEMBRE LLUVIA EFECTIVA = 42.5 CM.
TIERRA VOL. 10 NUMERO 2, 1992
CUADRO 1, EVAPOTRANSPIRACIÓN REAL DEL MANZANO BACHINIVA, CHIH.
CICLO 1985-1986
Fecha y
numero de Profundida
TRATAMIENTO SECO % humedad Densidad Consumo Lamina total
d en (cm) Ce en (%)
antes riego Tensión en aparente
atm g/cm3
consumida en (cm)
1 abril
1
DEL
0-30
30-60
60-90
22 DE MAF
20.00
20.00
20.00
IZO AL 30
19.14
9.46
9.59
DE SEPTIE
19.00
16.29
14.63
MBRE LLU
1.47
1.50
1.53
VIA EFEC
4.79
4.74
4.77
TIVA = 42.
14.3
42.5
56.3
5 CM.
62
Fecha y Profundida % humedad
numero de d en (cm) Ce en (%) antes riego
TESTIGO
% humedad Tensión en Densidad
aparente Consumo
g/cm3 (cm) consumida
en (cm)
Mayo
1
0-30
30-60
60-90
19.00
19.00
19.00
8.78
9.23
10.01
1.60
17.14
9.12
4.91
1 57
1.57
4.98
4.23 14.12
42.5
56.62
DEL 22 DE MARZO AL 30 DE SEPTIEMBRE LLUVIA EFECTIVA = 42.5 CM.
En el tratamiento seco solo se pudo dar un riego de auxilio (el 01 de abril) con una
lamina de 14.30 cm, aplicado a una tensión inicial de 9.29 atmósferas en la capa de SO
SO cm. Posteriormente al igual que en los otros tratamientos el efecto de las lluvias (42.5
cm) no permitió dar otro riego. Aunque esta situación fue muy importante ya que se
puede comparar con el tratamiento testigo (riegos con el criterio del productor) en el cual
también se dio un solo riego (el 8 de mayo) con una lamina de 14.12 cm. Aplicado a una
tensión de 9.14 atmósferas. En éstos dos tratamientos el factor de cultivo fue igual a 0.55
solo que el periodo en el cual se mantuvieron secos estos árboles fue mayor y el efecto
causado se manifiesta notablemente en el desarrollo del manzano; principalmente en el
crecimiento y en la producción como se discutirá mas adelante. Los datos descritos
anteriormente los puede ver en el cuadro no. 1.
Análisis y correlación de los parámetros medidos en el árbol:
Evaluación del crecimiento vegetativo apical. En este análisis se mostraron
diferentes estadísticas significativas entre los tratamientos establecidos. Aunque el
periodo donde hubo un diferencial de humedad en el suelo haya sido del 01. De abril al
26 de junio como se explico anteriormente, el mayor crecimiento (25.5 cm) se registro con
el tratamiento más húmedo el cuai es estadísticamente diferente de los tres, cuyas
medidas fueron de 15.06, 15.00 y 10.06 cm. Para los tratamientos intermedio, seco y
testigo, respectivamente, los cuales estadísticamente son iguales entre sí. Aquí se pudo
63
observar que el primer síntoma de deficiencias de agua es una reducción en el
crecimiento vegetativo apical como lo menciona Kotze (1984) indicando que para la
variedad golden delicious un crecimiento de 25 cm. Es adecuado.
Al relacionar esta variedad (figura 1) se pudo registrar que el índice de
determinación f2= 0.62 es uno de los mas altos, el modelo al que se ajusta fue y = 56.635
- 1.4538 x + 0.012018 x2 de donde podemos deducir que mínimo se necesitan 92 cm.
Evapotranspirados para tener un crecimiento vegetativo apical adecuado.
Evaluación del diámetro del fruto,
Su análisis indica diferencias estadísticas altamente significativas entre los
tratamientos establecidos mostrando una relación estrecha con la cantidad de agua
evapotranspirada. El tratamiento húmedo reportó frutos 7.25 cm. De diámetro. Esta
condición lo hace estadísticamente diferente de los otros tres tratamientos; los cuales
registraron medias de 6.36 y 6.37 cm. De diámetro para el tratamiento intermedio y seco
que estadísticamente son iguales entre sí, pero diferentes de los otros dos. Finalmente el
tratamiento testigo fue el que produjo los frutos más chicos reportando una media de 5.81 .
cm; mostrando un efecto bastante notable al someter los árboles a tensiones menores de ;
15 atmósferas durante las etapas de brotación, floración y cuajado de fruto \
principalmente, ya que después del 26 de junio la presencia de las lluvias propicio un
buen contenido de humedad en el suelo "c" de 2 a 3 atmósferas, sin embargo, el daño ya
estaba hecho. En la figura 2 pocemos observar la distribución del tamaño de los frutos la
cual obedece al y = 9.4249 -0.1103 x + 0.000929 x2, y el índice de terminación r2= 0.71 ¡
fue él mas dentro de las variedades evaluadas basados en esta función podemos decir •
que se necesitan 90 cm. Evapotranspirados para tener una calidad aceptable con !
relación al tamaño de fruto (7.0 cm) ¡
Evaluación del rendimiento:
Este análisis incluye él número, el diámetro y el peso de frutos en forma global.
No se reportaron diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos
establecidos, además como lo hemos mencionado es difícil explicar la respuesta del árbol ;
a diferentes cantidades de evapotranspiración. En el presente estudio el tratamiento más ;
húmedo reportó una media de 104.26 kg. Por árbol equivalente a 2.13 ton. Ha.-1- •) ,
mientras que el tratamiento testigo mostró una media de 106.41 kg. Árbol-1 equivalente a
21.71 ton. Ha-1 dicho de otra manera, con una evapotranspiración de 88.29 cm. Se
produjo el mismo peso que con 56.94 cm. De evapotranspiración; aunque de muy
diferente calidad. Estos resultados coinciden con los reportados por palacios (1984) al
referirse a árboles frutales. El tratamiento más seco registró una media de 80.48 kg.
Árbol-1 equivalentes a 16.42 ton. Ha-1, superado ampliamente por el tratamiento
intermedio donde se reportaron 187.8 kg árbol-1 equivalente a 38.3 ton. Ha-1 (rebasando
también a los otros dos tratamientos). Con estos datos se afirma que esta es la mejor
alternativa de riego, sobre todo para huertas, con condiciones similares a donde se
desarrolló el estudio, cumpliendo así con el objetivo planteado.
En la figura 3, se muestra esta relación la cual obedece al modelo y = -856.58 +
27.788 x - 0.1879x2 donde el índice de determinación fue bajo (r2=0.19), también
podemos observar que se necesitan mínimo 40 cm. Evapotranspirados, para producir un
kilogramo de manzana y que los máximos rendimientos (170 kg. Árbol-1) se producen
cuando sé evapotranspiraron 70 cm. Con el objetivo de registrar la eficiencia en el uso del
agua se relacionó el rendimiento y la cantidad de agua evapotranspirada anotando 2.41;
5.01; 2.93 y 3.82 kilogramos de fruta por cada metro cúbico de agua utilizado para los
tratamientos húmedos intermedio seco y testigo, respectivamente.
Conclusiones:
Se pudo lograr el objetivo planteado registrando que la mejor alternativa de riego
para huertos en condiciones similares a donde se desarrolló el estudio es cuando sé
evapotranspiraron 77.53 cm, (tratamtento intermedio) de marzo a septiembre produciendo
187.8 kg. Árbol-1 equivalentes a 38.3 ton-ha-1 con una eficiencia de 5.01 kg. De fruta por
metro cúbico de agua utilizado.
Basados en las funciones desarrolladas podemos decir que:
Se necesitan como mínimo 92 cm. Evapotranspirados para tener un crecimiento
vegetativo apical adecuado (25 cm).
Para producir frutos de buen tamaño (7.0 cm) se necesita un mínimo de 90 cm.
-Evapotranspirados.
65
Para producir 1 kg. De manzana por árbol se requiere una evapotranspiración
mínima de 40 cm y el mayor rendimiento (170 kg árbol-1) se produjo cuando sé
evapotranspiraron 70 cm.
Se pudo confirmar que el factor de cultivo global de marzo a septiembre fue de
0.86; 0.75; 0.55 y 0.55 para los tratamientos húmedo, intermedio, seco y testigo
respectivamente, mientras que la eficiencia en el aprovechamiento del agua registrada
fue 2.41, 5.01, 2.93 y 3.82 kg. De fruta por metro cúbico de agua usada para los mismos
tratamientos.
66
4. Recopilación, revisión, integración y actualización
del levantamiento topográfico de la infraestructura
existente.
En virtud de que la información disponible del proyecto original difiere en algunos
casos por las adecuaciones realizadas a la presa durante su vida de servicio, este tesista
considera prudente llevar a cabo un levantamiento topográfico a detalle de las
componentes de la estructura q je sufrirán modificaciones con el proyecto de
sobreelevación.
Las actividades realizadas se describen de madera sucinta a continuación con
apoyo en los vértices de la poligonal para topografía del vaso y batimetría, se detallaron
por el procedimiento de radiaciones múltiples utilizando una estación total la configuración
en planta de la zona de cortina y vertedor, posteriormente se definieron secciones
transversales sobre los ejes de cortina y vertedor.
Finalmente esta información topográfica cuyos datos se registraron en libreta
electrónica, conectada a la estación total, se procesaron en AutoCAD versión 12, para ser
plasmados en los planos de topografía de infraestructura existente, topografía de
infraestructura existente secciones de vertedor y topografía de infraestructura existente
secciones de cortina,
En el anexo uno de este reporte se presentan copias en reducción de los planos
antes referidos.
67
68
5. Demarcación de los límites de la zona federal y de
las afectaciones en el vaso de la presa.
Para llevar a cabo los trabajos derivados de esta actividad, se trazo en campo una
poligonal cerrada, de 11 vértices definidos con posicionador global por satélite (GPS)
usando como Datum de referencia WGS84 y definiendo las coordenadas de esta
poligonal en el sistema universal trasversa de mercator (UTM). Esta poligonal sirvió de
base tanto para la configuración topográfica del vaso como para el estudio batimétrico.
Trazada la poligonal principal y utilizando un equipo electrónico de topografía
consistente en una estación total, se trazaron una serie de polígonos y radiaciones con el
objeto de cubrir la totalidad de puntos de relieve de interés para la configuración
correspondiente a efecto de transferir los archivos registrados electrónicamente al
software AutoCAD ver. 12, y de esta manera generar un plano digitalizado.
Los cuadros de construcción de la poligonal de referencia son los siguientes:
Vértice
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 J
| 11
Coordenada norte
3178483.33
3177834.69
3176899.46
3175921.09
3175438.86
3175778.4'
3176574.41
3177371.99
3177805.44
3178444.81
3178465.38
Coordenada este
280966.43
281204.95
280852.98
281272.70
280785.34
280398.72
280434.16
280222.70
280173.26
280391.64
280565.20
Elevación
2074.798
2077.799
2074.681
2100.750
2076.056
2082.609
2082.449
2075.928
2075.736
2078.049
2069.190
69
Con la información recopilada de la infraestructura existente, los datos arrojados
por el estudio hidrológico, y la definición del proyecto de sobreelevación, fue posible
definir los niveles de almacenamiento, superalmacenamiento y zona de protección
federa!, cuya información es la siguiente:
Proyecto original Proyecto sobreelevado
Concepto Elevación (msnm) Superficie (ha) Elevación (msnm) Superficie (ha)
N. a. m. o.
N a. m. e.
Máxima levantada
2,064.20
2,065.95
100-60-03
114-94-83
2,067.20
2,068.89
2,075.00
122-92-42
138-06-07
185-22-80
Procesando la información de la tabla anterior se concluye que la franja de
inundación adicional con el proyecto de sobreelevación de la presa hasta la capacidad del
superalmacenamiento es de 23-11-24 has.
Para demarcar la zona federal, se ubico una línea paralela a la elevación del
superalmacenamiento a una distancia en proyección horizontal de 10 m., tal y como lo
especifica la ley de aguas nacionales y su reglamento, arrojando esta franja una superficie
de 6-92-71 has.
Con lo anterior se concluye que la superficie total sujeta a afectación con la
sobreelevación de la presa es de 30-03-95 has.
Adicionalmente en los trabajos de levantamiento topográfico se identifico el
régimen de tenencia de la tierra así como sus propietarios, quedando distribuido de la
siguiente manera:
Hacia la margen derecha del río Santa Maria se afectaran 16-06-69 has., de
terrenos de agostadero en pequeña propiedad, cuyo propietario es el señor pedro José
Dozal Chávez, con valor comercial estimado de $ 14,000.00 /ha.
70
Hacia la margen izquierda del río Santa Maria, se afectaran 13-97-26 has., de
terrenos de agostadero en pequeña propiedad, cuya propietaria GS la señora Gilda
Barrera de Gallegos, con valor comercial estimado de $ 14,000.00/ha.
En el anexo de esta tesis se presenta una reducción del plano de demarcación de
los límites de la zona federal.
71
72
6. Topografía en bancos de préstamo.
Esta actividad consistió, en realizar los levantamientos topográficos y catastrales
de los bancos de roca, material para formación de bordos y terraplenes y agregados, de
acuerdo a las necesidades de los diferentes materiales requeridos para el proyecto de
sobreelevación de la presa.
Las actividades de campo y gabinete, fueron definidas con una estación total,
transfiriendo los datos de campo que fueron registrados en una libreta electrónica, al
software AutoCAD versión 12, para procesar esta información, generando en gabinete
planos digitalizados dichas actividades se realizaron para el cumplimiento de lo estipulado
en este apartado, mismas que a continuación se describen:
1.- trazo de poligonales de apoyo.- para cada uno de los bancos y previa referenciación
a la poligonal principal, que sirvió de base para el estudio topobatimétrico, se trazaron
polígonos cerrados, para encerrar la superficie de cada banco, en los que, de acuerdo a
los estudios de geotecnia preliminar, representaron potencial de explotación.
2.- nivelación de las poligonales de apoyo.- para cada vértice, de las poligonales se
definieron las elevaciones referidas al nivel medio del mar, transfiriendo para ello,
mediante poligonales abiertas, ¡as cotas de los vértices de la poligonal principal, del
estudio topobatimétrico, con el objeto de que también estos bancos quedaran
debidamente referidos al control horizontal y vertical, del citado estudio.
3.- trazo de cuadricula y su monumentación.- con el objeto de contar con un mayor
numero de puntos, que permitiera una mejor y más eficiente configuración topográfica, en
lugar de cuadricula, se realizo un barrido por el método de radiaciones, a fin de definir la
totalidad de los accidentes topográficos, de cada una de las poligonales, que cubren la
superficie de cada banco, levantando para cada punto de radiación, la ubicación en planta
por coordenadas UTM, y su altitud asociada.
73
4„- levantamientos catastrales.- para cada banco se definió la tenencia de ia tierra, sus
propietarios así como la infraestructura existente y los accidentes más notables
registrando su ubicación en los registros para posteriormente reproducirlos en los planos
digitalizados.
5.- configuración topográfica de la zona.- para cada banco de material se proceso la
información registrada en la libreta electrónica a fin de generar la configuración
topográfica de los mismos mediante planos digitalizados en AutoCAD versión 12.
6.- elaboración y dibujo de planos.- una vez informatizada las actividades de campo y
procesada la información en la etapa de configuración topográfica se procedió a imprimir
en graficador los planos previamente digitalizados.
A manera de resumen en la siguiente tabla se presentan los datos topográficos y
catastrales más notables de cada banco.
Superficie levantada (ha) Regimen de tenecia de Nombre del propietario
Roca
Material impermeable
Agregados
Totales
0-75-31.13
3-09-10.76
3-44-30.75
7-28-72.64
Pequeña propiedad
Pequeña propiedad
Zona federal
Ornar Campos B.
Pedro José Dozal Chávez
Bien a cargo de CNA
En el anexo de este informe se presentas reducciones de los planos de.
74
7: Levantamiento topobatimétrico de la presa Manuel
M. Prieto "Las Chepas".
7.1 Información general.
7.1.1 Condiciones naturales de la cuenca.
7.1.1.1 Localización geográfica y política.
La zona de estudio comprende parte de la superficie del ejido Bachiniva el cual se
localiza en la parte oeste del estado, siendo las coordenadas de la boquilla las siguientes
(y de acuerdo a la figura c.1.1 del anexo de figuras):
Latitud 28° 43' 33" norte
Longitud 107° 16'00" oeste
Altitud 2,020 m. S. N. M. M.
! 7.1.1.2 Vías De Comunicación:
El acceso por vía terrestre a la presa "Las Chepas", es partiendo hacia el oeste de |
la ciudad de Chihuahua, se recorren 103 Km. Por la carretera no. 16 tramo Chihuahua
Cuauhtemoc, se toma la carretera no. 65 hacia el norte por la que se transitan 78 Km. ;
Hasta el poblado de Bachiniva, se toma la calle principal con rumbo sur recorriéndose 6.0 [
Km. Hasta llegar a la presa, como se muestra en la figura c.1.2. Del anexo de figuras. ¡
7.1.1.3 Hidrología Superficial: i
La zona de proyecto se encuentra localizada en la región hidrológica no. 34
cuencas cerradas del norte, cuenca y subcuenca del río Santa Maria, el área total ]
aproximada es de 88,418 km2. De los cuales 87,473 km2. Quedan dentro del estado de
Chihuahua y una pequeña fracción de 945 km2. Pertenece a sonora, la cuenca del río ¡
Santa Maria es de las mas importantes drena 11,139 km2., y su drenaje es el mas j
complejo de todas las cuencas cerradas; este río nace al sur del poblado de Bachiniva !
donde se encuentra la presa Las Chepas, continua con una dirección dominante hacia el
norte a lo largo de 300 Km., hasta llegar a la laguna Santa Maria; a 115 Km. De su j
nacimiento y a 32 Km. Aguas arriba de buenaventura se localiza la presa el tintero con r ^
75
capacidad de 130 millones de m3. Y riega el distrito 042 buenaventura; en la figura no.
C.1.3. Se presenta la región hidrológica no. 34
La cuenca del río Santa Maria desde su origen hasta la presa Las Chepas es de
164.27 km2. Con una longitud de 20.57 Km. Del colector principal, nace en la sierra de san
Juan, sierra mezcalera y el cerro de los chinos, las principales corrientes son los arroyos
el Durazno, Cañón el Ojito, Techori, Choriachi, la Tinaja, y el arroyo la Cantera, la figura
no. C.1.4. Muestra la cuenca de la presa Las Chepas.
7.1.1.4 Hidrología Subterránea:
El área de estudio queda enclavada en el acuífero de la baja Babícora, vista en la
figura no. C.1.5. El cual se aloja en material de relleno aluvial constituido por gravas y
arenas con cantidades menores de limos y arcillas, este acuífero se encuentra
semiconfinado por un estrato arcilloso que presenta su espesor máximo al centro del
valle; por encima del estrato arcilloso semiconfinado se extiende un horizonte somero que
contiene agua en condiciones freáticas.
La profundidad del nivel estático en el acuífero somero presenta valores mínimos
de 12.0 a 20.0 m., en las zonas aledañas al río Santa Maria en el centro del valle y ;
profundidades mayores de 100.0 m. A la altura del poblado de Bachiniva. ¡
7.1.1.5 Fisiografía Y Geomorfología:
De acuerdo a la clasificación de provincias fisiográficas de Manuel Alvarez Jr.
(1958) el sitio del proyecto de la presa Las Chepas, queda comprendido dentro de la ,
provincia fisiográfica de la sierra madre occidental, la cual se caracteriza por estar '
formada por rocas eruptivas principalmente del mioceno, que cubren a rocas intrusivas del ,
eoceno, que contienen gran riqueza mineral, especialmente su flanco oriental.
Esta provincia se subdivide en tres subprovincias en forma longitudinal, zona de I
altiplanicie, zona de barrancas y zona de sierras y valles paralelos.
La zona de altiplanicie es la mas occidental y en la que se encuentra el proyecto; '
tiene una topografía de formas suaves derivadas de la erosión de derrames riolíticos, j
76
conglomerados y rocas piroclásticas asociadas. Áreas montañosas se elevan de 2,000 a
2,800 m. S. N. M. M. Y están separados por amplios valles de fondo plano.
Geológicamente el área se encuentra en una etapa de juventud, lo que se puede
apreciar por la topografía abrupta que se presenta en gran parte de la misma y por los
arroyos y río Santa Maria, los cuales no han cavado cauces profundos ni amplios. El río
Santa Maria es el que presenta algunos rasgos de madurez, como lo es pequeños
encañonamientos y meandros.
Las principales unidades geomorfológicas son dos: sierras y valles, las primeras
están formadas principalmente por colados de lava acida de composición riolítica, aunque
también se presenta en menor proporción pequeñas coladas de basalto, principalmente al
oriente de la presa Las Chepas, en 'a sierra san Juan y en el flanco oriente de la sierra
; mezcalera, al noreste de esta presa; esta ultima junto con la sierra Chuchupate delimitan
' el valle de la baja Babícora. Al oriente de la sierra san Juan se extiende el valle de
Cuauhtemoc, este y el de la baja Babícora son los dos mas cercanos al área y conforman
la segunda unidad geomorfológica; están compuestos por materiales no consolidados, !
principalmente gravas, arenas y arcillas y ocasionalmente conglomerados que varían en ,
el grado de compactación o cimentación. !
7.1.1.6 Geología Regional:
Regionalmente el área de estudio esta constituida por roca de origen ígneo y
sedimentario, las primeras son mas antiguas en la zona y constituyen el basamento y las
segundas son rocas dendríticas que se han depositado recientemente rellenando las ;
partes topográficamente mas bajas. j
Dentro de las rocas ígneas se distinguen dos unidades: una de rocas acidas, ;
representadas por riolitas, tobas riolíticas, tobas soldadas (ignimbritas) y tobas arenosas; ¡
la otra unidad de rocas básicas representada principalmente por basaltos.
Las riolitas y tobas riolíticas son las rocas que predominan en la zona,
observándose en la sierra san Juan al este y sureste de Bachiniva, en la sierra Mezcalera ,
al poniente, rocas de color café rojizo a rosado, con textura afanítica, se les observar)- ^
77
cristales de cuarzo y feldespatos, algunos de estos están alterados a minerales arcillosos,
también se observan minerales ferromagnesianos, principalmente biotita. Las tobas y
riolitas se presentan en forma masiva, formando en ocasiones pequeños acantilados,
estas rocas presentan fracturas verticales que en la mayoría de los casos están cerradas
hacia el interior.
Las rocas básicas representadas por basaltos se presentan como derrames que
emergieron a través de las fracturas, grietas o fallas y son el último evento ígneo que se
presento en el área. Estas rocas se observan al oriente de la presa Las Chepas y al
poniente de Bachiniva, en Manuel Ávila Camacho, son rocas de color gris oscuro a negro
que intemperizan en café oscuro rojizo, producto de la alteración de minerales
ferromagnesianos, como piróxenos y micas. Los basaltos tienen textura afanítica de grano
fino y están muy fracturados.
Las rocas sedimentarias están representadas por conglomerados y depósitos
aluviales; los primeros están formados por plastos de riolita, toba riolítica y basalto
principalmente, sostenidos en una matriz arcillo-arenosa medianamente compactada, los
plastos varían en tamaño de 1 a 5 cm. De diámetro y sus ángulos varían de angulosos a
subredondeados.
La exposición de esta roca se presenta en las faldas de las sierras, en el valle que
se extiende al norte de Bachiniva y al oriente de la sierra san Juan y los depósitos
aluviales se encuentran principalmente en las riveras y cauces de los ríos y arroyos que
cruzan el área; están constituidos por plastos que varían en redondees de angulosos a
bien redondeados, de riolita, toba riolítica, basalto y andesita, mezclados con arena y limo.
7.1.1.7Clima:
El clima predominante en la región, de acuerdo a la clasificación de Koeppen
modificado por Enriqueta garcía, es tipo seco subclima semiseco templado con lluvias en
verano y precipitación invernal de 8% con verano fresco (Bs., Km.).
78
Este clima resultante es el característico de la alta Babicora y en el cual prospera
el cultivo del manzano.
7.1.1.8 Temperatura:
La información de temperatura fue obtenida de la estación Bachiniva, sus
coordenadas son latitud 28° 48', longitud 106° 51'cuenta en algunos casos con registros
desde 1966 a 1993.
Temperaturas medias.- se cienta con registros desde 1966 a 1993. En el estudio
hidrológico se consignan estas temperaturas para el periodo antes mencionado. La
temperatura media anual es de 13.40c, el mes con temperatura media anual mas alta es
junio con 20.20c y el mes con temperatura media anual mas baja es enero con 6.20c.
Temperaturas medias de máximas.- se cuenta con registros desde 1966 a 1993.
En el estudio hidrológico se consignan estas temperaturas para el periodo antes
mencionado. La temperatura media de máximas es de 35.00C, el mes con temperatura
más alta junio con 33.40C y el mes con temperatura mas baja es enero con 21.50C.
Temperaturas medias de mínimas.- se cuenta con registros de 1966 a 1971. En el
estudio hidrológico se consignan estas temperaturas para el periodo antes mencionado.
La temperatura media de mínimas es de 5.70C, el mes con temperatura más alia julio con
13.90C y el mes con temperatura mas baja es enero con -1.40C.
Temperaturas mínimas extremas.- se cuenta con registros de 1966 a 1971. En el
estudio hidrológico se consignan estas temperaturas para el periodo antes mencionado.
La temperatura mínima extrema en el periodo de registro, se presento el 9 de enero de
1967yfuede-14.00C.
7.1.1.9 Precipitación:
La información de precipitación fue obtenida de la estación Bachiniva, sus
coordenadas son latitud 28° 48', longitud 106° 51' cuenta en algunos casos con registros
de 1957 a 1993.
79
Precipitación mensual.- en la zona de estudio es de 493.5 mm y esta ha variado de
160.6 mm en 1969 a 664.0 mm en 1972. La mayor precipitación ocurre en los meses de
junio a octubre donde se concentra el 85.3 % de la precipitación media anual. El mes mas
lluvioso es agosto con 127.7 mmv siendo el resto del año generalmente seco con
precipitaciones mensuales promedio inferiores a 16.0 mm.
Precipitación máxima en 24 horas.- en el periodo de registro que es de 1972 a
1986, la precipitación máxima del periodo mencionado fue de 58.0 mm y se presento en el
mes de septiembre de 1974.
7.1.1.10 Evaporación:
La información de evaporación fue obtenida de la estación san José municipio. De
Bachiniva, sus coordenadas son latitud 28° 48', longitud 107° 15' cuenta con registros de
1972 a 1981.
En el periodo de registro -a e\ aporación media anual es de 2,63.92 mm. El año en
que se presento mayor evaporación fue 1975 con 2,634.35 mm y la menor se presento en
1980 con 1,778.05 mm.
La evaporación media mensual mas alta presentada fue de 282.24 mm en el mes
de mayo y la mínima fue de 98.6 en el mes de diciembre.
7.1.1.11 Nevadas:
Este fenómeno se presenta ocasionalmente durante los meses de noviembre,
diciembre, enero, febrero y hasta marzo según información de los lugareños.
7.1.1.12 Vientos:
En la zona de estudio el promedio de la velocidad media del viento en el periodo
1957 a 1971 es de 10.9 nudos por hora, la velocidad máxima que se tiene registrada es
de 42 nudos por hora registrada en el año de 1970.
80
7.1.2 Características de la presa "las Chepas".
En el año de 1962 la S.R.H. inicio los estudios para la construcción de la presa de
almacenamiento Manuel M. Prieto "Las Chepas", la cual fue construida en el año de 1968,
para una vida útil de 25 años,
Las características actuales principales de esta presa son las siguientes, haciendo
referencia al levantamiento topográfico realizado por este tesista:
Cortina: materiales graduados
Capacidad de conservación
Capacidad de azolves
Capacidad útil
Longitud de la cortina
Ancho de corona
Altura máxima a partir del cauce
Elevación de corona
7.0 millones de m3
0 5 millones de m3
6.5 millones de m3
370 0 m.
6.0 m.
28.0 m
2,068.20 m. S. N. M.
Vertedor: canal con perfil de descarga tipo Creaguer
Longitud de cresta vertedora
Elevación del vertedor
Carga sobre el vertedor
Gasto máximo de diseño
45.0 m.
2,064.20 m. S. N. M.
1.75 m.
168.0 m3/s
Obra de toma: tubería forzada de 30" (750 mm ) de Diámetro
Gasto normal
Elevación de la toma
1.0m3/s
2,052.20 m. S. N. M.
7.1.2.1 Hidrometría.
En general la región hidrológica no. 34 esta sujeta a condiciones severas de
sequía que determinan en ella amplias zonas de muy escasa precipitación pluvia' y de
caudales exiguos en las corrientes establecidas, así como otras donde solo
ocasionalmente se llega a producir escurrimiento y muy pocas zonas donde la
precipitación es mas regular como es el caso de la parte alta del río Santa Maria (lugar"'
81
donde se localiza la zona de estudio) donde por su ubicación geográfica se tienen
escurrimientos un poco mas constantes pero con gran variación,
La escasa información hidrométrica en los tres ríos más importantes es la
siguiente:
Estación Corriente Area de la
cuenca km2
Gasto en m Is Volumen en
millones de m3
Periodo años
Casas grandes
El tintero
El tintero ii
La plazuela
La tasquilla
Río casa grandes
Rfo santa María
Río santa María
Río santa María
Río el carmen
5271.00
3960.00
3966.00
3981.00
4154.00
298.00
102.00
133.00
160 00
383.00
90.1
60.1
47.1
80.3
78.4
1941-1969
1927-1949
1949-1969
1927-1934
1952-1969
Además Se Tiene Información Diaria Del Funcionamiento Histórico En Las
principales presas que existen en los mismos ríos, entre ellas esta Las Chepas que
cuenta con registros diarios en el periodo 1979-1992.
Del análisis de esta información se observa lo siguiente:
La presa durante el periodo de registros cuenta en promedio al inicio del año con
un 86.7% de almacenamiento equivalente a 6.605 millones de m3, habiéndose registrado
en 1983 un almacenamiento mínimo de 3.730 millones de m3 y un máximo de 7.360
millones de m3 en el mes de septiembre de 1991 cuando vertió 31.995 millones de
metros cúbicos.
El almacenamiento promedio mínimo anual fue de 2.579 millones de m3 en, el
máximo de mínimos se presento en 1983 con un almacenamiento de 6.590 millones de
m3 y el mínimo en 1988 con 0.763 millones de m3.
La extracción por tomas es en promedio de 4.329 millones de m3, con un valor
mínimo de 2.304 millones de m3 en 1981 y un máximo de 7.574 millones de m3 en 1991.
82
Los derrames se presentan en un 65% de los años observados con un promedio
de 6.534 millones de m3, solo en 5 años del periodo no hubo derrames y el volumen
mayor descargado fue de 45.693 millones de m3 en 1991.
Por otra parte las entradas a la presa son en promedio de 11.147 millones de m3,
con un valor máximo de 54.117 millones de m3 en 1991 y un valor mínimo de 2.158
millones de m3 en 1992.
7.1.2.2 Gastos Máximos Presentados.
De la información de registros diarios disponibles en la unidad de riego Las
Chepas 1979-1992 se reportan derrames en nueve años de los cuales los gastos
máximos son los siguientes.
Lamina sobre el vertedor Gasto en m Is
1981
1984
1985
1986
1988
1989
1990
1991
1992
Agosto
Agosto
Enero
Agosto
Agosto
Septiembre
Agosto
Agosto
Febrero
20.5
25.0
4.0
26.0
42.0
10.0
53.0
94.0
4.0
6.7
21.9
0.6
9.6
19.8
2.3
28.0
66.2
0.6
El Gasto Máximo Que Se Presentó En El Periodo Considerado Fue De 66.6 M3/S
Que Resulto Menor Al De Diseño Original De La Presa Que Fue De 168.0 M3/S.
7.2 Recopilación y análisis de la información existente.
El área de estudio se encuentra dentro de las siguientes cartas detenal: cartas
topográficas escala 1:50,000 Bachiniva h13c53, agua caliente h13c63, Cd. Guerrero
h13c62; hidrológica de aguas superficiales escala 1:250,000 Chihuahua h1310 y
geológicas, edafológicas y uso actual, escala 1:1, 000,000.
83
La información existente con que se contó para la realización del presente estudio
fue la siguiente:
La topografía original del vaso, realizada en 1961 por la S. R. H.; elevación del
cauce 2,036 m., cota máxima levantada 2,035 m., área levantada 98 ha. Y capacidad del
vaso de 8.0 millones de m3.
Levantamiento del vaso de la presa de mayo de 1986 por la entonces delegación
de la Secretaria de Agricultura y Recursos Hidráulicos en el estado de Chihuahua.
Levantamiento de la presa de fecha abril de 1994, realizada por la residencia
general del proyecto región noroeste, con apoyo de los usuarios; elevación del fondo del
vaso 2,036., cota máxima levantada 2,065., área levantada 230 ha. Y capacidad del vaso
18 millones de m3.
No se contó con los informes de los resultados de los estudios antes mencionados,
secciones del vaso ni perfil del cauce del arroyo, por lo que la información utilizada fue '
obtenida directamente de los planos antes mencionados.
En base a la información existente, se analizo y determino la ubicación en planos
de las secciones tanto en el sentido longitudinal como en el transversal como se indica en
los términos de referencia, con el criterio adicional de obtener mas puntos donde la ¡
pendiente detectada fuera mas pronunciada a fin de tener mayor detalle para la '
configuración de las curvas de nivel. '
La corriente principal que aporta escurrimientos a la presa Las Chepas es el río '
Santa Maria, ya que el resto de las corrientes que concurren a esta son de escasa cuantía ¡
en comparación al colector principal en su cuenca propia y por ende en su escurrimiento, '
por lo que se puede considerar que el principal aportador de sedimentos es el río Santa '
María.
84
8 r En base a lo anterior no se encontraron puntos críticos en los que se debiese
realizar un trabajo especial para controles futuros, por lo que solo se consideraron como
puntos de interés las proximidades de la obra de toma y el vertedor.
Al momento de realizar el estudio topobatimétrico, no había presencia de
vegetación acuática en el vaso y por la información recabada con los miembros de la
unidad de riego nunca la ha habido.
7.3 Control terrestre.
El estudio se realizo utilizando como equipo una estación total Sokkia set45, de 5
segundos de aproximación en medición angular, 2,000 m. De alcance en distancia con un
error de 2 mm + 5 ppm, un colector de datos hp 485x con un sistema tds y como software,
AutoCAD release 12 con Acad. (autocivil) con los módulos, cogo, dtm, survey, pesign,
paquete de posicionamiento geocdl, posicionadores GPS magullan prcmax x.
El control terrestre tanto horizontal como vertical se realizo mediante una poligonal
cerrada (presentada en el anexo de monumentación), la cual fue levantada mediante <
GPS.
Este estudio esta ligado totalmente al levantamiento realizado para la demarcación '
de la zona federal así como al levantamiento de las estructuras de la presa.
En lo sucesivo, al hacer referencia a elevaciones, estas estarán referenciadas a !
las nuevas coordenadas salvo que se indique lo contrario.
El punto de arranque de la poligonal de apoyo fue el monumento ubicado en la
línea de la cortina de la presa en la margen derecha, el cual se determino que tiene las
siguientes coordenadas: norte 3'178,483.33, este 280,966.43 y elevación 2,074.798
obtenidas de acuerdo a los términos de referencia de la Comisión Nacional del Agua. El ;
Datum de referencia fue WGS84. Y las coordenadas están en el sistema UTM. i
Toda la información de campo esta consignada en la libreta electrónica, así como
en los croquis que se anexan a la presente tesis.
85
7.4 Monumentación y referenciacíón.
La poligonal que sirvió de apoyo para el levantamiento cuenta con 11 vértices.
Los vértices de la poligonal fueron referenciados sobre el terreno en dos
direcciones cuya intersección permite su localización.
7.5 Levantamiento batimétrico.
En virtud de no existir secciones transversales en los anteriores estudios
batimétricos realizados, como se menciono anteriormente, en base a la información
existente, se analizaron y determinaron en plano la ubicación de las secciones en el
sentido norte-sur y este-oeste con rumbos definidos a cada 100 m, Como se indica en los
términos de referencia, con el criterio adicional de que de ser conveniente obtener mas
puntos donde la pendiente detectada fuera mas pronunciada no se respetaría el trazo de
la sección a fin de tener mayor detalle para la configuración de las curvas de nivel.
7.5.1 Calibración:
Durante toda la realización de los trabajos de campo, la ecosonda fue calibrada
antes de realizar las mediciones y al termino de los trabajos del día para asegurar que las
lecturas fueran correctas.
7.5.2 Densificación:
Con los criterios mencionados a! inicio de la sección, se procedió como se indica
en los términos de referencia a levantar el vaso de la presa en rutas cercanas a las
secciones en ambos sentidos. Todas las mediciones batimétricas se realizaron
apoyándose en las estaciones ubicadas en tierra por posicionamiento global por satélite
(GPS) y que forman parte del apoyo terrestre.
La superficie total levantada es de 99.42 hectáreas con curvas de nivel a cada
metro, donde se ubicaron un total de 200 puntos en contra de 92 que arrojarían una
cuadricula estricta de 100 m. Por 100 m.
86
Al momento del levantamiento la presa se encontraba totalmente llena hasta el
nivel del vertedor.
7.6 Procesamiento de los trabajos efectuados.
7.6.1 Curva de elevaciones áreas y capacidades del vaso.
La única fuente para obtener la información relativa a las condiciones originales del
vaso tanto en áreas-capacidades como a perfil del arroyo, fue el plano topográfico
elaborado en abril de 1961 por la entonces dirección general de pequeña irrigación de la
secretaria de recursos hidráulicos, donde aparece la gráfica áreas-capacidades. Aun y
cuando no se contó con la información de forma tabular, los errores en que se pueda
incurrir por ser lectura gráfica se consideran no significativos para los fines del presente
estudio.
Como punto de comparación de las topografías en cuanto a cotas se refiere, se
tomo el vertedor, siendo la elevación en el levantamiento original 2054 y conforme al
realizado para este estudio la 2064.
Las áreas que corresponden a cada elevación para las condiciones actuales
fueron obtenidas directamente del sistema utilizando AutoCAD versión 12.0, esta
información y utilizando el método tradicional de "curva e intervalo", se obtuvo la gráfica
de elevaciones áreas y capacidades del vaso la cual se muestra en la gráfica no.
1.9.5.1.1.
7.6.2 Planos batimétricos.
El trabajo se presenta en dos planos a escala 1: 2,000 con las curvas de nivel a
cada metro.
El área de estudio se encuentra ubicada en la carta topográfica detenal h13c63
escala 1:50,000.
87
7.6.3 Análisis de la información topobatimétrica.
7.6.3.1 Cuantificación del asolvamiento.
Dei análisis del estudio topobaíimétrico realizado en septiembre de 1997, con la
topografía original del vaso (1961), se deduce que este ha sufrido una reducción en su
volumen debido a asolvamiento de 570,000 m3, lo que representa una perdida del 8.14%
de su capacidad total en 29 años de operación.
La capacidad total actual de la presa es de 6'430,000 m3, con una capacidad útil
de 6'074,000 m3 y una disponibilidad para azolves de 336,000 m3 de los 500,000 de
diseño, esto considerando que a la elevación 2052 se tiene un volumen de azolve de
164,000 m3.
En la tabla no. 1.9.5.3.1.1. Se muestra el cálculo de la perdida por azolves. Es de
hacer notar que a la elevación 2062, se presenta un volumen de azolves de 669,000 m3,
superior al antes anotado, pero existe una recuperación de volumen de 99,000 m3 entre
las cotas 2063 y 2064, seguramente producto de la erosión del río en el inicio del vaso y
en menor grado de los arroyos que desembocan directamente en el vaso de la presa.
Considerando que el volumen medio anual escurrido es de 10.717 millones de m3,
y que el periodo en que ha operado la presa es de 29 años, se deduce que la aportación
de sedimentos es de 0.183% del V. M. A. E.
Como referencia de este índice se tiene que en la región hidrológica no. 34 se
tienen registros de sólidos en suspensión en las cuencas de los ríos Casas Grandes y el
Carmen, donde se registran los siguientes valores.
Corriente Porciento de volumen escurrido
medio anual
Periodo de observación
Río Casas Grandes
Río el Carmen
0.142
0.086
1961-1969
1956-1969
88
Lo anterior nos indica que la aportación de sedimentos de la cuenca de la presa
Las Chepas es superior a las de los ríos Casas Grandes y el Carmen debido a las
características propias de la cuenca del río Santa Maria y en particular a que la pendiente
es mas pronunciada.
7.6.3.2 Distribución del azolve.
En la gráfica no. 1.9.5.3.2.1. Se muestra la distribución del azolve de forma
acumulada. En esta figura se puede observar que el 10.0% (57,000 m3) del volumen de
azolves se ha depositado hasta la elevación 2048, el 30.0% (171,000 m3) hasta la
elevación 2051 y el 70% (400.000 m3} hasta la 2058.
En el sentido longitudinal del cauce original las zonas donde se ha depositado mas
azolve son: entre las cotas 2049 y 2051 el 20.0% (114,000 m3) ubicada entre una
distancia de 400 a 640 m. A partir de la base del paramento mojado de la cortina y entre
la 2057 y 2059 el 55,4% (316,000 m3) entre una distancia de 1,100 a 1,350 m. Lo anterior
se puede apreciar en la tabla no. 1.9.5.3.2.1. Y en las gráficas nos. 1.9.5.3.2.2. Y
1.9.5.3.2.3. Donde se muestra la cantidad de azolve entre cotas y la comparación del
perfil original del río con el actual.
En la figura no. 1.9.5.3.2.4. Se muestra un croquis del levantamiento
topobatimétrico en el cual se indican las zonas de mayor concentración del azolve. ;
A la fecha tanto la cantidad de los azolves como su distribución, no han afectado el
funcionamiento hidráulico de las estructuras de la presa, pues en la zona del vertedor no
se aprecia una cantidad de azolves significativa que pueda modificar su funcionamiento
hidráulico.
En cuanto a los azolves en las proximidades de la obra de toma, aun y cuando la ,
presa ha perdido una capacidad de almacenamiento de 570,000 m3, este se ha distribuido :
principalmente aguas arriba sin afectar el funcionamiento de la obra de toma ya que
solamente 164,000 m3 se han depositado abajo del nivel de esta sin que tenga
repercusión en el programa de suministro de agua para riego.
89
7.6.3.3 Proyecciones a futuro.
No hay elementos que permitan predecir con cierto grado de exactitud el
comportamiento de los azolves tanto en cantidad como en su distribución, pero
analizando el comportamiento durante estos primeros 29 años de operación de la presa,
se pueden hacer algunas deducciones aceptables al respecto.
En un periodo de 25 años (periodo de diseño de la sobreelevación de la presa)
considerando que el comportamiento anterior se mantenga, se generaría un volumen de
azolves del orden de 491,000 m3, dato que es aceptable si se considera que no se llevan
a cabo acciones de conservación dentro de la cuenca (como es la reforestación y/o
siembra de pastos entre otras); ya que en caso de realizarse estos, seria a favor de la
vida útil de la infraestructura pues se reduciría la cantidad de sedimentos que serian
arrastrados hacia el vaso de la presa y por ende se aumentaría su vida.
En la tabla no. 1.9.5.3.3.1. Se presenta una estimación de la distribución de los
azolves hasta el año 2022 y en la tabla no. 1.9.5.3.3.2. Y la gráfica no. 1.9.5.3.3.1. El
comportamiento del perfil.
Como se puede observar, a pesar de que el volumen de azolves estimado es
superior al considerado para azolves en el diseño original, no afectaría el funcionamiento
de la obra de toma ya que se ubicaría en la cota 2051 en las proximidades de esta.
Aun y cuando las consideraciones anteriores son razonables, se deberá dar
seguimiento al comportamiento de la distribución de los azolves sobre todo en las
proximidades de la obra de toma ya que al incrementarse la cantidad de azolve pudieran
presentarse deslizamientos del mismo que afectaran el suministro de agua para riego.
Lo anterior permitirá programar las acciones necesarias que permitan que no se
rompa la continuidad en la operación de la obra.
90
8. Geotecnia en bancos de material.
8.1 Localización de bancos de material
Para la localización de los bancos de roca, material para formación de bordos y
terraplenes y agregados pétreos se llevaron a cabo recorridos por la zona de estudio,
consultando la cartografía existente y mediante entrevistas con la gente de la zona para
una vez localizados los tres bancos ponerlos a disposición de la residencia de supervisión
y solicitar autorización para la realización de las actividades de campo como son la
topografía, pozos a cielo abierto, muestreo y pruebas de campo.
Con la definición y autorización anterior se propuso a la supervisión el programa
de exploraciones tal como se informo en la visita técnica respectiva.
La información a detalle de cada uno de los tres bancos estudiados es la siguiente:
8.1.1 Banco De Rocas.
Este banco se localiza en un terreno rustico propiedad del Sr. Ornar Campos B. A '
2.5 Km. De la presa sobre el camino que conduce desde este sitio hacia el poblado, la ;
superficie del banco fue de 0-75-31.13 hectáreas y una profundidad aprovechable de 6.50 '
m. Lo que da una potencia para su explotación de 48,952 m3 con una profundidad de '
despalme de 0.20 m.
Los resultados de laboratorio promedios obtenidos en el muestreo realizado para
tres muestras del mismo banco son los siguientes:
Tipo de Prueba Resultado
Absorción
Resistencia a la tensión
Peso volumétrico
Abrasión tipo los Ángeles
Intemperismo acelerado con 5 ciclos
Resistencia a la compresión
1.35%
87.4 kg/cm2
1310 kg/m3
16.2 %
1.08%
489.2 kg/m3
91
En el plano correspondiente se muestran los detalles de este banco y en el anexo
del presente informe se presenta el reporte de las pruebas de laboratorio.
8.1.2 Banco De Material Para Formación De Bordos Y Terraplenes.
Este banco se localiza en un terreno rustico propiedad del Sr. Pedro José Dozal
Chávez a 1.6 Km. De la presa sobre el camino que conduce desde este sitio hacia la
margen derecha de la presa, la superficie del banco fue de 3-09-10.76 hectáreas y una
profundidad aprovechable de 0.75 m. Lo que da una potencia para su explotación de
23,183 m3 con una profundidad de despalme de 0.10 m.
Los resultados obtenidos para dos muestras representativas de 10 pozos a cielo
abierto que se reportan como muestra 1 (para los pozos 1 al 4) y muestra 2 para los
pozos (5 al 10) son los siguientes:
Parámetro Muestra 1 Muestra 2
Limite liquido
Limite plástico
índice de plasticidad
Contenido natural de agua
Perdida por lavado
Porcentaje de finos
Granulometría por mallas
Clasificación de suelos según SUCS
Peso volumétrico seco suelto
Peso volumétrico seco natural
Peso volumétrico saturado natural
73.67
32.01
41.66
25%
28.17%
71.83%
Grava .51 % arena 27.66 %
Ch arcilla inorgánica de alta plasticidad
1110 kg/m3
1276 kg/ms
1596 kg/m3
74.75
33 16
41.59
23.15%
16.21 %
83.79 %
Grava 1.19% arena 15.02
Ch arcilla inorgánica de alta plasticidad
1110 kg/m3
1276kg/ms
1596 kg/m3
En el plano correspondiente se muestran los detalles de este banco y en el anexo
del presente informe se presenta el reporte de las pruebas de laboratorio.
92
8.1.3 Banco Agregados.
Este banco se localiza en la zona del cauce federal sobre el rió Santa María a 13.7
Km. De la presa sobre el camino que conduce desde este sitio hacia aguas debajo de la
presa, la superficie del banco fue de 3-44-30.75 hectáreas y una profundidad
aprovechable de 1.20 m. Lo que da una potencia para su explotación de 41,316 m3 con
una profundidad de despalme de 0.15 m.
Los resultados obtenidos en el diseño de mezclas para los diferentes valores de
resistencia a la compresión uniaxial del concreto para una muestra representativa de 6
pozos a cielo y para un revenimiento de 8 cm. Son los siguientes:
Material
Para fe de 200 kg/cm2
Cemento
Arena
Grava
Agua
Para fe de 150 kg/cm2
Cemento
Arena
Grava
Agua
Para fe de 100 kg/cm2
Cemento
Arena
Grava
Agua
Peso por m3 de concreto
en kg
318
712
1100
172
269
742
1120
172
215
760
1150
172
Volumen por m3 de
concreto en Its
245
502
735
172
206
523
753
172
165
535
769
172
Relación en volumen
1 0
20
30
07
1 0
2 53
3 65
0 83
1 0
32
4 6
1 04
En el plano correspondiente sa muestran los detalles de este banco y en el anexo
del presente informe se presenta el reporte de las pruebas de laboratorio.
93
8.2 Elaboración De Informe, Planos Generales Y Particulares De
Los Bancos.
Como se menciono con anterioridad en este reporte, se definieron 3 bancos de
materiales correspondientes a banco de rocas, banco de materiai para formación de
bordos y terraplenes y banco de agregados para ser utilizados en los filtros y elaboración
de concretos en estructuras.
La información relevante de cada uno de los bancos solicitada en los términos de
referencia es la siguiente:
8.2.1 Banco De Roca
Levantamiento topográfico.- en este banco se levanto una poligonal cerrada con seis
vértices y configuración topográfica con curvas de nivel a cada metro, ligándose a la
topografía de la infraestructura existente y vaso de la presa, la superficie levantada fue de
0-75-31.13 has. Con el siguiente cuadro de construcción:
Vértice Coordenada x en utm
1
2
3
4
5
6
280,034.76
279,965.22
279,967.04
279,989.98
280,022.08
280,048.16
3,180,898.62
3,180,974.56
3,181,007.79
3,181,039.26
3,181,041.28
3,181,013.95
Coordenada y en utm
Distancia al centro de gravedad.- la distancia del centro de gravedad del banco al sitio
de utilización del material es de 2.5 Km. En camino de brecha revestida y terreno plano.
Regalías.- se considera factible pactar con el propietario del terreno no pagar derechos
por extracción del material y en caso de no acceder se recomienda que se incluya en la
especificación técnica de construcción que el pago de regalías los considere el contratista
de obra publica en sus análisis de precios unitarios.
94
Espesor aprovechable.- el espesor aprovechable de este banco en particular se definió
de manera directa en virtud de existir una zona de explotación anterior que fue utilizada
para el enrocamiento de la cortina en la construcción y asciende a 6.50 m.
Volumen estimado.- con la superficie levantada y el espesor aprovechable se tiene un
volumen disponible del material de 48,952 m3.
Estrategia y ubicación de cada sondeo.- en este banco se tomaron muestras de roca
representativas de las características generales del banco.
Resultados de las pruebas de laboratorio.- los resultados generales de las pruebas de
laboratorio se describieron en el punto 1.10.1.1. Y en el anexo del presente informe se
presenta el reporte del laboratorio.
Tratamiento requerido por el material.- en este banco no se requiere tratamiento alguno
previo a su utilización.
Formas recomendadas de explotación.- se recomienda atacar el banco con uso de
explosivos para su tumba, carga con equipo mecánico y transporte al sitio de utilización
en camión de volteo.
En el plano correspondiente se presenta los detalles de ubicación, sitios de |
muestreo y resumen de las principales características. I
8.2.2 Banco De Material Para Formación De Bordos Y Terraplenes
Levantamiento topográfico.- en este banco se levanto una poligonal cerrada con siete
vértices y configuración topográfica con curvas de nivel a cada metro, ligándose a la ,
topografía de la infraestructura existente y vaso de la presa, la superficie levantada fue de
3-09-10.76 has. Con el siguiente cuadro de construcción:
95
1
2
3
4
5
6
7
281,134.34
281,201.44
281,201.33
281,181.78
281,013.76
280,985 28
281,061.61
3,177,720 56
3,177,780 73
3,177,834.37
3,177,892.67
3,177,894.95
3,177,773.01
3,177,725.62
Distancia al centro de gravedad.- la distancia del centro de gravedad del banco al sitio
de utilización del material es de 1.6 Km. En camino tipo brecha de terreno en lomeríos
. Regalías.- se considera factible pactar con el propietario del terreno no pagar derechos
por extracción del material y en caso de no acceder se recomienda que se incluya en la
especificación técnica de construcción que el pago de regalías los considere el contratista
de obra publica en sus análisis de precios unitarios.
Espesor aprovechable.- el espesor aprovechable de este banco se definió por medición
directa en los pozos a cielo abierto que se realizaron siendo la profundidad promedio
aprovechable de 0.75 m.
Volumen estimado.- con la superficie levantada y el espesor aprovechable se tiene un
volumen disponible del material de 23,183 m3.
Estrategia y ubicación de cada sondeo.- en este banco se ubicaron los pozos a cielo
abierto formando una cuadricula que cubriera de manera representativa a toda el área
estudiada.
Resultados de las pruebas de laboratorio.- los resultados generales de las pruebas de
laboratorio se describieron en el punto 1.10.1.2. Y en el anexo del presente informe se
presenta el reporte del laboratorio.
96
Tratamiento requerido por el materia!.- en este banco no se requiere tratamiento alguno
previo a su utilización.
Formas recomendadas de explotación.- se recomienda atacar el banco con un tractor
equipado con cuchilla y ripper para despalmar y aflojar el material, para posteriormente
cargarlo y acarrearlo con motoescrepa que podrá hacer el tendido del material e iniciar las
labores de compactación.
En el plano correspondiente se presenta los detalles de ubicación, sitios de
muestreo y resumen de las principales características.
8.2.3 Banco De Agregados
Levantamiento topográfico.- en este banco se levanto una poligonal cerrada con diez
vértices y configuración topográfica con curvas de nivel a cada metro, ligándose a la
topografía de la infraestructura existente y vaso de la presa, la superficie levantada fue de
3-44-30.75 ha. Con el siguiente cuadro de construcción:
Coordenada x en utm Coordenada y en utm
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
278,611.96
278,720.19
278,558.54
278,466.38
278,338.61
278,178 94
278,188.09
278,250.09
278,374.02
278,477.11
3,190,549 95
3,190,551.42
3,190,635.08
3,190,698 86
3,190,818 64
3,190,964.01
3,190,884.38
3,190,827 40
3,190,695.55
3,190,620 12
Distancia al centro de gravedad.- la distancia del centro de gravedad del banco al sitio
de utilización del material es de 13.7 Km. De los cuales 2.4 Km. son en camino plano tipo
brecha, 6.1 Km. es en camino pavimentado de pendiente suave y 5.2 Km. es en camino
revestido de pendiente suave.
97
Regalías.- dado que este banco se ubica dentro de la zona de propiedad federal sobre el
cauce del río Santa Maria no hay que pagar derechos de extracción del material, sin
embargo se recomienda que se incluya en la especificación técnica de construcción que
el pago de regalías los considere el contratista de obra publica en sus análisis de precios
unitarios.
Espesor aprovechable.- el espesor aprovechable de este banco se definió por medición
directa en los pozos a cielo abierto ejecutados y asciende a 1.20 m.
Volumen estimado.- con la superficie levantada y el espesor aprovechable se tiene un
volumen disponible del material de 41,316 m3.
Estrategia y ubicación de cada sondeo.- en este banco se ubicaron los pozos a cielo
abierto formando una cuadricula que cubriera de manera representativa a toda el área
estudiada.
Resultados de las pruebas de laboratorio.- los resultados generales de las pruebas de
laboratorio se describieron en el punto 1.10.1.1. Y en el anexo del presente informe se
presenta el reporte del laboratorio.
Tratamiento requerido por el material.- en este banco no se requiere tratamiento alguno
previo a su utilización.
Formas recomendadas de explotación.- se recomienda atacar el banco con uso de
tractor equipado con cuchilla para realizar las labores de despalme, sistema de Cribas
para separar los materiales de acuerdo a las granulometrías recomendadas para filtros,
respaldos y fabricación de concretos, cargador frontal para la carga de camiones y
camiones de volteo para el transporte al sitio de utilización.
En el plano correspondiente se presenta los detalles de ubicación, sitios de
muestreo y resumen de las principales características.
98
8.3 Informe del estudio de geotecnia
8.3.1 Excavación de pozos a cielo abierto incluyendo la obtención de
muestras representativas y clasificación en campo de bancos de
material.
Para el banco de material para formación de bordos y terraplenes se excavaron 13
pozos a cielo abierto con pico y pala con geometría de 1.0 m por 1.5 m y profundidad de
3.0 m. De estos 13 pozos a cielo abierto se consideraron utilizables solo 10, por las
características en campo, de los cuales se obtuvieron muestras representativas para
hacer la clasificación en campo y las pruebas de laboratorio cuyos resultados se
describieron en el punto 1.10.1.2 y en el reporte de laboratorio que se anexa.
Para el banco de agregados se excavaron 7 pozos a cielo abierto con pico y pala
con geometría de 1.0 m por 1.5 m y profundidad de 3.0 m. De los cuales uno se descarto
por no obtener materiales con características adecuadas para su utilización, de los 6
restantes se obtuvieron muestras representativas para hacer la clasificación en campo y
las pruebas de laboratorio cuyos resultados se describieron en el punto 1.10.13. Y en el
reporte de laboratorio que se anexa.
En lo que respecta al banco Je rocas las muestras fueron tomadas directamente
de la masa rocosa en tres sitios representativos para hacer la clasificación en campo y las
pruebas de laboratorio cuyos resultados se describieron en el punto 1.10.13. Y en el
reporte de laboratorio que se anexa.
8.3.2. Monumentación y referenciación de vértices de apoyo y ejes de
banco de material
La localización de todos los bancos fue referenciada a la poligonal principal que
sirvió de base para el levantamiento del vaso de la presa, demarcación de la zona federal
y estudio batimétrico.
99
Los vértices de las poligonales cerradas fueron definidos en campo con varillas
ahogadas en concreto y debidamente referenciados a los vértices de la poligonal
principal.
100
9; Marco geológico local y trabajos de geotecnía en la
zona de las obras.
9.1 Geología
La geología de la zona de la presa Manuel M. Prieto "Las Chepas", esta
representada por rocas ígneas volcánicas de edad terciaria y por rocas sedimentarias
continentales de edad cuaternaria.
Las rocas ígneas volcánicao son representadas por riolitas, tobas pumíticas,
ignimbritas, tobas arenosas y basaltos; mientras que las rocas sedimentarias por
depósitos de talud, depósitos recientes (sedimentos aluviales, de llanura de inundación) y
suelos residuales.
Para realizar una descripción más detallada de la geología donde se encuentra
desplantada la cortina de la presa y de los alrededores del área que inunda el vaso, se
dividió en tres zonas: margen izquierda, margen derecha y cauce aguas abajo de la
cortina.
9.1.1 Margen izquierda
9.1.1.1 Riolita(Tr)
En la margen izquierda en la zona de la cortina, se presenta una riolita masiva de
color gris claro que intemperiza en gris oscuro, presenta poco fracturamiento vertical con
espaciamiento que va de 1 a 5 cm y tendencia a cerrar a profundidad, se le observan
fenocristales euhedrales y subhedrales de cuarzo y feldespato, algunos de estos últimos,
alterados a minerales arcillosos; así mismo, se observan pequeños cristales de
ferromagnesianos alterados a óxidos de fierro, lo que en ocasiones le da a la roca un
color rojizo, todo empacado en una matriz afanítica.
En la zona de la cortina, este afloramiento con formas redondeadas por
intemperismo esferoidal, se presenta alargado con orientación hacia el nor-noroeste, el
largo no se determino, pero se extiende algunos kilómetros aguas abajo de la cortina. En
101
la,exploración II, estación 0+064 del estudio de 1994, se perforaron 37.00 m en esta roca
sin detectar su espesor total.
Hacia la parte media del vaso de la presa, sobre la misma margen, también aflora
esta roca, presentándose en el lecho de un afluente de la corriente principal,
extendiéndose aguas arriba del arroyo; y ya fuera del área de estudio, conforma un cerro
de mediana altura y de fuertes pendientes.
La riolita en la zona de la cortina, se muestra subyaciendo a una toba pumítica y a
una ignimbrita, aunque en la parte media del vaso no se aprecia la existencia de la toba
pumitiva, por lo que se supone que no se distribuyo en toda el área de estudio. A esta
roca se le asigna una edad del terciario inferior (oligoceno).
9.1.1.2 Toba Pumítica (Ttp)
Superficialmente esta roca no se observa, pero en las exploraciones II, III, V Y Vil
< del estudio de 1994, se perforaron 0.40, 1.86, 1.62 y 0.60 m; respectivamente, de una
roca tobácea, de aspecto arenoso cuyos fragmentos ígneos son predominantemente ¡ i
pumíticos (pómez) que se encuentra sobreyaciendo a las riolitas, presentando un espesor ! i
máximo de 1.86 m en la exploración III. i
i
Su distribución es difícil de determinar, ya que en las zonas donde aflora la riolita ;
no se observa esta roca y solo se conoce su existencia por las exploraciones realizadas ;
en la margen izquierda en la zona de la cortina.
Esta roca se presenta de muy fracturada en la exploración III y sana en las !
exploraciones II, V Y Vil, es de mencionar que en esta última exploración, no se perforó ;
su espesor total. A esta roca se le asigna una edad del terciario superior (mioceno). ;
9.1.1.3 Ignimbrita (Tig)
En esta margen, sobreyaciendo discordantemente a la toba pumítica, se presenta '
una roca en forma de colada, de color gris oscuro a negro, fracturada y en ocasiones !
alterada; se le observan abundantes líticos en su mayoría de riolita y en menor cantidad
de toba riolítica, el tamaño de estos va de unos milímetros hasta 5 cm de largo, también ^
102
se'le observan pequeños cristales de cuarzo. Tanto los fragmentos líticos como cristales
se presentan aplastados y se encuentran inmersos en una matriz bien cementada.
Esta roca es una ignimbrita que hacia su base se presenta como vitrófido (vidrio
volcánico), debido que al depositarse, al contacto con la toba pumítica, tuvo un
enfriamiento muy rápido vitrificándose. El afloramiento del vitrófido tiene una superficie
aproximada de 75 m de diámetro en la zona de la margen izquierda de la cortina,
superficialmente se observa muy fracturada, pero por lo general está sana; y se encuentra
sobreyaciendo a la riolita.
La ignimbrita vitrificada tiene un espesor de 8.85 m (exploración II, estación
0+064), y en forma transicional pasa de un color negro y gris oscuro en su base a una
roca de color café rojizo muy compacta que se muestra de poco fracturada a muy
fracturada. Se le observan abundantes líticos alargados y aplanados de riolita, toba
riolítica y vidrio volcánico, dentro de una matriz afanítica bien cementada de color café.
Este afloramiento donde se muestra la transición del vitrófido a la ignimbrita, es
pequeño y tiene un ancho promedio de 20 m, es de forma alargada y se extiende hacia el ;
norte. El espesor total de la ignimbrita se desconoce, ya que las exploraciones que se i
hicieron en esta margen, se ubicaron en una zona donde la ignimbrita que se presenta de
color café rojizo, ha sido erosionada y solo se corto la parte vitrea. ;
Esta roca también se presenta en la parte media de la margen izquierda, ¡
conformando un afloramiento muy alterado, donde con dificultad se observa que el
vitrófido se encuentra sobreyaciendo discordantemente a la riolita, cerca del arroyo que ,
desemboca en la presa. ]
Un poco mas al norte se aprecia que subyace a la toba arenosa, donde se observa
al vitrófido (ignimbrita vitrea) y su transición a ignimbrita de color café oscuro que hacia la j i
cima presenta un color café claro y crema, mostrando una sección de poco mas de 1.0 m I
de espesor, desconociéndose el espesor total de la ignimbrita en esta zona, aunque ; i
aparentemente es menor que el que se presenta en la zona de la cortina. A esta roca se
le asigna una edad del terciario superior (mioceno). -" t
103
9.1.1.4 Toba Arenosa (Tta)
En la zona de la cortina, un poco mas al poniente, sobreyaciendo a la ignimbrita,
se encuentra una roca de color gris claro que altera en color blanco y crema, poco
compactada y alterada, de textura granular arenosa, presenta fragmentos de angulosos a
redondeados de riolita e ignimbrita, de tamaño de 1 mm hasta 5 cm y ocasionalmente de
mayor tamaño, llegando a medir hasta 20 cm.
Por el redondeo que presentan una buena parte de sus constituyentes arenosos,
esta roca parece ser que estuvo sujeta a procesos de arrastre o fue depositada en un
ambiente acuático, por lo que parece ser un producto Vulcano sedimentario, al menos en
la zona de la margen izquierda de la cortina.
Este afloramiento tiene un diámetro aproximado de 40 m y por su bajo grado de
compactación y alto contenido de arena, esta siendo utilizado como banco de préstamo. A
esta roca se le dio el nombre informal, de toba arenosa, misma que presenta espesores
de 1.15, 4.91, 3.40, 2.85 y 2.00 m en las exploraciones III, IV, V, VI, Y Vil;
respectivamente.
A unos 400 m aguas arriba de la cortina, empieza a aflorar una toba riolítica de i
aspecto brechoide, de color gris que intemperiza en gris oscuro con tintes rojizos, ;
presenta abundantes fragmentos de riolita de hasta 25 cm de largo, algo de feldespato y ¡
poco cuarzo bien compactados en una matriz arenosa de color café claro cremoso.
Esta roca cambia gradualmente conforme se presenta hacia aguas arriba,
disminuye el contenido de fragmentos de roca y aumenta su matriz arenosa, la que en |
ocasiones se encuentra alterada dándole a la roca un aspecto más arenoso, y su color se |
vuelve mas claro. i
La toba se presenta en forma masiva con poco fracturamiento y forma acantilados,
principalmente en las elevaciones que se encuentran un poco más al poniente. Aflora en '
la mayor parte de la margen izquierda del vaso a excepción de una pequeña área en la ¡
parte media y en la parte final del vaso.
104
En la parte media del vaso, se observo sobreyaciendo a una ignimbrita que varia
de color café oscuro a claro, mostrando un pequeño afloramiento en el cauce excavado
por un pequeño arroyo, donde se encuentra cubierta por depósitos de talud.
Esta roca, al parecer presenta variaciones laterales, donde los cambios de color y
de cohesión de los constituyentes, están en función del contenido de fragmentos de riolita
e ignimbrita; color más oscuro y mayor cohesión, a mayor contenido de fragmentos de
riolita e ignimbrita. A esta roca se le as'gna una edad del terciario superior (mioceno).
9.1.1.5 Depósitos De Talud (Qdt)
En la margen izquierda del vaso, cerca de la zona de la cortina, en discordancia
erosional con la toba arenosa, se presenta un depósito de talud constituido por guijarros,
gravas y arenas mal clasificados empacados en una matriz arcillo-arenosa no consolidada
que sobreyace a la toba que presenta un color gris.
Este material se extiende en una longitud de aproximadamente 400 m y se
encuentra rellenando un bajo topográfico presentando un espesor máximo de 20.15 m (de
la rosa, m., 1994), bajo el cual se encuentra una toba arenosa, encontrándose su contacto
en la elevación 2049.57 metros sobre el nivel del mar (m. S. N. M.), por las características
de este material y por pruebas de permeabilidad realizadas en el, se sabe que va de poco
permeable a muy permeable (de la Rosa, m.,1994).
Los guijarros, gravas y arenas son principalmente de riolita, ignimbrita y en menor
proporción de toba, y su tamaño varía desde unos milímetros hasta 5 cm.
Los depósitos de talud también se presenta en pequeñas lomas en ambas
márgenes del arroyo que desemboca a la presa en la parte media de la margen izquierda,
mostrándose un depósito de talud que sobreyace en forma discordante a la toba arenosa
que aflora en la mayor parte de la margen izquierda del vaso.
105
9.1.1.6 Depósitos Recientes (Qdr)
Los depósitos mas recientes de la zona están representados por sedimentos
aluviales y de llanura de inundación. Los primeros están representados por gravas y
arenas depositados en el cauce del río y de los arroyos que confluyen a el, mientras que
los segundos están representados por tierra vegetal, limos y arcillas, producto de los
acarreos dejados por el río santa maría en época de lluvias, así como de la alteración de
las rocas del subsuelo.
9.1.2 Margen derecha
9.1.2.1 Riolita(Tr)
En la margen derecha al finalizar la traza del vertedor fuera del área de estudio,
aproximadamente a 120 m aguas abajo de la cortina, la riolita se encuentra fracturada y
alterada y descansa en forma transicional sobre una ignimbrita de color café rojizo con
fracturamiento abundante en forma de lajas y muy alterada.
La margen derecha de la cortina de la presa, está constituida totalmente por una
riolita masiva de color gris claro que intemperiza en café claro y rojizo, presenta pocas
fracturas las que en su mayoría se cierran hacia abajo, esto se observa en el corte del ¡
vertedor en donde la roca esta expuesta a lo largo de este y no presenta tratamiento I
alguno, se le observan pequeños cristales euhedrales de cuarzo, feldespato, y algunos ;
minerales ferromagnesianos alterados, en una matriz afanítica. j
A la altura de la cortina y 'lasta aproximadamente 350 m aguas arriba, esta ¡
constituida por una riolita que va de poco fracturada a fracturada, de color gris claro, que !
intemperiza en café claro, con cristales visibles de cuarzo, feldespato y algunos '
ferromagnesianos alterados, en una matriz afanítica.
Esta roca forma un pequeño cerro a la altura de la cortina quedando cubierto hacia |
aguas arriba por suelos residuales, principalmente, mostrando pequeños afloramientos '
dispersos de la roca en una planicie de suelos residuales color café. ;
106
En la cola del vaso, fuera del área de estudio, sobre la margen derecha del lecho
del río, se presenta un afloramiento de riolita fluida! de color gris con tonos morados que
intemperiza a gris oscuro y negro, presentando seudo estratificación, poco fracturada y
algo intemperizada.
Presenta grandes cristales de cuarzo y feldespatos euhedrales y algunos
minerales ferromagnesianos oxidados en color rojizo inmersos en una matriz afanítica de
color gris.
9.1.2.2 Ignimbrita (Tig)
En la parte media de la margen derecha del vaso, aflora una ignimbrita riolítica
bien cementada y compacta, poco fracturada, de color rosa oscuro, constituida por
cristales de cuarzo y feldespatos, y pequeños fragmentos de riolita aplastados, en una
matriz afanítica. Esta ignimbrita es diferente a la que se observa en la margen izquierda,
ya que presenta un mayor contenido de cristales de cuarzo y feldespatos y escasos
fragmentos de roca y su color es más claro, esto debido probablemente a que se
encuentra mas alejada a la fuente de emisión.
Este afloramiento se encuentra aislado y sobresale de los suelos residuales que lo
sobreyacen en discordancia erosional, pero por la posición que guarda en la margen
izquierda, probablemente se trate de la misma roca y se encuentre sobreyaciendo a la
riolita y subyaciendo a los basaltos. A esta roca se le asigna una edad del terciario
superior (mioceno).
9.1.2.3 Basalto (Tb.)
Posterior a la ignimbrita, hacia aguas arriba y cubierto en su mayor parte por
suelos residuales de color café oscuro, se presenta un basalto de color gris oscuro a
negro que intemperiza en gris y café oscuro. Se le observan pequeños cristales de
plagioclasa y algo de mica, (biotita), en una matriz afanítica; ocasionalmente presenta
pequeñas vesículas.
Este afloramiento se presenta fuera del área de estudio en forma de derrame en la
parte media del vaso, probablemente sobreyace discordantemente a la ignimbrita de color
107
rosa oscuro, y en la cola del vaso fuera del área de estudio, esta cubriendo
discordantemente a una riolita fluidal de color gris morado que se muestra masiva y poco
fracturada. A esta roca se le asigna una edad del terciario superior (plioceno).
9.1.2.4 Suelos Residuales (Qsr)
Sobreyaciendo a las riolitas y a los basaltos que se presentas hacia el final del
vaso de la presa, se presentan unos depósitos de suelos color café oscuro con alto
contenido de materia orgánica (tierra vegetal), sobre una topografía relativamente plana,
de donde esporádicamente se observan afloramientos de riolitas en la zona cercana a la
cortina, e ignimbritas y basaltos en la parte media y final del vaso de la presa.
9.1.2.5 Depósitos Recientes (Qdr)
En la margen derecha del vaso, los depósitos mas recientes de la zona están
representados por sedimentos aluviales y de llanura de inundación. Los sedimentos
aluviales están representados por gravas y arenas depositadas en el cauce del río y de
los arroyos que confluyen a el, mientras que los de llanura de inundación están
representados por tierra vegetal, limos y arcillas, producto de los acarreos dejados por el ,
río Santa Maria en época de lluvias, así como de la alteración de las rocas preexistentes, i
9.1.3 Cauce aguas abajo de la cortina
9.1.3.1 Riolitas (Tr)
La Margen Derecha Esta Constituida En Su Totalidad, Unos 120 m, Por Una
Riolita Masiva Poco Fracturada De Color Gris Claro Que Intemperiza En Café Claro
Rojizo, A La Cual Se Le Observan Pequeños Cristales De Cuarzo Y Feldespato, Algunos '
Alterados A Arcillas [
9.1.3.2 Depósitos Recientes (Qr)
La zona del cauce inmediatamente aguas abajo de la cortina de la presa, esta
dividida en dos partes: la margen izquierda constituida por una terraza aluvial constituida ;
de gravas y arenas con un espesor máximo es de 2 m, medidos en pozos a cielo abierto
excavados en esta zona, extendiéndose en forma paralela a la cortina en una longitud de
aproximadamente 180 m y el cauce principal del río Santa Maria, inmediatamente aguas
abajo de la cortina, que no presenta acarreos, o material aluvial, este se presenta hasta- r .
108 i
unos 200 m aguas abajo, fuera del área; lo único que se observa son cantos rodados de
riolita de aproximadamente 1.5 m de diámetro, en promedio.
109
110
10. Proyecto ejecutivo de la sobreelevación de la presa.
10.1 Cortina
10.1.1 Memoria de cálculo
Los taludes de una cortina deben de ser estables aun en las condiciones mas
desfavorables de esfuerzo que pueden presentarse en la vida de la presa. Estas
condiciones implican que los esfuerzos cortantes originados por el peso propio de la
presa, así como los esfuerzos cortantes que los materiales del terraplén y la cimentación
deben ser capaces de ser soportados con cierto margen de seguridad. Por consiguiente el
método de análisis de la estabilidad de taludes obliga a investigar la magnitud de los
esfuerzos que actúan en el cuerpo de la cortina y el valor de la resistencia al corte.
Se comprende bajo el nomb;e genérico de taludes cualquier superficie inclinada
respecto a la horizontal que haya de adoptar permanentemente la estructura bien sea en
forma natural o como consecuencia de la intervención humana en una obra de ingeniería,
desde este primer punto de vista los taludes se dividen en laderas, cortes y terraplenes.
El moderno desarrollo de las actuales vías de comunicación tales como canales,
caminos o ferrocarriles, así como el impulso que la construcción de presas de tierra ha
recibido en todo el mundo en los últimos años y el desenvolvimiento de obras de
protección contra la acción de ríos por medio de bordos etc. Han puesto al diseño y
construcción de taludes en un plano de importancia ingenieril de primer orden. Los taludes
constituyen hoy una de las estructuras ingenieriles que exigen mayor cuidado por parte
del proyectista.
Hasta hace relativamente pocos años los taludes se manejaron con normas
puramente empíricas sin ningún criterio generalizador de las experiencias adquiridas.
Pero no fue sino hasta el actual advenimiento de la mecánica de suelos cuando fue
posible aplicar al diseño de taludes normas y criterios que sistemáticamente tomasen en
cuenta las propiedades mecánicas e hidráulicas de los suelos.
111
Gracias a los aportes de la mecánica de suelos al análisis de taludes, entre otras
razones, se construyen donde quiera presas que hace apenas 50 o 60 años se estimarían
imposibles de realizar.
En taludes siempre se ha imaginado que la falla ocurre como un deslizamiento de
la masa del suelo, actuando como un cuerpo rígido a lo largo de una superficie de falla
supuesta.
Las ideas de superficie de deslizamiento no plano fueron resucitadas en Suecia
por Peterson quien al analizar una falla ocurrida en el puerto de Gottemburgo dedujo que
la falla había ocurrido en la superficie curva. La escuela sueca propuso asimilar la
superficie de falla real a una cilindrica cuya traza en plano del papel seria un arco de
circunferencia, quedando por tal motivo un método cuyo nombre genérico es "método
sueco".
10.1.2 Método sueco.
Como ya se ha dicho bajo el titulo genérico de método sueco se comprenden
todos los procedimientos de análisis de estabilidad de talud respecto a falla por rotación,
en las que se considera que la superficie de falla es un cilindro que en la traza se calcula
como un arco de circunferencia. Existen varios procedimientos para aplicar el método a
los distintos tipos de suelo a fin de garantizar la estabilidad del talud.
Para este caso se toma el procedimiento para suelos con cohesión y fricción bajo
el análisis de esfuerzos totales.
Con lo anterior han de situarse aquellos suelos que después de someterse a la
prueba triaxial apropiada trabajando con esfuerzos totales y después de definir la
envolvente de falla de acuerdo con el intervalo de presiones que se tenga en la obra real,
tiene una ley de resistencia al esfuerzo cortante del tipo:
S= c +1 (tan 0)
112
Donde:
S = esfuerzo cortante
C = cohesión
T = esfuerzo tangencial
0 = ángulo de fricción interna del material
De todos los procedimientos de aplicación del método sueco a este tipo de suelos,
posiblemente el mas popular y expedito sea el de las dovelas el cual se expone a
continuación.
En primer lugar se propone un círculo de falla a elección y la masa de tierra
deslizante se divide en dovelas. El número de estas es hasta cierto punto, a mayor
número, los resultados del análisis se hacen más confiables.
El equilibrio de cada dovela se analiza con el peso de la dovela de espesor
unitario, las reacciones normal y tangencial del suelo a lo largo de la superficie de !
deslizamiento, las dovelas adyacentes ejercen ciertas acciones sobre esta que pueden '
representarse por las fuerzas normales y por las tangenciales.
En el procedimiento se hace la hipótesis de que el efecto de las fuerzas normales
se contrarrestan; es decir, se consideran que estas fuerza son iguales colineales y
contrarias. También se acepta que el momento producido por las fuerzas tangenciales ;
que se consideran de igual magnitud es despreciable. Estas hipótesis equivalen a |
considerar que cada dovela actúa en forma independiente de las demás y que las fuerzas !
normales y tangenciales equilibran al peso.
El cociente de las fuerzas entre la longitud de cada dovela afectado por el ángulo
de aplicación así como la presión de poro da como resultado el esfuerzo tangencial
En la parte de la presión de poro este método al haber presencia de agua se
apoya en la ley de Darcy del trazo de redes de flujo de los materiales y de acuerdo a la .
113
carga hidráulica se determina la presión de poro. Siendo esta de suma importancia en el
calculo del esfuerzo tangencial.
Con este esfuerzo se puede entrar a la ley de resistencia al esfuerzo cortante que
se haya obtenido y determinara la resistencia al esfuerzo cortante que se supone
constante a todo lo largo de la dovela. Puede calcularse el momento motor debido al peso
de las dovelas.
Después se calcula el momento resistente debido a la resistencia al esfuerzo
cortante que se desarrolla en la superficie de deslizamiento de cada dovela.
Una vez mas se esta aceptando que la resistencia máxima al esfuerzo cortante se
desarrolla al unísono en todo punto de la superficie de falla hipotética. Calculados los
momentos resistente y motor puede definirse un factor de seguridad en los siguientes
términos:
Momento resistente
Fs =
Momento motor
La experiencia ha demostrado que una superficie de falla en que resulte Fs
mayor o igual que 1.5 es prácticamente estable. El método de análisis consistirá en una ;
serie de tanteos en el cual deberán fijarse diferentes círculos de falla para una misma '
sección y red de flujo, calculando Fs ligado a cada uno y que el Fs no sea menor de 1.5
en general para garantizar la estabilidad del talud.
Para facilitar el calculo se utiliza la tabla que se muestra para el calculo de los ;
momentos y factor de seguridad y como se observa en los cinco tanteos no existe ningún j
factor de seguridad por debajo de lo especificado por lo tanto en la presa Manuel M. !
Prieto "Las Chepas" se garantizan totalmente la estabilidad del talud ya sobreelevada
Por otra parte se realiza un análisis de los datos obtenidos que se marca como los ;
del proyecto original siendo esta la cohesión y el ángulo de fricción interna de los |
materiales del terraplén. ,-' \
114
En los cálculos que se muestra en la tabla anexa para la sección propuesta puede
concluirse que el factor de seguridad oscila entre 3.52 y 5.57 para los distintos radios de
los círculos de falla propuestos, mismos que se encuentran muy por encima de la
recomendación técnica para garantizar la estabilidad de los taludes ( Fs =1.5) sin
embargo por razones de procedimiento constructivo resulta inconveniente proponer
secciones con taludes menos inclinados, por tal motivo se considera adecuada la
propuesta ya que se satisfacen ampliamente los requisitos técnicos de estabilidad y por
otro lado no se prevén problemas durante el proceso constructivo
10.2 Obra De Toma
10.2.1 Memoria Técnica
Con la información obtenida en el estudio hidrológico en lo relativo al análisis de
las demandas de riego, niveles de agua en el embalse, mes de máxima demanda y los
datos originales y de proyecto de sobreelevación de la presa se obtuvo el caudal que
debe suministrar la obra de toma para la condición de máxima demanda en el mes de
junio, siendo este de 0.712 m3/s.
La capacidad actual de la obra de toma es de 1.0 m3/s. Por lo que se considera
conveniente conservar esta capacidad a fin de no modificar la infraestructura existente
con los consecuentes ahorros en el proyecto de sobreelevación de la presa.
Cabe destacar que para la alternativa seleccionada de sobreelevar la presa
mediante la modificación de los taludes aguas arriba y aguas debajo de la cortina solo se
requiere alejar la caseta de operación de válvulas hasta interceptar el talud de la cortina
en la sección aguas abajo, mediante la prolongación de la tubería existente.
Desde el punto de vista hidráulico y estructural la citada adecuación de la obra de
toma resulta intrascendente ya que las perdidas que se presentan en el tramo adicional
de tubería son despreciables y por tanto no se modifica el nivel mínimo de operación de la
presa y los esfuerzos a que se vera sometida la tubería por el incremento de altura en
115
comparación con los actuales son despreciables ya que a esa profundidad la distribución
de esfuerzos no alcanzan a incidir.
Por lo anterior se considera innecesario presentar un análisis detallado de cálculos
para la adecuación de la obra.
10.3 Obra De Excedencias (Vertedor)
10.3.1 Memoria De Cálculo Vertedor
Se considera un vertedor tipo creaguer en forma de " I" , el cual será casi
perpendicular al eje de la cortina en una longitud de 45.00 m. (est. 0-015 a 0-060) y al final
en ángulo recto con una longitud de 15.00 m.
Datos de proyecto:
Q = 263.4 m3/s
L = 60.00 m
H = 1.69m.
La profundidad "p" es variable debido a la topografía del trazo. En la sección 0-060
se presenta la condición más crítica (donde p es menor), por lo que se considerara esta
para fines de cálculo.
En la sección 0-060 la distancia "p" es de 0.35 m., pero considerando que se forme
una banqueta mínima de 1.00 m. Se tomará este dato como valor de "p".
Para dar mayor estabilidad al vertedor y aumentar su eficiencia, se considerará un
talud aguas arriba de 1:3.
Calculo de perdidas en el canal de llegada
Suponiendo un valor del coeficiente de descarga de c = 2.0, el caudal unitario es:
116
Q='chA (3/2)
Q = 2.0 x (1.69) A (3/2) = 4.394 m3/s
Velocidad de llegada:
V = q / (he + p) = 4.394 / (1.69 + 1.00) = 1.633 m/s
Carga de velocidad:
Ha = vA2/(2g) = (1.633)A2 / (2 x 9.81) = 0.136 m.
Considerando una longitud del canal de llegada de 50.00 m. Y un coeficiente de rugosidad
de n = 0.020.
V = 1/nxrA(2/3)xsA(1/2)
S = ((v) (n) / rA (2/3)) A2
S = (1.633)(0.20)/(2.69A1.5) = .000285
Perdida = (0.000285) (50) = 0.0143 m.
Suponiendo una perdida por llegada ?. la cresta = 0.2 ha
Perdida = (0.20) (0.136) = 0.0272 m.
Perdidas totales en el canal de llegada = 0.01443 + 0.072 = 0.0415
Carga efectiva ho:
Ho = 1.69-0.0415 = 1.6485 m.
117
Corrección del coeficiente de descarga
- en función de la relación de altura y carga efectiva:
Relación p/ho = 1.0/1.6485 = 0.6066
Del anexo de figuras, de la figura 1.11.3.1 p/ho - co se obtiene co = 2.11
- en función de la relación de carga sobre la cresta a la carga de proyecto:
He/ho = 1.6485/1.69 = 0.975
De la figura 190, coeficiente de descarga para cargas diferentes de la de proyecto,
del libro de diseño de presas pequeñas, pagina 307, así como también del anexo de
figuras, la figura 1.11.3.2. He/ho - c/co, se obtiene c/co = 0.99
C=(c/co)co= (0.99) (2.11) = 2.09
-- en función del talud aguas arriba:
Para p/ho = 0.6066
De la figura 191, coeficiente de descarga para una cresta de cimacio, con
paramento de aguas arriba inclinado, del libro de diseño de presas pequeñas, pagina 308,
así como también del anexo de figuras, la figura 1.11.3.3., se obtiene c inclinada / c
vertical = 1.005
C = (1.005) (2.09) = 2.1
- en función de las características aguas abajo
Suponiendo que el tirante en el canal de descarga es = 2.5 m. Y la velocidad es de 3.0
m/s:
118
Hcí = (3A2)/ (2) (9.81) = 0.4587 m.
(hd + d) / he = (0.4587 + 2.5) / (1.6485) = 1.795
De la figura 193, relación de los coeficientes de descarga debido al efecto del
lavadero, del libro de diseño de presas pequeñas, pagina 310, así como también del
anexo de figuras, la figura 1.11.3.4., se obtiene cs/c = 1.00
C = 2.1
Comprobando:
Q = c I hA (3/2)
Q = (2.1) (60) (1.6485) A1.5 = 266.69 m3/s
266.69/263.4 = 1.2% mayor aceptable.
10.3.2 Cálculo Del Canal De Descarga
El cálculo de los canales laterales de descarga se basa fundamentalmente en la
ley de conservación de la energía.
Se considera que toda la energía que se tiene de la descarga de la cresta, se
disipa al mezclarse las aguas en el canal de descarga.
Se considera que cualquier aumento en las fuerzas externas debe ser igual a la
cantidad de movimiento al final del tramo.
Para este proyecto se usara una sección de control inmediatamente aguas abajo
del termino de la cresta vertedora (0-015 a 0+005) con pendiente nula a fin de disipar el
exceso de energía y propiciar un régimen uniforme y posteriormente critico a la salida de
la sección de control y supercrítico er el canal de salida.
119
Lo anterior además de controlar el flujo, evitara vibraciones dentro del canal de
descarga que pudieran afectar la estabilidad de la cortina.
El trazo del canal de descarga se realizo buscando que la plantilla del mismo no
quedara sobre la base existente ni se requiriese mucha excavación en roca.
Con lo anterior se obtuvo una pendiente de 0.15.
El ancho de la plantilla se eligió de 8.00 m. Después de analizar varias alternativas
que implican variaciones de tirante y ancho de plantilla y buscando que tuviera un ancho
que no representara problemas constructivos y que el tirante en el canal de descarga no
ahogara la descarga en la cresta.
La pendiente del talud derecho del canal será de 0.5:1
Caudal unitario
Q = q/I
Q = 263.4/8 = 32.925 m3/s/m.l.
Condiciones criticas al final de la sección de control (0+005):
De = (qA2/g) A (1/3)
De = (32.925A2/9.81) A (1/3) = 4.80 m.
Ve = q/dc = 32.925 / 4.80 = 6.86 m/s
Hvc = vcA2 / 2g = 6.86) A2 / (2 x 9.81) =2.4 m.
Estableciendo Bernoulli entre la sección crítica y el inicio de la sección de control y
suponiendo una perdida de 0.2 de la diferencia de cargas de velocidad por entrada:
120
Utilizando la expresión y a base de iteraciones se obtiene que
Di +yi = de + hvc + 0.2 (hvc - hvi)
Di = 7.03 m.
Con la siguiente expresión y en base a iteraciones se calcula el perfil del agua en
el canal de descarga. (Ver hicavert).
Formula
Con el tirante calculado en la estación 0 - 060, de 2.398 m. Se obtiene la
elevación del agua al inicio que es de 66.398, lo cual confirma que no se presenta
interferencia de la descarga del vertedor por el nivel del agua en el canal.
La pendiente del canal final se obtuvo de la siguiente manera:
Con la cota del piso en la estación 0 - 060, de 64.00 y I pendiente del canal de
descarga se obtuvo la elevación final (0-015), igual a 57.25, que es igual a la de la
estación final de la sección de control (0 + 005), tomando la cota final del terreno natural y
evitando excavaciones grandes o que la rasante quedara sobre el terreno natural se
obtuvo la pendiente de este tramo = 0.06.
Para llegar al presente diseño, se realizaron una serie de iteraciones en lo
referente al canal de descarga revisando los perfiles de la superficie libre del agua en el
canal, hasta lograr un adecuado tuncionamiento hidráulico.
121
122
11. Tratamiento de ia cimentación
11.1 Generalidades
E! termino cimentación, como se usa aquí, incluye tanto el piso del cauce, como
los estribos o atraques en su caso. Los requisitos esenciales de una cimentación para
una presa de tierra son: que debe proporcionar un apoyo estable para el terraplén en
todas las condiciones de saturación y de carga, debiendo tener al mismo tiempo una
resistencia elevada a la filtración, para evitar una perdida de agua excesiva.
El contacto entre la cortina y la cimentación es una parte vital de la estructura en
su conjunto, y debe por consiguiente dársele a su tratamiento atención preferente que
asegure sean cubiertos los requisitos indicados.
Debido a que los métodos de tratamiento son apropiados para diferentes condiciones,
las cimentaciones se agrupan en tres clases principales de acuerdo con sus
características predominantes: !
A) Cimentaciones de roca. ¡
B) Cimentaciones de materiales de grano grueso (áreas y gravas)
C) Cimentaciones de grano fino (limos y arcillas) [ Í
i
i
Para el caso particular de la presa de almacenamiento Manuel M. Prieto "Las ,
Chepas", y de acuerdo al estudio geológico realizado en la zona de sobreelevación j
pertenece a una cimentación de roca.
11.2 Cimentación De Roca
Las cimentaciones de roca, incluyendo las arcillas laminares duras, no presentan ;
ningún problema de resistencia para las presas de tierra pequeñas.
La presa de almacenamiento Manuel M. Prieto "Las Chepas", presenta la siguiente
estratigrafía, de acuerdo al estudio geotécnico desarrollado en la zona de la cortina:
123
EIT la margen derecha esta constituida totalmente por una riolita masiva de color gris claro
que intemperiza en café claro y rojizo, presenta pocas fracturas que en su mayoría se
cierran hacia abajo, esta roca forma un pequeño cerro quedando cubierta hacia aguas
arriba por suelos residuales, principalmente, y en algunos casos muestra pequeños
afloramientos.
La zona del cauce inmediatamente aguas abajo de la cortina de la presa, esta
dividida en dos partes: la margen izquierda constituida por una terraza aluvial constituidas
en gravas y arenas, cuyo espesor máximo es de 2 m. Extendiéndose en forma paralela a
la cortina, en una longitud de aproximadamente 180 m. Y el cauce principal del río Santa
Maria, inmediatamente aguas debajo de la cortina, la cual no presenta acarreos, o
material aluvial, este se presenta hasta unos 200 m. Aguas abajo, lo único que se observa
son cantos rodados de riolita de aproximadamente 1.5 m. De diámetro,
Inmediatamente bajo de la capa anterior, se encuentra una riolita masiva, de color
gris claro, la cual se constituye hasta la margen derecha.
La zona denominada como cauce se encuentra determinada por el cadenamiento
0+120 al 0+200 de la poligonal que sirvió como base para el levantamiento de las
secciones transversales del punto 1.6. De la actualización del levantamiento topográfico
de la infraestructura existente, el cual pertenece a este proyecto, y se muestra en el plano
respectivo.
La zona denominada como margen derecha se encuentra delimitada por el
cadenamiento 0+200 hasta el cadenamiento 0+400 del mismo punto mencionado en el
párrafo anterior.
La zona denominada como margen izquierda se encuentra delimitada por el
cadenamiento 0-182.62 hasta el 0+120; es importante mencionar que en la construcción
de esta presa, en el cadenamiento 0-040 al 0+060, se realizaron una serie de inyecciones
con cemento a presión, con el fin de evitar filtraciones, ya que en esa zona se encuentra
una riolita muy alterada, en los pozos a cielo abierto realizados en esta zona, se verifico la
124
efectividad de estos trabajos, considerando como poco probable la presencia de
infiltraciones en esta área.
En el cadenamiento 0-082.62 y hasta el cadenamiento 0+000 debido a que se
encuentra una toba arenosa sobreyaciendo a la ignimbrita, la cual tiene un color gris claro,
poco compacta y alterada de textura granular arenosa, y presenta fragmentos de
angulosos a redondeados de riolita e ignimbrita es importante dar un tratamiento de
inyectado para formar una pantalla y con esto evitar algún proceso de tubificación que
podría presentarse debido a la presencia de un deposito de talud y las tobas que
subyacen en este puerto.
Las inyecciones se realizar&n utilizando una sola hilera de perforaciones muy
próximas. Estas hileras se colocaran cerca del centro del corazón de la cortina o
ligeramente aguas arriba, las pantallas de inyección deberán quedar en un plano vertical.
Para estabilizar el equipo de inyección es conveniente realizar una zanja a todo lo largo
de la zona de inyección, en sentido paralelo a la cortina; adicionalmente se recomienda
realizar una banqueta de concreto con el fin de dejar estabilizado el equipo de inyección.
Para el proceso de inyección se tendrá que seguir cuatro etapas principales las
cuales son:
1.- la perforación de los barrenos de inyección
2.- la limpieza lo mas completa posib'e del interior de esos barrenos.
3.- una prueba con agua a presión dentro de los barrenos para conocer la permeabilidad
de sus paredes.
4.- la inyección de la lechada de cemento a presión.
Es común abrir primero unos barrenos bastante espaciados, este espaciamiento
suele oscilar entre 6 y 20 m; una vez que con estos barrenos se han cubierto las cuatro
etapas señaladas arriba, se procede a perforar otros en posiciones intermedias dentro de
la pantalla por construir; al seguir las cuatro etapas señaladas con estos nuevos barrenos,
se va teniendo conocimiento cada vez mas detallado, que permita decidir si se precisan
125
mas barrenos; en la mayor parte de las pantallas, la separación de los barrenos
perforados suele quedar comprendida entre 1.5 y 3.0 m.
Una vez limpiado el barreno, y después de haber realizado las cuatro etapas
anteriormente enunciadas, se introduce un dispositivo para inyectar la lechada, el cual, a
la vez sirve para sellar totalmente el barreno desde el nivel en que se este inyectando
hacia arriba.
La profundidad promedio de los barrenos será de 20.00 m. Aproximadamente, y se
realizaran con barrenas de 1.5 pulgadas de diámetro (calibre ex)
La admisión de lechada en un barreno es proporcional a la presión; sin embargo
cuando la roca falla al ir aumentando la presión de inyección, se produce un súbito
aumento de la absorción de lechada, debido también al aumento brusco que tiene lugar
en las grietas y o fisuras.
Las proporciones agua-cemento, medidas en volumen, oscilan usualmente entre
10:1 y 1:1; sin embargo es deseable comenzar la inyección con proporciones
comprendidas entre 3:1 y 5:1, dicha proporción debe aumentar cuanto mas difícil sea la
penetración de la lechada y cuanto mas rápidamente se desarrolle la presión al efectuar la
inyección.
El criterio para decidir cuando una roca ha sido suficientemente inyectada, será
cuando el inyectado de la lechada en la perforación en la que se este trabajando no tome
mas de 30 I de lechada en 5 minutos, bajo la máxima presión de inyectado.
126
12. Presupuesto base A continuación, se presenta el presupuesto para la construcción de la
sobreelevación de la presa Manuel M. Prieto las Chepas, de acuerdo a las
especificaciones y normas de construcción de la Comisión Nacional del Agua, publicadas
en el Diario Oficial de la Federación.
El presente presupuesto es temando como base la sobreelevación de la presa con
materiales graduados, extraídos del mismo lugar de la construcción de la obra, y con
mano de obra del lugar.
Descripción Cantidad Unidad P. Unitario Importe
1 Presa "Las Chepas"
2 Terracerías
3 Desmonte
Desmonte desyerbe y desenraice en áreas de _ , .„„ „ „ „
4 7.50 HA. $12,500.00 $93,750.00 construcción y en bancos de préstamo
5 Despalme 9,761.91 M3 $12.60 $123,000.07
Regreso del material producto de despalme de . „ . „ „ „ 6 11,714.29 M3 $6.50 $76,142.89
banco de préstamo
7 Excavaciones
En cualesquier material excepto roca fija , que
formen parte de las obras por ejecutarse o que . „_ ̂ „ „ 8 850.00 M3 $18.60 $15,810.00
alojen a dichas obras o parte de las mismas ,
excluyendo dentellones de concreto
En cualesquier material excepto roca fija, para _ 9 H K ' 320.00 M3 $145.00 $46,400.00
desplante de ataguías
10 Colocación de materiales
11 Colocación de material impermeable 6,886.02 M3 $18.90 $130,145.78--
127
compactado , en cortina y ataguías
Colocación de material impermeable „ * . , - , , . - „ „ „ 12 2,520.00 M3 $18.90 $47,628.00
compactado en forma especial ,en cortina
13 Colocación de material permeable
Colocación de grava y arena en zona de filtros „ _ * . „ „ „ . , , „ 14 8,827.91 M3 $18.90 $166,847.50
de la cortina y ataguías
Colocación de material de roca y rezags en la „. „ „ , 15 j a 32,481.78 M3 $28.60 $928,978.91
cortina y ataguías a volteo
Colocación de material de roca y rezaga en la . „ , , „ 16 15,150.97 M3 $32.40 $490,89143
cortina y ataguías a mano.
Colocación de material de revestimiento en la „. _ „ „ „ „ 17 1,260.00 M3 $32.40 $40,824.00
corona de la cortina
18 Obtención de materiales
Obtención, carga y descarga en cortina y
19 ataguías de material impermeable proveniente 9,406.02 M3 $12.40 $116,634.65
de bancos de préstamo
Obtención, carga y descarga de roca y :ezaga „ „ „ „ _ „ „ , , „ 20 47,632.75 M3 $13.60 $647,805.40
en cortina y ataguías
Obtención , carga y descarga en cortina de
21 material de revestimiento para la corona 1,260.00 M3 $14.50 $18,270 00
proveniente de bancos de préstamo
Obtención , carga y descarga en cortina y
22 ataguías de material permeable (grava y arena 8,827.91 M3 $16.70 $147,426.10
selecta ) proveniente de bancos de préstamo
23 Acarreos y subacarreos de Terracerías
24 Acarreos
Acarreos en el primer kilómetro de los
materiales correspondientes a las
25 excavaciones en los conceptos números: 11,257.91 M3 $9.90 $111,453.31
1.1.2.1.a, 1.1.2.2.a, 1.1.2.4.a, 1.1.4.8.a,
1.1.4.9.a, 1.2.1.1.1, 1.2.1.2.1.1, 1.2.1.3.1.1
Acarreos en el primer kilómetro de los
materiales correspondientes a las
26 excavaciones ejecutadas en los conceptos: 52,515.08 M3 $9.90 $519,899.29
1.1.2.3.a, 1.1.2.5.a, 1.1.2.6.a, 1.1.4.6.a,
1.2.1.1.2, 1.2.1.1.3, 1.2.1.2.1.2, 1.21.3.1.2
Acarreo en el primer kilómetro de los
materiales correspondientes a las 27 9,406.02 M3 $9.90 $93,119.60
excavaciones ejecutadas en los conceptos:
1.1.4.2.a
28 Sobreacarreos
Sobreacarreos en los kilómetros subsecuentes
al primero ,de los materiales correspondientes
29 a las excavaciones en los conceptos números: 127,638.37 M3-KM $2.50 $319,095.92
1.1.2.1.a, 1.1.2.2.a, 1.1.2.4.a, 1.1.4.8.a,
1.1.4.9.a, 1.2.1.1.1, 1.2.1.2.1.1, 1.2.1.3.1.1
Sobreacarreos en los kilómetros subsecuentes
al primero, de los materiales correspondientes
a las excavaciones ejecutadas en los , „. 30 131,287.70 M3-KM $2.50 $328,219.25
conceptos: 1.1.2.3.a, 1.1.2.5.a, 1.1.2.6.a, 1.1.4.6.a, 1.2.1.1.2, 1.2.1.1.3, 1.2.1.2.1.2,
1.21.3.1.2
Sobreacarreos en los kilómetros subsecuentes
al primero, de los materiales correspondientes _. „ „ _ „ „ , „ „ 31 15,049.63 M3-KM $2.50 $37,624.08
a las excavaciones ejecutadas en los
conceptos: 1.1.4.2.a
32 Estructuras
33 Excavaciones
34 Excavaciones en el vertedor
129
35 En roca fija 4,882.33 M3 $185.60 $906,160.45
36 Concretos
37 Concretos en el vertedor
38 Acarreo de agregados en el vertedor
Acarreo en el primer kilómetro de grava en el _ „
39 1,223.29 M3 $9.90 $12,110.57 vertedor
Acarreo en el primer kilómetro de roca para 40 1,227.15 M3 $9.90 $12,148.79
vertedor
Acarreo en el primer kilómetro de arena en el 41 1,010.42 M3 $9.90 $10,003.16
vertedor
42 Sobreacarreos de agregados en el vertedor
Sobreacarreo en los kilómetros subsecuentes 43 16,759.07 M3-KM $2.50 $41,897.68
al primero de grava
Sobreacarreo en los kilómetros subsecuentes 44 13,842.75 M3-KM $2.50 $34,606.88
al primero de arena
Sobreacarreo en los kilómetros subsecuentes 45 3,067.87 M3-KM $2.50 $7,669.68
al primero de roca
Fabricación y colocación de concreto común 46 260.76 M3 $945.60 $246,574.66
para ciclópeo en el vertedor (fe = 100 kg/cm2)
47 En el cimacio tipo creaguer fe = 200 kg/cm2 399.98 M3 $990.80 $396,300.18
En el canal de descarga deflector fe = 200 48 720.01 M3 $990.80 $713,385.91
kg/cm2
Colocación de acero de refuerzo en el 49
vertedor
50 En el cimacio 17,879.00 KG $9.30 $166,274.70
130
51 En el canal de descarga y deflector 29,394.00 KG $9.30 $273,364.20
52 Rellenos
53 En el vertedor
De cualesquier material excepto roca, 54 450.00
compactado con pisón neumático M3 $22.50 $10,125.00
55 Conceptos diversos
Sello en canal de salida, a base de cloruro de 56 1,066.58
polivinilo ML $10.90 $11,625.72
Suministro y colocación de tubería de 2" de
57 diámetro protegida con gravilla para drenes 300.00
laterales en canal de salida.
M $256.50 $76,950.00
58 Edificación de caseta 32.00 M2 $1,154.00 $36,928.00
59 Maquinaria y equipo
60 Equipo de bombeo para desagüé en general
61 Bomba de 7.62 cm. (3") de diámetro
62 Bomba de 10.2 cm. (4") de diámetro
63 Bomba de 15.2 cm. (6") de diámetro
64 Bomba de 20.3 cm. (8") de diámetro
480.00
480.00
480.00
480.00
$24.60
$32.40
$78.40
$98.60
$11,808.00
$15,552.00
$37,632.00
$47,328.00
Rezagado de caídos no imputables al 65 448.57
contratista M3-EST $16.40 $7,356.55
Acarreo en el primer kilómetro del material . . „ „ 66 448.57
producto de caídos no imputables al contratista M3 $9.90 $4,440.84
Sobreacarreo en los kilómetros subsecuentes
67 al primero del material producto de caídos no 1,794.30
imputables al contratista
M3-KM $2.50 $4,485.75
68 Perforación e inyectado en parte izquierda
69 Perforación
Perforaciones para inyectado con diámetro de „. „ „ „ 70 1,093.00 M $395.60 $432,390.80
1.5" a profundidades de hasta 20.00 metros.
71 Inyectado
72 Inyección en la cimentación 218.00 HR $184.60 $40,242.80
Suministro y colocación de tubos de conexión
73 de 2.54 cm. Para inyectado en perforaciones 54.00 PZA $345.60 $18,662.40
de 3.81 cm. (1.5") de diámetro
74 Suministro y acarreo de arena para inyectado 430.00 M3 $65.00 $27,950 00
Suministro y colocación de empaques „. „ 75 54.00 PZA $24.50 $1,323.00
mecánicos para inyectado
76 Inyectado de lechada de cemento
Inyectado de lechada de cemento para la . „. 77 1,650.00 M3 $675.00 $1,113,750.00
pantalla impermeable de concreto
Válvulas de compuerta para la obra de toma
suministro y colocación incluye tubería de . 78 2.00 PZA $875,780.00 $1,751,560.00
acero y todos los materiales para su correcta
instalación
Monto total de la obra: $ 10'970,S7Z.85
132
13. Proyecto de Inversión y Recuperación.
13.1 Egresos
Se presenta para un proyecto de inversión que la obra, objeto de este estudio,
costara a valor actual $ 10'970,573.85 (Diez millones, novecientos setenta mil, quinientos
setenta y tres pesos con ochenta y cinco centavos moneda nacional), sin incluir el
Impuesto al Valor Agregado.
Dicha obra se propone realizar en dos años, de acuerdo al siguiente programa de
ejecución de obra:
S^SSS.OSiee $6,435,492.19 $ 10'970,573.85
Que corresponde al programa de ejecución de obra por anualidades, el cual se
puede apreciar en el apartado de anexos. :
Dentro de este apartado se tienen también los conceptos por pago de ¡
indemnización y expropiación de los terrenos que van a quedar inundados por la
sobreelevación de la presa, los cuales se presentan a continuación:
José Dozal Chávez 1 6 - 0 6 - 6 9 $14,000.00 $224,936.60
Gilda Barrera de 1 3 - 9 7 - 2 6 $14,000.00 $195,616.40
Gallegos •
Total: $ 420,553.00
133
Esta erogación, se tendrá que hacer al final del segundo año, cuando la presa,
entre en construcción.
Además, en una investigación, que se realizo con los miembros de la Asociación
de Usuarios de esta presa, se obtuvo los costos fijos anuales, que esta asociación tiene y
que se presentan a continuación:
Concepto Importe
Rentas
Sueldos y salarios
Administración de oficina
Otros gastos
Mantenimiento general a instalaciones
$ 14,000.00
$ 75,800.00
$ 5,000.00
$ 5,000.00
$ 20,000.00
Total: $119,800.00
La información anterior, es aproximada, por lo que los gastos, erogaciones y
costos se presentan condensados en la siguiente tabla:
Concepto Cantidad Durante cuanto tiempo
Construcción de obra:
Expropiación
Costos y Gastos fijos de la
Asociación
$ 10'970,573.85
$ 420,553.00
$119,800.00
2 Años de acuerdo a
programa
Solo el segundo Año
Por siempre
13.2 Ingresos
La asociación de usuarios Las Chepas, en reunión de consejo, para el año 2002,
ha establecido que el costo por ha, para riego es de $ 400.00, por cada riego que se
desee dar por parte de los asociados.
134
Tomando en cuenta que se pretende incrementar la captación de escurrimientos
en la presa, mediante la sobreelevación, y con esto incrementar el numero de hectáreas,
de 500 a 1,200, y además, de acuerdo al estudio de demanda de agua, visto en esta
tesis, donde se determina que se requiere por lo menos tres laminas de riego de 30 cm.,
de espesor, cada usuario tendrá que regar por lo menos tres veces su parcela; sin
embargo, también es cierto que no toda la tierra de cultivo es igual, existen predios,
dentro del área de riego, que pudiesen requerir solo dos laminas de riego.
Si tomamos como referencia, el dato de que serán dos riegos por año, para cada
hectárea, se tendrá entonces que la asociación cobraría por concepto de riego
anualmente, lo que se expresa en la siguiente tabla:
Hectáreas Riegos Costo x Ha Importe
1,200.00 3 $ 400.00 $1,440,000.00
De acuerdo a lo anterior, se tiene que anualmente, la Asociación, podrá contar con
$960,000.00 por concepto de cobro de agua para riego.
13.3 Recuperación de la Inversión
Con todos los datos anteriores, tomando en cuenta, que la obra que se pretende
realizar, tendrá una vida útil de 50 años, se construirá la siguiente tabla que indica en que
tanto tiempo se recupera la inversión.
Inversión Beneficios Diferencia(b-i) Valor actualizado Valor acumulado Operación erogaciones
(millones de $) (millones de $) (millones de $) (millones dp $) (millones de $) (millones de $) (millones de $)
0
1
2
3
4
5
6
7
4.535
6.820
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.119
0.119
0.119
0.119
0.119
0.119
4.535
6.820
0.119
0.119
0.119
0.119
0.119
0.119
0.000
0.000
1.440
1.440
1.440
1.440
1.440
1.440
- 4.535
- 6.820
1.321
1.321
1.321
1.321
1.321
1.321
- 4.535
- 6.200
1.092
0.992
0.902
0.820
0.746
0.678
- 4.535
- 10.735
- 9.643
- 8.651
- 7.749
- 6.928
- 6.183
- 5.505
135
Inversión Beneficios Diferencia(b-i) Valor actualizado Valor acumulado Operación erogaciones
(millones de $) (millones de $) (millones de $) (millones de $) (millones de $) (millones de $) (millones de $)
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
0 000
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0 000
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0119
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0 119
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0119
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0 119
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0119
0119
0119
0119
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1440
1 440
1 440
1 440
1 440
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1 440
1 440
1 440
1 440
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1440
1440
1440
1 440
1 440
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1440
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1 440
1 440
1 440
1 440
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1440
1440
1440
1440
1 440
1 440
1 440
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1440
1 440
1 440
1 440
1 440
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1440
1440
1 321
1 321
1 321
1321
1 321
1 321
1 321
1 321
1 321
1 321
1321
1 321
1 321
1321
1 321
1 321
1 321
1321
1 321
1 321
1 321
1 321
1 321
1 321
1 321
1321
1 321
1 321
1 321
1 321
1 321
1 321
1 321
1 321
1 321
1 321
1 321
1 321
1 321
1 321
1 321
1 321
1 321
0 616
0 560
0 509
0 463
0 421
0 383
0 348
0 316
0 287
0 261
0 238
0 216
0 196
0 179
0 162
0 148
0 134
0 122
0111
0 101
0 092
0 083
0 076
0 069
0 063
0 057
0 052
0 047
0 043
0 039
0 035
0 032
0 029
0 027
0 024
0 022
0 020
0 018
0 016
0 015
0 014
0 012
0 011
- 4 888
- 4 328
- 3819
- 3 356
- 2 935
- 2 552
- 2 205
- 1 888
- 1601
- 1 339
- 1 102
- 0 886
- 0 689
- 0 511
- 0 349
- 0 201
- 0 067
0 055
0 166
0 266
0 358
0 441
0 517
0 586
0 648
0 705
0 757
0 804
0 847
0 886
0 921
0 953
0 982
1 009
1 033
1055
1 075
1 093
1 109
1 124
1 138
1 150
1 162
136
DATOS
Tasa de descuento: 10%
RESULTADOS
Valor presente de inversiones VPI:
Valor presente de beneficios VPB :
Relación beneficio/costo :
Valor presente neto VPN :
Año de recuperación del capital ARC:
Tasa interna de retorno TIR :
10 733
11789
1 098
1 056
25 000
11 08%
EfOtUCIÓMÜELVfllOlíACTVWUZADO
g i it Mili 61
- nm -Año
Con Los datos obtenidos se concluye que si es factible la construcción de la
sobreelevación de la presa; los beneficios son ligeramente más altos que la inversión, sin
embargo la tasa interna de retorno, es suficiente para poder comenzar con los
preparativos para realizar la construcción.
No se debe de olvidar que la función principal del Gobierno, es dar impulso a obras
sociales, en la cuales se pueda beneficiar a un sector importante de la población, como es
este el caso.
137
138
14. Conclusiones y recomendaciones Las conclusiones y recomendaciones que a continuación se presentan son el
resultado de los estudios que se indican, y que se separan de acuerdo a cada estudio,
dichas conclusiones y recomendaciones se reproducen de los estudios que en particular
se realizaron de acuerdo a las necesidades del proyecto.
Conclusiones y recomendaciones del estudio hidrológico.
Las conclusiones que se derivan del presente estudio son las siguientes:
Con el proyecto se recupera el volumen de 500,000 m3, perdido por
sedimentación, de acuerdo al estudio topobatimétrico levantado por esta empresa y al
levantamiento original en 1962.
El volumen aprovechado en promedio en condiciones actuales es de 3'947,000 m3
en beneficio de 700 ha, para la capacidad actual de 6.5 millones de m3, y con el proyecto
de sobreelevación para la capacidad de 10.0 millones de m3, el volumen aprovechado se
incrementa a 5'036,000 m3, para beneficio de 900.0 ha.
Los rendimientos máximos alcanzados, sin proyecto varían de 10.0 a 20.0
toneladas de manzana por hectárea, con un promedio de 14.6 ton/ha, según estadísticas
de la unidad de riego "Las Chepas", (periodo 1989-1993), estos rendimientos fueron
obtenidos con una lamina bruta de riego en promedio de 32.8 cm., considerando la
capacidad actual de 6.5 millones de m3, y el volumen aprovechado con esta capacidad, y
las 1,200 ha., que se riegan actualmente. Mientras que con el proyecto se tendrá un
rendimiento probable de 38.3 ton/ha., con una lamina bruta de riego de 50.4 cm.
Con los rendimientos obtenidos con el proyecto, se incrementa la producción a
más del doble, y además se tendrá major calidad en la fruta.
Con el proyecto de sobreelevación, no se completa el volumen requerido para
beneficiar las 1,200 ha. Plantadas de manzano, por lo que quedan 300 ha.,
139
desprotegidas, las cuales se pueden regar con tres pozos adicionales a los dos que se
acaban de perforar.
Con estos cinco pozos, se tendría un gasto de 250.0 m3/s, el cual genera un
volumen mensual de 648,000.0 m3, aproximadamente igual al volumen de 615,000.0 m3
requeridos para el riego de las 300.ha.
Si no se lleva a cabo el proyecto, quedaría desprotegida la mayor parte de la zona
de riego, ya que los pozos perforados, en la parte alta de la zona, han resultado fallidos,
mientras que los pozos perforados en la parte baja, resultaron regulares, ya que dieron un
gasto aproximado de 50.0 litros por segundo por pozo.
La unidad de riego "Las Chepas" tiene concesionado 5700,000.00 m3, de acuerdo
a la concesión no. 2CHH100792/34ABGR94. Este volumen es superior al aprovechado
con el proyecto que es de 5'036,000.00 m3, por lo que no se tiene problemas en este
aspecto.
Una observación hecha al estudio hidrológico realizado por la Comisión Nacional
del Agua en 1994, hecha por oficinas centrales, es que dentro de la zona de riego existen
siete pozos, un bombeo del canal, y el rehuso de agua de excedentes de riego que se
derivan del río a un canal; se aclara que los pozos están dentro de la zona de riego, pero
fuera de la unidad de riego "Las Chepas", por lo que no se tomaron en cuenta para este
estudio. ¡
Mientras que la derivadora si se tomo en cuenta para el análisis de las demandas, !
además del bombeo del canal que influye únicamente en la forma de distribución de agua.
Conclusiones del estudio batimétrico.
No hay elementos que permitan predecir con cierto grado de exactitud el
comportamiento de los azolves tanto en cantidad como en su distribución, pero
analizando el comportamiento durante estos primeros 29 años de operación de la presa,
se pueden hacer algunas deducciones aceptables al respecto. --, . / \ / %
_ — - ¡~ - i - — -,. —
140 i /
En un periodo de 25 años (periodo de diseño de la sobreelevación de la presa)
considerando que el comportamiento anterior se mantenga, se generaría un volumen de
azolves del orden de 491,000 m3, dato que es aceptable si se considera que no se llevan
a cabo acciones de conservación dentro de la cuenca (como es la reforestación y/o
siembra de pastos entre otras); ya que en caso de realizarse estos, seria a favor de la
vida útil de la infraestructura pues se reduciría la cantidad de sedimentos que serian
arrastrados hacia el vaso de la presa y por ende se aumentaría su vida.
En la tabla no. 1.9.5.3.3.1. Del estudio batimétrico, se presenta una estimación de
la distribución de los azolves hasta el año 2022 y en la tabla no. 1.9.5.3.3.2. Del estudio
batimétrico, y la gráfica no. 1.9.5.3.3.1. Del estudio batimétrico, el comportamiento del
perfil.
Como se puede observar, a pesar de que el volumen de azolves estimado es
superior al considerado para azolves en el diseño original, no afectaría el funcionamiento
de la obra de toma ya que se ubicaría en la cota 2051 en las proximidades de esta.
Aun y cuando las consideraciones anteriores son razonables, se deberá dar .
seguimiento al comportamiento de la distribución de los azolves sobre todo en las ;
proximidades de la obra de toma ya que al incrementarse la cantidad de azolve pudieran j
presentarse deslizamientos del mismo que afectaran el suministro de agua para riego. i
Lo anterior permitirá programar las acciones necesarias que permitan que no se
rompa la continuidad en la operación de la obra..
Conclusiones y recomendaciones del estudio de geotecnia
La presa esta empotrada y desplantada en una riolita masiva de color gris claro,
que tiene poco fracturamiento, a excepción de una franja de 50 m en la margen izquierda, '
entre la estación 0+045 y 0+095 donde la roca se presento muy fracturada y muy |
alterada, (García, R., 1967). ¡
141
En la margen izquierda aflora una riolita de color gris claro con poco fracturamiento
vertical sin rumbo preferencial, sobreyaciedo por una ignimbrita de color café rojizo, que
en su base se presenta como ignimbrita vitrea (vitrófido) de color negro a gris oscuro que
va de poco fracturada a muy fracturada, la que a su vez subyace a una toba arenosa de
color gris claro poco consolidada.
Existe un bajo topográfico en la margen izquierda, inmediatamente aguas arriba de
la cortina, que esta cubierto por deposito de talud no consolidado cuyo espesor máximo
es de 20.15 m, haciendo contacto con una toba arenosa en la elevación 2049.57 m. S. N.
M. (de la Rosa, M., 1994).
La mayor parte de la margen izquierda del vaso esta constituida por una toba
arenosa masiva que varía su compacidad y color hacia aguas arriba, poco fracturada, y
sobreyace a la ignimbrita, la toba a su vez esta cubierta esporádicamente por depósito de
talud.
La zona del cauce aguas abajo de la cortina, se divide en dos partes: la margen
izquierda que esta cubierta por una terraza aluvial cuyo espesor máximo es de 2 rn, y la
zona del cauce del río, que esta constituido por cantos rodados de riolita de 1.5 m de ¡
diámetro. ¡
La margen derecha de la cortina esta constituida por una riolita de color gris claro, >
masiva, sana con poco fracturamiento superficial con tendencia a cerrar a profundidad, ;
esto se observa en el corte del vertedor en donde esta expuesta la roca sin ningún
tratamiento. ¡
La margen derecha del vaso esta cubierta, en su mayoría, por suelos residuales |
en una superficie de topografía relativamente plana, de donde sobresalen afloramientos
aislados de riolita, en la zona cercana a la cortina; de ignimbrita y de basalto, en la parte ¡
media del vaso, discordantemente sobre una ignimbrita riolítica bien cementada, de color i
café rojizo y en la cola del vaso fuera del área de estudio, sobre una riolita fluida! sana ;
poco fracturada. '
142
El basalto a su vez esta cubierto a lo largo del vaso, por depósito de talud y tierra
vegetal producto de la alteración del mismo.
La cola del vaso esta cubierca por depósitos aluviales, fluviales y tierra vegetal
producto de los acarreos dejados por el río Santa María en época de lluvias, así como de
la alteración de las rocas del subsuelo.
De todo lo anterior, se concluye que la cortina de la presa de almacenamiento "Las
Chepas" no presenta problemas de estabilidad, topográficos ni geológicos, para llevar
acabo una sobreelevación de 3 o 4 m, que se puede realizar con materiales graduados o
gaviones de acuerdo a la mejor alternativa técnico-económica.
Sin embargo existe la posibilidad de que al sobreelevar la cortina, el problema se
presente en el vaso, en la margen izquierda donde se presenta el puerto relleno por el
deposito de talud, el cual está en cortacto con una toba arenosa en la elevación 2049.57
m S. N. M. (de la Rosa, m., 1994).
De acuerdo a las características de compactación que presenta el deposito de ;
talud, a las de la toba arenosa que lo subyace en el puerto de la margen izquierda de la \
cortina, y a las pruebas de permeabilidad que se le practicaron, el material se comporto '
de poco permeable a muy permeable, por lo que se propone que se estudie con mas ;
detalle este sitio para corroborar la permeabilidad, definir con mayor precisión la máxima ,
carga hidráulica que podría soportar, así como el perfil que sigue la roca, para poder ;
definir la máxima elevación a la que podrá quedar el N. A. M. O. ;
Conclusiones y recomendaciones del tratamiento de cimentación.
De acuerdo a los resultados de los estudios de geotecnia realizados en la zona de ,
la cortina, se concluye lo siguiente: >
En relación al cauce principal del río Santa Maria y a la margen derecha de la ;
cortina, debido a la presencia de una roca sana y sin fracturas no se requiere de ningúr.
tratamiento especial para la cimentación de la sobreelevación de la cortina. - -;
143
Con respecto a la zona donde se realizaron las inyecciones de cemento-agua, no
es necesario realizar algún tratamiento adicional a la cimentación.
Es necesario retirar el material que se encuentra en la terraza dentro de la zona
del cauce principal, hasta llegar a roca, para realizar el desplante con los materiales que
formaran el terraplén de la cortina.
En la margen izquierda hacia el poniente, es necesario realizar un proceso de
inyectado, para evitar la presencia de tubificación.
Es importante el retiro de todo el material vegetal a todo lo largo de la cortina, en el
área delimitada por el inicio de talud aguas abajo de la estructura actual y hasta donde
llegara la nueva estructura; adicionalmente prestar mas atención en el área del cauce
principal del río Santa María aguas abajo, debido a la presencia de una terraza de
material con presencia de gravas y arenas.
En la zona de la margen izquierda, rumbo al poniente se realizara una serie de
inyecciones con cemento-agua en relación 3:1 y hasta 5:1, utilizando el procedimiento y
etapas descritos anteriormente.
Conclusiones del proyecto de inversión
Con Los datos obtenidos se concluye que si es factible la construcción de la
sobreelevación de la presa; los beneficios son ligeramente más altos que la inversión, sin
embargo la tasa interna de retorno, es suficiente para poder comenzar con los
preparativos para realizar la construcción.
No se debe de olvidar que la función principal del Gobierno, es dar impulso a obras
sociales, en la cuales se pueda beneficiar a un sector importante de la población, como es
este el caso.
144
Anexos y Tablas
h „ L
145 ' i /
FIGURA 1.4.1.3.1 UBICACIÓN GEOGRÁFICA Y POLÍTICA DE EL ÁREA DEL
PROYECTO
146
A Gomez Farias
Cana es
Bachirwa
A Alvaro Dbregon
FIGURA 1.4.1.3.2. SUPERFICIE A BENEFICIAR Y LIMITES
147
A Cd J u a r e z
A Gonez Fa r as
Chihuahua
A No roova
FIGURA 1.4.1.3.3. VÍAS DE COMUNICACIÓN EN GENERAL
148
FIGURA C.1.3. REGION HIDROLÓGICA No. 34
149
/. V
'.' V.
—• * *••»»"
t
Ü
ZDNA DE VEDA SDBREEXPLDTADA
ZDNA DE VEDA EN EQUILIBRID
ZDNA DE VEDA SUBEXPLDTADA
ZDNA DE VEDA PDR DECRETO
FIGURA C.1.4. HIDROLOGÍA SUBTERRÁNEA
150
BT
FIGURA C.1.5. HIDROLOGÍA SUPERFICIAL DE LA CUENCA
151
CO
IT
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E
152
BANCO DE AGREGADOS NOTAS.
EL AREA LEVANTADA PARA ESTE BANCO ES DE. 34,430 75 M2.
DISTANCIA AL CENTRO DE GRAVEDAD LA DIATANCIA AL CENTRO DE GRAVEDAD DEL BANCO AL SITIO DE UTILIZACIÓN DEL MATERIAL ES DE 13 7 KM. DE LOS CUALES 2.4 KM. SON EN CAMINO PLANO TIPO BRECHA, 6.1 KM ES DE CAMINO PAVIMENTADO DE PENDIENTE SUAVE Y 5.2 KM ES DE CAMINO REVESTIDO DE PENDIENTE SUAVE.
REGALIAS- DADO QUE ESTE BANCO SE UBICA DENTRO DE LA ZONA DE PROPIEDA FEDERAL SOBRE EL CAUCE DEL RIO SANTA MARIA NO HAY QUE PAGAR DERECHOS DE EXTRACCIÓN DE MATERIAL, SIN EMBARGO SE RECOMIENDA QUE SE INCLUYA EN LA ESPECIFICACIÓN TÉCNICA DE CONSTRUCCIÓN, QUE EL PAGO DE REGALIAS LO CONSIDERE EL CONTRATISTA DE OBRA PUBLICA EN SUS ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS.
ESPESOR APROVECHABLE. EL ESPESOR APROVECHABLE DE ESTE BANCO SE DEFINIÓ POR MEDICIÓN DIRECTA EN LOS POZOS A CIELO ABIERTO EJECUTADOS Y ASCIENDE A 1 20 MTS
Esca l a G r á f i c a
E s c a l a 1 1 5 0 0
VOLUMEN ESTIMADO. CON LA SUPERFICIE LEVANTADA Y EL ESPESOR APROVECHABLE SE TIENE UN VOLUMEN DISPONIBLE DE MATERIAL DE 41,316 M3.
TRATAMIENTO REQUERIDO POR EL MATERIAL EN ESTE BANCO NO SE REQUIERE TRATAMIENTO ALGUNO PREVIO A SU UTILIZACIÓN
TERRENO PROPIEDAD DEPROPIEDAD FEDERAL (BIEN A CARGO DE C.N A.)
NOMBRE 1 2 3 4
5 6
7 8 9 10
NORTE (Y) 3190549.95 3190551.42 3190635 08 3190698.86 3190818.64 3190964 01 3190884.38 3190827.40 3190695.55 3190620.12
ESTE 00 278611 96 278720.19 278558 54 278466 38 278338.61 278178.94 278188.09 278250.09 278374.02 278477.11
LADO 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6
6-7 7-8 8-9
9-10 10-1
RUMBO N89»13'22"E N 62°38,8" W N S S - I S ^ - W N46°50'52-W N47»4'3" W S 6 " 3 3 ' 3 r E
S 47,24,48" E S43'13 ,41-E S53"48'10"E S62»30'41"E
DISTANCIA 108 2405 182.0110 112.0770 175.1407 215 9352 80.1561
84.2021 180.9530 127 7380 152.0132
BANCO DE ROCA
TERRENO PROPIEDAD DE OMAR CAMPOS B
«I 1 1
NOTAS.
EL AREA LEVANTADA DE ESTA POLIGONAL ES DE 0-75-31.13 HECTÁREAS.
DISTANCIA AL CENTRO DE GRAVEDAD. LA DISTANCIA AL CENTRO DE GRAVEDAD DEL BA -ICO AL SITIO DE UTILIZACIÓN DEL MATERIAL ES DE 2.5 KM, EN CAMINO DE BRECHA REVESTIDA Y TERRENO PLANO
REGALIAS: SE CONSIDERA FACTIBLE PACTAR CON EL PROPIETARIO DEL TERRENO EL NO PAGAR DERECHOS POR EXTRACCIÓN DEL MATERIAL Y EN CASO DE NO ACCEDER SE RECOMIENDA QUE SE INCLUYA EN LA ESPECIFICACIÓN TÉCNICA DE CONSTRUCCIÓN QUE EL PAGO DE REGALIAS LOS CONSIDERE EL CONTRATISTA DE OBRA PUBLICA EN SUS ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS.
ESPESOR APROVECHABLE: EL ESPESOR APROVECHABLE DE ESTE BANCO EN PARTICULAR SE DEFINIÓ DE MANERA DIRECTA EN VIRTUD DE EXISTIR UNA ZONA DE EXPLOTACIÓN ANTERIOR QUE FUE UTILIZADA PARA EL ENROCAMIENTO DE LA CORTINA EN LA CONSTRUCCIÓN Y ASCIENDE A 6 50 MTS
VOLUMEN ESTIMADO: CON LA SUPERFICIE LEVANTADA Y EL ESPESOR APROVECHABLE SE TIENE UN VOLUMEN DISPONIBLE DEL MATERIAL DE 48,952 M3
TRATAMIENTO REQUERIDO POR EL MATERIAL: EN ESTE BANCO NO SE REQUIERE TRATAMIENTO ALGUNO PREVIO A SU UTILIZACIÓN
NOMBRE 1 2
3 4
5 6
NORTE (Y) 3180898.62 3180974.56 3181007.79 3181039.26 3181041.28 3181013.95
ESTE OO 280034.76 279965.22
279967.04 279989.98 280022.08
280048.16
LADO 1-2 2-3
3-4 4-5 5-6
6-1
RUMBO N 42 , ,28'51" W N 3' T 50" E
N 36«5' 2 1 " E N 86°24'20" E S 43°38'54" E
S 6 , , 3 7 ' 2 7 " W
DISTANCIA 102.9691 33.2746
38.9502 32.1619 37.7749
116 0987
153
BANCO DE ARCILLAS NOTAS
EL AREA LEVANTADA PARA ESTE BANCO ES DE 30,910 76 M2
DISTANCIA AL CENTRO DE GRAVEDAD LA DISTANCIA AL CENTRO DE GRAVEDAD DEL BANCO AL SITIO DE UTILIZACIÓN DEL MATERIAL ES DE 1 6 KM , EN CAMINO TIPO BRECHA DE TERRENO EN LOMERÍOS
REGALIAS SE CONSIDERA FACTIBLE PACTAR CON EL PROPIETARIO DEL TERRENO EL NO PAGAR DERECHOS POR EXTRACCIÓN DEL MATERIAL Y EN CASO DE NO ACCEDER SE RECOMIENDA QUE SE INCLUYA EN LA ESPECIFICACIÓN TÉCNICA DE CONSTRUCCIÓN, QUE EL PAGO DE REGALIAS LOS CONSIDERE EL CONTRATISTA DE OBRA PUBLICA EN SUS ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
ESPESOR APROVECHABLE EL ESPESOR APROVECHABLE DE ESTE BANCO SE DEFINIÓ POR MEDICIÓN DIRECTA EN LOS POZOS A CIELO ABIERTO QUE SE REALIZARON SIENDO LA PROFUNDIDAD PROMEDIO APROVECHABLE DE 0 75 MTS
VOLUMEN ESTIMADO CON LA SUPERFICIE LEVANTADA Y EL ESPESOR APROVECHABLE SE TIENE UN VOLUMEN DISPONIBLE DEL MATERIAL DE 23,183 M3
TERRENO PROPIEDAD DE PEDRO JOSE DOZAL CHAVEZ
NOMBRE 1 2 3 4 5 6 7
NORTE (Y) 3177720 56 3177780 73 3177834 37 3177892 67 3177894 95 3177773 01 3177725 62
ESTE (X) 281134 34 281201 44 281201 33 28118178 281013 76 280985 28 281061 61
LADO 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-1
RUMBO N4807'6" E N 3° 4' 42" E N 2108' 20" W
Nsg-mz'w S 130&44"\N S SS^' 46" E s ae-s124" E
DISTANCIA 90 1252 53 7148 62 5091 168 0339 125 2233 89 8405 72 9854
Planta General de Vertedor y Canal
154
- 8 000m-- 6 000n-
-ELEV CDRDNA NUEVA 7120 -ELEV 70 20
NAME 68.?
NAM.D 6 7 2 0 -
NAME ORIG 65 7 5 -
NAMO DRIG 64 00
13 50O
ELEV CDRDNA ACTUAL 67 2J
DESPLANTE 66 20
SECCIÓN DE CORTINA
CORTINA DE LA PRESA
155
POLIGONAL DE APOYO Y CUADRO DE CONSTRUCCIÓN
NOMBRE ELEVACIÓN NORTE (Y) ESTE (X) LATITUD LONGITUD ZONA
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
2074.798
2077.799
2074.681
2100.750 2076.056
2082.609 2082.449 2075.928
2075.736 2078.049 2069.196
3178483.33
3177834.69
3176899.46 3175921.09
3175438.86 3175778.41
3176574.41
3177371.99 3177805.44 3178444.81
3178465.38
280966.43
281204.95
280852.98
281272.70 280785.34 280398.72
280434.16 280222.70
280173.26 280391.64 280565.20
28 42'54.4105"
28 42' 33.4949"
28 42'2.91312" 28 41' 31.4014"
28 41'15.4460"
28 41'26.2350" 28 41'52.1028" 28 42'17.8704" 28 42'31.9141"
28 42' 52.8081" 28 42'53.5823"
107 14'32.5465"
107 14'23.3122"
107 14'35.6271"
107 14' 19.4938"
107 14'37.1065" 107 14' 51.5782"
107 14' 50.8254" 107 14'59.1670" 107 15' 1.28907" 107 14' 53.6902"
107 14' 47.3120"
13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13
NOMBRE CONVERGENCIA ESCALA LADO RUMBO DISTANCIA
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1 4' 43.03" 14'37.86"
1 4' 42.75"
1 4' 33.89" 14'41.83" 14'49.17" 1 4' 49.70" 1 4' 54.61" 14'56.11"
14'53.17" 14'50.12"
1.0001921
1.00019081 1.00019271 1.00019044
1.00019308 1.00019517 1.00019498 1.00019613 1.00019639 1.00019521 1.00019427
1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 1
S 20 11'24" E
S 20 37' 24" W S 23 13'09" E
S 45 18'12" W N 48 42' 29" W
N 2 32' 59" E N 14 50' 59" W N6 30'24"W N 18 51'29" E N 83 14' 29" E N 87 26' 18" E
691.104
999.27
1064.601 685.617
514.559 796.791 82* 135 436.259 675.637
174.775 401.626
156
Concepto Importe Primer Año Segundo Año
PRESA
2 TERRACERIAS
3 DESMONTE
DESMONTE DESYERBE Y DESENRAICE
4 EN AREAS DE CONSTRUCCIÓN Y EN $93,750.00 $93,750.00 $0.00
BANCOS DE PRÉSTAMO
5 DESPALME $123,000.07 $123,000.07 $0.00
REGRESO DEL MATERIAL PRODUCTO DE 6 $76,142.89 $25,380.96 $50,761.92
DESPALME DE BANCO DE PRÉSTAMO
7 EXCAVACIONES
EN CUALESQUIER MATERIAL EXCEPTO
ROCA FIJA , QUE FORMEN PARTE DE LAS
OBRAS POR EJECUTARSE O QUE ALOJEN
A DICHAS OBRAS O PARTE DE LAS
MISMAS , EXCLUYENDO DENTELLONES
DE CONCRETO
$15,810.00 $15,810.00 $0.00
EN CUALESQUIER MATERIAL EXEPTO
9 ROCA FIJA, PARA DESPLANTE DE $46,400.00 $46,400.00 $0.00
ATAGUÍAS
10 COLOCACIÓN DE MATERIALES
COLOCACIÓN DE MATERIAL
11 IMPERMEABLE COMPACTADO , EN $130,145.78 $130,145.78 $0.00
CORTINA Y ATAGUÍAS
COLOCACIÓN DE MATERIAL
12 IMPERMEABLE COMPACTADO EN FORMA $47,628.00 $47,628.00 $0.00
ESPECIAL ,EN CORTINA
13 COLOCACIÓN DE MATERIAL PERMEABLE
1 4 COLOCACIÓN DE GRAVA Y ARENA EN $166,847.50 $66,739.00 $100,108.50
ZONA DE FILTROS DE LA CORTINA Y
157
ATAGUÍAS
COLOCACIÓN DE MATERIAL DE ROCA Y
15 REZAGA EN LA CORTINA Y ATAGUÍAS A
VOLTEO
COLOCACIÓN DE MATERIAL DE ROCA Y
16 REZAGA EN LA CORTINA Y ATAGUÍAS A
MANO.
COLOCACIÓN DE MATERIAL DE
17 REVESTIMIENTO EN LA CORONA DE LA
CORTINA
18 OBTENCIÓN DE MATERIALES
OBTENCIÓN, CARGA Y DESCARGA EN
CORTINA Y ATAGUÍAS DE MATERIAL 19
IMPERMEABLE PROVENIENTE DE
BANCOS DE PRÉSTAMO
OBTENCIÓN, CARGA Y DESCARGA DE
20 ROCA Y REZAGA EN CORTINA Y
ATAGUÍAS
OBTENCIÓN , CARGA Y DESCARGA EN
CORTINA DE MATERIAL DE
21 REVESTIMIENTO PARA LA CORONA
PROVENIENTE DE BANCOS DE
PRÉSTAMO
OBTENCIÓN , CARGA Y DESCARGA EN
CORTINA Y ATAGUÍAS DE MATERIAL
22 PERMEABLE (GRAVA Y ARENA SELECTA )
PROVENIENTE DE BANCOS DE
PRÉSTAMO
ACARREOS Y SUBACARREOS DE 23
TERRACERIAS
24 ACARREOS
158
$928,978.91 $0.00 $928,978.91
$490,891.43 $0.00 $490,891.43
$40,824.00 $10,206.00 $30,618.00
$116,634.65 $116,634.65 $0.00
$647,805.40 $0.00 $647,805.40
$18,270 00 $18,270.00 $0.00
$147,426.10 $88,455.66 $58,970.44
ACARREOS EN EL PRIMER KILÓMETRO
DE LOS MATERIALES
CORRESPONDIENTES A LAS
25 EXCAVACIONES EN LOS CONCEPTOS
NÚMEROS: 1.1.2.1.A, 1.1.2.2.A, 1.1.2.4.A,
1.1.4.8.A, 1.1.4.9.A, 1.2.1.1.1, 1.2.1.2.1.1,
1.2.1.3.1 1
ACARREOS EN EL PRIMER KILÓMETRO
DE LOS MATERIALES
CORRESPONDIENTES A LAS
26 EXCAVACIONES EJECUTADAS EN LOS
CONCEPTOS: 1.1.2 3.A, 1.1.2.5.A, 1.1.2.6.A,
1.14.6.A, 1.2.1.1.2, 1.2.1.1.3, 1.2.1.2.1.2,
1.21.3.1.2
ACARREO EN EL PRIMER KILÓMETRO DE
LOS MATERIALES CORRESPONDIENTES A 27
LAS EXCAVACIONES EJECUTADAS EN
LOS CONCEPTOS: 1.1.4.2.A
28 SOBREACARREOS
SOBREACARREOS EN LOS KILÓMETROS
SUBSECUENTES AL PRIMERO ,DE LOS
MATERIALES CORRESPONDIENTES A LAS
29 EXCAVACIONES EN LOS CONCEPTOS
NÚMEROS: 1.1.2.1.A, 1.1.2.2.A, 1.1.2.4 A
1.1.4.8.A, 1.1.4.9.A, 1.2.1.1.1, 1.2.1.2.1.1,
1.2.1.3.1.1
SOBREACARREOS EN LOS KILÓMETROS
SUBSECUENTES AL PRIMERO, DE LOS
MATERIALES CORRESPONDIENTES A LAS
30 EXCAVACIONES EJECUTADAS EN LOS
CONCEPTOS: 1.1.2.3 A , 1.1.2.5 A, 1.1.2.6 A,
1.1.4.6.A, 1.2.1.1.2, 1.2.1.1.3, 1.2.1.2.1.2,
1.21.3.1.2
SOBREACARREO EN LOS KILÓMETROS
SUBSECUENTES AL PRIMERO, DE LOS 31
MATERIALES CORRESPONDIENTES A LAS
EXCAVACIONES EJECUTADAS EN LOS
$111,453.31 $44,581.32 $66,871.99
$519,899.29 $0.00 $519,899.29
$93,119.60 $93,119.60 $0.00
$319,095.92 $191,457.55 $127,638.37
$328,219.25 $0.00 $328,219.25
$37,624.08 $37,624.08 $0.00
159
CONCEPTOS: 1.1.4.2.A
32 ESTRUCTURAS
33 EXCAVACIONES
34 EXCAVACIONES EN EL VERTEDOR
35 EN ROCA FIJA $906,160.45 $0.00 $906,160.45
36 CONCRETOS
37 CONCRETOS EN EL VERTEDOR
38 ACARREO DE AGREGADOS EN EL VERTEDOR
ACARREO EN EL PRIMER KILÓMETRO DE 39 $12,110.57
GRAVA EN EL VERTEDOR $0.00 $12,110.57
ACARREO EN EL PRIMER KILÓMETRO DE 40 $12,148.79
ROCA PARA VERTEDOR $0.00 $12,148.79
ACARREO EN EL PRIMER KILÓMETRO DE 41 $10,003.16
ARENA EN EL VERTEDOR $0.00 $10,003.16
42 SOBREACARREOS DE AGREGADOS EN EL
VERTEDOR
SOBREACARREO EN LOS KILÓMETROS 43 $41,897.68
SUBSECUENTES AL PRIMERO DE GRAVA $0.00 $41,897.68
SOBREACARREO EN LOS KILÓMETROS 44 $34,606 88
SUBSECUENTES AL PRIMERO DE ARENA $0.00 $34,606.88
SOBREACARREO EN LOS KILÓMETROS 45 $7,669.68
SUBSECUENTES AL PRIMERO DE ROCA $0.00 $7,669.68
FABRICACIÓN Y COLOCACIÓN DE
46 CONCRETO COMÚN PARA CICLÓPEO EN $246,574.66
EL VERTEDOR (FC= 100 KG/CM2)
$0.00 $246,574.66
160
EN EL CIMACIO TIPO CREAGER PC=200 47
KG/CM2
EN EL CANAL DE DESCARGAY 48
DEFLECTOR FC=200 KG/CM2
COLOCACIÓN DE ACERO DE REFUERZO 49
EN ELVERTEDOR
50 EN EL CIMACIO
EN EL CANAL DE DESCARGA Y 51
DEFLECTOR
52 RELLENOS
53 EN ELVERTEDOR
DE CUALESQUIER MATERIAL EXCEPTO
54 ROCA , COMPACTADO CON PISÓN
NEUMÁTICO
55 CONCEPTOS DIVERSOS
SELLO EN CANAL DE SALIDA, A BASE DE 56
CLORURO DE POLIVINILO
SUMINISTRO Y COLOCACIÓN DE TUBERÍA
DE 2" DE DIÁMETRO PROTEGIDA CON
GRAVILLA PARA DRENES LATERALES EN
CANAL DE SALIDA.
58 EDIFICACIÓN DE CASETA
59 MAQUINARIA Y EQUIPO
EQUIPO DE BOMBEO PARA DESAGÜE EN 60
GENERAL
61 BOMBA DE 7.62 CM. (3") DE DIÁMETRO
62 BOMBA DE 10.2 CM. (4") DE DIÁMETRO
$396,300.18 $0.00 $396,300.18
$713,385.91 $0.00 $713,385.91
$166,274.70 $0.00 $166,274.70
$273,364.20 $0.00 $273,364.20
$10,125.00 $0.00 $10,125.00
$11,625.72 $0.00 $11,625.72
$76,950.00 $0.00 $76,950.00
$36,928.00 $0.00 $36,928.00
$11,808.00 $0.00 $11,808.00
$15,552.00 $0.00 $15,552.00
161
63 BOMBA DE 15.2 CM. (6") DE DIÁMETRO $37,632.00 $0.00 $37,632.00
64 BOMBA DE 20.3 CM. (8") DE DIÁMETRO
REZAGADO DE CAÍDOS NO IMPUTABLES 65
AL CONTRATISTA
ACARREO EN EL PRIMER KILÓMETRO DEL
66 MATERIAL PRODUCTO DE CAÍDOS NO
IMPUTABLES AL CONTRATISTA
SOBREACARREO EN LOS KILÓMETROS
SUBSECUENTES AL PRIMERO DEL 67
MATERIAL PRODUCTO DE CAÍDOS NO
IMPUTABLES AL CONTRATISTA
PERFORACIÓN E INYECTADO EN PARTE 68
IZQUIERDA
69 PERFORACIÓN
PERFORACIONES PARA INYECTADO CON
70 DIÁMETRO DE 1.5" A PROFUNDIDADES DE
HASTA 20.00 METROS.
71 INYECTADO
72 INYECCIÓN EN LA CIMENTACIÓN
SUMINISTRO Y COLOCACIÓN DE TUBOS
DE CONEXIÓN DE 2.54 CM. PARA 73
INYECTADO EN PERFORACIONES DE 3.81
CM. (1.5") DE DIÁMETRO
SUMINISTRO Y ACARREO DE ARENA 74
PARA INYECTADO
SUMINISTRO Y COLOCACIÓN DE
75 EMPAQUES MECÁNICOS PARA
INYECTADO
76 INYECTADO DE LECHADA DE CEMENTO
$47,328.00 $0.00 $47,328.00
$7,356.55 $0.00 $7,356.55
$4,440.84 $0.00 $4,440.84
$4,485.75 $0.00 $4,485.75
$432,390.80 $432,390.80 $0.00
$40,242.80 $40,242.80 $0.00
$18,662.40 $18,662.40 $0.00
$27,950.00 $27,950.00 $0.00
$1,323.00 $1,323.00 $0.00
162
INYECTADO DE LECHADA DE C'iMENTO
77 PARA LA PANTALLA IMPERMEABLE DE $1,113,750.00 $1,113,750.00 $0.00
CONCRETO
VÁLVULAS DE COMPUERTA PARA LA
OBRA DE TOMA SUMINISTRO Y
78 COLOCACIÓN INCLUYE TUBERÍA DE $1,751,560.00 $1,751,560.00 $0.00
ACERO Y TODOS LOS MATERIALES PARA
SU CORRECTA INSTALACIÓN
TOTALES $10,970,573.85 $4,535,081.66 $6,435,492.19
163
164
Bibliografía
• Manual de Mecánica de Suelos
Secretaría de Recursos Hidráulicos,
Edición 1970.
• Manual de Concreto, partes I, II y III
Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos,
Edición 1970
• Diseño de presas pequeñas
Compañía Editorial Continental S. A. De C. V.
Edición 1983
• Mecánica de Suelos I y II,
Editorial Limusa
Edición 1980
• Metodología de la Investigación
Me Graw Hill, Interamericana Editores S. A. De C. V.
Edición 1998
• Apuntes de Planeación y Proyectos de Inversión
Dr. Arturo Perlasca Lobato
2001
165
