Una presa de verificación es una pequeña, a veces temporal, dam construida a través de un canal de drenaje , zanja de drenaje , o por vía para contrarrestar la erosión mediante la reducción de la velocidad del flujo de agua. [1] Las represas de control en sí mismas no son un tipo de tecnología nueva; más bien, son una técnica antigua que data del siglo II d. C. [2] Las represas de control se implementan típicamente, aunque no siempre, en un sistema de varias represas situadas a intervalos regulares en el área de interés. [3]
Función
Una presa de retención colocada en la zanja , zanja o canal interrumpe el flujo de agua y aplana el gradiente del canal, reduciendo así la velocidad. A su vez, esta obstrucción induce la infiltración y reduce la erosión . [1] Pueden usarse no solo para disminuir la velocidad del flujo, sino también para distribuir los flujos a través de un canal para evitar caminos preferenciales y guiar los flujos hacia la vegetación. [4] Aunque puede producirse algo de sedimentación detrás de la presa, las presas de control no funcionan principalmente como dispositivos para atrapar sedimentos. [5]
Por ejemplo, en el río Graliwdo en Etiopía, un aumento de la rugosidad hidráulica por las presas de contención y las pérdidas de transmisión de agua en los sedimentos depositados es responsable del retraso de la escorrentía para llegar a la parte inferior de los canales del río. La reducción de la descarga máxima de escorrentía fue mayor en el segmento de río con represas de contención y vegetación (menos 12%) que en el segmento sin tratamiento (menos 5,5%). La reducción del volumen total de escorrentía también fue mayor en el río con represas de contención que en el río sin tratar. La implementación de represas de control combinada con vegetación redujo la descarga de flujo máximo y el volumen total de escorrentía, ya que grandes partes de la escorrentía se infiltraron en los sedimentos depositados detrás de las represas de control. A medida que se implementan presas de control de barrancos en grandes áreas del norte de Etiopía, esto contribuye a la recarga del agua subterránea y al aumento del caudal de la base del río. [6]
Aplicaciones
Mecanismo de control de pendiente
Las presas de contención se han implementado tradicionalmente en dos entornos: a través del fondo de los canales y en pendientes montañosas. [7] Las presas de control se utilizan principalmente para controlar la velocidad del agua, conservar el suelo y mejorar la tierra. [8] Se utilizan cuando otras prácticas de control de flujo, como el revestimiento del canal o la creación de bioswales , no son prácticas. [9] En consecuencia, se utilizan comúnmente en canales de degradación temporal, en los que la estabilización permanente es impráctica e inviable en términos de asignación de recursos y financiación debido al corto período de vida. También se utilizan cuando las demoras en la construcción y las condiciones climáticas impiden la instalación oportuna de otras prácticas de control de la erosión. [10] Esto se ve típicamente durante el proceso de construcción de presas permanentes a gran escala o el control de la erosión. Como tales, las presas de contención sirven como mecanismos temporales de control de pendiente a lo largo de las vías fluviales hasta que se establezca una estabilización resuelta oa lo largo de los canales permanentes que necesitan protección antes de la instalación de un revestimiento no erosionable. [11]
Mecanismo de control de la calidad del agua
Muchas represas de contención tienden a formar charcos de arroyos . En circunstancias de flujo bajo, el agua se infiltra en el suelo, se evapora o se filtra a través o debajo de la presa. En condiciones de alto flujo ( inundación ), el agua fluye sobre o a través de la estructura. Los sedimentos de grano grueso y medio de la escorrentía tienden a depositarse detrás de las presas de contención, mientras que los granos más finos fluyen a través de ellos. Las presas de control también atrapan la basura flotante, lo que aumenta su eficacia como medidas de control de la calidad del agua.
Regiones áridas
En áreas áridas, las represas de control se construyen a menudo para aumentar la recarga de agua subterránea en un proceso llamado recarga de acuíferos administrada. Por tanto, la escorrentía invernal puede almacenarse en acuíferos, de los que se puede extraer el agua durante la estación seca para riego, abrevadero de ganado y agua potable. Esto es particularmente útil para pequeños asentamientos ubicados lejos de un gran centro urbano, ya que las represas de contención requieren menos dependencia de maquinaria, financiamiento o conocimiento avanzado en comparación con la implementación de represas a gran escala. [12] [2]
Las presas de control se pueden usar en combinación con los limanes para detener y recolectar el agua de escorrentía superficial .
Regiones montañosas
Como estrategia para estabilizar los arroyos de montaña, la construcción de represas de contención tiene una larga tradición en muchas regiones montañosas que se remonta al siglo XIX en Europa. Las pendientes pronunciadas impiden el acceso de maquinaria pesada de construcción a los arroyos de montaña, por lo que se han construido presas de control en lugar de presas más grandes. Debido a que la pendiente alta típica provoca una alta velocidad de flujo, por lo general es necesario un sistema en terrazas de múltiples presas de contención estrechamente espaciadas para reducir la velocidad y contrarrestar la erosión. Dichas presas de control de consolidación, construidas en terrazas, intentan evitar cortes tanto hacia arriba como hacia abajo en los lechos de los canales, al mismo tiempo que estabilizan las pendientes de las colinas adyacentes. Además, se utilizan para mitigar los peligros de las inundaciones y el flujo de escombros. [13]
Consideraciones de diseño
Sitio
Antes de instalar una presa de retención, los ingenieros inspeccionan el sitio. Las prácticas estándar exigen que el área de drenaje sea de diez acres o menos. [3] [9] La vía fluvial debe estar en una pendiente de no más del 50% y debe tener una profundidad mínima hasta el lecho rocoso de 2 pies. [14] Las presas de control se utilizan a menudo en canales o cunetas naturales o construidas. Nunca deben colocarse en transmisiones en vivo a menos que lo aprueben las autoridades locales, estatales y / o federales correspondientes. [14]
Materiales
Las presas de control están hechas de una variedad de materiales. Debido a que generalmente se usan como estructuras temporales, a menudo están hechas de materiales baratos y accesibles, como rocas, grava, troncos, fardos de heno y sacos de arena. [9] [15] De estos, las presas de control de troncos y rocas suelen ser permanentes o semipermanentes, y las presas de control de sacos de arena se construyen principalmente con fines temporales. Además, existen presas de contención que se construyen con enrocado o tablas de madera. Estas represas generalmente se implementan solo en canales pequeños y abiertos que drenan 10 acres (0.04 km 2 ) o menos; y por lo general no superan los 2 pies (0,61 m) de altura. [16] El alambre tejido se puede utilizar para construir presas de retención con el fin de contener material fino en un barranco. Por lo general, se usa en entornos donde el barranco tiene una pendiente moderada (menos del 10%), un área de drenaje pequeña y en regiones donde los flujos de inundaciones no suelen acarrear grandes rocas o cantos rodados. [17] [15] En casi todos los casos, las mantas de control de la erosión, que son mantas de tejido abierto biodegradables, se utilizan junto con las presas de contención. Estas mantas ayudan a estimular el crecimiento de la vegetación en las laderas, las costas y los fondos de las zanjas.
Tamaño
Las presas de control suelen tener menos de 2 a 3 pies (0,61 a 0,91 m) de altura. [18] y el centro de la presa debe estar al menos 6 pulgadas (0.15 m) más bajo que sus bordes. [9] Este criterio induce un efecto de vertedero, lo que resulta en un aumento del nivel de la superficie del agua río arriba para algunas, si no todas las condiciones de flujo. [19]
Espaciado
Para reducir la velocidad del agua de manera efectiva para reducir la erosión y proteger el canal entre presas en un sistema más grande, el espaciamiento debe diseñarse adecuadamente. Las presas de control deben estar espaciadas de manera que el pie de la presa de control aguas arriba sea igual a la elevación de la cresta de la presa de control aguas abajo. [20] Esto permite que el agua se estanque entre las presas y ralentiza sustancialmente la velocidad del flujo. [5]
Ventajas
Las presas de control son una práctica muy eficaz para reducir las velocidades de flujo en canales y vías fluviales. A diferencia de las grandes represas, las represas de control se implementan más rápido, son rentables y tienen un alcance más pequeño. Debido a esto, su implementación normalmente no desplaza a personas y comunidades ni destruye los recursos naturales si se diseñan correctamente. [21] Además, las represas son fáciles de construir y no dependen de tecnologías avanzadas, lo que permite su uso en comunidades rurales con menos recursos o acceso a conocimientos técnicos, como lo han sido en las tierras secas de la India desde hace algún tiempo. [21]
Limitaciones
Las presas de control aún requieren prácticas de mantenimiento y eliminación de sedimentos. Se vuelven más difíciles de implementar en pendientes pronunciadas, ya que la velocidad es mayor y la distancia entre presas debe acortarse. [5] Las presas de control, dependiendo del material utilizado, pueden tener una vida útil limitada pero si se implementan correctamente pueden considerarse permanentes. [5]
Mantenimiento
Las presas de retención requieren un mantenimiento regular, ya que normalmente las estructuras temporales no están diseñadas para soportar un uso prolongado. Las presas deben inspeccionarse cada semana y después de fuertes lluvias. [5] Es importante que los escombros, la basura y las hojas se retiren del lado corriente arriba de la presa. [9] Esto se hace típicamente cuando el sedimento ha alcanzado una altura de la mitad de la altura original de la presa. [9]
Cuando el sitio se estabiliza permanentemente y la presa de retención ya no es necesaria, se quita por completo, incluidos los componentes que se lavan aguas abajo, y los lugares desnudos se estabilizan. [5]
Ver también
- Estructura de caída
- Tejado
- Rompeolas
- Presa de Nagashima
- Barrera flexible resistente a los escombros
Referencias
- ↑ a b Marsh, William M. (2010). Planificación del paisaje: aplicaciones medioambientales (5ª ed.). Danvers, MA: John Wiley & Sons, Inc. págs. 267–268. ISBN 978-0-470-57081-4.
- ^ a b Agoramoorthy, Govindasamy, Sunita Chaudhary y Minna J. Hsu (2008). "La ruta Check-Dam para mitigar la escasez de agua de la India". Revista de recursos naturales . 48 (3): 565–583.
- ^ a b Departamento de Calidad Ambiental de Mississippi. Erosion Stormwater Manual (PDF) (4ª ed.). Mississippi DEQ. págs. 4-118. Archivado (PDF) desde el original el 5 de marzo de 2016 . Consultado el 21 de octubre de 2014 .
- ^ Melbourne Water (2005). Procedimientos de ingeniería de diseño urbano sensible al agua: aguas pluviales . Australia: Publicación CSIRO. pag. 140. ISBN 978-0-643-09092-7. Consultado el 28 de octubre de 2014 .
- ^ a b c d e f Diseño y especificaciones urbanas estatales de Iowa (SUDAS) (2013). Manual de diseño: control de la erosión y los sedimentos (PDF) . Ames, IA: Instituto de Transporte de la Universidad Estatal de Iowa. Archivado desde el original (PDF) el 9 de noviembre de 2014 . Consultado el 28 de octubre de 2014 .
- ^ Etefa Guyassa y colegas (2017). "Efectos de las represas de control sobre las características de la escorrentía a lo largo de los tramos de barrancos, el caso del norte de Etiopía" . Revista de hidrología . 545 : 299-309. Código Bib : 2017JHyd..545..299G . doi : 10.1016 / j.jhydrol.2016.12.019 . hdl : 1854 / LU-8518957 . Archivado desde el original el 7 de mayo de 2021 . Consultado el 31 de agosto de 2020 .
- ^ García, Carmelo y Mario Lenzi (2010). Verificación de presas, ajustes morfológicos y control de erosión en arroyos torrenciales . Nueva York: Nova Science Publishers. ISBN 978-1-61761-749-2.
- ^ Un modelo conceptual de la hidráulica de presas de control para el control de barrancos: eficiencia, espaciamiento óptimo y relación con piscinas escalonadas C. Castillo, R. Pérez y JA Gómez de Hydrology and Earth System Sciences 18, 1705-1721, 2014
- ^ a b c d e f Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (2014-08-06). "Mejores prácticas de gestión del agua: comprobar presas" . water.epa.gov . USEPA. Archivado desde el original el 1 de septiembre de 2015 . Consultado el 28 de octubre de 2014 .
- ^ Departamento de Medio Ambiente y Recursos Naturales de Carolina del Norte (2006). Normas y especificaciones de práctica . Raleigh, Carolina del Norte: NCDENR. págs. 6.83.1–6.83.3. Archivado desde el original el 24 de julio de 2013 . Consultado el 28 de octubre de 2014 .
- ^ Distrito de Drenaje Urbano y Control de Inundaciones (2010). Manual de criterios de drenaje pluvial urbano Volumen 3 (PDF) . Colorado: Distrito de control de inundaciones y drenaje urbano. Archivado desde el original (PDF) el 5 de septiembre de 2012 . Consultado el 28 de octubre de 2014 .
- ^ S. Parimala Renganayaki, L. Elango (abril de 2013). "Una revisión sobre la recarga de acuíferos gestionada por represas de control: un estudio de caso cerca de Chennai, India". : Revista Internacional de Investigación en Ingeniería y Tecnología 2 (4): 416–423
- ^ Mazzorana, Bruno (6 de junio de 2014). “La susceptibilidad de las presas de control de consolidación como factor clave para la planificación del mantenimiento”. Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft . 66 (5): 214–216. doi : 10.1007 / s00506-014-0160-4 . S2CID 130712151 .
- ^ a b Departamento de Calidad Ambiental (2005). Catálogo IDEQ de Mejores Prácticas de Manejo de Aguas Pluviales: Check Dams BMP 32 (PDF) . Estado de Idaho. págs. 106-108. Archivado desde el original (PDF) el 22 de diciembre de 2016 . Consultado el 28 de octubre de 2014 .
- ^ a b Nyssen, J. y colegas (2017). "Represas de troncos con cara de canto rodado como alternativa para represas de control de gaviones en arroyos efímeros de primer orden con carga de lecho grueso en Etiopía". Revista de Ingeniería Hidráulica . 143 . doi : 10.1061 / (ASCE) HY.1943-7900.0001217 .
- ^ Servicios de conservación de recursos naturales del USDA (NRCS). "Urban BMPs: Water Erosion" (PDF) . usda.gov . USDA . Consultado el 28 de octubre de 2014 .[ enlace muerto permanente ]
- ^ "Manual de campo de gestión de cuencas hidrográficas de la FAO" . fao.org . Organizaciones alimentarias y agrícolas de las Naciones Unidas. Archivado desde el original el 31 de enero de 2019 . Consultado el 28 de octubre de 2014 .
- ^ BMP urbanas: agua, erosión, represas de control (PDF) . Departamento de Agricultura de los Estados Unidos . Consultado el 4 de noviembre de 2014 .[ enlace muerto permanente ]
- ^ Rickard, Charles y Rodney Day, Jeremy Purseglove (2003). River Weirs - Guía de buenas prácticas (PDF) . Reino Unido: Agencia de Medio Ambiente. pag. xi. Archivado (PDF) desde el original el 23 de enero de 2017 . Consultado el 4 de noviembre de 2014 .
- ^ Programa de Evaluación de Tecnologías Sostenibles. "Compruebe las presas" . Guía de diseño y planificación de la gestión de aguas pluviales de desarrollo de bajo impacto . Archivado desde el original el 8 de diciembre de 2019 . Consultado el 28 de marzo de 2018 .
- ^ a b Agoramoorthy, Govindasamy y Minna J. Hsu (2008). "Tamaño pequeño, gran potencial: comprobar las represas para el desarrollo sostenible". Medio ambiente . 50 (4): 22–34. doi : 10.3200 / envt.50.4.22-35 . S2CID 153334085 . ProQuest 224015181 .
enlaces externos
- Función de trampa de Bed Road por Steel-Slit Dam Sabo Gakkaishi Vol.45 (1992-1993) No.4 P22-29