Diseno Presa de Retencionl

Presa de Retención
Manual de Construcción y Operación
1. Objetivos fundamentales
NOTA: No es posible cumplir con todos los objetivos al mismo tiempo.
a. Reducción de Nutrientes y Contaminantes – una presa de retención que
retiene el agua por un periodo de semanas o meses reducirá
eficientemente los nutrientes en exceso y otros contaminantes. Una presa
de retención frecuentemente seca no es eficaz para reducir estos
contaminantes, e incluso los contaminantes pueden ser desplazados por
futuras tormentas. Para retener el agua se requiere colocar un
recubrimiento de barro o plástico laminado en el fondo de la poza.
b. Abastecimiento de agua - la poza de la presa de retención debe tener
agua permanentemente y ser físicamente accesible a los usuarios. Se
necesita construir una depresión a la entrada de la poza para retener los
sedimentos, y deben retirarse los sedimentos depositados
frecuentemente para evitar que las tormentas los desplacen y contaminen
el agua. La calidad del agua se debe analizar para asegurar que el
sistema opere correctamente.
c. Recarga del agua subterránea - la presa de retención no debe tener
recubrimiento. Se recomienda solo en situaciones donde el nivel de
nutrientes o contaminantes es bajo, o cuando se le da pre-tratamiento al
agua.
d. Rejilla para basura - se debe instalar una rejilla a la(s) entrada(s) y/o
salida(s) de la presa para capturar basura y material vegetal (ramas,
hojas). Se requiere limpiar la(s) rejillas regularmente.
2. Consideraciones del diseño
a. La poza de la presa se pueden excavar, o se puede construir un terraplén
alrededor de una depresión natural. El terraplén debe ser suficientemente
sólido para soportar posibles inundaciones.
b. Forma: Se recomienda una relación de largo-a-ancho de 2:1 o más. La
profundidad típica es de 1 a 2 metros. El fondo de la presa y la poza de
agua debe estar bien nivelado. Esto resulta en un flujo dirigido a la salida
e incrementa el tiempo de tratamiento. Tambien previene la formación de
las áreas estancadas que generan mosquitos. Las estructuras alargadas
con entrada y salida en extremos opuestos son generalmente mejores,
aunque una forma triangular alargada con la entrada en su ápice puede
también ser utilizada (véase la figura).
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Depresión
para detener
sedimentos
Franja verde
Rejilla para
basura
Tubo vertical
Poza de agua
permanente
Entrada
Punto de
acceso
Salida
Pendiente ligera
Vertedero de
demasias
Prensa de Retención triangular con poza permanente
c. Tiempo de retención: un tiempo de retención de 2-3 semanas es optimo
para la reducción de nutrientes excesivos, en una poza con profundidad
de 1 a 2 metros. Si el tiempo de retención es muy corto, no habrá
suficiente reducción de nutrientes, y si es excesivo habrá demasiada
formación de algas. El tiempo de la retención se calcula en base a:
T = Vp / (n Vs)
T es el tiempo de retención, Vp es el volumen de la presa (volumen =
profundidad x área), n es el número de veces que sale el agua de la
presa en un año, y Vs es el volumen de agua que sale después de una
tormenta de tamaño medio.
d. Profundidad: La profundidad mas adecuada para el tratamiento de agua
es de 1 a 2.5 metros. La profundidad debe ser suficientemente baja para
mantener condiciones aeróbicas y evitar la estratificación termal, pero
suficientemente profundamente para reducir al mínimo la generación de
algas y la re-suspensión de sedimentos por el viento.
e. Franja Verde: Rodeando la poza de agua, se puede construir una franja
“verde” de vegetación típica de los humedales, de aproximadamente 3
metros de ancho. Debe haber cerca de 1/3 metro de profundidad de suelo
adecuado para la vegetación en esta franja. La vegetación reducirá la
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erosión y servirá para asimilar nutrientes en exceso. El área total de la
franja verde no debe ser más de 25-50% del área de la poza permanente.
f. Canal central: Este canal lleva al agua desde la entrada hasta la salida,
incluso durante periodos de poco flujo, para prevenir el estancamiento. Al
principio de las lluvias, el agua se desborda simplemente del canal y llena
el resto de la poza. Un canal de concreto facilita el mantenimiento.
g. Entrada: Una depresión baja cerca de la entrada promueve el depósito de
sedimentos en un área pequeña, fácilmente accesible para su limpieza.
Para disipar la energía que viene con el flujo de aguas pluviales entrando
a la presa, se recomienda colocar piedras grandes a la entrada. Esto
reducirá la velocidad del agua y la erosión de los terraplenes y facilitará
que se depositen los sedimentos.
h. Salida: Un tubo vertical a la salida sirve para tomar agua del fondo de la
presa, que esta más fresca, y para evitar impactos termales en las aguas
superficiales corriente abajo. Si la presa contiene agua, la presión natural
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del agua sirve para moverla a través del tubo vertical. Además, se debe
construir un vertedero de exceso de flujo, que previene que el agua se
desborde por el terraplén. La velocidad del agua a la salida debe ser
similar la velocidad natural que habría si no estuviera la presa. Si La
velocidad es demasiada, se debe usar un diámetro mas ancho en el tubo
vertical
Salida de una presa de retención
Rejilla Para la Basura
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3. Determinación del Tamaño de la Presa de Retención:
Para un tiempo de retención del agua de 2 a 3 semanas, el volumen de la
presa debe ser de 3 a 4 veces el volumen de agua que se recibirá en una
tormenta típica. Para calcular el volumen:
1. Calcule el área en metros cuadrados de los terrenos que drenarán a
la presa y después calcule el volumen de agua en metros cúbicos si
llueve 1 centímetro (0.01 metros).
2. Después de determinar el volumen en m3, multiplíquelo por 3 para
tener un margen de seguridad.
3. Divida este volumen con margen de seguridad por la profundidad
que considere posible en la presa (1 a 2.5 metros) para obtener el
área superficial de la poza de agua abierta.
4. Divida el área por el ancho que sea posible construir (típico 10
metros) para obtener la longitud de la poza.
4. Problemas potenciales y soluciones
Problemas:
Seguridad humana
Mosquitos
Terraplén
Filtración al agua subterránea
Acumulación de sedimento y basura
Soluciones:
Construya las pendientes laterales
con una relación no mayor a 1:4 (1 m
horizontal por cada 0.25 m vertical)
para prevenir accidentes
Evite áreas estancadas con un canal
para flujo bajo y fondo de la poza
nivelado (horizontal)
Consulte a un ingeniero civil ANTES
de construir el terraplén para
asegurarse de que el material del
terraplén soportara la presión del
volumen de agua en la presa.
Si piensa que la calidad del agua en
la presa será mala, coloque un
recubrimiento de barro o plástico
laminado al fondo para prevenir la
filtración al manto acuífero.
De limpieza frecuente y visite la presa
con frecuencia para ver que esté en
buenas condiciones.
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5. Pasos para la construcción
a. Determine los objetivos para la presa: tratamiento de agua o
almacenamiento; agua relativamente limpia o sucia.
b. Localice un sitio y determine el diseño adecuado para cumplir con los
objetivos.
c. Haga un dibujo con el ancho, la profundidad, la longitud, el calculo del
volumen, el caudal de salida estimado, el tiempo de retención, el área
superficial de la poza de agua y el área de franja verde.
d. Excave la poza y/o construya el terraplén.
e. (Opcional) Coloque el recubrimiento de barro o plástico laminado y
cúbralo con una capa delgada (2 centímetros) de tierra.
f. Construya la salida y la entrada, usando piedras para reducir la velocidad
del agua.
g. Instale las rejillas para retener la basura a la entrada y salida.
h. (Opcional) Siembre la franja verde con plantas nativas de humedal.
6. Calendario de mantenimiento
Actividad: Inspección
Examine para asegurar la estabilidad de los
bordes, crecimiento suficiente de la vegetación y
drenaje previsto
Examine para ver si hay basura, materiales que
estorben a la entrada y/o salida, erosión
excesiva, acumulación de sedimento,
agrietamiento o daño a la presa, desniveles en el
fondo de la poza cuando esta seca, crecimiento
de árboles en la presa o terraplén, otra
vegetación invasora, daños al vertedero de
exceso de flujo, crecimiento excesivo de algas,
señales de contaminación tales como aceite,
agua con color, o olores desagradables.
Examine las condiciones de ríos o arroyos arriba
y debajo de la presa.
Elimine los depósitos de sedimento a la entrada.
Corte el césped o resiembre si es necesario para
mantener la vegetación; quite la vegetación seca
en la época de sequías.
Elimine los depósitos de sedimento del resto del
Frecuencia Sugerida:
Después de construir la
presa, durante las
primeras tres tormentas
de importancia.
Cada dos años y después
de tormentas grandes.
Elimine los materiales y
árboles en la presa.
Manténgala limpia.
Repare cualquier daño.
Elimine fuentes de
contaminación.
Una vez al año
Una vez cada dos años
Una vez al año
Una vez cada cinco años
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area y excave de nuevo cuando el volumen
acumulado del sedimento excede 10-20% del
volumen. Es preferible hacer este mantenimiento
poco antes de las primeras lluvias para que la
vegetación se reestablezca pronto.
Quite el sedimento si:
a) el volumen de agua permanente se reduce
perceptiblemente (la acumulación del
sedimento excede el 25% de profundidad),
b) si se observa mucha resuspensión de
sedimento,
c) si el agua se torna eutrófica (color verde o
negro).
Una vez cada cinco años
o cuando sea necesario
7. Hoja de cálculo de gastos
Articulo
Gasto
Estimado
Gasto Real
Alquiler de equipo para excavar la tierra
Forro de Polietileno (si es necesario)
Barro para recubrir el fondo (si es
necesario)
Concreto para canal y vertedero
Tubo de PVC para la salida
Rejilla metálica para la basura
Piedras u otros materiales para
estabilizar el suelo y reducir la velocidad
Plantas o semillas
Mano de obra (tiempo requerido en
horas-persona)
Calculo de ingeniero civil
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