ANEXO 14.1 LINEAMIENTOS GENERALES DE ACTUACIÓN DURANTE EMERGENCIAS 1. GENERALIDADES El estudio de la rotura de la represa del Proyecto " ESTUDIO DE DISEÑO TÉCNICO DE PRE INVERSIÓN CONSTRUCCIÓN SISTEMA DE RIEGO PRESA JACHUYO (SORACACHI)”, tiene como finalidad determinar las áreas que puedan llegar a verse afectadas debido a la inundación que se puede llegar a presentar debido a la posible rotura de la presa, de esta forma se podrá identificar el nivel de riesgo que se tiene en la represa ante un caso potencial de rotura y cuantificar los daños que se puedan generar 2. CARACTERISITICAS DE LA PRESA La represa cuenta con las siguientes características tanto de geometría como de almacenamiento: CUADRO N° 1 CARACTERÍSTICAS DE LA PRESA Volumen muerto Vm = 97,595.22 m3 Altura del volumen muerto hvm = 9.12 m Altura del volumen de operación hvo = 0.88 m Altura del volumen muerto total hvmt = 10.00 m Volumen muerto total Vmt = 143,332.34 m3 Volumen aprovechable del embalse Vu = 325,061.97 m3 Volumen total del embalse Vemb = 468,394.31 m3 Altura del vertedor de excedencias hve = 17.00 m Cota del lecho del río Hr = 4,074.00 msnm Cota de la cresta del vertedor Hve = 4,091.00 msnm Altura de la presa Hp = 20.00 m Cota coronamiento presa Hpc = 4,094.00 msnm Fuente: Elaboración propia 3. PROCEDIMIENTO PARA LA ESTIMACIÓN DE LA ROTURA DE LA PRESA Para poder realizar la simulación de la rotura de la represa se usó el método simplificado de modelización con la ayuda del software HEC-RAS versión 6.3.1, considerando el siguiente procesamiento de los datos en la zona de emplazamiento de la represa: Ubicación de la represa. Identificación del río principal aguas debajo de la represa. Geometría para la simulación. Estimación del caudal de rotura. Estimación del tiempo de rotura de la represa. Simulación hidráulica en HEC-RAS. UBICACIÓN La fuente de agua se encuentra ubicada en la Comunidad de Jachuyo, en el Municipio de Soracachi, provincia Cercado, departamento de Oruro del Estado Plurinacional de Bolivia El área de la cuenca de aporte es de 31.30 km2. IDENTIFICACIÓN DEL RÍO PRINCIPAL AGUAS DEBAJO DE LA REPRESA Para identificar el cauce principal que sigue aguas debajo de la represa, se utilizó el un modelo de elevación digital (ALOS PALSAR) con una resolución de 12.5x12.5 metros. Con ayuda del software ARCGIS y el levantamiento topográfico realizado en el estudio, se realizó la corrección por topográfica y cobertura vegetal en zona. FIGURA N° 1 CAUCE PRINCIPAL AGUAS ABAJO DE LA PRESA Fuente: Elaboración propia GEOMETRÍA PARA LA SIMULACIÓN GEOMETRÍA DE LA REPRESA PARA LA SIMULACIÓN La represa tiene altura total de 20 m, con un ancho de coronamiento de 7.5, taludes 1:3 aguas arriba y 1:2.5 aguas abajo. Esta misma geometría se introdujo en el programa HEC-RAS para estimar el tiempo de rotura de la presa en función a su geometría. FIGURA N° 2 GEOMETRÍA DE LA PRESA Fuente: Elaboración propia ESTIMACIÓN DEL CAUDAL DE ROTURA El caudal máximo de rotura para la presa se determino con el uso de ecuaciones empíricas que relacionan los volúmenes y alturas de la presa al momento de la rotura, el caudal se estimó en condiciones de normal funcionamiento (Presa llena) y en condiciones de funcionamiento de avenida (Presa llena más crecida). Para ello se utilizó la siguiente información: FIGURA N° 3 NIVELES Y VOLUMENES DE LA PRESA Volumen NANE VNANE = 468,394.31 m3 Volumen NAME VNAME = 560.520.00 m3 Altura NANE HNAME = 17 m Altura NAME HNAME = 18.4 m Fuente: Elaboración propia CUADRO N° 2 CAUDALES DE ROTURA PARA UNA CONDICIÓN NORMAL DE FUNCIONAMIENTO (PRESA LLENA) Formulas Empíricas para estimar el caudal Pico (Barros Martines, 2003). Datos N° 1 2 3 Autor Froehlich (1995), f (Vw, hw) McDonald y LangridgeMonopolis (1984,), f (Vw, hw) McDonald y LangridgeMonopolis (1984), f(Vw, hw) Ecuación Caudal (m3/s) Vw, S (m3) h(w), h(d) (m) 468394.31 17.00 Qp = 958.905 468394.31 17.00 Qp = 2641.172 468394.31 17.00 Qp = 804.346 4 Kirkpatrik (1977), f(hw) 17.00 Qp = 1578.463 5 SCS (1981), f(hw) 17.00 Qp = 3136.452 6 Reclamation (1982), f (hw) 17.00 Qp = 3608.809 7 Costa (1985), f (S, hd) 468394.31 17.00 Qp = 776.452 8 Hagen (1982), f (S hd) 468394.31 17.00 Qp = 1523.786 468394.31 17.00 Qp = 2864.721 468394.31 Qp = 729.049 468394.31 Qp = 821.543 468394.31 Qp = 1915.321 Qp = 2835.654 9 10 11 Costa (1985), envolvente f (S, hd) Evans (1986), f(Vw) Singh and Snorrason (1984), f(S) 12 Costa (1985), envolvente, f(S) 13 Singh y Snorrason (1984), f(hd) Fuente: Elaboración propia 17.00 Una vez estimados los caudales los resultados son los siguientes: Qp (Máx) = 3608.809 m3/s Qp (Prom) = 1861.129 m3/s Qp (Mín) = 729.049 m3/s CUADRO N° 3 CAUDALES DE ROTURA PARA UNA CONDICIÓN DE AVENIDA (PRESA LLENA MAS CRECIDA) Formulas Empíricas para estimar el caudal Pico (Barros Martines, 2003). N ° 1 2 3 Datos Autor Froehlich (1995), f (Vw, hw) McDonald y Langridge-Monopolis (1984,), f (Vw, hw) McDonald y Langridge-Monopolis (1984), f (Vw, hw) Ecuación Caudal (m3/s) Vw, S (m3) h(w), h(d) (m) 560520.00 18.40 Qp = 1115.314 560520.00 18.40 Qp = 2937.459 560520.00 18.40 Qp = 894.809 4 Kirkpatrik (1977), f(hw) 18.40 Qp = 1917.447 5 SCS (1981), f(hw) 18.40 Qp = 3630.957 6 Reclamation (1982), f (hw) 18.40 Qp = 4177.787 7 Costa (1985), f (S, hd) 560520.00 18.40 Qp = 865.567 8 Hagen (1982), f (S hd) 560520.00 18.40 Qp = 1734.196 9 Costa (1985), envolvente f (S, hd) 560520.00 18.40 Qp = 3210.079 Evans (1986), f(Vw) 560520.00 Qp = 801.836 Singh and Snorrason (1984), f(S) 560520.00 Qp = 893.883 1 0 1 1 1 2 1 3 Costa (1985), envolvente, f(S) 560520.00 Singh y Snorrason (1984), f(hd) 18.40 Qp = 2121.728 Qp = 3293.142 Fuente: Elaboración propia Una vez estimados los caudales los resultados son los siguientes: Qp (Máx) = 4177.787 m3/s Qp (Prom) = 2122.631 m3/s Qp (Mín) = 801.836 m3/s Al usarse formulas empíricas los resultados están sometidos a una gran incertidumbre, entonces se determinó usar el caudal pico de rotura mínimo para cada condición. ESTIMACIÓN DEL TIEMPO DE ROTURA DE LA PRESA Se uso la siguiente información proveniente del documento de “Using HEC-RAS for Dam Studies”. FIGURA N° 4 RANGOS ESTIMADOS PARA POSIBLES VALORES DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA BRECHA Fuente: Using HEC-RAS for Dam Studies Se asumió un tiempo de rotura de la presa de 0.5 horas según la USACE 2007 para presas de gravedad. SIMULACIÓN HIDRÁULICA Para determinar las zonas de afección debido a una posible rotura de la represa, se realizó una simulación en régimen no permanente para determinar el perfil de agua máximo debido a la rotura. SIMULACIÓN DE LA ROTURA DE LA PRESA EN CONDICIÓN NORMAL La condición normal de operación se refiere a que la rotura pueda ocurrir cuando la presa se encuentre llena a su nivel de operación normal, con una altura de 17 m. de agua y un volumen almacenado de 468,394.31 m3. El caudal pico de rotura será de 729.049 m3/s. FIGURA N° 5 ROTURA DE PRESA (CONDICIÓN NORMAL) Fuente: Elaboración propia SIMULACIÓN DE ROTURA DE LA PRESA EN CONDICIÓN DE AVENIDA La condición normal de operación se refiere a que la rotura pueda ocurrir cuando la presa se encuentre llena a su nivel de operación normal, con una altura de 18.4 m. de agua y un volumen almacenado de 560.520.00m3. El caudal pico de rotura será de 801.836 m3/s. FIGURA N° 6 ROTURA DE PRESA (CONDICIÓN NORMAL) Fuente: Elaboración propia 4. CATEGORIZACIÓN DEL RIESGO DE ROTURA DE LA PRESA Para poder caracterizar el riesgo que se pueda presentar ante una posible rotura de la presa, se consultó la siguiente bibliografía: Ministerio de Medio Ambiente del gobierno de la Republica de España. Organismo Regular de Seguridad de Presas (ORSEP) de la república argentina. Autoridad Nacional de Servicios Públicos (ASEP) de la república de Panamá. Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) de la republica de México. Estas instituciones coinciden en establecer tres categorías para la clasificación de presas por su riesgo potencial, mismas que son: Categoría “A”- Nivel de consecuencias Altas. Categoría “B”- Nivel de consecuencias Significativas. Categoría “C”- Nivel de consecuencias Bajas. Además, se debe considerar las afecciones tanto económicas como medio ambientales, para se utilizará el siguiente sistema de calificación. FIGURA N° 7 SISTEMA DE CALIFICACIÓN DE RIESGO DE ROTURA Se tomo como factores principales para las zonas de inundación generadas mediante la simulación hidráulica donde se aprecia que estas mismas pasan por las zonas de cultivo, zonas pobladas y estas zonas de inundación sigues su curso aguas debajo de la represa. Por lo tanto, se podría considerar la posibilidad de generar pérdidas humanas, pero si daños al medio ambiente de manera leve y el daño económico debe considerarse tomando en cuenta el promedio del gasto público en la gestión del riesgo departamental (GPGR), siendo un daño económico de consideración aquel que supere el 10% del total del gasto público. Por lo que se considera a la represa del “ESTUDIO DE DISEÑO TÉCNICO DE PRE INVERSIÓN CONSTRUCCIÓN SISTEMA DE RIEGO PRESA JACHUYO (SORACACHI)”, con una categoría tipo “A” con un nivel alto de consecuencias. 5. CONCLUSIONES Se determinar que las zonas de inundación afectaran a los cultivos y las zonas pobladas en caso de rotura de la represa, tanto en condiciones de normal operación y extremas. Se tendrán afecciones medianas en las zonas aguas debajo de la represa. La rotura en ambas condiciones tanto normal como de extremas crecidas, sufriría posiblemente la rotura por el estribo izquierdo de la presa cerca al vertedero de excedencias. Los niveles de tirantes promedio que se presentarían serian de un promedio de 2.2 m y una velocidad promedio de 2.15 m/s, por lo que podrían ser velocidades y tirantes que generarían afecciones al terreno aguas debajo de la represa. En caso de rotura el sistema de riego puede verse afecta en su abastecimiento normal, debido a la posible rotura y no abaste agua para riego. Se clasifica la presa como categoría tipo “A”. Se deben implementar herramientas de protección a las viviendas aguas debajo de la presa. Se deben implementar herramientas de alerta temprana antes una posible rotura de la presa.