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Monitoreo(privado(de(caudales:(Información(hidrométrica(confiable(para(la(toma(de(decisiones(en(proyectos(
hidroeléctricos!
Dr.!Alex!García!Lancaster!Ingeniero!Civil!M.Sc.!
!Hidro!Servicios!AquaFlow!Ltda.!
[email protected]!Ambrosio!O’Higgins!1718,!San!Pedro!de!la!Paz,!Concepción!
fono:!(41)!317!0251!!
Estructura!de!la!presentación!
1. La!necesidad!de!monitorear!ríos!
2. Estaciones!fluviométricas!
3. Operación!de!estaciones!fluviométricas!
1.!La!necesidad!de!monitorear!ríos!
La!necesidad!de!monitorear!ríos!
P ∝Q ⋅H
Q((((caudal)!
H(((desnivel)!
H((es!parte!del!diseño!(DEM)!
Q((se!debe!medir!y!monitorear!!con!estaciones!fluviométricas!
¿Por!qué!monitorear!ríos?!
La!necesidad!de!monitorear!ríos!
Para!una!topogra\a!conocida,! la!can]dad!de!agua!disponible!(Q)!puede!definir!si!el!proyecto!es!rentable.!
Q((((caudal)!
H(((desnivel)!
Para! un! proyecto! en! operación,! la!can]dad! de! agua! disponible! (Q)! puede!definir! nuevas! formas! de! operación! del!proyecto,!adaptaciones,!mejoras.!
¿Por!qué!monitorear!ríos?!
La!necesidad!de!monitorear!ríos!
La!Dirección!General! de!Aguas! (DGA)! es!el! principal! organismo! de! gobierno!dedicado! al! monitoreo! de! caudales!(recursos!hídricos).!!
!
L a! mayo r í a! d e! l a s! e s t a c i o n e s!fluviométricas! DGA! están! en! la! zona!media!y!baja!de!las!cuencas.! Es
tacion
es(m
eteo
rológicas(
Estacion
es(fluviométricas(
Dirección(General(de(Aguas((DGA)(
¿Por!qué!monitorear!ríos?!
La!necesidad!de!monitorear!ríos!
L a! mayo r! p a r te! d e l! po ten c i a l!hidroeléctrico! (Q.H)! de! pequeñas! y!medianas! centrales! hidroeléctricas! está!en! la! parte!media! y! alta! de! las! cuencas,!en!sistemas!fluviales!de!bajo!orden.!
!
Así,! los! desarrolladores! de! proyectos!hidroeléctricos! necesitan! implementar!estaciones( fluviométricas( propias! en!cuencas! de! interés! para! verificar! que!existe!caudal!suficiente!para!sustentar!un!proyecto!(nuevo!o!existente).!
!
¿Por!qué!monitorear!ríos?!
2.!Estaciones!fluviométricas!
Una! estación( fluviométrica( es!una! instalación! que! permite!monitorear( el( nivel( del( agua( en(cauces,! pozos,! lagos,! canales,!embalses! y! otros! cuerpos! de!agua.!!!
En! el! caso! de! ríos! y! canales! es!tanto!o!más!importante!conocer!y!monitorear( el( caudal! que! va!pasando.!
¿Qué(es(una(estación(fluviométrica?(
h
Estaciones!fluviométricas!
Caudales(
Estaciones!fluviométricas!
Se!debe!relacionar!la!altura!del!agua!(H)!con!el!caudal!(Q).!
H(
Tiempo(
Q(
Q( Tiempo(
H(
=!+!
Estación(fluviométrica(
Estaciones!fluviométricas!
Lugar(de!instalación!Diseño,!construcción!e!
implementación!la!estación!
Descarga!de!datos(
Aforos!de!caudal!
Calcular!curva!de(descarga(!
Poner(en(marcha(la!estación!
H(
Tiempo(
Q(
Q( Tiempo(
H(
=!+!
Estaciones!fluviométricas!
Lugar!de!instalación!
El!más!adecuado!para!el!proyecto:!!f!Aguas!arriba!de!la!(futura)!presa/desvío!!f!Aguas!abajo!de!la!res]tución!!f!En!la!zona!de!caudal!ecológico!
Estaciones!fluviométricas!
Lugar!de!instalación!
El!más!adecuado!para!el!proyecto:!!f!Aguas!arriba!de!la!(futura)!presa/desvío!!f!Aguas!abajo!de!la!res]tución!!f!En!la!zona!de!caudal!ecológico!!f!En!el!canal!de!riego!
Estaciones!fluviométricas!
El!más!adecuado!para!el!proyecto:!!f!Aguas!arriba!de!la!(futura)!presa/desvío!!f!Aguas!abajo!de!la!res]tución!!f!En!la!zona!de!caudal!ecológico!!f!En!la!entrada!del!canal!de!riego!!f!En!el!embalse,!lago,!pozo!
Lugar!de!instalación!
Estaciones!fluviométricas!
1. (Estación(Básica(+!Monitoreo!exploratorio,!acceso!limitado!f!Sólo!una!regla!limnimétrica!(sin!sensor)!!f!Un!lugareño!lleva!el!registro!limnimétrico!en!papel!1f2!veces!al!día!
Diseño!
Registro limnimétrico Estación Fluviométrica "Río Claro" Enero de 2013
Fecha 8:00 a.m. 8:00 p.m.
1 de enero
2 de enero
3 de enero
4 de enero
5 de enero
6 de enero
7 de enero
8 de enero
9 de enero
10 de enero
11 de enero
12 de enero
13 de enero
14 de enero
15 de enero
16 de enero
17 de enero
18 de enero
19 de enero
20 de enero
21 de enero
22 de enero
23 de enero
24 de enero
25 de enero
26 de enero
27 de enero
28 de enero
29 de enero
30 de enero
31 de enero
Lectura regla (cm)
Estaciones!fluviométricas!
2. (Estación(estándar(+!Buen!acceso!(vehículo)!f!Regla!limnimétrica!f!Sensor!de!nivel!con!datalogger!f!Batería!de!alimentación!(±panel!solar)!
Diseño!
Estaciones!fluviométricas!
3. (Estación(autónoma(+!Acceso!limitado!(helicóptero,!caballos)!f!Regla!limnimétrica!f!Sensor!de!nivel!con!datalogger!f!Sistema!de!transmisión!de!datos!f!Batería!de!alimentación!con!panel!solar!
Diseño!
Estaciones!fluviométricas!
Construcción!e!implementación!
Construcción(de(obras(civiles(
Estaciones!fluviométricas!
En(zonas(aisladas(
Construcción!e!implementación!
Estaciones!fluviométricas!
En(zonas(aisladas(
Construcción!e!implementación!
Estaciones!fluviométricas!
En(zonas(con(tránsito(de(personas(y(animales(
Construcción!e!implementación!
Estaciones!fluviométricas!
En(zonas(con(riesgo(de(vandalismo(
Construcción!e!implementación!
Estaciones!fluviométricas!
Implementación(
Construcción!e!implementación!
Estaciones!fluviométricas!
Georreferenciación(
Construcción!e!implementación!
Estaciones!fluviométricas!
Registro(de(información(relevante(
Construcción!e!implementación!
Nombre!de!la!estación!Código!Comuna,!Provincia,!Región!Cuenca,!subcuenca,!subfsubcuenca!Coordenadas!UTM!Accesos!Fecha!de!instalación!Instrumentos!instalados!Perfil!topoba]métrico!de!la!estación!!
Informe(de(instalación(de(estación(
Estaciones!fluviométricas!
Descarga!de!datos!
H(
Tiempo(
Manual(
Estaciones!fluviométricas!
Descarga!de!datos!
Telemétrica((radio,(satelital,(celular)(
H(
Tiempo(
Aforos!de!caudal!
Un! aforo! consiste! en! medir! la!can]dad! de! agua! que! lleva! un!escurrimiento! por! unidad! de!]empo.!!
Estaciones!fluviométricas!
Aforos!de!caudal!
Estaciones!fluviométricas!
Rango&de&operación .5&m/s&a&5&m/s
Precisión ±&0,5%&de&la&lectura&+&5&mm/s
Desviación <&5&mm/s
Volumen&de&detección Cilindro,&20&mm&Ø&x&10&mm&alto,&aprox.
Altura&mínima&montado&en&barra 5&cm
Correntómetro&Valeport,&modelo&801&sensor&plano&(UK)
Rango&de&operación 0,02&m/s&a&0,90&m/s
Desviación ±&2,0%
Altura&mínima&montado&en&barra 8&cm
Diámetro&cazoletas 2&cm
Diámetro&rueda&cazoletas 5&cm
Molinete&de&eje&vertical&Gurley,&modelo&Pygmy&(USA)
Rango&de&operación 0,06&m/s&a&7,60&m/sDesviación ±&2,0%Altura&mínima&montado&en&barra 15&cmDiámetro&cazoletas 5&cmDiámetro&rueda&cazoletas 13&cm
Molinete&de&eje&vertical&Gurley,&modelo&Price&(USA)
Aforos!de!caudal!
Estaciones!fluviométricas!
Aforos!de!caudal!
Estaciones!fluviométricas!
Aforos!de!caudal!
Q = Vi∑ ⋅D
i⋅W
i
Estaciones!fluviométricas!
Informe(de(aforo(
Q(
H(
Q1( Q2( Q3( Q4(
H1(
H2(
H3(H4(
Curva!de!descarga!
De(cada(aforo(se(Vene(1(dato(QWH(
Cálculo(de(la(Curva(de(Descarga:((
• Ajuste!Gráfico!
• Método!de!Manning!
• Método!de!Área!por!Velocidad!
?!
Estaciones!fluviométricas!
Curva!de!descarga!
Ajuste(gráfico(
Q =Q0⋅ H −H
0( )n
Q = a ⋅H 2+ b ⋅H + c
Q = a ⋅H 3+ b ⋅H 2
+ c ⋅H + d
⎧
⎨⎪⎪
⎩⎪⎪
Q(
H(
Q1( Q2( Q3( Q4(
H1(
H2(
H3(H4(
Estaciones!fluviométricas!
Q = S1/2
n ⋅
A5/3
P2/3
Curva!de!descarga!
Método(de(Manning(
Ajuste!a!datos!
H(
S1/2
n
Q(
H(
Q1( Q2( Q3( Q4(
H1(
H2(
H3(H4(
Estaciones!fluviométricas!
Geometría!
H(
P A
Datos!
H(
V
Geometría!
H(
A
Q = A ⋅ V
Curva!de!descarga!
Método(de(Área(por(Velocidad(
Q(
H(
Q1( Q2( Q3( Q4(
H1(
H2(
H3(H4(
Estaciones!fluviométricas!
Curva!de!descarga!
Comparación(de(métodos(
Q(
H(
Estaciones!fluviométricas!
Puesta!en!marcha!de!la!estación!
Corresponde! al! momento! en! que! los! datos! de! nivel! (H)! de! agua! pueden! ser!transformados!en!caudal!(Q)!con!la!aplicación!de!la!curva!de!descarga.!
Estaciones!fluviométricas!
Puesta!en!marcha!de!la!estación!
Q(
H(
Estaciones!fluviométricas!
+(
Puesta!en!marcha!de!la!estación!
Estaciones!fluviométricas!
Q(
?(
Informe(de(puesta(en(marcha(
3.!Operación!de!estaciones!fluviométricas!
Operación!de!estaciones!fluviométricas!
¿Por!qué!seguir!operando!una!estación!fluviométrica?!
Aluvión!
¿Por!qué!seguir!operando!una!estación!fluviométrica?!
Pérdida!sensor!
Operación!de!estaciones!fluviométricas!
¿Por!qué!seguir!operando!una!estación!fluviométrica?!
Cambio!cauce!
Operación!de!estaciones!fluviométricas!
¿Por!qué!seguir!operando!una!estación!fluviométrica?!
Operación!de!estaciones!fluviométricas!
¿Por!qué!seguir!operando!una!estación!fluviométrica?!
Operación!de!estaciones!fluviométricas!
¿Por!qué!seguir!operando!una!estación!fluviométrica?!
Operación!de!estaciones!fluviométricas!
H2(
H1(
Q(
H(
Q(
Vempo(
¿Por!qué!seguir!operando!una!estación!fluviométrica?!
Operación!de!estaciones!fluviométricas!
¿Por!qué!seguir!operando!una!estación!fluviométrica?!
Informes(actualizados(
Operación!de!estaciones!fluviométricas!
¿Por!qué!seguir!operando!una!estación!fluviométrica…!
Información(Actualizada!
Confiable!
Oportuna!
…con!AquaFlow?!
Ubicación!estratégica!en!Concepción!Seis!años!de!experiencia(
Equipo!mulVdisciplinario(
Primeros!en!Sudamérica!con!Aquarius(
Experiencia!internacional(
Mejoramiento(conVnuo(
Operación!de!estaciones!fluviométricas!
¿Por!qué!seguir!operando!una!estación!fluviométrica…!
…con!AquaFlow?!
• Estaciones!hidrométricas!
• Información!hidrométrica!
• Aforos!de!caudal!
• Instrumentación!
• Estudios!hidráulicos!
• Caudal!ecológico!
• Calidad!de!agua!y!sedimentos!
Operación!de!estaciones!fluviométricas!
¡Gracias!a!nuestros!clientes!!
Monitoreo(privado(de(caudales:(Información(hidrométrica(confiable(para(la(toma(de(decisiones(en(proyectos(
hidroeléctricos!
Dr.!Alex!García!Lancaster!Ingeniero!Civil!M.Sc.!
!Hidro!Servicios!AquaFlow!Ltda.!
[email protected]!Ambrosio!O’Higgins!1718,!San!Pedro!de!la!Paz,!Concepción!
fono:!(41)!317!0251!!