2a5 Anexo 6 - Memoria de Calculo Volumen y Curva de Embalse

ANEXO N° 6

Memoria de Cálculo Volumen y Curva de Embalse

Junio 2011

COMPAÑÍA MINERA CERRO NEGRO

Código Proyecto: GTS-PY10021

Nombre Proyecto: Ingeniería de Detalles Canal de Contorno

Código Documento: GTS-PY10021-MC-201 Nombre Documento: Memoria de Cálculo Volumen de Embalse y Curva de

Embalse

REGISTRO DE CONTROL DE EMISIÓN

Por Geotechnos:

Rev. Fecha Descripción Emitido por: Revisado por: Aprobado por:

A 03.01.2011 Coordinación Interna P. Rivera S. Pinos G. Torres

B 21.02.2011 Para comentarios del Cliente P. Rivera S. Pinos G. Torres

Aprobación del Cliente: Compañía Minera Cerro Negro

Jefe de Proyecto: Cristian Novoa

REVISIÓN DEL CLIENTE

APROBADO

APROBADO C/COMENTARIOS

CORREGIR Y REEMITIR

Fecha:

Sres. Compañía Minera Cerro Negro 21 feb. 11

Memoria de Cálculo Volumen de Embalse i GTS-PY10021-MC-201

INGENIERÍA DE DETALLES CANAL DE CONTORNO

Memoria de Cálculo Volumen de Embalse y Curva de Embalse

GEOTECHNOS, Ingeniería Geotécnica para Minería y Obras Civiles

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INDICE

1 INTRODUCCIÓN ______________________________________________________________________________ - 1 -

2 ANTECEDENTES _______________________________________________________________________________ - 1 -

3 METODOLOGÍA _______________________________________________________________________________ - 2 -

3.1 DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS BÁSICOS DE LA CUENCA ______________________________________________ - 2 -

3.2 DETERMINACIÓN DEL HIDROGRAMA UNITARIO SINTÉTICO _________________________________________________ - 2 -

3.3 DETERMINACIÓN DE LA PRECIPITACIÓN EFECTIVA _______________________________________________________ - 3 -

3.4 DETERMINACIÓN DE LOS VOLÚMENES DE CRECIDA PARA DISTINTOS PERÍODOS DE RETORNO. ___________________________ - 3 -

4 RESULTADOS _________________________________________________________________________________ - 4 -

4.1 HIDROGRAMAS POR PERÍODO DE RETORNO __________________________________________________________ - 4 -

4.2 RELACIÓN VOLUMEN – PERIODO DE RETORNO ________________________________________________________ - 6 -

5 RESUMEN ___________________________________________________________________________________ - 8 -

ANEXOS

Anexo I: Hoja de Cálculo GTS-PY10021-HC-202


Memoria de Cálculo Volumen de Embalse - 1 - GTS-PY10021-MC-201


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INGENIERÍA DE DETALLES CANAL DE CONTORNO

Memoria de Cálculo Volumen de Embalse y Curva de Embalse

1 INTRODUCCIÓN

Compañía Minera Cerro Negro ha solicitado a Geotechnos el desarrollo de los estudios, análisis y diseños para la

ingeniería de detalles de un canal de contorno, el cual tiene como objetivo desviar las aguas provenientes de

lluvias fuera de las áreas industriales y resguardar la seguridad de las instalaciones.

Como concepto, se ha establecido un Plan de Manejo Integral de aguas superficiales mediante la captación y

conducción de las escorrentías producidas en cada una de las cuencas convergentes a las operaciones. Esta

captación se hará a través de un canal perimetral, dividido en dos ramales principales, con pendientes diseñadas

para conducir las aguas y entregarlas aguas debajo de la operación, en el eje de la quebrada principal. Con el

objetivo de optimizar las obras y de mejorar el manejo de aguas, se ha conceptualizado el uso de un embalse de

regulación, en la cola de las operaciones, el que tendrá como objetivo, amortiguar la crecida mayor, y

descargarla a una tasa máxima controlada en los canales perimetrales. De esta forma se busca disminuir la

cantidad de obras asociadas a movimientos de tierra, principalmente excavaciones para materializar el canal.

En las siguientes secciones se presentan los cálculos relativos a la obtención del volumen de crecida para

distintos períodos de retorno en la cuenca C1 con el objeto de determinar el volumen de embalse necesario.

En anexo I se presentan las hojas de cálculo que complementan la presente memoria.

2 ANTECEDENTES

La Presente Memoria de Cálculo se ha preparado en base a los siguientes antecedentes

1. EA-PY09034-IT-001 Informe de Diseño Canal de Contorno. (Electroandes, 2009);

2. Declaración Impacto Ambiental Proyecto de Expansión Rajo Medialuna – Chiringo Comuna de Cabildo,

Provincia de Petorca, Región de Valparaíso, Septiembre 2008;

3. GTS-PY10021-MT-201_RevB. Informe Campaña de Terreno (Geotechnos, 2010);

4. Manual de Cálculo de Crecidas y Caudales Mínimos en Cuencas Sin Información Fluviométrica,

desarrollado por la Dirección General de Aguas del Ministerio de Obras Públicas (1995).




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3 METODOLOGÍA

Para estimar el volumen de embalsamiento para distintos períodos de retorno, se utilizará el modelo para

Hidrograma Unitario Sintético Tipo Linsley, de acuerdo a las recomendaciones del Manual de Cálculo de Crecidas

y Caudales Mínimos en Cuencas sin Información Fluviométrica, desarrollado por la Dirección General de Aguas

del Ministerio de Obras Públicas (1995).

El método se basa en la determinación de parámetros básicos, definido para una precipitación efectiva de

duración igual a 0,18 veces al peak, y magnitud igual a 1 mm.

3.1 Determinación de los parámetros básicos de la cuenca

La V región está ubicada en la zonificación I, que permite definir los parámetros básicos de la siguiente forma:

! = 0,323 ∙ #$ ∙ $%&' (⁄ *+,,(( [ℎ.]

/ = 5,377 ∙ !+,0+1 [ℎ.]

2! = 144,141 ∙ !3+,456 7 8 9:: /;:(<

Dónde:

L: Longitud de la cuenca;

Lg: Longitud desde el centro de gravedad de la cuenca al punto de salida;

S: Pendiente media de la cuenca.

3.2 Determinación del Hidrograma Unitario Sintético

Establecidos los parámetros básicos, se procede a determinar el hidrograma unitario sintético, mediante el uso

del hidrograma adimensional, descrito en la tabla 3-1.

Una vez multiplicado los parámetros por los coeficientes presentados en la mencionada tabla se puede visualizar

el hidrograma específico.

No obstante lo anterior, el volumen unitario resultante, que representa el área bajo la curva, debe ser unitario,

de tal forma que si el valor obtenido no lo es, se deberá dividir el modelo resultante por el valor del volumen

obtenido.

Finalmente, mediante por el método de la superposición de hidrogramas, podemos obtener el hidrograma

representativo de la cuenca para distintos períodos de retorno.




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Tabla 3-1.- Coeficiente de distribución para el Hidrograma Unitario Sintético

t/tp q/qp

- -

0,30 0,20

0,50 0,40

0,60 0,60

0,75 0,80

1,00 1,00

1,30 0,80

1,50 0,60

1,80 0,40

2,30 0,20

2,70 0,10

3.3 Determinación de la precipitación efectiva

La determinación de precipitación efectiva se hará mediante la aplicación del Método de la Curva Número,

maximizando los montos de precipitación efectiva al límite superior de la curva número, es decir CN = 98.

El monto de la precipitación efectiva se obtiene a partir de la siguiente relación:

=>? =(= − 0,2 ∙ &)((= + 0,8 ∙ &)

[::]

Donde, P es la precipitación media que cae en la cuenca y S corresponde a la retención potencial máxima que se

obtiene a base de la curva número seleccionada.

3.4 Determinación de los volúmenes de crecida para distintos períodos de retorno.

El volumen de la crecida se obtiene mediante la multiplicación directa de la precipitación obtenida por cada

hidrograma estimado y se pondera por el área de la cuenca, obteniendo de este modo la escorrentía directa.




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4 RESULTADOS

4.1 Hidrogramas por Período de Retorno

A continuación se presentan los gráficos de escorrentía directa para distintos períodos de retorno:

Gráfico 4-1.- Avenida de diseño para T = 25 años, Qmax = 9,6 m3/s.


-

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

- 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00

Cau

dal

(m3/

s)

Duración (hr)

Estimación avenida de diseño para T=25

-

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

- 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00

Cau

dal

(m3/

s)

Duración (hr)





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-

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

- 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00

Cau

dal

(m3/

s)

Duración (hr)


-

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

- 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00

Cau

dal

(m3/

s)

Duración (hr)





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4.2 Relación Volumen – Periodo de Retorno

Una vez obtenidos los hidrogramas de crecidas para la cuenca en particular, se obtiene el siguiente gráfico, lo

que permite visualizar la variación en la necesidad de volumen de embalsamiento versus el período de retorno

de la lluvia de diseño.

Gráfico 4-6.- Relación Volumen – Período de Retorno.

-

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

- 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00

Cau

dal

(m3/

s)

Duración (hr)


-

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

- 100 200 300 400 500 600

Vo

lum

en d

e C

reci

da

(m3)

Periodo de Retorno T (años)

Volumen - Período de Retorno




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En la siguiente tabla se presenta los resultados del análisis de crecidas para diferentes períodos de retorno.

Tabla 4-1: Volumen de embalse para diferentes períodos de retorno.

T Vol

25 90.072

50 114.346

100 140.948

150 159.840

250 178.732

500 209.926

De acuerdo al análisis se determina que para un período de retorno de 150 años, se podrá embalsar un volumen

de 159.840 m3.




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5 RESUMEN

En la presente memoria se han presentado los cálculos relativos a la obtención del volumen de crecida para

distintos períodos de retorno en la cuenca C1 con el objeto de determinar el volumen de embalse necesario

para distintos períodos de retorno. De acuerdo al volumen establecido, se procederá al diseño de las obras

hidráulicas para el manejo de avenidas.

Atentamente,

GEOTECHNOS

Guillermo Torres

Ingeniero Civil / Geotécnico

Jefe de Proyecto

Patricio Rivera

Ingeniero Civil

Ingeniero de Proyecto

PR/GT/pr

\\MAIN\PROYECTOS\PY_010\EA-PY10021_COMPAÑÍA MINERA CERRO NEGRO_INGENIERÍA DE DETALLES CANAL DE CONTORNO\PROYECTO\2

DOCUMENTOS\GTS-PY10021-MC-201_VOLUMEN DE EMBALSE\REVB\GTS-PY10021-MC-201_VOLÚMEN DE EMBALSE_REVB.DOCX

ANEXO I

Hoja de Cálculo GTS-PY10021-HC-202

2a5 Anexo 6 - Memoria de Calculo Volumen y Curva de Embalse

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