Document02

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?!


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.!



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)(



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).!

!


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(


Se!debe!relacionar!la!altura!del!agua!(H)!con!el!caudal!(Q).!

H(

Tiempo(

Q(

Q( Tiempo(

H(

=!+!

Estación(fluviométrica(


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(

=!+!


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!



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!


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!



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)


2. (Estación(estándar(+!Buen!acceso!(vehículo)!f!Regla!limnimétrica!f!Sensor!de!nivel!con!datalogger!f!Batería!de!alimentación!(±panel!solar)!

Diseño!


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!


Construcción!e!implementación!

Construcción(de(obras(civiles(


En(zonas(aisladas(



En(zonas(aisladas(



En(zonas(con(tránsito(de(personas(y(animales(



En(zonas(con(riesgo(de(vandalismo(



Implementación(



Georreferenciación(



Registro(de(información(relevante(


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(


Descarga!de!datos!

H(

Tiempo(

Manual(


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.!!


Aforos!de!caudal!


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!


Aforos!de!caudal!


Aforos!de!caudal!

Q = Vi∑ ⋅D

i⋅W

i


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!

?!


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(


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(


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(


Curva!de!descarga!

Comparación(de(métodos(

Q(

H(


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.!



Q(

H(


+(



Q(

?(

Informe(de(puesta(en(marcha(

3.!Operación!de!estaciones!fluviométricas!

Operación!de!estaciones!fluviométricas!

¿Por!qué!seguir!operando!una!estación!fluviométrica?!

Aluvión!


Pérdida!sensor!



Cambio!cauce!








H2(

H1(

Q(

H(

Q(

Vempo(




Informes(actualizados(


¿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(


¿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!


¡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!!

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