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Tutor 1

Franco Rojas, Alejandro

Resumen

Los embalses Porce II y Porce III hacen parte del grupo de centrales hidroeléctricas de Empresas Públicas de Medellín, E.S.P. Están ubicados en la cuenca del río Porce al nordeste de Antioquia y generan el 16% de la energía eléctrica del país. La cuenca se caracteriza por ser una subzona hidrográfica prioritaria, sin embargo se observa alta intervención del régimen hidrológico asociado a la construcción de embalses. En primera instancia ocurre un desequilibrio entre el caudal sólido y caudal líquido, este a su vez genera sedimentación en los embalses y aumento de la velocidad en el río, incrementando de esta manera la capacidad erosiva del efluente del embalse, entre más decantada es el agua, mayor es su potencial de erosión del cauce y de las riberas río abajo. Como resultado de lo descrito anteriormente, se presenta una significativa alteración en la morfología del cauce del río hacia aguas abajo del sitio de presa, incluyendo variación del perfil del cauce y de la pendiente longitudinal, reducción de abundancia y riqueza vegetal y faunística, como también creación de humedales y eutrofia en el ecosistema (SIERRA LEÓN, 2010). La finalidad de este proyecto fue evaluar la influencia de los embalses Porce II y Porce III, relacionando los posibles cambios morfológicos con la capacidad de retención de sedimentos, identificando las variaciones de transporte de sedimentos a través del río. Lo anterior se realizó mediante un análisis histórico de caudales y transporte de sedimentos aguas abajo del sitio de construcción de los embalses, por medio de la información adquirida en el IDEAM. De igual forma, se consideraron las características de cada uno de los proyectos Porce II y Porce III, cómo: fecha de inicio de operación, volumen, área inundada, capacidad de retención, etc. La documentación concerniente a los proyectos fue obtenida de la base de datos de la Autoridad Nacional de Licencias Ambientales (ANLA). El porcentaje de retención en el embalse Porce II se calculó por medio de un balance de masa de solidos suspendidos, encontrando un alto porcentaje de retención de sedimentos, equivalente al 98,96 %, una de las repercusiones sobre la infraestructura es que hay disminución de la vida útil del embalse por colmatación de sedimento, eutrofización en el ecosistema y alteración del régimen de caudal sólido aguas abajo de la presa. Posteriormente se calculó el porcentaje de retención ( 57%) en el embalse Porce III por medio de la curva de Brune usando datos de caudal y volumen. Para conocer los valores de erosión de la cuenca a través de la trayectoria de flujo del cauce del río Porce hasta la confluencia del río Nechí, se calculó un promedio de la tasa de recuperación de la cuenca desde el año 2005 al 2012, la cual fue de 6 (mg/L*km), es decir, que por cada kilómetro recorrido la cuenca, recupera 6 (mg/L). Finalmente, se calculó el valor de aporte de sedimentos por parte del río Nechí el cual fue de 38,4 %, este aporte de concentración favorece la disminución del efecto erosivo de la corriente, aportando sedimentos que ayudan a equilibrar el caudal sólido y liquido de la cuenca, tal como se describe en la Analogía de la Balanza de Lane. Además, se analizó el cambio morfológico en el tramo comprendido desde el sitio de presa hasta once kilómetros río abajo, mediante fotografías aéreas e imágenes satelitales con el fin de realizar un análisis multitemporal de la dinámica fluvial del cauce del río Porce, utilizando como herramienta AutoCAD®. Se encontró poca variación morfológica del cauce en la zona estudiada, respecto a los resultados que se esperaban hallar; ya que al retener casi el 100 % de los sólidos, se preveía un efecto de alto nivel erosivo sobre la cuenca, sin embargo, a causa del control estructural (encañonamiento del cauce) y el material geológico, el flujo de agua de descarga de los embalses no tuvo un efecto devastador, sin embargo se identificaron cambios poco significativos en los parámetros morfométricos: ancho de divagación y sinuosidad. De acuerdo con los resultados obtenidos de alteración del régimen hidrológico producido por la retención de los embalses Porce II y Porce III, se realizó una identificación de los impactos ambientales asociados al cambio morfológico a través del tiempo. Posteriormente se evaluó mediante la metodología de Arboleda el impacto sobre el régimen de caudales, cambios geomorfológicos asociados a la retención de sedimentos, y ecosistemas vulnerables. La evaluación de cada impacto se realizó en dos zonas, la zona A corresponde desde el embalse Porce II hasta la confluencia con el río Nechí, y la zona B abarca desde la confluencia del río Nechí hasta la estación esperanza. Se realizó de esta manera ya que la zona A se caracteriza por tener control estructural y régimen de solidos variable, la zona B, se destaca por ser un sector plano, fácilmente erosionable con ciénagas y mayor concentración de sólidos en la corriente de agua. Por último, se diseñó una guía metodológica práctica, a partir de la experiencia de trabajo, la cual busca guiar a la persona natural o jurídica a realizar un estudio relacionado al cambio morfológico sobre una cuenca por retención de sedimentos, en un embalse o cadenas de embalses. Esta guia, tiene el objetivo de ayudar al profesional a seguir una secuencia de procedimientos que le facilitará en el proceso de ejecución del estudio a realizar.

Resumen en lengua extranjera 1

Porce II and Porce III reservoirs are conform the part of group of hydroelectric power plants (Empresas Publicas de Medellin, E.S.P). They are located in the basin of the river Porce northeast of Antioquia and generate 16% of electricity in the country. The basin is characterized as a priority hydrographic subzone, is observed that the high intervention in the hydrological regime associated with the construction of dams. In first instance an disproportion between the solid flow and liquid flow, this in turn leads to sedimentation in reservoirs and increased speed in the river occurs, thereby increasing the erosive capacity of effluent reservoir, when more decanted is water , greater its potential for erosion of the riverbed and the banks downstream. As a result of the above, a significant alteration occurs in the morphology of the riverbed downstream of the dam site, including variation of the channel profile and longitudinal slope, reduction of abundance and plant and faunal wealth, as well eutrofia creation of wetlands and the ecosystem (SIERRA LEÓN, 2010). The purpose of this project was to evaluate the influence of Porce II and Porce III reservoir, relating the possible morphological changes with sediment retention capacity, identifying variations in sediment transport across the river. This was done through a historical analysis of flow and sediment transport downstream of the construction site of reservoirs, through information acquired in the IDEAM. Similarly, it was considered the characteristics of each :Porce II and Porce III project, start date of operation, volume, flooded area, retention, etc. The documentation concerning the projects was obtained from the database of the National Environmental Licensing Authority. The retention rate in Porce II was calculated using a mass balance of suspended solids, finding a high percentage of sediment retention, equivalent to 98.96%, the impact on the infrastructure is the decreased of the life of the reservoir by sediment siltation, eutrophication and ecosystem alteration solid flow regime downstream of the dam. Subsequently, the retention rate (57%) in Porce III reservoir was calculated by Brune curve using data flow and volume. An average recovery rate of the basin was calculated from 2005 to 2012 to values the erosion of the basin through the flow path of the riverbed Porce to the confluence of the Nechí river, which was 6 (mg / L * km), for every kilometer basin, recovers 6 (mg / L). Finally, was calculated the value of sediment from the river Nechí, which was 38.4%, this contribution concentration favors the reduction of erosive effect of the current, providing sediments that help balance the solid and liquid flow the basin, as described in the Lane´s Analogy balance. In addition, the morphological change was analyzed in the stretch from the dam site up to eleven kilometers downstream, using aerial photographs and satellite images in order to carry out a multi-temporal analysis of river dynamics riverbed Porce, using as a tool AutoCAD ®. The minimum morphological runway variation was found in the study area, regarding the results expected to find; as to retain nearly 100% of solids, it was expected a high erosive level effect on the basin , however, did not have a devastating effect because of structural control and the geological material, water flow discharge of reservoirs, though insignificant changes were identified in the morphometric parameters: width and sinuosity digression. According to the results of the hydrological regime alteration produced by the retention in Porce II and Porce III reservoir, environmental identification impacts associated with morphological change over time was performed. Subsequently it evaluated by the Arboleda´s methodology impact on the flow regime, associated geomorphological changes with sediment retention, and vulnerable ecosystems. Each impact assessment was conducted in two zones, zone A corresponds Porce II from the dam to the confluence with Nechí river, and the area B extends from the confluence of the Nechí river to Esperanza station. It was done this way since the area A is characterized by structural control and a variable system solids, Zone B, is known for being an easily erodible with w and greater concentration of solids in the water current level sector. Finally, a methodological practice guide was designed from work experience, which seeks to guide the natural or legal person to conduct a study related to morphological change on a basin for sediment retention, in a reservoir or chains reservoirs. This guide aims to help professionals to follow a sequence of procedures that facilitate you in the process of implementing the study to be performed

Palabras clave

Impacto ambiental – evaluación - río porce – medellín (antioquia, colombia), Embalses - análisis - medellín (antioquia, colombia), Recursos hidrológicos – explotación – medellín (antioquia, colombia)la vega (cundinamarca, colombia), Utilización del agua - energía eléctrica – medellín (antioquia, colombia)

Tipo de documento

Trabajo de grado - Pregrado

Licencia Creative Commons

Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 4.0 License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 4.0 License.

Fecha de elaboración

1-1-2016

Programa académico

Ingeniería Ambiental y Sanitaria

Facultad

Facultad de Ingeniería

Publisher

Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Ambiental y Sanitaria

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