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UNIVERSIDAD DEL CAUCA 
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL 
DEPARTAMENTO DE HIDRÁULICA 
 
 
 
 
 
 
ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS 
(Conferencias de clase, documento de trabajo, 1ra versión) 
 
 
 
 
Ing. M.Sc. María Elvira Guevara Álvarez 
Profesora Depto. de Hidráulica 
 
 
Popayán, diciembre de 2013 
UNIVERSIDAD DEL CAUCA ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS 
 CONFERENCIAS DE CLASE 
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TABLA DE CONTENIDO 
 
1 ASPECTOS GENERALES .................................................................... 1.1 
1.1 Nudo hidráulico ...................................................................................... 1.1 
1.2 Historia de las estructuras hidráulicas .................................................... 1.2 
1.3 Clasificación de las estructuras hidráulicas ............................................ 1.3 
1.3.1 Según su función ................................................................................... 1.3 
1.3.2 Estructuras principales, auxiliares o temporales ..................................... 1.6 
1.3.3 Según su localización en el sistema fluvial ............................................. 1.7 
1.4 Recursos hidráulicos y su aprovechamiento con obras hidráulicas ........ 1.9 
1.5 Usos del agua en Colombia ................................................................. 1.10 
1.5.1 Consumo humano (100 m3/s)............................................................... 1.10 
1.5.2 Consumo agrícola (1000 m3/s) ............................................................. 1.11 
1.5.3 En la industria y termoenergía (184 m3/s) ............................................ 1.11 
1.5.4 Hidroenergía (2000 m3/s) ..................................................................... 1.11 
1.5.5 Navegación fluvial ................................................................................ 1.14 
1.5.6 Recreación ........................................................................................... 1.14 
1.6 Datos necesarios para hacer la concepción del proyecto de un nudo 
hidráulico .......................................................................................................... 1.15 
1.7 Referencias .......................................................................................... 1.18 
2 EMBALSES ........................................................................................... 2.1 
2.1 Clasificación ........................................................................................... 2.1 
2.1.1 Según su función ................................................................................... 2.1 
2.1.2 Según su tamaño ................................................................................... 2.1 
2.2 Ventajas de los embalses ...................................................................... 2.3 
2.3 Desventajas de los embalses ................................................................. 2.3 
2.4 Consideraciones para la selección del sitio del embalse ........................ 2.3 
2.5 Características de los embalses ............................................................. 2.4 
2.5.1 Curvas características ............................................................................ 2.4 
2.5.2 Niveles característicos ........................................................................... 2.6 
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2.6 Rendimiento del embalse ....................................................................... 2.8 
2.7 Procedimiento general para la planeación de un embalse ..................... 2.8 
2.8 Aporte de sedimentos al embalse .......................................................... 2.9 
2.8.1 Tipos de transporte de sedimentos ...................................................... 2.10 
2.8.2 Problemas causados por los sedimentos ............................................. 2.12 
2.9 Diseño del embalse .............................................................................. 2.12 
2.9.1 Operación de embalses ....................................................................... 2.12 
2.9.2 Determinación del volumen útil ............................................................ 2.13 
2.9.3 Determinación del volumen muerto del embalse .................................. 2.17 
2.9.4 Pérdidas de agua en el embalse .......................................................... 2.21 
2.9.5 Acción del viento .................................................................................. 2.23 
2.10 Tránsito de crecientes en un embalse .................................................. 2.24 
2.10.1 Método del embalse a nivel .............................................................. 2.25 
2.11 Efectos ambientales potenciales debidos a la construcción y puesta en 
marcha de un embalse ...................................................................................... 2.29 
2.11.1 Fase de construcción ........................................................................ 2.30 
2.11.2 Fase de operación del embalse ........................................................ 2.30 
2.12 Medidas de protección de un embalse ................................................. 2.31 
2.13 Referencias .......................................................................................... 2.31 
3 PRESAS ................................................................................................ 3.1 
3.1 Clasificación ........................................................................................... 3.1 
3.1.1 Según la función .................................................................................... 3.1 
3.1.2 Según como permitan el paso del agua ................................................. 3.2 
3.1.3 Según la relación de esbeltez  ............................................................. 3.3 
3.1.4 Según la altura de presión creada por la presa ...................................... 3.4 
3.1.5 Según los materiales empleados en la construcción .............................. 3.4 
3.1.6 Según la forma de trabajo estructural..................................................... 3.4 
3.1.7 Según el terreno de fundación ............................................................... 3.5 
3.1.8 Según la disposición en planta de la presa ............................................ 3.6 
3.2 Elección del tipo de presa ...................................................................... 3.6 
3.3 Consideraciones generales para la ubicación de la presa ...................... 3.9 
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3.3.1 Consideraciones topográficas ................................................................ 3.9 
3.3.2 Consideraciones geológicas ................................................................ 3.10 
3.3.3 Consideraciones hidrológicas .............................................................. 3.10 
3.3.4 Consideraciones hidráulicas ................................................................ 3.10 
3.3.5 Consideraciones estructurales ............................................................. 3.10 
3.3.6 Consideraciones generales .................................................................. 3.10 
3.4 Necesidad de presa - embalse ............................................................. 3.10 
3.5 Altura total de la presa ......................................................................... 3.11 
3.6 Borde libre (BL) .................................................................................... 3.11 
3.7 Impacto ambiental de presas ............................................................... 3.12 
3.7.1 Cambios morfológicos debido a la construcción de una presa ............. 3.13 
4 PRESAS RÍGIDAS DE CONCRETO TIPO GRAVEDAD ....................... 4.1 
4.1 Cimentación de las presas .....................................................................4.2 
4.1.1 Presas sobre fundaciones rocosas ........................................................ 4.2 
4.1.2 Presas sobre terreno no rocoso ............................................................. 4.2 
4.2 Diseño de la presa ................................................................................. 4.4 
4.2.1 Perfil teórico ........................................................................................... 4.4 
4.2.2 Transformación del perfil teórico en perfil real ........................................ 4.6 
4.3 Fuerzas actuantes sobre las presas de concreto ................................... 4.7 
4.3.1 Las cargas principales ........................................................................... 4.8 
4.3.2 Las cargas secundarias ......................................................................... 4.8 
4.3.3 Las cargas excepcionales ...................................................................... 4.9 
4.3.4 Combinación de cargas.......................................................................... 4.9 
4.4 Estabilidad de las presas de concreto .................................................. 4.10 
4.4.1 Esfuerzos permisibles .......................................................................... 4.11 
4.4.2 Estabilidad al deslizamiento ................................................................. 4.13 
4.4.3 Estabilidad al vuelco .............................................................................. 4.8 
4.4.4 Estabilidad de fundaciones en roca ...................................................... 4.14 
4.5 Presas bajas vertedoras....................................................................... 4.14 
4.5.1 Esquemas típicos de presas vertedoras sobre fundaciones no rocosas4.14 
4.6 Contorno subterráneo de la presa ........................................................ 4.16 
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4.6.1 Determinación del contorno subterráneo .............................................. 4.17 
4.6.2 Chequeo del lavado de partículas ........................................................ 4.19 
4.7 Métodos para reducir la subpresión y lograr control de filtraciones ...... 4.20 
4.8 Influencia de los fenómenos de variación de temperatura y humedad en el 
concreto ............................................................................................................ 4.25 
4.9 Planeación y ejecución de la construcción ........................................... 4.27 
4.9.1 Procedimientos alternativos de construcción de monolitos. .................. 4.28 
4.9.2 Zonificación del concreto en el cuerpo de la presa ............................... 4.29 
5 PRESAS DE MATERIALES SUELTOS ................................................. 5.1 
5.1 Clasificación de las presas flexibles ....................................................... 5.1 
5.1.1 De acuerdo a los materiales utilizados ................................................... 5.1 
5.1.2 Según el esquema constructivo de la presa ........................................... 5.1 
5.1.3 Según el método de ejecución de los trabajos ....................................... 5.2 
5.1.4 Según la condición de paso de los caudales de construcción y operación5.2 
5.2 Ventajas y desventajas de las presas flexibles ....................................... 5.3 
5.3 Fallas más comunes en la construcción de presas flexibles ................... 5.3 
5.4 Criterios para el diseño de presas flexibles ............................................ 5.4 
5.5 Presas flexibles homogéneas y mixtas ................................................... 5.4 
5.5.1 Cimentación de las presas ..................................................................... 5.5 
5.5.2 Elementos constitutivos.......................................................................... 5.6 
5.5.3 Obras de protección de la presa .......................................................... 5.10 
5.6 Filtración a través de la presa y la fundación........................................ 5.14 
5.6.1 Medidas para controlar la filtración bajo las presas .............................. 5.16 
5.7 Estabilidad de la presa ......................................................................... 5.20 
5.7.1 Análisis de estabilidad .......................................................................... 5.23 
5.7.2 Métodos para analizar la estabilidad de un talud .................................. 5.24 
5.7.3 Método para encontrar el centro del círculo de falla más crítico ........... 5.26 
5.8 Asentamiento de la presa ..................................................................... 5.26 
6 OTRO TIPO DE PRESAS ...................................................................... 6.1 
6.1 Presas de enrocado ............................................................................... 6.1 
6.1.1 Elementos constitutivos.......................................................................... 6.1 
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6.1.2 Estabilidad del enrocado ........................................................................ 6.3 
6.2 Presas de contrafuertes ......................................................................... 6.4 
6.2.1 Características ....................................................................................... 6.4 
6.3 Presas en arco ....................................................................................... 6.6 
6.3.1 Características ....................................................................................... 6.6 
6.4 Presas de concreto compactado con rodillo (CCR) ................................ 6.7 
6.4.1 Características ....................................................................................... 6.7 
7 ESTRUCTURAS DE VERTIMIENTO DE AGUAS DE EXCESO ............ 7.1 
7.1 Selección del sitio del vertedero ............................................................. 7.1 
7.2 Caudales de diseño ............................................................................... 7.2 
7.2.1 Métodos empíricos ................................................................................. 7.3 
7.2.2 Métodos semi-empíricos o modelos lluvia-escorrentía ........................... 7.3 
7.2.3 Método racional ..................................................................................... 7.3 
7.2.4 Método racional modificado ................................................................... 7.4 
7.2.5 Métodos de hidrograma de escorrentía superficial ................................. 7.4 
7.2.6 Métodos de sección y pendiente ............................................................ 7.6 
7.2.7 Métodos probabilísticos.......................................................................... 7.7 
7.3 Período de retorno ............................................................................... 7.10 
7.4 Tipos de vertederos superficiales ......................................................... 7.13 
7.4.1 Salida de agua de un embalse por medio de un canal ......................... 7.13 
7.4.2 Vertedero canal lateral ......................................................................... 7.14 
7.4.3 Vertederos de pozo o Morning Glory .................................................... 7.15 
7.4.4 Vertederos tipo sifón ............................................................................ 7.15 
7.4.5 Vertederos de pared ancha .................................................................. 7.17 
7.4.6 Vertederos tipo cabezote ..................................................................... 7.18 
7.4.7 Vertederos de rebose tipo Creager (WES, Cimacio) ............................ 7.18 
7.5 Cavitación ............................................................................................ 7.25 
8 DISIPADORES DE ENERGÍA ...............................................................8.1 
8.1 Tipos de disipadores de energía ............................................................ 8.2 
8.2 Velocidades permisibles......................................................................... 8.4 
8.3 Diseño del cuenco amortiguador ............................................................ 8.6 
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8.3.1 El salto hidráulico como disipador de energía ........................................ 8.6 
8.3.2 Determinación del tirante de agua aguas abajo del vertedero ................ 8.7 
8.3.3 Determinación de la necesidad de cuenco amortiguador ....................... 8.8 
9 CAPTACIONES Y BOCATOMAS ......................................................... 9.1 
9.1 Estructuras de descarga de agua ........................................................... 9.2 
9.2 Estudios básicos .................................................................................... 9.2 
9.2.1 Hidrología............................................................................................... 9.2 
9.2.2 Topografía.............................................................................................. 9.4 
9.2.3 Geotecnia .............................................................................................. 9.4 
9.3 Criterios generales para localización de las bocatomas de aguas .......... 9.4 
9.4 Clasificación de las bocatomas .............................................................. 9.6 
9.4.1 Según la posición de la toma en la sección transversal ......................... 9.7 
9.4.2 Según la existencia o no de una presa................................................... 9.8 
9.4.3 Según su localización en el río ............................................................... 9.8 
9.5 Criterios para la selección del tipo de bocatoma .................................... 9.9 
9.6 Bocatomas de agua superficiales ......................................................... 9.11 
9.7 Bocatomas de agua profundas............................................................. 9.11 
9.8 Soluciones para protección de peces ................................................... 9.12 
10 OBRAS DE DESVIACION ................................................................... 10.1 
11 Impacto ambiental de proyectos de aprovechamiento de recursos 
hidráulicos ....................................................................................................... 11.1 
11.1 Problemática del recurso agua ............................................................. 11.1 
11.2 Diseños amigables con el entorno ....................................................... 11.1 
11.3 Presas y embalses ............................................................................... 11.3 
11.3.1 Acciones impactantes ....................................................................... 11.3 
11.3.2 Impactos ambientales ....................................................................... 11.3 
11.4 Estructuras lineales .............................................................................. 11.4 
11.4.1 Acciones impactantes ....................................................................... 11.4 
11.4.2 Impactos ambientales ....................................................................... 11.5 
11.5 Matriz de evaluación de impactos ambientales .................................... 11.6 
12 Referencias ......................................................................................... 12.7 
1.1 
 
1 ASPECTOS GENERALES 
 
Las estructuras hidráulicas son las obras de ingeniería necesarias para lograr el 
aprovechamiento de los recursos hídricos y controlar su acción destructiva. Trabajan en la 
mayoría de los casos en combinación con elementos y equipos mecánicos. Se construyen en 
beneficio del hombre y el desarrollo de la humanidad. 
1.1 Nudo hidráulico 
Un nudo hidráulico es el conjunto de estructuras hidráulicas localizadas en un sitio y 
trabajando interconectadamente. 
 
 
Figura 1.1. CHE Itaipú. (Brasil, Paraguay). 
 
Al proyectar una obra hidráulica se debe buscar en lo posible que su utilización sea de uso 
múltiple para beneficiar varios sectores de la economía, entre los cuales están: 
 
1. Hidroenergía: utilización de la energía de las aguas fluviales o marítimas. 
2. Transporte acuático: utilización de las aguas fluviales, de lagos y mares para la 
navegación y flotación de madera. 
3. Mejoramiento hídrico: utilización de aguas para irrigación de tierras y para la extracción de 
aguas excesivas de tierras sobresaturadas. 
4. Suministro de agua para el consumo humano 
5. Control de avenidas e inundaciones 
6. Recreación 
7. Utilización de reservas hídricas: cría de peces, extracción de minerales, sales, algas, etc. 
8. Control de contaminación ambiental 
9. Refrigeración industrial 
 
El ingeniero hidráulico tiene entre otros, los siguientes objetivos: 
· Proyectar, diseñar, calcular y construir obras hidráulicas económicas y seguras. 
· Transformar y regular el régimen natural de la fuente de agua: río, lago, mar, aguas 
subterráneas. 
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1.2 
 
· Crear depósitos y corrientes artificiales de agua: embalses, conducciones. 
· Crear equipos o estructuras especializadas: esclusas de navegación, edificios de centrales 
hidroeléctricas, estaciones de bombeo, elevadores de peces, etc. 
· Considerar los efectos desfavorables y los cambios ambientales que puedan generarse por 
la construcción de obras hidráulicas de forma que se prevean las medidas necesarias para 
contrarrestarlos. 
1.2 Historia de las estructuras hidráulicas 
La Ingeniería Hidráulica es tan antigua como la civilización misma. Esto es evidente si se 
piensa en la lucha del hombre por la supervivencia, que lo obligó a aprender a utilizar y a 
controlar el agua. Por ésto, las civilizaciones antiguas se desarrollaron en las proximidades de 
los grandes ríos que constituían un camino fácil para la comunicación y eran fuente de agua 
para riego y para consumo humano. Desde muchos siglos antes de la era cristiana, pueblos 
como los Asirios, Caldeos y Egipcios, se dedicaron con afán a buscar los beneficios que el agua 
les ofrecía. Qué sería de la humanidad sin los ríos Nilo, Ganges, Yant Tse Kiang, y sin ir tan 
lejos sin los ríos Magdalena y Cauca?. 
 
En tiempos prehistóricos, alrededor del año 12,000 a.C., aparecieron las primeras formas de 
agricultura y ganadería, al tiempo que empezaban a crearse las primitivas villas agrícolas. 
 
Los canales pueden ser considerados la primera obra hidráulica de la humanidad ya que el 
hombre necesitó hacer excavaciones para conducir el agua desde los ríos hasta sus zonas de 
vivienda, cultivo o pastoreo. El material excavado era depositado a los lados de la zanja, dando 
así lugar a los diques. Posteriormente, el hombre vio cómo, colocando el material dentro del 
cauce de los ríos, podía construir presas y dar lugar a embalses para almacenar agua durante el 
invierno y suplir sus necesidades en épocas de sequía. 
 
Las presas de mampostería no cementado se construyeron desde el año 4000 a.C. y se tiene 
conocimiento de obras de riego que datan del 3200 a.C. atribuidas al Faraón Menes, fundador 
de la Dinastía Egipcia. Un canal precursor del Canal del Suez para unir el Mar Rojo con el 
Mar Mediterráneo (Bubastis) se construyó entre los años 2350 y 2180 a.C. Ya en el 1500 a.C. 
los egipcios habían construido un rompeolas de 2100 m de largo y 50 m de ancho (FAR, hoy 
Alejandría) y sus muelles portuarios tenían longitudes de 14 m acompañados por 
infraestructura como bodegas y mercados. En Holanda se han construido diques desde el año 
2000 a.C. para proteger a la población de los ataques del Mar del Norte. Posteriormente, los 
egipcios, no contentos con las posibilidades de riego y navegación que les ofrecía el río Nilo, 
abrierongrandes canales para unir al Mar Rojo con el Mediterráneo, cuyas aguas usaban para 
irrigación de sus campos. 
 
Durante el Imperio Romano (siglo V a.C. – siglo V d.C.), al lado de los centros urbanos se 
desarrollaron embalses de suministros, acueductos, canales, bocatomas, presas de 
mampostería, carreteras, puentes y el arco como elemento estructural. Solo hasta la edad 
media se empieza a hacer un desarrollo más teórico de la hidráulica. 
 
Como se ve, el desarrollo de la Hidráulica como tal, está muy ligado al florecimiento de la cultura 
humana; su aplicación empírica data de la más remota antigüedad. En cambio, el origen de la 
hidráulica científica o teórica, puede situarse en el descubrimiento del principio de Arquímedes, 
(287 a 212 a de J.C.), y las leyes sobre flotación derivadas por este geómetra y matemático 
griego. 
 
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1.3 
 
Ya en el siglo XVI (Renacimiento) se desarrollaron los principios de la hidráulica con 
científicos como Keppler y Torricelli. Alrededor del año 1800 Newton, Bernouilli y Euler 
perfeccionaron dichas teorías. 
 
El primer modelo físico hidráulico fue construido en el año 1795 por el ingeniero Luis Jerónimo 
Fargue sobre un tramo del Río Garona (España). En el año 1885, Reynolds construyó un 
modelo del río Merssey, cerca de Liverpool. El primer laboratorio hidráulico fue fundado en 
Dresden (Alemania), en 1891, por el Profesor Engels. 
 
En la época moderna y con la revolución industrial (siglos XVIII y XIX) aparecen las 
termoeléctricas y después las hidroeléctricas. Ya en la época contemporánea (siglo XX) se 
proyectan grandes embalses y centrales hidroeléctricas, centrales nucleares y maremotrices. 
 
La época dorada de las investigaciones con modelos físicos para obras hidráulicas en el 
mundo, transcurrió entre las décadas de los treintas y los sesentas del siglo XX. En la década 
de los setenta, la modelación física dio paso a los modelos matemáticos que resultaron muy 
favorecidos por la llegada de los computadores personales en la década de los ochenta, 
facilitando la expansión de este tipo de herramientas. La modelación física es ya una actividad 
rutinaria que en Europa y Norteamérica está actualmente limitada a casos muy específicos 
debido a su alto costo. Países del tercer mundo cuentan con laboratorios y personal 
preparado para suplir sus necesidades de modelación física, especialmente para proyectos 
de gran envergadura. 
 
Desde finales del siglo XX, la nueva moda es la hidroinformática en que las herramientas 
computacionales han agilizado los procedimientos mecánicos y han permitido la concepción y 
ejecución de grandes proyectos. Por ejemplo, no es raro hablar de presas de diversos 
materiales y alturas de 335 m como es Rogún en Tajikistán, de vertederos evacuando 
caudales del orden de los 62,200 m3/s como es el de la CHE de Itaipú (Brazil - Paraguay) y 
embalses tan grandes como el de las Tres Gargantas en China con áreas de inundación de 
632 km2 de donde se tomará el agua para generar 18.2 millones de KW. La presa de este 
proyecto, empezada a construir sobre el río Yangtze en 1993 y cuya finalización en el año 
2009, hace que sea la presa más larga y alta del mundo. 
 
Los múltiples usos de grandes volúmenes de agua requieren de una planificación total, para 
lograr conservar y optimizar el aprovechamiento de los recursos hidráulicos. 
1.3 Clasificación de las estructuras hidráulicas 
1.3.1 Según su función 
1.3.1.1 Estructuras de contención 
Mantienen un desnivel entre aguas arriba y aguas abajo. Son en general presas que 
interceptan la corriente de los ríos en los cañones o valles fluviales elevando el nivel de aguas 
arriba y generando un embalse en el vaso topográfico natural. Las presas en general pueden 
ser rígidas o flexibles. 
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1.4 
 
 
Figura 1.2. Presa de contención. 
Novak, P., Moffat, A.I.B., Nalluri, C. y Narayanan, R. 1990. 
1.3.1.2 Estructuras de control fluvial 
Deben controlar la acción erosiva de las corrientes en el fondo y orilla de los cauces mediante 
la modificación de las líneas de corriente y la protección del lecho y de las bancas del cauce 
contra las fuerzas erosivas del flujo de agua. Pueden pertenecer a este grupo los diques, las 
baterías de espolones, los azudes, etc. Además de su función protectora pueden garantizar 
las profundidades y condiciones necesarias para navegación y flotación de maderas, crear 
condiciones para captación de aguas en los ríos, ganar tierras al mar, etc. 
 
Se clasifican en tres grupos: 
∙ Estructuras longitudinales construidas a lo largo de las orillas del cauce: revestimientos, 
muros, diques. 
∙ Estructuras transversales al flujo de agua: espolones, traviesas de fondo, vertederos de 
cresta ancha sumergidos. 
∙ Combinación de estructuras longitudinales y transversales. 
 
 
 
Figura 1.3. Obras de regulación de cauces. 
Novak, P., Moffat, A.I.B., Nalluri, C. y Narayanan, R. 1990. 
 
1.3.1.3 Estructuras de conducción del agua 
Transportan el agua de un punto a otro, o unen dos fuentes de caudales. 
 
· Canales: cauces artificiales hechos en el terreno superficial y funcionando por gravedad. 
· Tuberías: conducciones cerradas que funcionan a flujo libre o a presión. Su construcción 
puede implicar la desmantelación de las capas superiores del terreno y son preferibles a un 
canal abierto en topografías difíciles o con vegetación tupida. 
1. Banca del río 
2. Dique 
3. Espolones 
4. Traviesas 
5. Presas de cierre 
 
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1.5 
 
· Túneles: conducciones que funcionan a flujo libre o a presión. No producen el 
desmantelamiento de las capas superiores del terreno y se usan en topografías de alta 
montaña. 
 
 
Figura 1.4. Conductos con flujo a presión y flujo libre. 
Azevedo N., J. M. y Acosta A., G., 1975. 
1.3.1.4 Estructuras de evacuación de aguas de exceso 
Son los vertederos, rebosaderos o aliviaderos que sirven para evacuar el agua sobrante en 
forma controlada durante épocas de creciente. En algunos casos estas estructuras se 
construyen en el cuerpo de la presa y en otras separadamente. 
 
 
 
Figura 1.5. Vertederos de rebose. 
Novak, P., Moffat, A.I.B., Nalluri, C. y Narayanan, R. 1990. 
1.3.1.5 Obras de toma de agua 
Captan el agua para conducirla al sitio de consumo. 
 
Figura 1.6. Bocatomas. 
Novak, P., Moffat, A.I.B., Nalluri, C. y Narayanan, R. 1990. 
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1.3.1.6 Obras de disipación de la energía del agua. 
Tienen por fin amortiguar el poder erosivo del agua evitando su acción destructora. Pueden 
ser las canaletas amortiguadoras, salto de trampolín sumergido, salto de squi, bafles, etc. 
 
 
Figura 1.7. Disipadores de energía. 
Novak, P., Moffat, A.I.B., Nalluri, C. y Narayanan, R. 1990. 
1.3.1.7 Estructuras hidráulicas especiales 
Sirven a uno o varios sectores de la economía hidráulica pero no a todos. Están aquí 
incluidos los edificios de centrales hidroeléctricas, pozos de carga, almenaras, esclusas 
navegables, elevadores de barcos, muelles, sedimentadores, redes de distribución para riego 
o drenaje, colectores, estaciones de bombeo, plantas de tratamiento, pasos para peces, etc. 
 
Figura 1.8. Pasos para peces. 
Novak, P., Moffat, A.I.B., Nalluri, C. y Narayanan, R. 1990. 
1.3.2 Estructuras principales, auxiliares o temporales 
1.3.2.1 Estructuras principales 
Garantizan el trabajo normal del nudo hidráulico para cumplir con la función para la cual fue 
proyectado: presa, vertedero, bocatoma, disipador de energía. 
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1.7 
 
1.3.2.2 Estructuras auxiliares 
Son necesarias para realizar la operación de las principales. A estas corresponden los 
campamentos, talleres, vías terrestres, acueductos,iluminación, telecomunicaciones, etc. 
1.3.2.3 Estructuras temporales 
Necesarias para la construcción de las principales: son las ataguías y conducciones de 
desvío. 
1.3.3 Según su localización en el sistema fluvial 
Las estructuras pueden estar localizadas en el curso alto, medio o bajo de un río. 
 
 
Figura 1.9. Sistema fluvial. Adaptada de Schumm. 
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1.8 
 
1.3.3.1 Estructuras en el curso alto 
La zona 1 de la Figura 1.9 corresponde al curso alto, de montaña o de juventud de un río. Es 
la parte más alta de la cuenca hidrográfica en donde se originan el caudal y los sedimentos. 
Está caracterizada por tener fuertes pendientes, velocidades altas y caudales bajos. El cauce 
transcurre por relieves escarpados y estratos rocosos principalmente. Los ríos de montaña 
generalmente son rectos y su perfil presenta una configuración de saltos y pozos, e incluso en 
las partes altas de la cuenca se pueden presentar cascadas (Rosgen, 1996). Los cauces 
rectos se consideran en un estado de transición hacia cauces meándricos por lo que un 
ingeniero de ríos no debería tratar de construir canales rectos así estén las bancas 
completamente protegidas con revestimientos. La energía del río se consume básicamente en 
profundizar el cauce, una vez ha profundizado el cauce, empieza a presentarse erosión 
lateral. El principal problema es la inestabilidad de taludes. 
Las estructuras en estas zonas generan por lo regular cargas o presiones altas, donde la 
altura sobrepasa los 40 metros. Se construyen en cañones estrechos, con buenas 
cimentaciones; las presas pueden ser rígidas altas y esbeltas o flexibles si los materiales de 
cimentación no son tan competentes; los embalses son pequeños y profundos. Las 
estructuras suelen estar sometidas a altas presiones pero a bajas subpresiones. 
 
Figura 1.10. Planta de la zona de presa. Central hidroeléctrica del Guavio. EEEB. 
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1.9 
 
1.3.3.2 Estructuras en el curso medio 
Las estructuras se localizan en la zona 2 o curso medio, de madurez de un río en el sistema 
fluvial. Esta zona se caracteriza por la transferencia o transporte de agua y sedimentos de la 
zona 1 a la zona 3. La energía del río se consume en profundizar y ampliar el cauce. El río 
forma meandros y trenzamientos. 
 
Las estructuras en esta zona generan cargas o alturas de presión medias con alturas desde 8 
a 40 metros. Los ríos corresponden a zonas meándricas y trenzadas, con cañones amplios y 
hay sedimentación en los cauces. Los embalses son medianos y grandes, las subpresiones 
son apreciables. Las presas son por lo regular de gravedad y de tipo flexible. 
 
1.3.3.3 Estructuras de cauce bajo 
Estas estructuras están situadas en la zona 3 o curso bajo, aluvial o de vejez de un río. Esta 
zona corresponde a la parte baja en donde el sedimento se deposita. Se caracteriza por tener 
pendientes bajas, velocidades bajas y altos caudales. El cauce transcurre en estratos 
aluviales de gran espesor. La tendencia del cauce es a ampliarse. 
 
En ellas el nivel normal de contención no sobrepasa los 8 metros. Las presas son de tipo 
rígido en concreto reforzado; las subpresiones son altas, los vertederos van incorporados a la 
estructura principal de contención, los valles son aluviales y bastante amplios. 
 
PRESA
Medidas estan dadas en 
metros (m)
De 33m. por 200m.
De 33m. por 360m.
ESCLUSAS
 
 
Figura 1.11. Río Mississippi en Minneapolis. 
 
1.4 Recursos hidráulicos y su aprovechamiento con obras hidráulicas 
El agua es vital para todos los procesos de la supervivencia y el desarrollo. De allí la 
importancia de las estructuras hidráulicas, que correctamente proyectadas, diseñadas y 
construidas permiten el mejor aprovechamiento de los recursos hídricos poniéndolos en 
función de las necesidades del hombre y su entorno. 
 
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1.10 
 
Los recursos de agua sobre la tierra son colosales, habiendo sido estimados en 1385 Millones 
de Km3 considerando el volumen total de agua sobre la tierra (Marín, R. 1992). Este volumen 
de agua se encuentra distribuido así: 
  Agua salada 97.5% (1,350 MKm3) 
Total 1,385 MKm3 
100%  Agua dulce 2.5% (35 MKm3) 
 ·En cascos polares y glaciares 69.55 % (24.4 MKm3) 
 · En aguas subterráneas 30.11 % (10.5 MKm3) 
 · En ríos y lagos 0.30 % (105,710 Km3) 
 · En la atmósfera 0.04 % (12,900 Km3) 
MKm3 = millones de kilómetros cúbicos 
 
El caso de Colombia es privilegiado a nivel mundial ocupando el cuarto lugar en riqueza 
hídrica después de la ex-Unión Soviética, Canadá y Brasil. Colombia tiene más de 16,000 
cuerpos de agua que proporcionan un volumen de 25,000 Mm3. 
 
Colombia, de su perímetro total de 9,242 Km tiene una tercera parte sobre costas distribuidas 
así: 1,700 Km. de costas en el mar Caribe y 1,300 Km. en el Océano Pacífico. Así mismo, 
Colombia ejerce jurisdicción en mar territorial sobre 988,000 Km2 (lo que representa el 87% 
del país en tierra firme). 
 
En cuanto a precipitación se tienen los siguientes promedios: 
Colombia 3,000 mm/año 
América Sur 1,600 mm/año 
Promedio mundial 900 mm/año 
 
Colombia tiene una extensión total de aproximadamente 1´141,748 km2, que constituye el 
0.77% del área continental de todo el globo y aporta el 4% de la escorrentía total. 
Considerando una evaporación media en Colombia de 1150 mm/año, la escorrentía resultante 
es de 1,850 mm/año, equivalente a 66,978 m3/s. 
1.5 Usos del agua en Colombia 
El consumo de agua en Colombia se estima en 3,284 m3/s, que representa un total del 5% de 
la escorrentía total disponible de 66,978 m3/s, según el libro “Estadísticas sobre el Recurso 
Agua en Colombia” publicado por el HIMAT en 1992 y cuya autoría es del Ing. Rodrigo Marín 
Ramírez. A continuación se resumen algunas de estas estadísticas: 
1.5.1 Consumo humano (100 m3/s) 
Para 1991 se consideraba que la población contaba con un 61% de cubrimiento en servicios 
de acueducto y con un 43% de cubrimiento en alcantarillados. Esta cobertura se resume a 
continuación para 1987. 
 
Tabla 1.1. Cobertura de servicios de acueducto y alcantarillado. Marín R. 1992. 
Tipo de población Acueducto % Alcantarillado % 
Grandes ciudades 
Intermedias 
Menores 
Pequeñas 
Rurales 
96.0 
71.9 
62.7 
52.1 
26.8 
76.3 
53.9 
48.0 
35.5 
13.4 
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1.11 
 
1.5.2 Consumo agrícola (1000 m3/s) 
Del total del territorio colombiano, se tienen 6.6 Mhas con vocación agrícola inmediata. Solo 
750473 has (11.4%) tienen adecuación de riego o drenaje. El 38% del total en adecuación 
son realizaciones estatales y el resto (62%) realizaciones del sector privado. 
Aproximadamente el 40% del área adecuada en Colombia corresponde a los Departamentos 
del Valle del Cauca y Tolima. A continuación se dan algunos datos del inventario nacional de 
áreas con riego (cifras de 1991). 
 
 
Tabla 1.2. Extractos del inventario nacional de áreas de riego. Marín, R. 1992. 
Departamento Sector público (ha) Sector privado (ha) Área total (ha) 
Amazonas SI SI SI 
Atlántico 24,618 1,206 25,824 
Cauca SI 34,496 34,496 
Nariño SI 40 40 
Tolima 55,790 25,700 81,490 
Valle del Cauca 10,700 202,113 212,813 
SI: sin información 
 
Tabla 1.3. Riego en Colombia y otros países. Marín, R. 1992. 
País Tierras cultivadas 
(miles de ha) 
Tierras regadas 
(miles de ha) 
Porcentaje 
 
Surinam 47 32 68.1 
Perú 3,430 1,180 34.4 
Chile 5,828 1,320 22.6 
Ecuador 2,615 520 19.9 
Colombia 5,600 295 5.3 
Argentina 35,000 1,540 4.4 
Brasil 40,720 1,100 2.7 
1.5.3 En la industria y termoenergía (184 m3/s)El consumo de agua por la industria es de 40 m3/s. El agua dulce usada en termoeléctricas es 
96 m3/s y la de mar es 48 m3/s. El 90% del agua captada por las termoeléctricas se usa en 
refrigeración. La termoenergía aportaba en 1989 una capacidad nominal de 1709 MW. 
1.5.4 Hidroenergía (2000 m3/s) 
El potencial hidroeléctrico técnicamente aprovechable estimado es de 93.085 MW que serian 
obtenidos en 308 sitios considerando centrales de mas de 100 MW. Finalizando 1990 el país 
contaba con una capacidad instalada de 8370 MW. Esta cifra significa un 9% del potencial 
total. El potencial total instalable esta distribuido en 6 regiones que cuentan con los siguientes 
recursos: 
 
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1.12 
 
Tabla 1.4. Potencial hidroenergético instalable por regiones. Inventario Nacional de 
Recursos Hidroeléctricos. 1979. 
Región Número de proyectos Capacidad (MW) 
Magdalena-Cauca 
Orínoco-Catatumbo 
Sierra Nevada-Guajira 
Atrato-Sinú 
Vertiente del Pacífico 
Amazonía 
132 
79 
10 
10 
44 
33 
35,478 
27,324 
631 
5,556 
12,078 
12,018 
Total 308 93,085 
 
Tabla 1.5. Ejemplos de proyectos hidroeléctricos en Colombia. 
Adaptada del Inventario Nacional de Recursos Hidroeléctricos. 1979. 
Región Nombre Capacidad 
MW 
Caudal 
m3/s 
Volumen 
útil Mm3 
Caída neta 
m 
Tipo de 
proyecto 
I Betania * 
Florida II * 
Julumito *** 
Salvajina * 
La Miel * 
667 
24 
53 
180 
375 
445 
213 
39 
142 
160 
1050 
- 
50 
620 
600 
69 
110 
125 
92 
209 
PP 
AC 
AC 
PP 
AC 
II Guavio ** 1,600 72 976 1,091 AC 
IV Urrá I *** 710 282 14,300 135 AC 
V Micay *** 352 295 400 92 PP 
 Quimbo 
 
* Terminado 
** Terminado en primera fase 
*** Estudios 
PP: pie de presa 
AC: alta caída 
 
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1.13 
 
 
Figura 1.12. Cuencas hidrográficas en Colombia. Google. 
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1.14 
 
1.5.5 Navegación fluvial 
El país cuenta con 9 cuencas hidrográficas: 
  Ríos con navegación comercial 
Magdalena 
Amazonas 
Orinoco 
Atrato 
San Juan 
  Ríos con navegación menor 
Patía y Mira 
Baudó 
Sinú 
Catatumbo 
 
Se considera que en Colombia existen 18,144 km de vías navegables, de las cuales el 37% 
de su longitud pertenece a la intendencia fluvial del Orinoco. 
1.5.6 Recreación 
El mayor aprovechamiento turístico se encuentra en los grandes embalses o represas 
naturales o artificiales tales como: Tota, Cocha, Cumbal, Calima, Prado, Salvajina. 
 
Tabla 1.6. Resumen de la inversión en el desarrollo de los recursos hídricos. 
Marín R. 1992. 
Proyecto US$ Millones * % 
Hidroenergía 656 60.0 
Acueducto y alcantarillados 352 32.2 
Riego y drenaje 47.5 4.34 
Obras hidráulicas 12.9 1.18 
Conservación de cuencas 11.6 1.1 
Reglamentación y control 5.5 0.5 
Hidrometeorología 4.7 0.4 
Recursos hidrobiológicos 4.2 0.38 
Regulación de corrientes 2.3 0.21 
Embalses 0.4 0.04 
Aguas subterráneas 0.1 0.01 
*Año de 1990 
 
 
El siguiente mapa resume aproximadamente el consumo del recurso agua en los diversos 
sectores de la economía hidráulica en Colombia. Este mapa muestra un consumo total 
aproximado de 3.500 m3/s, lo que representa un 5% de la escorrentia total disponible que es 
de aproximadamente 66.000 m3/s. 
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1.15 
 
CONSUMOS
 85
m³ /seg
 40
m³ /seg
AGUA DULCE
 96 m³ /seg
AG.SALADA
 48 m³ /seg
20000
millones
 de m³ 
 15
m³ /seg
 42
m³ /seg
 1000
m³ /seg
 2000
m³ /seg
RURAL
CONSUMO AGRICOLA
HIDROENERGIA
PRINCIPALES CIUDADES
CONSUMO RACIONAL
URBANO
CONSUMO INDUSTRIAL
TERMOENERGIA
CONSUMO DE ENERGIA ELECTRICA
CONSUMO HUMANO
ECUADOR BRASIL
VENEZUELA
PERU
O
C
E
A
N
O
 P
A
C
IF
IC
O
M
A
R
 C
A
R
IB
E
 
Figura 1.13. Consumo del agua en los diversos sectores en Colombia. (m3/s). 
Marín R. 1992. 
1.6 Datos necesarios para hacer la concepción del proyecto de un nudo 
hidráulico 
Las obras hidráulicas que se eligen para un emplazamiento (presa, embalse, vertedero, toma, 
etc.) dependen principalmente de las condiciones topográficas, hidrológicas, climáticas y 
geológicas. 
 
Cuando se puede utilizar más de un tipo de estructura hidráulica, se realizan presupuestos 
económicos de las diferentes alternativas, y teniendo en cuenta factores técnicos, 
ambientales y sociales, se escoge la más ventajosa. La seguridad y el correcto 
funcionamiento de las estructuras son los requisitos indispensables, pero a menudo la 
selección final se ve afectada por las comparaciones económicas, el impacto ambiental y el 
tiempo necesario para la construcción. 
 
CONSUMOS 
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1.16 
 
Para hacer la proyección de un nudo hidráulico se requiere de recolección de información y 
de investigaciones previas que en la mayoría de los casos resultan costosas y largas. En 
general, se requiere en mayor o menor magnitud de la siguiente información: 
 
A) Finalidad del nudo hidráulico 
 
B) Clase del nudo hidráulico: marítimo, fluvial, etc. 
 
C) Mapas topográficos y fotografías aéreas 
Indican las características de la superficie del valle y la relación de las curvas de nivel con 
los diferentes requisitos de las estructuras. Las investigaciones topográficas consisten en 
la recolección y/o preparación de mapas topográficos y fotografías aéreas. Las escalas 
usadas dependen de la magnitud del proyecto y del grado de precisión requerido. Escalas 
usuales son: 1:5000 con curvas de nivel cada 5 o 10 m, 1:1000 con curvas de nivel cada 1 
m o topografías más detalladas para la zona de las estructuras. La información topográfica 
permite: 
 
  Localización general del proyecto. 
  Localización de fuentes de agua. Posibilidad de trasvases.  Determinación de las características de la cuenca hidrográfica: área de drenaje, 
parámetros morfométricos del río. 
  Localización de obras existentes afectadas por el proyecto. 
  Localización posible de oficinas y campamentos. 
  Localización de carreteras, ferrocarriles, servicios públicos y posible reubicación de los 
mismos. 
  Localización de estaciones de aforo y muestreo. 
  Utilización de la tierra. 
  Avalúo catastral de los predios afectados por el proyecto. 
 
D) Datos Hidrológicos 
El estudio hidrológico permite por un lado, determinar las avenidas pasadas y esperadas 
con el fin de determinar la cantidad de agua a desviar, la capacidad del vertedero y por 
otra parte, lleva a determinar el agua con que se cuenta para el sistema de 
abastecimiento cualquiera que sea su fin. Datos típicos son: 
  Registro de precipitaciones de varias estaciones diseminadas dentro de la cuenca con 
observaciones diarias durante varios años. 
  Registro de aforos con datos de descargas diarias, mensuales, anuales y caudales 
máximos durante varios años. 
 · Estudio de avenidas pasadas y esperadas. 
  Registro de niveles característicos observados en el río. 
  Temperatura máxima y mínima 
  Intensidad de la evaporación 
  Dirección y velocidad del viento 
  Espesores de hielo 
  Cantidad y calidad de sedimentos. 
 · Materiales en suspensión 
 · Carga de lecho o arrastre de fondo. Usualmente se toma un % del anterior por ser tan 
difícil su medición 
  Estudios sanitarios 
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1.17 
 
  Derecho nacional e internacional sobre las aguas. 
 
E) Estudios de demanda 
Depende del tipo de proyecto: 
Abastecimiento de agua para consumo (acueductos) 
Generación de energía hidráulica (centrales hidroeléctricas) 
Irrigación de campos agrícolas 
Drenaje vial, urbano y rural 
Controlde inundaciones 
Hidráulica fluvial 
Hidráulica marítima y de costas 
Navegación 
Máquinas hidráulicas (turbinas, bombas, arietes) 
Hidroinformática 
Modelación hidráulica e hidrológica 
Hidrología de aguas superficiales y subterráneas 
Impacto ambiental de obras hidráulicas 
Industria 
Recreación 
Calidad de agua 
Tratamiento de agua potable y residual 
 
F) Datos geológicos 
La información geológica determina el tipo y la ubicación más favorable para las obras 
principales y auxiliares teniendo en cuenta sus condiciones de cimentación y de 
estanqueidad. Los materiales de cimentación condicionan el tipo de estructura a usarse, pero 
las limitaciones pueden compensarse con un proyecto adecuado. La geología colombiana 
tiene una zona andina fuertemente afectada por movimientos orogénicos y una zona oriental 
cubierta en su mayoría por sedimentos recientes. Nuestra geología se caracteriza por una 
serie de fallas y fracturas que originan inestabilidad en los taludes y que han sido la causa de 
graves problemas de construcción y operación de algunas obras hidráulicas. Usualmente se 
requiere de la siguiente información: 
 
  Apiques y según la magnitud del proyecto, perforaciones profundas que permitan la 
determinación del perfil estratigráfico, de la dirección y buzamiento de las capas, 
diaclasamientos, etc. 
  Análisis de laboratorio para establecer las características físico-químicas de los suelos.  Análisis de permeabilidad in situ. 
  Niveles freáticos. 
  Presencia de materiales perjudiciales (depósitos de sal, calizas). 
  Materiales disponibles de construcción (roca, grava, arena, arcilla), características, 
volúmenes, distancia de acarreo, canteras. 
  Perfil y secciones transversales geológicas. 
  Zonificación de la tectónica regional. 
 
G) Estudios sanitarios 
Su importancia es determinada por el grado en que la contaminación del agua constituye un 
limitante en el uso de la obra propuesta, requiriéndose de análisis físico-químicos y 
bactereológicos de las aguas de la cuenca de captación. 
 
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1.18 
 
H) Tiempo y época disponible para la construcción 
 
I) Presupuesto y financiación 
 
J) Investigaciones ecológicas y ambientales 
Se debe considerar el efecto de las obras sobre el ambiente tanto aguas arriba como aguas 
debajo de la zona de proyecto 
 
1.7 Referencias 
Azevedo N., J. M. y Acosta A., G., Manual de Hidráulica. Sexta edición. Harla, S. A. de C. V. 
México. 1975. 
Novak, P., Moffat, A.I.B., Nalluri, C. y Narayanan, R. Hydraulic Structures. Unwin Hyman Ltda. 
London, UK. 1990. 
Villamizar C., A. Diseño de Presas de Tierra para Pequeños Almacenamientos. HIMAT. 1989. 
http://www.infoplease.com/ipa/A0113468.html 
http://www.cnn.com/SPECIALS/1999/china.50/asian.superpower/three.gorges/ 
http://poseidon.unalmed.edu.co/PARH/Lab_hca/historia.html 
http://www.planetaorganico.com.br/enhistor.htm. 
Jacques J. P. The Role of Practitioners. IAHR. Newsletter 2. Volume 19.2002. 
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2.1 
 
 
2 EMBALSES 
Son volúmenes de agua retenidos en un vaso topográfico natural o artificial gracias a la 
realización de obras hidráulicas. 
 
Figura 2.1. Ilustración de un embalse. Villamizar C., A. 1989. 
2.1 Clasificación 
La clasificación de los embalses se puede hacer según su función y según su tamaño, de 
la siguiente manera: 
2.1.1 Según su función 
a) Embalses de acumulación: retienen excesos de agua en períodos de alto 
escurrimiento para ser usados en épocas de sequía. 
b) Embalses de distribución o derivación: no producen grandes almacenamientos pero 
facilitan regularizar el funcionamiento de sistemas de suministro de agua, plantas 
de tratamiento o estaciones de bombeo. 
c) Pondajes: pequeños almacenamientos para suplir consumos locales o demandas pico. 
2.1.2 Según su tamaño 
La clasificación de los embalses de acuerdo al tamaño se hace más por razones de tipo 
estadístico que por interés desde el punto de vista técnico. 
a) Embalses gigantes  > 100,000 Mm3 
b) Embalses muy grandes 100,000 Mm3 >  > 10,000 Mm3 
c) Embalses grandes 10,000 Mm3 >  > 1,000 Mm3 
d) Embalses medianos 1,000 Mm3 >  > 1 Mm3 
e) Embalses pequeños o pondajes  < 1 Mm3  : volumen del embalse 
Mm3 : millones de metros cúbicos 
 
La siguiente figura ilustra sobre la función reguladora de un embalse. 
 
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2.2 
 
 
Figura 2.2. Capacidad reguladora de los embalses. Villamizar C., A. 1989. 
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2.3 
 
2.2 Ventajas de los embalses 
· Mejoramiento en el suministro de agua a núcleos urbanos en épocas de sequía. 
· Aumento de las posibilidades y superficie de riegos. 
· Desarrollo de la industria pesquera. 
· Incremento de las posibilidades de recreación. 
· Mantenimiento de reservas de agua para diferentes usos. 
· Incremento de vías navegables y disminución de distancias para navegación. 
· Control de crecientes de los ríos y daños causados por inundaciones. 
· Mejoramiento de condiciones ambientales y paisajísticas. 
2.3 Desventajas de los embalses 
· Pérdidas en la actividad agroindustrial por inundación de zonas con alto índice de 
desarrollo. 
· Cambios en la ecología de la zona. 
· Traslado de asentamientos humanos siempre difíciles y costosos. 
· Inestabilidad en los taludes. 
· Posible incremento de la actividad sísmica, especialmente durante el llenado de 
embalses muy grandes. 
2.4 Consideraciones para la selección del sitio del embalse 
· El vaso natural debe tener una adecuada capacidad, la que es definida por la 
topografía. Se debe buscar obtener la mayor relación entre agua almacenada a volumen 
de presa, ojalá mayor que diez para pequeños proyectos. La siguiente tabla incluye 
ejemplos de embalses muy conocidos a nivel nacional y mundial. 
 
Tabla 2.1. Relaciones agua almacenada a volumen de presa. Recuento Profesional 
de Ingetec de 1982. Water Power and Dam Construction. 1990. 
Presa País Volumen de la 
presa. p (106 m3) 
H 
(m) 
Capacidad útil del 
embalse. e (106 m3) 
e/p Inversión * 
MillonesUS$ 
Golillas Colombia 1.3 127 223 172 20.6 
Esmeralda Colombia 11.5 237 668 58 45.0 
Salvajina Colombia 4.5 154 620 138 58.5 
Guavio Colombia 16.6 250 950 57 180.6 
Calima Colombia 2.8 115 529 189 10.2 
Emosson Suiza 1.1 180 225 205 
Hoover USA 3.4 221 34,800 10235 
Assuan Egipto 44.3 111 168,900 3813 
Guri Venezuela 78 162 138,000 1769 
Itaipu Brazil - 
Paraguay 33.3 196 29,000 871 
Nurek Tayikistán 300 10,500 
Rogún Tayikistán 335 13,300 
Tres 
Gargantas 
China 181 39,300 
* Incluye presa, rebosadero, desviación y obras anexas. 
 
· La geología del lugar debe analizarse desde el punto de vista de la filtración del lecho 
del embalse estudiando fallas, contactos y fisuras. Las filtraciones ocasionan no 
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2.4 
 
solamente pérdidas de agua, sino también ascenso del nivel freático dando lugar a 
cambios en las condiciones de los suelos adyacentes. Las mejores condiciones para un 
embalse las dan suelos arcillosos o suelos formados por rocas sanas y las peores los 
suelos limo-arenosos. Si las filtraciones son muy grandes, casi seguro que el vaso 
topográfico natural no es factible para el almacenamiento. Si resulta económico, se puede 
impermeabilizar el vaso, lo que sobre todo es factible en el caso de pondajes. 
 
· La estabilidad de los taludes del embalse debe ser analizada, puesto que cuando el 
embalse está lleno no se presentan serios problemas, pero éstos surgen al ocurrir 
descensos en los niveles del agua y especialmente si son súbitos. 
 
· Es necesario hacer el avalúo de los terrenos a inundar. El costo de compra de los 
terrenos no debe ser excesivo. El área del embalse no debe tener en lo posiblevías 
importantes ni edificaciones de relocalización costosa. 
 
· La calidad del agua embalsada es importante y debe ser satisfactoria para el uso 
proyectado. Los aportes de agua de la cuenca hidrográfica deben ser suficientes durante 
los períodos de lluvia para llenar el embalse y poder suplir la demanda durante épocas de 
sequía; en otro caso, hay que estudiar la posibilidad de trasvases. 
 
· El impacto ambiental y social tanto aguas arriba como aguas abajo debe considerarse y 
evaluarse. 
 
· La limpieza de la zona del embalse puede resultar costosa y debe considerarse a favor 
o en contra de un proyecto. Materias flotantes, árboles, y otros desechos pueden ser 
causa de problemas en el funcionamiento de las obras y en la explotación del embalse. La 
hoya hidrográfica debe presentar pocos síntomas de erosión. 
 
· Se busca que en la vecindad haya materiales para la construcción de la presa y obras 
anexas. 
2.5 Características de los embalses 
Lo más importante de un embalse es su capacidad de almacenamiento, que se 
representa por medio de las curvas características que son dos: 
2.5.1 Curvas características 
a) Curva área-elevación: se construye a partir de información topográfica planimetrando 
 el área comprendida entre cada curva de nivel del vaso topográfico. Indica la superficie 
inundada correspondiente a cada elevación. 
b) Curva capacidad-elevación: se obtiene mediante la integración de la curva area-
elevación. Indica el volumen almacenado correspondiente a cada elevación. 
 
Se requiere para determinar estas curvas de información topográfica consistente en un 
plano topográfico de la cuenca hidrográfica. Escalas usuales son 1:50,000, 1:25,000, 
1:20,000, 1:10,000, 1:5,000, y 1:1,000, con curvas de nivel entre 20 m y 1 m, dependiendo 
de la magnitud del proyecto y del nivel de precisión requerido. 
 
El incremento de volumen entre dos curvas de nivel consecutivas se calcula con la 
siguiente expresión: 
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2.5 
 
  sisi AAAAh *3  
  = incremento de volumen entre curvas de nivel consecutivas h = diferencia de nivel entre curvas de nivel consecutivas 
Ai = área correspondiente a un nivel inferior 
As = área correspondiente a un nivel superior 
  Ejemplo 
 
Tabla 2.2. Área y volumen del embalse. 
Elevación Área Área h   
(msnm) (Ha) (m2) (m) (Mm3) (Mm3) 
1158 0.0 0 0 
1160 3.5 35,000 2 0.02 0.02 
1162 12.5 125,000 2 0.15 0.17 
1164 23.0 230,000 2 0.35 0.52 
1166 36.0 360,000 2 0.59 1.11 
1168 65.5 655,000 2 1.00 2.11 
1170 93.0 930,000 2 1.58 3.69 
1172 121.5 1,215,000 2 2.14 5.83 
1174 167.8 1,678,000 2 2.88 8.71 
1176 190.4 1,904,000 2 3.58 12.29 
1178 240.8 2,408,000 2 4.30 16.59 
1180 365.3 3,653,000 2 6.02 22.61 
msnm: metros sobre el nivel del mar 
Ha: hectáreas 
Mm3: millones de metros cúbicos  = ∑ 
  = volumen acumulado correspondiente a cada nivel 
1156
1158
1160
1162
1164
1166
1168
1170
1172
1174
1176
1178
1180
1182
0.0 100.0 200.0 300.0 400.0
E
le
va
ci
on
 (
m
sn
m
)
Area (ha)
Curvas caracteristicas del embalse
Area-Elevacion
 
1156
1158
1160
1162
1164
1166
1168
1170
1172
1174
1176
1178
1180
1182
0 10 20 30
E
le
va
ci
o
n
 (m
sn
m
)
Volumen (Millones de m3)
Curvas caracteristicas del embalse
Volumen-Elevacion
 
Figura 2.3. Curvas características de los embalses. 
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2.6 
 
2.5.2 Niveles característicos 
· Nivel de embalse muerto (NME): es el nivel mínimo de agua en el embalse. Delimita 
superiormente el volumen muerto del embalse el cuál debe exceder en capacidad al 
volumen de sedimentos calculado durante la vida útil con el fin de que el embalse los 
pueda contener. Su determinación es muy compleja, sobre todo si el embalse es de 
propósito múltiple (caso en que debe tenerse en cuenta la carga de agua sobre las 
turbinas, condiciones de navegación aguas arriba, altura de comando sobre las tierras de 
riego, etc.). 
 
· Nivel mínimo de operación del embalse (NMOE): delimita superiormente el volumen 
generado por la altura mínima del agua necesaria para el correcto funcionamiento de la 
toma de agua la que se sitúa por encima de NME. 
 
· Nivel normal del agua (NNE): delimita superiormente al volumen útil del embalse, que 
es el que se aprovecha y gasta en función de diferentes propósitos: energía, irrigación, 
suministro de agua, etc. Para su ubicación se tienen en cuenta los siguientes aspectos: 
aportes de la cuenca, demanda de agua, pérdidas por infiltración y evaporación. 
 
· Nivel forzado de agua (NFE): se presenta temporalmente durante la creciente de los 
ríos dando lugar al volumen forzado del embalse, el cual puede ser usado en algunos 
casos, pero por lo general es evacuado rápidamente por medio del vertedor de demasías 
o rebosadero o aliviadero. 
 
En condiciones normales ocurre oscilación del nivel del agua entre el NNE y el NMOE. 
 
Volumen total del embalse = volumen muerto + volumen de operación + volumen 
útil + volumen forzado. 
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2.7 
 
NFE
NNE
NMOE
NEM
Presa
NEM
NFE
NNE
NMOE
Volumen forzado
Volumen de operación
Volumen útil
Volumen muerto
 
NFE
NNE
NMOE
NEM
h(msnm)
0
V.M V.O V.útil V.forzado
Area de inundación
Volumen
Área
A = f(h)
V = f(h)
 
 
Figura 2.4. Representación de los niveles característicos de un embalse. 
 
a) Planta 
b) Perfil longitudinal 
c) Curvas características 
h 
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2.8 
 
2.6 Rendimiento del embalse 
Es la cantidad de agua que puede proporcionar el embalse en un intervalo específico de 
tiempo. El rendimiento seguro o firme, es la cantidad máxima de agua que puede 
garantizarse durante un período crítico de sequía. El rendimiento secundario es el agua 
disponible en exceso del rendimiento seguro durante períodos de escurrimiento altos. 
2.7 Procedimiento general para la planeación de un embalse 
1. Cálculo del costo del embalse para varias alturas del llenado. 
2. Cálculo del costo del beneficio que se puede obtener al garantizar una demanda para 
varias alturas de llenado. 
3. Cálculo del beneficio neto. 
4. Selección del proyecto con mayores beneficios, considerando si es necesario y 
posible, otros factores como el social y el ecológico. 
 
Al hacer una optimización de este tipo, se comprueba que el río sin proyecto puede 
proporcionar algún tipo de beneficio y por otro lado, que se llega un momento en que un 
incremento en la altura de la presa no significa un incremento en el beneficio neto. Esto se 
explica por el hecho de que no se puede extraer del río mas allá de los aportes que 
suministra en un período determinado. La tabla y figura siguientes ilustran la situación 
planteada. 
 
Tabla 2.3. Costo y beneficio de un embalse para varias alturas de llenado. 
Altura Costo Beneficio Beneficio neto 
0 0 24.1 24.1 
40 13.4 69.7 56.3 
55 46 117.4 71.4 
60 62 179.8 117.8 
64 75.7 201.8 126.1 
67 86.5 220.2 133.7 
68 90 230 140 
75 120 236 116 
76 150 240 90 
 
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2.9 
 
 
Figura 2.5. Costo y beneficio de un embalse para varias alturas de llenado. 
 
2.8 Aporte de sedimentos al embalse 
El aporte de sedimentos a un embalse tiene gran influencia sobre la factibilidad técnica y 
económica y sobre la operación de proyectos de recursos hídricos. Los sedimentos 
ocasionan no solamente reducción de la capacidad de almacenamiento sino que también 
pueden llegar a ocasionar problemas en el funcionamiento de tomas y descargas de 
agua. La evaluación precisa de esta influencia se hace difícil porque normalmente existen 
limitaciones significativas en la información básica disponible. 
 
Sedimentos son todas aquellas partículas que una corriente lleva por deslizamiento, 
rodamiento, o saltación, ya sea en suspensión o sobre elfondo del lecho. Los sedimentos 
tienen su origen en el lecho, en las laderas del río y en la cuenca hidrográfica. Tres clases 
de materiales se distinguen en un cauce natural considerando únicamente la resistencia 
que ofrecen a ser transportados por una corriente: materiales no cohesivos o granulares, 
materiales cohesivos y rocas. 
 
El material granular está formado por partículas sueltas. La fuerza que un líquido debe 
hacer para mover las partículas es función del peso de cada partícula y del coeficiente de 
fricción interna. El material cohesivo está formado de partículas muy pequeñas que 
ofrecen resistencia al flujo de agua. La fuerza de cohesión que impide el transporte de las 
partículas por una corriente es considerablemente mayor que el peso de la partícula, y por 
lo tanto, una vez que esta fuerza es vencida, la partícula se puede comportar como si 
fuera granular y ser transportada en suspensión debido a su peso y tamaño reducidos. El 
material rocoso usualmente no es movido o erodado por una corriente de agua durante el 
tiempo de vida de una estructura. El material rocoso puede comportarse como granular si 
está fracturado y la energía del flujo es muy alta. 
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2.10 
 
 
La interacción entre el flujo y el material granular aluvial ha sido más ampliamente 
estudiada debido a que es el caso más frecuente asociado con problemas en la hidráulica 
de ríos. 
2.8.1 Tipos de transporte de sedimentos 
Las partículas se mueven generalmente rodando o deslizándose unas sobre otras en 
velocidades bajas. Sin embargo, cuando las velocidades aumentan, arenas e incluso 
gravas pueden ser transportadas en suspensión. El transporte de sedimentos se clasifica 
en dos grandes grupos de acuerdo con su origen: carga de lecho y carga lavada. La 
principal diferencia entre el uno y el otro es que la carga de lecho depende de las 
características hidráulicas del flujo y de las características físicas de los materiales, en 
tanto que la carga lavada depende más de las condiciones de la cuenca hidrográfica. 
 
Figura 2.6. Tipos de transporte de sedimentos. Maza J. A. 1987. 
  Carga de lecho total (SlT) 
Los sedimentos tienen origen en el lecho del cauce y pueden ser transportados como 
carga de lecho en el fondo (Slf), o como carga de lecho suspendida (Sls). La carga de 
lecho es generalmente granular de tipo piedras, gravas, y arenas. 
 
SlT = Slf + Sls 
 
Slf = Carga de lecho en el fondo 
Sls = Carga de lecho suspendida 
 
· Carga de lecho en el fondo (Slf) 
Es el material del lecho que es transportado por la corriente en una capa próxima al fondo 
ya sea por deslizamiento, rodamiento o saltación, y tiene un espesor aproximado igual a 
dos veces el diámetro de la partícula considerada. No es fácil su cuantificación pues es 
complicado distinguir el material que está en el fondo del cauce en movimiento y el que no 
es arrastrado por la corriente. 
 
· Carga de lecho suspendida (Sls) 
Es el material del lecho que es transportado en suspensión por el flujo de agua debido a 
su velocidad y turbulencia, que hacen que las partículas del fondo del cauce se levanten. 
Las partículas se mantienen en suspensión hasta que caen nuevamente al cesar las 
T 
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2.11 
 
condiciones de velocidad y turbulencia. Está formada principalmente por material granular 
tipo arenas y gravas. La carga en suspensión es cuantificable con muestreadores de 
sedimentos. 
Una muestra de agua tomada en ríos de cuencas muy bien conservadas que aportan muy 
poca carga lavada es representativa de la carga de lecho en suspensión. 
  Carga lavada (Sl) 
Está formada por el material muy fino que transporta la corriente en suspensión. Estos 
sedimentos tienen su origen en la cuenca hidrográfica. Todo el sedimento lavado proviene 
de aguas arriba y no es representativo del sedimento en el fondo del cauce. La carga 
lavada está formada por partículas muy finas, especialmente limos y arcillas que son 
mantenidas fácilmente en suspensión, con diámetro menor que 0.062 mm. No es 
significativa para el dimensionamiento de un embalse pero sí afecta la calidad del agua. 
 
Una muestra de carga lavada se puede obtener en tramos del río con velocidades muy 
bajas, y su cuantificación debe hacerse en laboratorio. 
  Carga de sedimentos en suspensión (Ss) 
La carga de sedimentos en suspensión está formada por la combinación de carga de 
lecho suspendida y carga lavada. 
 
Ss = Sls + Sl 
 
Una muestra de agua tomada en una corriente natural es siempre representativa de la 
concentración de material sólido en suspensión puesto que incluye la carga lavada y la 
carga de lecho suspendida. 
  Carga total de sedimentos (ST) 
La carga total de sedimentos está dada por las siguientes expresiones: 
 
ST = SlT + Sl 
ST = Slf + Sls + Sl 
ST = Ss + Slf 
 
La siguiente figura lustra la distribución de sedimentos en un embalse. 
 
Figura 2.7. Distribución de sedimentos en un embalse. Novak, P., Moffat, A.I.B., 
Nalluri, C. y Narayanan, R. 1990. 
1. Depósito de material grueso 
2. Depósito de material firme 
3. Depósitos locales 
4. Descarga de fondo 
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2.12 
 
2.8.2 Problemas causados por los sedimentos 
El destino final de un embalse es llenarse de sedimentos determinando así su vida útil. 
Los sedimentos influyen sobre el cauce del río interceptado y el embalse en diferentes 
formas: 
 
· Depósitos de sedimentos en los embalses, lo que ocasiona reducción en el volumen útil 
disponible, obstrucción de tomas, estaciones de bombeo, descargas de fondo. 
 
· Calidad deficiente de las aguas en cuanto a la concentración y al tipo de sedimentos. 
Esto puede afectar la operación de las plantas de tratamiento y ocasionar desgastes en 
maquinas y tuberías. 
 
· Aguas arriba se causa agradación en el río principal y en los tributarios. 
 
· Aguas abajo se causa degradación pues el agua descargada tiene mayor capacidad de 
transporte de sedimentos. 
 
La sedimentación en el embalse puede ser o no significativa. En el 95% de los casos el 
volumen muerto es del orden de un 10% (8% a 12%) del volumen total en un período útil 
de 50 a 100 años. 
 
2.9 Diseño del embalse 
 
Consiste en la determinación del tamaño del almacenamiento incluyendo el volumen 
muerto, volumen de operación, útil, las pérdidas, volumen forzado y el borde libre. 
2.9.1 Operación de embalses 
Es la simulación del comportamiento del embalse a través del tiempo. 
 
Las reglas de operación que se deducen están afectadas por los datos hidrológicos que 
son difíciles de predecir, por lo que la regulación que se establezca para el embalse debe 
ser ajustada o variada de acuerdo con las condiciones reales de funcionamiento que se 
presenten. 
 
Los estudios se pueden dividir en tres tipos: 
 
· Determinar la descarga óptima del embalse teniendo en cuenta almacenamientos largos 
o estacionales (multianuales, anuales, mensuales). 
 
· Hacer la operación del embalse para suplir las fluctuaciones de la demanda en horas 
picos (regulación horaria, diaria, semanal). 
 
· Dar las reglas para la operación del embalse en épocas de sequía o de precipitaciones 
extremas. 
 
La operación del embalse se hace para cualquiera de los siguientes casos: 
 
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2.13 
 
· Determinar el volumen necesario a embalsar para suplir la demanda dados los caudales 
de aporte. 
· Determinar el consumo máximo que se puede garantizar si se tiene como limitante el 
volumen del embalse. Solución por iteraciones. 
· Optimización del embalse en proyectos multipropósito. 
 
La operación de embalses esta regulada por las siguientes ecuaciones básicas: 
 
Ecuación de continuidad  = entra - sale  = cambio en el almacenamiento durante un período dado (semana, mes). entra = aportes al embalsedurante un período dado (semana, mes). sale = caudales de demanda, vertimiento, pérdidas durante un período dado. Las pérdidas 
en el embalse pueden ser por evaporación o por filtración. 
  = f -i. Por ejemplo, el almacenamiento al final de enero debe ser igual al del 
comienzo de febrero. f = almacenamiento al final del período i = almacenamiento al inicio del período 
 
La operación de embalses se hace para un ciclo. Un ciclo se considera formado por el 
número de años para los cuales existen datos hidrológicos. Para la mayoría de estudios 
se buscan datos de mínimo 20 años. Para el caso de muchos pequeños proyectos la 
información disponible es solo la que se puede recoger durante los estudios. 
 
Para realizar la operación de embalses se asume que el caudal que ha ocurrido en el 
pasado se repite en el futuro. 
 
Teóricamente se puede construir una presa en cualquier sección de un curso de agua 
pero no siempre resulta práctico hacerlo de modo que resulte segura, económica y de 
capacidad suficiente para suplir las necesidades de los usuarios. Se puede dar el caso de 
que la demanda de agua exceda la capacidad disponible del vaso. En estos casos, toca 
por ejemplo, aumentar la altura de la presa y a veces también se hace necesario la 
construcción de diques para aumentar la capacidad de almacenamiento, siempre y 
cuando exista suficiente agua en la fuente. 
2.9.2 Determinación del volumen útil 
 
Para su determinación se requiere saber el caudal de aportes mínimos o medios 
asociados a una curva de duración de caudales y la demanda requerida. 
 
La siguiente tabla resume recomendaciones dadas por E. Razvan con relación a la 
frecuencia del caudal mínimo del río según diferentes usos. 
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2.14 
 
 
Tabla 2.4. Frecuencia del caudal mínimo del río según diferentes usos. Razvan E. 
1989. 
Uso del agua Frecuencia del caudal mínimo en el río % 
Suministro de agua a grandes ciudades 97 
Suministro de agua a ciudades 
intermedias 
95 
Suministro de agua a pequeñas ciudades 80 
Proyectos de irrigación 80 
Enfriamiento de plantas térmicas 99 
Enfriamiento de plantas nucleares 99.99 
 
La siguiente figura presenta un ejemplo de curva de duración de caudales que permite la 
estimación de una caudal asociado a una determinada frecuencia. 
Tabla 2.5. 
Q Frecuencia 
m3/s % 
177 4 
155 12 
100 35 
85 43 
56 60 
34 85 
3 100 
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0 20 40 60 80 100
C
au
d
al
 (m
3/
s)
Frecuencia (%)
Curva de duración de caudales
 
Figura 2.8. Curva de duración de caudales. 
 
 
Para determinar el volumen útil del embalse se consideran los siguientes criterios: 
· Se busca tener el embalse lleno la mayor parte del año. 
· La operación del embalse se inicia considerándolo lleno al inicio del ciclo. i = 0 
· El embalse se considera lleno cuando el volumen de almacenamiento es cero y 
desocupado para un volumen igual al máximo valor absoluto. 
· Rebose solo se presenta cuando el embalse está lleno y cuando el volumen que entra 
al embalse sea mayor que el volumen que sale del embalse. 
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2.15 
 
· Al finalizar la operación del embalse se debe chequear que el almacenamiento al final 
de la operación sea igual al almacenamiento al inicio de la operación. Este implica que se 
siga con la operación del embalse hasta que logre el ajuste. 
· El volumen útil requerido es el mayor valor absoluto de la operación del embalse. 
· El período crítico es el número de períodos de tiempo desde que el embalse está lleno 
hasta que se desocupa. 
· La operación del embalse se puede hacer para períodos semanales, mensuales, 
anuales, o multianuales, con la limitación de que los aportes medios del río al embalse en 
un período dado deben superar la demanda media en el mismo período. 
 
  Ejemplo: 
 
Calcular el volumen útil del embalse para abastecer una demanda de 1.9 m3/s si se 
cuenta con los aportes del río indicados en los respectivos gráficos. 
 
Caudales mínimos (m3/s) 1970 
E F M A M J J A S O N D 
1.3 0.6 1.3 2.9 1.3 2.8 2.2 3.9 3.4 3.0 2.8 1.7 
 
Caudales mínimos (m3/s) 1971 
E F M A M J J A S O N D 
1.1 1.8 0.3 0.7 1.8 2.1 3.5 2.9 3.1 4.9 1.2 0.6 
 
 
 
Figura 2.9. Gráfico de aportes y demandas. 
 
La operación del embalse se resume en las siguientes tablas. 
 
 
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2.16 
 
 
Tabla 2.6. Operación del embalse despreciando pérdidas de agua. 
 i = 0 (-5.2) 
Año Mes Qe Qd e d r A AFM 
 m3/s m3/s Mm3 Mm3 Mm3 Mm3 Mm3 
1970 E 1.3 1.9 3.4 5.0 0.0 -1.6 -1.6 (-6.8) 
 F 0.6 1.9 1.6 5.0 0.0 -3.4 -5.0 (-10.2) 
 M 1.3 1.9 3.4 5.0 0.0 -1.6 -6.6 (-11.8) 
 A 2.9 1.9 7.6 5.0 0.0 2.6 -4.0 (-9.2) 
 M 1.3 1.9 3.4 5.0 0.0 -1.6 -5.6 (-10.8) 
 J 2.8 1.9 7.4 5.0 0.0 2.4 -3.2 (-8.4) 
 J 2.2 1.9 5.8 5.0 0.0 0.8 -2.4 (-7.6) 
 A 3.9 1.9 10.2 5.0 2.8 (0.0) 2.4 (5.2) 0 (-2.4) 
 S 3.4 1.9 8.9 5.0 3.9 (1.5) 0.0 (2.4) 0.0 
 O 3 1.9 7.9 5.0 2.9 0.0 0.0 
 N 2.8 1.9 7.4 5.0 2.4 0.0 0.0 
 D 1.7 1.9 4.5 5.0 0.0 -0.5 -0.5 
 
1971 E 1.1 1.9 2.9 5.0 0 -2.1 -2.6 
 F 1.8 1.9 4.7 5.0 0 -0.3 -2.9 
 M 0.3 1.9 0.8 5.0 0 -4.2 -7.1 
 A 0.7 1.9 1.8 5.0 0 -3.2 -10.3 
 M 1.8 1.9 4.7 5.0 0 -0.3 -10.6 
 J 2.1 1.9 5.5 5.0 0 0.5 -10.1 
 J 3.5 1.9 9.2 5.0 0 4.2 -5.9 
 A 2.9 1.9 7.6 5.0 0 2.6 -3.3 
 S 3.1 1.9 8.1 5.0 0 3.1 -0.2 
 O 4.9 1.9 12.9 5.0 7.7 0.2 0 
 N 1.2 1.9 3.2 5.0 0 -1.8 -1.8 
 D 0.6 1.9 1.6 5.0 0 -3.4 -5.2 
 
 
 
 Volumen útil = 11.8 Mm3 
 
La operación realizada indica que el volumen útil requerido para suplir la demanda es de 
11.8 Mm3. 
 
Período crítico = 6 meses (Octubre/1971 a Marzo/1970). 
 
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2.17 
 
 
Tabla 2.7. Resumen de la operación del embalse considerándolo lleno la mayor 
parte del año. 
Mes E F M A M J J A S O N D 
V fin 
1970 
-6.8 -
10.2 
-11.8 -9.2 -10.8 -8.4 -7.6 -2.4 0 0 0 -0.5 
V fin 
1971 
-2.6 -2.9 -7.1 -10.3 -10.6 -10.1 -5.9 -3.3 -0.2 0 -1.8 -5.2 
V crítico 
lo más bajo 
-6.8 -
10.2 
-11.8 -10.3 -10.8 -10.1 -7.6 -3.3 -0.2 0 -1.8 -5.2 
V máximo -2.6 -2.9 -7.1 -9.2 -10.6 -8.4 -5.9 -2.4 0 0 0 -0.5 
V máximo 9.2 8.9 4.7 2.6 1.2 3.4 5.9 9.4 11.8 11.8 11.8 11.3 
 
 
Resumen de la operacion del embalse
Embalse lleno la mayor parte del ano
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
E F M A M J J A S O N D
Meses
V
ol
um
en
 u
til
 (
M
m
3)
 
 
Figura 2.10. Resumen de la operación del embalse. 
 
2.9.3 Determinación del volumen muerto del embalse 
Para el dimensionamiento de embalses, se requiere contar con estimativos 
suficientemente precisos del tipo, magnitud y variación a través del tiempo, del transporte 
de sólidos por las corrientes de agua que llegan al embalse. Esta información es útil para 
planear medidas de control de erosión en la cuenca del embalse y anticipar los efectos de 
modificaciones en la hoya sobre la producción de sedimentos. Es frecuente que la 
información histórica sobre transporte de sedimentos sea muy deficiente en cuanto a su 
calidad, representatividad y duración. En muchos casos, no hay datos y la información 
disponible es la que se obtiene durante el tiempo de estudio del proyecto. Este problema 
no es solo de Colombia pues también ocurre en países desarrollados. 
 
La ausencia de información se traduce en la dificultad para decidir sobre la factibilidad de 
un proyecto, especialmente cuando depende de la apreciación correcta del acarreo de 
sedimentos al embalse. 
 
Los factores principales que afectan el transporte de sedimentos a un embalse son: 
UNIVERSIDAD DEL CAUCA ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS 
 CONFERENCIAS DE CLASE 
2.18 
 
· Características hidráulicas del cauce. 
· Características de los materiales del cauce. 
· Factores hidrometeorológicos que afectan el proceso erosivo. 
· Factores topográficos, especialmente importantes en zonas de montaña,