Una presa de control es una presa pequeña, a veces temporal, construida a través de un pantano , una zanja de drenaje o una vía fluvial para contrarrestar la erosión reduciendo la velocidad del flujo de agua. [1] Las represas de control en sí mismas no son un tipo de tecnología nueva; más bien, son una técnica antigua que data del siglo II d.C. [2] Las represas de control normalmente, aunque no siempre, se implementan en un sistema de varias represas situadas a intervalos regulares en el área de interés. [3]
Una presa de control colocada en una zanja , un canal o un canal interrumpe el flujo de agua y aplana la pendiente del canal, reduciendo así la velocidad. A su vez, esta obstrucción induce la infiltración y reduce la erosión . [1] Pueden usarse no solo para disminuir la velocidad del flujo sino también para distribuirlo a través de un pantano para evitar caminos preferenciales y guiar los flujos hacia la vegetación. [4] Aunque puede producirse algo de sedimentación detrás de la presa, las presas de control no funcionan principalmente como dispositivos para atrapar sedimentos. [5]
Por ejemplo, en el río Graliwdo en Etiopía, un aumento de la rugosidad hidráulica debido a las represas de control y las pérdidas de transmisión de agua en los sedimentos depositados son responsables del retraso de la escorrentía para llegar a la parte inferior de los canales del río. La reducción de la descarga máxima de escorrentía fue mayor en el segmento del río con presas de control y vegetación (menos 12%) que en el segmento sin tratamiento (menos 5,5%). La reducción del volumen total de escorrentía también fue mayor en el río con represas de control que en el río sin tratamiento. La implementación de represas de control combinadas con vegetación redujo la descarga de flujo máximo y el volumen total de escorrentía, ya que grandes partes de la escorrentía se infiltraron en los sedimentos depositados detrás de las represas de control. A medida que se implementan represas de control de barrancos en grandes áreas del norte de Etiopía, esto contribuye a la recarga de aguas subterráneas y al aumento del flujo base de los ríos. [6]
Las presas de contención se han implementado tradicionalmente en dos ambientes: a través del fondo de los canales y en laderas montañosas. [7] Las presas de control se utilizan principalmente para controlar la velocidad del agua, conservar el suelo y mejorar la tierra. [8] Se utilizan cuando otras prácticas de control de flujo, como revestir el canal o crear bioswales , no son prácticas. [9] En consecuencia, se utilizan comúnmente para degradar canales temporales, en los que la estabilización permanente es poco práctica e inviable en términos de asignación de recursos y financiación debido al corto período de vida. También se utilizan cuando los retrasos en la construcción y las condiciones climáticas impiden la instalación oportuna de otras prácticas de control de la erosión. [10] Esto suele verse durante el proceso de construcción de presas permanentes a gran escala o durante el control de la erosión. Como tales, las presas de control sirven como mecanismos temporales de control de pendiente a lo largo de vías fluviales hasta que se establezca una estabilización decidida o a lo largo de cunetas permanentes que necesitan protección antes de la instalación de un revestimiento no erosionable. [11]
Muchas presas de contención tienden a formar charcas en los arroyos . En circunstancias de bajo caudal, el agua se infiltra en el suelo, se evapora o se filtra a través o debajo de la presa. En condiciones de alto flujo ( inundación ), el agua fluye sobre o a través de la estructura. Los sedimentos de grano grueso y medio provenientes de la escorrentía tienden a depositarse detrás de las presas de control, mientras que los granos más finos fluyen a través de ellos. La basura flotante también queda atrapada en las presas de control, lo que aumenta su eficacia como medida de control de la calidad del agua.
En zonas áridas, a menudo se construyen represas de control para aumentar la recarga de aguas subterráneas en un proceso llamado recarga gestionada de acuíferos. De este modo, la escorrentía invernal puede almacenarse en acuíferos, de los cuales se puede extraer agua durante la estación seca para riego, abrevadero del ganado y agua potable. Esto es particularmente útil para asentamientos pequeños ubicados lejos de un gran centro urbano, ya que las represas de control requieren menos dependencia de maquinaria, financiamiento o conocimientos avanzados en comparación con la implementación de represas a gran escala. [12] [2]
Las presas de contención se pueden utilizar en combinación con limanes para detener y recoger el agua de escorrentía superficial .
Como estrategia para estabilizar los arroyos de montaña, la construcción de presas de contención tiene una larga tradición en muchas regiones montañosas que se remonta al siglo XIX en Europa. Las pendientes pronunciadas impiden el acceso de maquinaria de construcción pesada a los arroyos de montaña, por lo que se han construido presas de control en lugar de presas más grandes. Debido a que la pendiente alta típica causa una alta velocidad del flujo, generalmente es necesario un sistema en terrazas de múltiples presas de control estrechamente espaciadas para reducir la velocidad y así contrarrestar la erosión. Estas presas de control de consolidación, construidas en terrazas, intentan evitar cortes tanto hacia arriba como hacia abajo en los lechos de los canales y al mismo tiempo estabilizan las laderas de las colinas adyacentes. Además, se utilizan para mitigar los riesgos de inundaciones y flujos de escombros. [13]
En el Reino Unido, las leyes, solicitudes y restricciones de planificación retrasan los trabajos de mitigación de inundaciones. Esto se puede contrarrestar mediante la instalación de presas de prueba temporales en los cursos de agua que luego puedan ser monitoreadas y valoradas. Sin embargo, esto requiere el apoyo de los propietarios de tierras. Los TTD han demostrado ser una excelente manera de tomar medidas rápidas después de una inundación y una forma de involucrar a las comunidades en la defensa contra futuras inundaciones.
Antes de instalar una presa de control, los ingenieros inspeccionan el sitio. Las prácticas estándar exigen que el área de drenaje sea de diez acres o menos. [3] [9] El canal debe tener una pendiente de no más del 50% y debe tener una profundidad mínima hasta el lecho de roca de 2 pies (0,61 m). [14] Las presas de control se utilizan a menudo en canales o pantanos naturales o construidos. Nunca deben colocarse en transmisiones en vivo a menos que lo aprueben las autoridades locales, estatales y/o federales correspondientes. [14]
Las presas de contención están hechas de una variedad de materiales. Debido a que normalmente se utilizan como estructuras temporales, a menudo están hechas de materiales baratos y accesibles, como rocas, grava, troncos, fardos de heno y sacos de arena. [9] [15] De estas, las presas de control de troncos y rocas suelen ser permanentes o semipermanentes, y las presas de control de sacos de arena se construyen principalmente con fines temporales. También existen presas de contención que se construyen con escollera o tablas de madera. Estas presas generalmente se implementan sólo en canales pequeños y abiertos que drenan 10 acres (0,04 km 2 ) o menos; y normalmente no superan los 0,61 m (2 pies) de altura. [16] Se puede utilizar alambre tejido para construir presas de contención con el fin de retener el material fino en un barranco. Por lo general, se usa en entornos donde el barranco tiene una pendiente moderada (menos del 10%), área de drenaje pequeña y en regiones donde los flujos de inundación no suelen transportar rocas o cantos rodados grandes. [17] [15] En casi todos los casos, las mantas de control de la erosión, que son mantas biodegradables de tejido abierto, se utilizan junto con presas de control. Estas mantas ayudan a fomentar el crecimiento de la vegetación en las laderas, costas y fondos de zanjas.
Las presas de control suelen tener menos de 2 a 3 pies (0,61 a 0,91 m) de altura. [18] y el centro de la presa debe estar al menos 6 pulgadas (0,15 m) más bajo que sus bordes. [9] Este criterio induce un efecto de vertedero, lo que resulta en un aumento del nivel de la superficie del agua aguas arriba para algunas, si no todas, las condiciones de flujo. [19]
Para reducir efectivamente la velocidad del agua para reducir la erosión y proteger el canal entre presas en un sistema más grande, el espaciamiento debe diseñarse adecuadamente. Las presas de control deben espaciarse de manera que la base de la presa de control aguas arriba sea igual a la elevación de la cresta de la presa de control aguas abajo. [20] Esto permite que el agua se estanque entre las presas y reduce sustancialmente la velocidad del flujo. [5]
Las presas de control son una práctica muy eficaz para reducir las velocidades de flujo en canales y vías fluviales. A diferencia de las grandes represas, las represas de control se implementan más rápido, son rentables y tienen un alcance más pequeño. Por esta razón, su implementación no suele desplazar a personas y comunidades ni destruir recursos naturales si se diseña correctamente. [21] Además, las represas son fáciles de construir y no dependen de tecnologías avanzadas, lo que permite su uso en comunidades rurales con menos recursos o acceso a experiencia técnica, como lo han sido en las tierras secas de la India desde hace algún tiempo. [21]
Las presas de control aún requieren prácticas de mantenimiento y eliminación de sedimentos. Se vuelven más difíciles de implementar en pendientes pronunciadas, ya que la velocidad es mayor y la distancia entre presas debe acortarse. [5] Las presas de contención, dependiendo del material utilizado, pueden tener una vida útil limitada, pero si se implementan correctamente pueden considerarse permanentes. [5]
Las presas de contención requieren un mantenimiento regular, ya que normalmente son estructuras temporales que no están diseñadas para soportar un uso a largo plazo. Las represas deben inspeccionarse cada semana y después de fuertes lluvias. [5] Es importante que se retiren los escombros, la basura y las hojas del lado aguas arriba de la presa. [9] Esto generalmente se hace cuando el sedimento ha alcanzado una altura de la mitad de la altura original de la presa. [9]
Cuando el sitio se estabiliza permanentemente y la presa de control ya no es necesaria, se retira por completo, incluidos los componentes que se lavan aguas abajo, y se estabilizan las zonas descubiertas. [5]
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