Evaluación Experimental de la Profundidad Máxima de Socavación en Cuencos al Pie de una Presa, en Función del Tamaño del Enrocado de Protección

Resumen

Resumen: Este artículo presenta el análisis realizado en modelo físico, escala 1:50, de la presa Toachi y sus obras anexas, para obtener experimentalmente la ubicación, forma, tamaño y profundidad máxima de los fosos de socavación que se conforman en el cuenco de disipación de energía al pie de la presa, como resultado del impacto de los chorros lanzados desde los saltos en esquí que se ubican al final de la rápida de descarga de los vertederos de excesos. La investigación experimental se realiza para tres tamaños representativos de material pétreo que conforman el cuenco amortiguador. El modelo de la presa Toachi reproduce la descarga de los dos vertederos de excesos que se ubican en su tramo central. Los saltos en esquí disponen de dos deflectores que proyectan los chorros hacia la zona central del cuenco, en donde la inestabilidad de las márgenes obliga a centrar las fosas de socavación alejadas de los contornos laterales. En conclusión en el presente estudio se determinan experimentalmente las máximas profundidades de socavación para cada tamaño de material y se los compara con valores calculados con once ecuaciones empíricas que la literatura técnica especializada reporta como las más exitosas. Finalmente se obtienen curvas adimensionales extrapoladas para el diseñó de cuencos de socavación en presas, siendo este el mayor aporte de esta investigación.

 

Abstract: This article shows an analysis of the physical model, at 1:50 scale, of Toachi dam and its related works, to obtain experimentally the positioning, form, size and maximum depth of the scour pits that make up the energy stilling pool at the base of the dam, as a result of the impact of the ski-jump jets situated at the end of the outlet spillways. The experimental investigation is for three representative sizes of rocky materials that make up the stilling basin. The Toachi Dam model reproduces the discharge from two outlet spillways situated on its middle section. The ski jump is made up of two flip buckets that deflect the stream flows towards the center of the stilling basin, where the instability of the banks forces to position the scour pits in the center, removed from the lateral edges. This study determines experimentally the maximum depth of the scour pits for each material size and compares them with the calculated values of eleven empirical equations that specialized technical literature reports as being the most successful.