Evaluación de la influencia del vaciado rápido en algunos sistemas de presas de tierra y zonas de embalse colombianos mediante modelización numérica
Publicado 2025-03-11
Palabras clave
- modelización numérica,
- desembalse rápido,
- presas en tierra,
- embalses,
- Colombia
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Derechos de autor 2025 Revista UIS Ingenierías

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Resumen
El vaciado rápido se presenta cuando el nivel del embalse desciende a una velocidad tal que el material que constituye los taludes aledaños al vaso o al cuerpo de la presa no es capaz de disipar la presión de poros adecuadamente. Luego, el estudio numérico de la influencia de este fenómeno se hace relevante con el fin de parametrizar el efecto de variables, brindando así, recomendaciones para una posible eventualidad o para el diseño de futuros proyectos. Dado lo anterior, mediante el software GeoStudio 2012 se realizó la evaluación de este fenómeno con modelización numérica por análisis simples y acoplados de dos presas y tres zonas de embalse existentes en Colombia, donde fueron sometidos a cinco tasas de vaciado y cuatro casos de alturas de desembalse. Se obtuvieron curvas paramétricas que representan el comportamiento del factor de seguridad, donde se sustenta que a 2/3 de la altura del agua desde el nivel normal se presenta la condición más significativa, además de que la situación más crítica corresponde al día o al inmediatamente siguiente en que termina el descenso del agua. En cuanto al análisis simple se observó muy afectado bajo la alteración de las condiciones y características del suelo de la presa, mientras que en el análisis acoplado se evidenció la importancia de la altura de vaciado por encima de la velocidad de desembalse donde fue posible la obtención de intervalos de porcentajes de reducción que puede sufrir el factor de seguridad en función de la altura a desembalsar.
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Referencias
- J. Suárez Díaz, Deslizamientos y Estabilidad de Taludes en Zonas Tropicales.]. 1.ª ed. Bucaramanga, Colombia: Ingeniería de Suelos Ltda.; 1998. Available in: https://www.erosion.com.co/deslizamientos-y-estabilidad-de-taludes-en-zonas-tropicales/
- Ideam – SIAC, “Fenómenos del Niño y Niña”. Available in: http://www.ideam.gov.co/web/siac/ninoynina
- A. Ahedo Desena, E.R. Sánchez Jacinto, “Estabilidad de taludes en presas de tierra y enrocamiento”, tesis, Instituto Politécnico Nacional, 2003.
- A. J Quispe Cordova, R. Sayre Potesta, B. Bailon Nieves. “Presas de tierra y sistemas de estabilización de taludes”, Universidad de Huanuco, 2015.
- T. Souliyavong, C. Gallage, P. Egodawatta, B. Maher. “Factors affecting the stability analysis of earth dam slopes subjected to reservoir drawdown”, Proceedings of the Second International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment, pp. 507-512, 2012.
- E.E. Alonso, N.M. Pinyol, “Numerical analysis of rapid drawdown: Applications in real cases”, Water Science and Engineering, vol. 9, no. 3, pp.175-182, 2016, doi: https://doi.org/10.1016/j.wse.2016.11.003
- X. Gao, H. Liu, W. Zhang, W. Wang, Z. Wang, “Influences of reservoir water level drawdown on slope stability and reliability analysis”, Georisk Assessment and Management of Risk for Engineered System and Geohazards, vol. 13, no. 2, pp. 145–53, 2019, doi: http://dx.doi.org/10.1080/17499518.2018.1516293
- I. Flores-Berenguer, Y. González-Haramboure, J. García-Tristá, “Estabilidad de taludes en presas de tierra considerando el ángulo de succión del suelo no saturado”, Ingeniería y Desarrollo, vol. 40, no. 1, pp. 71-91, 2022, doi: https://doi.org/10.14482/inde.40.01.620.123
- S. Sica, L. Pagano, F. Rotili, “Rapid drawdown on earth dam stability after a strong earthquake”, Computers and Geotechnics, vol. 116, no. 103187, 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2019.103187
- G.D. Tapia-Muñoz, “Estudio del comportamiento de una presa de tierra en condiciones de desembalse rápido mediante modelación numérica en 3D. Caso: presa Mancilla - Municipio de Facatativá”, tesis, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Colombia, 2019.
- Z. Kahot, R. Dkiohuak, A. Khamlichi, “Reliability analysis of slope stability in earthen dams following rapid drawdown”, International Review of Applied Sciences and Engineering, vol. 10, no, 1, pp. 101-112, 2019, doi: https://doi.org/10.1556/1848.2018.0011
- T. Alfatlawi, Y. Al-temimi, Z. Alomari, “Evaluation of the upstream slope stability of earth dams based on drawdown conditions - Khassa Chai Dam: a case study”, 3rd International Conference on Engineering Sciences, pp. 012072, 2019, doi: https://dx.doi.org/10.1088/1757-899X/671/1/012072
- G.R. Llanque, F. Chagas, R. Ferreira, M. Reis, C.F. Mahler, “Rapid drawdown in homogeneous earth dam considering transient flow and suction”, Ingeniería e Investigación, vol. 40, no. 1, pp. 17-26, 2020, doi: http://dx.doi.org/10.15446/ing.investig.v40n1.80002
- A.T. Siacara, A.T. Beck, M.M. Futai, “Reliability analysis of rapid drawdown of an earth dam using direct coupling”, Computers and Geotechnics, vol. 118, 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2019.103336
- K. Noori, S. Salim, “The Influence of Shell Permeability on Stability of Upstream Slope during Rapid Drawdown – Khassa Chai Earth Dam as a Case Study”, Iraqi National Journal of Earth Sciences, vol, 21, no. 2, pp. 15-28, 2021, doi: https://doi.org/10.33899/earth.2021.170383
- S. Soralump, K. Panthi, S. Prempramote, “Assessment of the upstream slope failure of a dam due to repeated cyclic drawdown”, Soil and Foundations, vol 61, no. 5, pp. 1386-1398, 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.sandf.2021.08.006
- Y. Utepov, Z. Lechowicz, A. Zhussupbekov, Z. Skutnik, A. Aldungarova, T. Mkilima, “The influence of material characteristics on dam stability under rapid drawdown conditions”, Polish Academy of Sciences, vol. 68, no. 1, pp. 539-553, 2022, doi: https://doi.org/10.24425/ace.2022.140184
- . I. Flores, Y. González, J. Días, J. García, “Estudio de la estabilidad de taludes ante procesos de desembalse rápido en presas”, Ingeniería Hidráulica y Ambiental, vol. 43, no.3, pp. 64-72, 2022.
- D. Li, L. Li, Y. Cheng, J. Hu, S. Lu, C. Li, K. Meng, “Reservoir slope reliability analysis under water level drawdown considering spatial variability and degradation of soil properties”, Computers and Geotechnics, vol. 151, pp. 104947, 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2022.104947
- G.D. Tapia-Muñoz, “Estudio del comportamiento de una presa de tierra en condiciones de desembalse rápido mediante modelación numérica en 3D. Caso: presa Mancilla - Municipio de Facatativá”, tesis, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Colombia, 2019.
- Geoslope, “GeoStudio”. Available in: https://www.seequent.com/es/productos-y-soluciones/geostudio/
- Seequent, “A. Slope/W, Seep/W y Sigma/W: descubra lo que puede hacer con estas potentes aplicaciones de Geostudio”. Available in: https://www.seequent.com/es/slope-w-seep-w-y-sigma-w-descubra-lo-que-puede-hacer-con-estas-potentes-aplicaciones-de-geostudio/
- E. Spencer, “A method of analysis of the stability of embankments assuming parallel inter-slice forces”, Géotechnique, vol. 17, no. 1, pp. 11–26, 1967, doi: http://dx.doi.org/10.1680/geot.1967.17.1.11
- Servicio Geológico Colombiano (SGC), “Motor de Integración de Información Geocientifica”. Available in: https://miig.sgc.gov.co/Paginas/advanced.aspx
- Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC). “Geoportal”. Available in: https://geoportal.igac.gov.co/#:~:text=El%20Geoportal%20Instituto%20Geogr%C3%A1fico%20Agust%C3%ADn,georreferenciada%20que%20produce%20el%20instituto.