Un embalse es, más comúnmente, un lago, estanque o embalse natural o artificial agrandado creado usando una presa o esclusa para almacenar agua. Los embalses se pueden crear de varias formas, incluido el control de un curso de agua que drena un cuerpo de agua existente, interrumpir un curso de agua para formar una ensenada dentro de él, mediante excavación o construir cualquier número de muros de contención o diques. Definido como un espacio de almacenamiento de fluidos, los depósitos pueden contener agua o gases, incluidos los hidrocarburos. Los depósitos de tanque los almacenan en tanques a nivel del suelo, elevados o enterrados. Los depósitos de agua también se denominan cisternas. La mayoría de los depósitos subterráneos se utilizan para almacenar líquidos, principalmente agua o petróleo, bajo tierra.

El estado de California tiene una gran cantidad de embalses. Muchos, aunque no todos, son de acceso público en parques y áreas de recreación, y estos lagos contribuyen significativamente a la belleza del estado, ya que muchos de ellos están ubicados en Diablo Range y Sierra Nevada.

Entender
El clima de California es mediterráneo, con la mayor parte de la lluvia y la nieve cayendo en invierno en gran parte del estado; y en muchas regiones pobladas como Sacramento y el Área de la Bahía, la precipitación de verano es casi inaudita, mientras que la precipitación de invierno es abundante. Por lo tanto, los reservorios son necesarios para mantener a la población grande y en rápido crecimiento de California durante todo el año.

Las precipitaciones invernales, que caen en forma de nieve en Sierra Nevada y en forma de lluvia en la Cordillera del Diablo, se acumulan en ríos y arroyos en cañones y valles. Los ríos que fluyen desde Sierra Nevada finalmente conducen al Valle de San Joaquín y desde allí al Delta de Sacramento, mientras que los de la Cordillera Diablo desembocan en la Bahía de San Francisco a través de los arroyos Alameda y Coyote. Los gobiernos municipales, como los de San Francisco y Los Ángeles, reconocieron la necesidad de agua y, a pesar de las preocupaciones ambientales, construyeron represas (por lo tanto, formando embalses) en estos ríos y arroyos con el propósito de almacenar agua. Los complejos canales subterráneos, como el acueducto Hetch Hetchy, junto con los canales del Valle Central, llevaron agua de los nuevos embalses rurales a las principales ciudades. Uno de los valles más bellos de los EE. UU., Yosemite Valley ‘

El aumento de la urbanización de las partes sur y oeste del estado, junto con la expansión suburbana que rodea la capital del estado, hizo que continuara la construcción y expansión de los reservorios existentes, y hay pocas señales de que la tendencia terminará a medida que la población del estado continúa expandiéndose rápidamente. . Desafortunadamente, muchos cañones y valles ya no se encuentran, pero en muchos lugares esto se ha compensado con la creación de áreas de recreación alrededor de los embalses, y actividades como paseos en bote y pesca se han hecho posibles en cauces de ríos previamente secos y arroyos temporales. (En el caso del embalse Los Vaqueros, por ejemplo, el suministro de agua no proviene de los cañones secos cercanos, sino del delta de Sacramento, que tiene un nivel variable de contenido de sal. El lago / embalse en sí está irónicamente en un semidesierto .)

Dado que la profundidad de los cañones y los valles montañosos hace que estos lugares sean lugares ideales para los embalses, los embalses de California se encuentran en cadenas montañosas o al pie de las mismas. La abundancia de cañones remotos dentro de la Cordillera Diablo, junto con la gran profundidad de los cañones de la Sierra, valles, junto con más cañones dentro de las estribaciones, ha concentrado reservorios en estas áreas. Sería una tarea imposible enumerar todos los embalses de California (hay muchos de ellos), pero algunos de los grandes y particularmente hermosos se incluyen aquí.

Algunos de ellos son adicionalmente significativos para el contexto histórico y / o meteorológico, como el lago Oroville, que superó su capacidad máxima debido a las altas precipitaciones durante la temporada de lluvias, mientras que otros durante la sequía de 2010 se secaron casi por completo. A pesar del hecho de que las sequías y las inundaciones deben haber causado dolores de cabeza a los ingenieros y funcionarios gubernamentales a lo largo de los muchos desastres naturales de la historia del estado, muchos de los impactos de estos eventos y las historias de tales eventos se han olvidado en gran medida (con la excepción del lago Oroville incidente), y los incidentes que deberían ser más conocidos ahora pueden estar marcados con nada más que una placa discreta junto a un edificio inundado.

Tipos

Valles represados
Una presa construida en un valle se basa en la topografía natural para proporcionar la mayor parte de la cuenca del embalse. Las presas suelen estar ubicadas en una parte estrecha de un valle río abajo de una cuenca natural. Los lados del valle actúan como muros naturales, con la presa ubicada en el punto práctico más estrecho para proporcionar resistencia y el menor costo de construcción. En muchos proyectos de construcción de embalses, es necesario trasladar y realojar a las personas, trasladar artefactos históricos o reubicar entornos raros. Los ejemplos incluyen los templos de Abu Simbel (que se trasladaron antes de la construcción de la presa de Asuán para crear el lago Nasser desde el Nilo en Egipto), la reubicación de la aldea de Capel Celyn durante la construcción de Llyn Celyn. y la reubicación de Borgo San Pietro de Petrella Salto durante la construcción del lago Salto.

La construcción de un embalse en un valle generalmente necesitará que el río se desvíe durante parte de la construcción, a menudo a través de un túnel temporal o un canal de derivación.

En las regiones montañosas, los embalses a menudo se construyen ampliando los lagos existentes. A veces, en tales embalses, el nuevo nivel superior del agua excede la altura de la cuenca en uno o más de los arroyos alimentadores, como en Llyn Clywedog en el centro de Gales. En tales casos, se requieren presas laterales adicionales para contener el depósito.

Donde la topografía no se adapta bien a un solo gran embalse, se pueden construir varios embalses más pequeños en una cadena, como en el valle del río Taff, donde los embalses de Llwyn-on, Cantref y Beacons forman una cadena en el valle.

Costero
Los reservorios costeros son reservorios de almacenamiento de agua dulce ubicados en la costa del mar cerca de la desembocadura del río para almacenar el agua de la inundación de un río. Como la construcción del embalse en tierra está plagada de una sustancial inmersión de la tierra, se prefiere el embalse costero desde el punto de vista económico y técnico, ya que no utiliza una superficie terrestre escasa. Se construyeron muchos embalses costeros en Asia y Europa. Saemanguem en Corea del Sur, Marina Barrage en Singapur, Qingcaosha en China y Plover Cove en Hong Kong, etc. son pocos embalses costeros existentes.

Del lado del banco
Cuando el agua se bombea o se extrae de un río de calidad o tamaño variable, se pueden construir depósitos en la orilla para almacenar el agua. Dichos reservorios generalmente se forman en parte por excavación y en parte por la construcción de un terraplén o terraplén circundante completo, que puede exceder los 6 km (4 millas) de circunferencia. Tanto el suelo del depósito como el haz deben tener un revestimiento o núcleo impermeable: inicialmente estos estaban hechos a menudo de arcilla encharcada, pero esto generalmente ha sido reemplazado por el uso moderno de arcilla laminada.

El agua almacenada en dichos depósitos puede permanecer allí durante varios meses, durante los cuales los procesos biológicos normales pueden reducir sustancialmente muchos contaminantes y casi eliminar cualquier turbidez. El uso de embalses en las riberas también permite detener la extracción de agua durante algún tiempo, cuando el río está contaminado de manera inaceptable o cuando las condiciones de flujo son muy bajas debido a la sequía. El sistema de suministro de agua de Londres es un ejemplo del uso de almacenamiento en la orilla: el agua se toma del río Támesis y del río Lee; Varios grandes embalses del lado del Támesis, como el embalse Queen Mary, se pueden ver a lo largo del acceso al aeropuerto de Heathrow en Londres.

Servicio
Los depósitos de servicio almacenan agua potable totalmente tratada cerca del punto de distribución. Muchos reservorios de servicio se construyen como torres de agua, a menudo como estructuras elevadas sobre pilares de hormigón donde el paisaje es relativamente plano. Otros reservorios de servicio pueden ser casi completamente subterráneos, especialmente en países más montañosos o montañosos. En el Reino Unido, Thames Water tiene muchos depósitos subterráneos, a veces también llamados cisternas, construidos en el siglo XIX, la mayoría de los cuales están revestidos con ladrillos. Un buen ejemplo es el Honour Oak Reservoir en Londres, construido entre 1901 y 1909. Cuando se completó, se decía que era el reservorio subterráneo construido con ladrillos más grande del mundo y sigue siendo uno de los más grandes de Europa. Este depósito ahora forma parte de la extensión sur del Támesis Water Ring Main.

Los depósitos de servicio realizan varias funciones, incluida la garantía de una carga de agua suficiente en el sistema de distribución de agua y la capacidad de suministro de agua para igualar la demanda máxima de los consumidores, lo que permite que la planta de tratamiento funcione con una eficiencia óptima. También se pueden administrar grandes depósitos de servicio para reducir el costo de bombeo, rellenando el depósito en momentos del día en que los costos de energía son bajos.

Embalses
Folsom Lake Folsom Lake está cerca, como su nombre lo indica, de la ciudad de Folsom, que a su vez se encuentra al noreste de Sacramento, la capital del estado; la presa se puede ver desde una de las carreteras locales.
Hetch Hetchy Hetch Hetchy se encuentra al norte del valle de Yosemite, en el Parque Nacional de Yosemite. Alguna vez fue un valle no tan diferente de su vecino del sur, ahora es la ubicación de un embalse largo y bastante estrecho junto al cual hay una ruta de senderismo. El acueducto Hetch Hetchy corre subterráneo hacia el área de la bahía de San Francisco.
Lago Clementine El lago Clementine cerca de Auburn es un embalse de tamaño moderado en los profundos y estrechos cañones de esa región. Aguas arriba de un puente extremadamente alto, un sendero y un camino van hacia el embalse, el sendero va directamente debajo del puente, aunque la presa (en la foto de la pancarta) es espectacular en sí misma.
Lake Del Valle Lake Del Valle está rodeado por el Parque Regional Del Valle, que está dominado por colinas en el norte, que dan a acantilados, campos de golf, viñedos y, por supuesto, al lago, y montañas cubiertas de pinares al sur. Hay dos entradas al parque, una en el norte, desde la cual debe caminar hasta la cima de la cresta para ver el lago, y otra en el sur, que va directamente al extremo sur del lago. Arroyo Del Valle desemboca en el lago desde este extremo, aunque el nivel del agua del arroyo es inconsistente. Hay algunos campings en el extremo sur del parque.
El lago McClure y el embalse Don Pedro 6 se encuentran en las estribaciones de Sierra Nevada.
Lago Nacimiento El lago Nacimiento está cerca de su vecino el lago San Antonio, el lago San Antonio, que no debe confundirse con el otro embalse de San Antonio, también un embalse, en el este de la bahía. El lago Nacimiento es grande y hermoso, pero se encuentra en un lugar bastante remoto, no muy lejos de Paso Robles. Aparte de su gemelo cercano, que se secó casi por completo durante la sequía de la década de 2010, hay pocos puntos de interés importantes en la zona; es realmente una de las «joyas ocultas» de California. La forma del lago, cuando se ve en un mapa, se parece a la de un dragón.
Lago Oroville El lago Oroville es famoso por superar su capacidad máxima durante las inundaciones de la década de 2010 como resultado de una temporada de lluvias particularmente húmeda. Se utilizó el aliviadero de emergencia y miles de residentes de la cercana Oroville fueron evacuados. El lago en sí es uno de los embalses más grandes en las estribaciones de la Sierra.
Embalse de Los Vaqueros Embalse de Los Vaqueros entró en la «gran liga» de embalses a principios de la década de 2010 cuando se levantó su presa para dar cabida a un embalse más grande, y la marina y algunos senderos se movieron por el bien de estos cambios, que se pusieron en práctica para traer más agua al condado de Contra Costa. El lado oeste del lago y la región al norte del mismo son parte de una reserva, y hay kilómetros de caminata, aunque algunos senderos alejados del lago son bastante remotos. Al sur se encuentra el gigantesco parque eólico Altamont Pass, mientras que al este del lago están las cuevas Vasco, que contrariamente a su nombre consisten más en terreno rocoso que cuevas reales.
Embalse de San Luis El embalse de San Luis en las estribaciones orientales de la Cordillera Diablo es un gran lago rodeado por las colinas doradas del borde occidental del Valle Central, al sureste del Área de la Bahía y al este de Gilroy.
Lago Shasta El lago Shasta está cerca del monte Shasta, una de las montañas más altas del estado, en el extremo norte del Valle Central, donde las cordilleras costeras se encuentran con las cascadas.

Usos

Suministro de agua directo
Muchos embalses de ríos con represas y la mayoría de los embalses de las riberas se utilizan para suministrar agua cruda a una planta de tratamiento de agua que suministra agua potable a través de las tuberías principales. El depósito no solo retiene agua hasta que se necesita: también puede ser la primera parte del proceso de tratamiento del agua. El tiempo que se retiene el agua antes de que se libere se conoce como tiempo de retención. Esta es una característica de diseño que permite que las partículas y los sedimentos se asienten, así como el tiempo para el tratamiento biológico natural utilizando algas, bacterias y zooplancton que viven naturalmente en el agua. Sin embargo, los procesos limnológicos naturales en los lagos de clima templado producen una estratificación de la temperatura en el agua, que tiende a dividir algunos elementos como el manganeso y el fósforo en aguas anóxicas frías y profundas durante los meses de verano. En otoño e invierno, el lago se vuelve a mezclar completamente. Durante las condiciones de sequía, a veces es necesario extraer el agua fría del fondo, y los niveles elevados de manganeso en particular pueden causar problemas en las plantas de tratamiento de agua.

Hidroelectricidad
En 2005, alrededor del 25% de las 33.105 represas grandes del mundo (de más de 15 metros de altura) se utilizaron para energía hidroeléctrica. Estados Unidos produce el 3% de su electricidad a partir de 80.000 represas de todos los tamaños. Se está llevando a cabo una iniciativa para modernizar más represas como un buen uso de la infraestructura existente para proporcionar a muchas comunidades más pequeñas una fuente de energía confiable. Un reservorio que genera hidroelectricidad incluye turbinas conectadas al cuerpo de agua retenida por tuberías de gran diámetro. Estos grupos electrógenos pueden estar en la base de la presa o a cierta distancia. En un valle fluvial plano, un depósito debe ser lo suficientemente profundo como para crear una cabeza de agua en las turbinas; y si hay períodos de sequía, el depósito debe contener suficiente agua para promediar el caudal del río a lo largo de los años. La hidroeléctrica de pasada en un valle escarpado con flujo constante no necesita reservorio.

Algunos reservorios que generan energía hidroeléctrica usan recarga por bombeo: un reservorio de alto nivel se llena con agua usando bombas eléctricas de alto rendimiento en momentos en que la demanda de electricidad es baja, y luego usa esta agua almacenada para generar electricidad liberando el agua almacenada en un nivel bajo. embalse cuando la demanda de electricidad es alta. Estos sistemas se denominan esquemas de almacenamiento por bombeo.

Control de las fuentes de agua
Los embalses se pueden utilizar de diversas formas para controlar cómo fluye el agua a través de las vías fluviales aguas abajo:

Suministro de agua corriente abajo: el agua puede liberarse de un depósito en las tierras altas para que pueda extraerse para beber agua más abajo del sistema, a veces cientos de millas río abajo.
Riego: el agua de un embalse de riego se puede verter en redes de canales para su uso en tierras de cultivo o sistemas de agua secundarios. El riego también puede estar respaldado por embalses que mantienen los caudales de los ríos, lo que permite extraer el agua para el riego más abajo del río.
Control de inundaciones: también conocido como reservorios de «atenuación» o «equilibrio», los reservorios de control de inundaciones recolectan agua en épocas de lluvia muy alta y luego la liberan lentamente durante las siguientes semanas o meses. Algunos de estos embalses se construyen a lo largo de la línea del río, con el flujo hacia adelante controlado por una placa de orificio. Cuando el caudal del río excede la capacidad de la placa de orificio, el agua se acumula detrás de la presa; pero tan pronto como se reduce el caudal, el agua detrás de la presa se libera lentamente hasta que el depósito se vacía nuevamente. En algunos casos, estos embalses solo funcionan unas pocas veces en una década, y la tierra detrás del embalse puede desarrollarse como terreno comunitario o recreativo. Se está desarrollando una nueva generación de represas de equilibrio para combatir las posibles consecuencias del cambio climático. Se les llama »
Canales: cuando el agua de un curso de agua natural no está disponible para ser desviada a un canal, se puede construir un depósito para garantizar el nivel del agua en el canal: por ejemplo, cuando un canal sube a través de esclusas para cruzar una cadena de colinas.
Recreación: se puede liberar agua de un embalse para crear o complementar las condiciones de aguas bravas para el kayak y otros deportes de aguas bravas. En los ríos de salmónidos se realizan lanzamientos especiales (en Gran Bretaña llamados freshets) para fomentar los comportamientos de migración natural en los peces y proporcionar una variedad de condiciones de pesca para los pescadores.

Equilibrio de flujo
Los embalses se pueden utilizar para equilibrar el flujo en sistemas altamente administrados, absorbiendo agua durante los flujos altos y liberándola nuevamente durante los flujos bajos. Para que esto funcione sin bombeo se requiere un control cuidadoso de los niveles de agua mediante aliviaderos. Cuando se acerca una tormenta importante, los operadores de la presa calculan el volumen de agua que la tormenta agregará al depósito. Si el agua de lluvia pronosticada sobrellenará el depósito, el agua saldrá lentamente del depósito antes y durante la tormenta. Si se hace con suficiente tiempo de anticipación, la tormenta mayor no llenará el depósito y las áreas río abajo no experimentarán caudales dañinos. Los pronósticos meteorológicos precisos son esenciales para que los operadores de presas puedan planificar correctamente las reducciones antes de un evento de lluvia intensa. Los operadores de represas culparon a un pronóstico meteorológico defectuoso de las inundaciones de Queensland de 2010-2011. Ejemplos de embalses altamente gestionados son la presa Burrendong en Australia y el lago Bala (Llyn Tegid) en el norte de Gales. El lago Bala es un lago natural cuyo nivel fue elevado por una presa baja y en el que el río Dee fluye o descarga según las condiciones de flujo, como parte del sistema de regulación del río Dee. Este modo de operación es una forma de capacitancia hidráulica en el sistema fluvial.

Recreación
Muchos embalses suelen permitir algunos usos recreativos, como la pesca y la navegación. Pueden aplicarse reglas especiales para la seguridad del público y para proteger la calidad del agua y la ecología del área circundante. Muchos embalses ahora apoyan y fomentan la recreación menos formal y menos estructurada, como la historia natural, la observación de aves, la pintura de paisajes, caminatas y caminatas, y a menudo proporcionan paneles de información y material de interpretación para fomentar el uso responsable.

Operación
El agua que cae en forma de lluvia aguas arriba del depósito, junto con el agua subterránea que emerge como manantial, se almacena en el depósito. Cualquier exceso de agua se puede derramar a través de un aliviadero diseñado específicamente. El agua almacenada se puede canalizar por gravedad para su uso como agua potable, para generar energía hidroeléctrica o para mantener los caudales de los ríos para apoyar los usos aguas abajo. Ocasionalmente, los embalses pueden manejarse para retener agua durante eventos de lluvia alta para prevenir o reducir las inundaciones río abajo. Algunos reservorios admiten varios usos y las reglas de operación pueden ser complejas.

La mayoría de los reservorios modernos tienen una torre de extracción especialmente diseñada que puede descargar agua del reservorio a diferentes niveles, tanto para acceder al agua cuando el nivel del agua baja, como para permitir que se descargue agua de una calidad específica en el río aguas abajo como «compensación agua «: los operadores de muchos embalses de tierras altas o en el río tienen la obligación de liberar agua en el río río abajo para mantener la calidad del río, apoyar la pesca, mantener los usos industriales y recreativos río abajo o para una variedad de otros fines. Estas emisiones se conocen como agua de compensación.

Terminología
Las unidades utilizadas para medir las áreas y los volúmenes de los embalses varían de un país a otro. En la mayor parte del mundo, las áreas de embalses se expresan en kilómetros cuadrados; en los Estados Unidos, los acres se utilizan comúnmente. En cuanto al volumen, se utilizan ampliamente metros cúbicos o kilómetros cúbicos, y en los EE. UU. Se utilizan acres-pie.

La capacidad, el volumen o el almacenamiento de un reservorio generalmente se divide en áreas distinguibles. El almacenamiento muerto o inactivo se refiere al agua en un reservorio que no puede drenarse por gravedad a través de las obras de salida de una presa, aliviadero o toma de la planta de energía y solo se puede bombear. El almacenamiento muerto permite que los sedimentos se asienten, lo que mejora la calidad del agua y también crea un área para los peces durante los niveles bajos. El almacenamiento activo o vivo es la parte del embalse que se puede utilizar para el control de inundaciones, la producción de energía, la navegación y las descargas aguas abajo. Además, la «capacidad de control de inundaciones» de un embalse es la cantidad de agua que puede regular durante una inundación. La «capacidad de recarga» es la capacidad del depósito por encima de la cresta del aliviadero que no se puede regular.

En los Estados Unidos, el agua por debajo del nivel máximo normal de un embalse se denomina «piscina de conservación».

En el Reino Unido, «nivel superior del agua» describe el estado lleno del depósito, mientras que «completamente extraído» describe el volumen mínimo retenido.

Modelado de la gestión de yacimientos
Existe una amplia variedad de software para modelar yacimientos, desde las herramientas especializadas de gestión del programa de seguridad de presas (DSPMT) hasta el relativamente simple WAFLEX, hasta modelos integrados como el sistema de evaluación y planificación del agua (WEAP) que colocan las operaciones del yacimiento en el contexto del sistema. -amplias demandas y suministros.

La seguridad
En muchos países, los grandes embalses están estrictamente regulados para tratar de prevenir o minimizar las fallas de contención.

Si bien gran parte del esfuerzo se dirige a la presa y sus estructuras asociadas como la parte más débil de la estructura general, el objetivo de dichos controles es evitar una liberación incontrolada de agua del embalse. Las fallas de los embalses pueden generar enormes aumentos en el flujo por el valle de un río, con el potencial de arrasar ciudades y pueblos y causar una pérdida considerable de vidas, como la devastación que siguió a la falla de la contención en Llyn Eigiau que mató a 17 personas (ver también Lista de fallas de presas)

Un caso notable de embalses que se utilizaron como instrumento de guerra fue el de la incursión de Dambusters de la Real Fuerza Aérea Británica en Alemania en la Segunda Guerra Mundial (nombre en código «Operación Chastise»), en la que se seleccionaron tres presas de embalses alemanas para romperlas con el fin de dañar a Alemania. infraestructura y capacidades de fabricación y energía derivadas de los ríos Ruhr y Eder. El impacto económico y social se derivó de los enormes volúmenes de agua previamente almacenada que barrieron los valles y causaron destrucción. Esta incursión más tarde se convirtió en la base de varias películas.