estudio de hidrologÍa-drenaje

7/28/2019 estudio de hidrologa-drenaje

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ESTUDIO HIDROLOGICO

1.00.00 INTRODUCCINEl presente informe de hidrologa contiene los anlisis efectuados de acuerdo a

la informacin hidrometeorolgica existente en la cuenca y cuencas aledaas

que puedan ser utilizados; los resultados obtenidos permiten establecer el

comportamiento hdrico de la cuenca del ro Totora Pampa y el Riachuelo

Pacchapata y estos desembocan en el Rio Atoccmarca, que son requeridos parael estudio del drenaje urbano.

Para la generacin de los hietogramas de precipitacin total se har uso de las

ecuaciones del IILA SENAMHI UNI, para cada una de las subcuencas,

teniendo en cuenta los parmetros segn la altura media de cada una de las

subcuencas de drenaje inmersas dentro de la cuenca de estudio. Luego ser

necesario determinar el hidrograma unitario mediante la metodologa propuesta

por el USDA NRCS (Servicio de Conservacin de recursos naturales), para

luego realizar la convulucion con el hieetograma de precipitacin efectiva, lo

cual permitir la obtencin final del hidrograma de mximas avenidas en el punto

de aforo.

Cabe mencionar que se utiliza la tcnica del IILA SENAMHI UNI debido a la

escasez de datos de precipitacin en el rea de influencia de la cuenca de

estudio.


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1.01.00 OBJETIVOS DEL ESTUDIO

El presente Estudio, en el Captulo de Hidrologa, persigue alcanzar los

siguientes objetivos:

El hidrolgico para el drenaje urbano, se pretende determinar la

Avenida mxima que afectara el rea de influencia, lo cual permitir seleccionar

la seccin transversal a usar en los conductos del drenaje pluvial en las distintas

avenidas donde se va a considerar tambin la pavimentacin de las calles del

distrito de Huachocolpa.

1.02.00 UBICACIN DEL PROYECTO

Uno de los accesos al Distrito de Huachocolpa desde la ciudad de Huancavelica(capital del Departamento de Huancavelica) es a travs del nico eje vial

existente: Huancavelica-Abra Chonta-Huachocolpa, un recorrido de 77 Km. de

carretera. El tipo de va desde Huancavelica hasta el Distrito de Huachocolpa

es un camino carrozable en mal estado de conservacin.

Sin embargo, la prestacin de servicios de transporte es deficiente, slo se

abastece con un mnibus en mal estado, que no presta un adecuado servicio ni

las garantas necesarias. El tiempo que demora para recorrer el tramo es decinco horas.

El otro acceso al Distrito de Huachocolpa desde la ciudad de Lircay (capital de la

Provincia de Angares) es a travs del nico eje vial existente: Lircay-

Uchcupampa-Ingenio-Huachocolpa, un recorrido de40 Km. de carretera, el tipo

de va desde Lircay-Uchcupampa Afirmadade 6 Km. y Uchcupampa-

Huachocolpa de 34 Km. trocha carrozable en mal estado de conservacin.

UBICACIN POLTICA

Regin : Huancavelica

Provincia : Huancavelica

Distrito : Huachocolpa

Localizacin : Huachocolpa


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Los lmites del Distrito de Huachocolpa quedan determinados de la siguiente

manera:

Por el Norte con los Distrito de Huancavelica

Por el Sur con los Distrito de Pilpichaca.

Por el Este con el Distrito de Ccochaccasa y Lircay. Por el Oeste con el Distrito de Santa Ana.

UBICACIN GEOGRFICA

El Distrito de Huachocolpa polticamente se encuentra ubicado al sur del Distrito

de Huancavelica en la Provincia y Departamento de Huancavelica.

Geogrficamente se encuentra ubicado:

Longitud Oeste : 745642 respecto al Meridiano de Greenwich.

Latitud Sur : 130143 respecto a la Lnea Ecuatorial.

EXTENSIN Y ALTITUD:

La superficie del distrito es de 336.28 Km2, la densidad poblacional es de 10.07

habitantes/ Km2.

El distrito se encuentra ubicado entre los 3,680 m.s.n.m., siendo el punto

ms bajo en el ro Huachocolpa en el lmite entre los Distritos de Ccochaccasa y

Lircay; la capital Distrital se encuentra a 3,996 m.s.n.m y la parte ms alta el

cerro Ojuicollpapata que se ubica en los 5,133 m.s.n.m., en el lmite con el

Distrito de Santa Ana.

El ro Totora Pampa y el Riachuelo Pacchapata se originan parcialmente en las

alturas del distrito de Huachocolpa donde se ubican nevados y donde dan inicio

a la cuenca as como el aporte aguas subterrneas que se encuentran en su

recorrido y ambos desembocan en el rio Atoccmarca y con esto hace el rio denombre Huachocolpa.

La cuenca del ro Totora Pampa se encuentra ubicada entre los 74 56 57 de

Longitud Oeste y los 13 01 50 de Latitud Sur que es el punto mas bajo del rio

que se ubica llegando al Centro Poblado de Huachocolpa a una altura de 4002

msnm y 75 01 54 de Longitud Oeste y los 13 05 24 de Latitud Sur que es el

punto mas alto con una altura de 5001 msnm, aguas arriba el ro se denomina

Escalera desde 4,457 msnm.


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2.00.00 INFORMACION DE LA CUENCA PRINCIPAL2.02.00 CLIMA Y PRECIPITACIN

El clima es templado-fro. La temperatura media anual es de 11C; latemperatura mnima se registra entre los meses de Mayo a Junio fluctuando

entre -1C a -16C. Esta zona se caracteriza por las abundantes precipitaciones

estacionales que tienen lugar entre los meses de Enero a Abril, que llegan a

alcanzar un promedio de 800 mm. Anuales. Adems de todo lo mencionado aqu

se acentan las heladas.

2.03.00 COEFICIENTES DE ESCORRENTA

El valor del coeficiente de escorrenta ser seleccionado en funcin de las

caractersticas fisiogrficas del terreno en el rea tributaria.

La determinacin exacta del coeficiente de escorrenta es complicado, debido a

que esta sujeto a variaciones por transformaciones artificiales de la superficie,

tales como :

reas construidas

Calles asfaltadas

Deforestacin

2.03.01. REAS DE INFLUENCIA O REAS TRIBUTARIAS.

El rea de influencia est definida por la distribucin de la escorrenta en funcin de la

captacin de flujo, as como las posibilidades de desalojo, por lo que se hace necesario

determinar las direcciones superficiales de flujo. As como tambin el sistema de colectores

propuestos en el proyecto: definidos estos elementos y en base a ellos se puede definir las

reas de influencia del proyecto tomando como criterio que calle drena un rea especifica.


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3.00.00 ANLISIS HIDROLGICO3.01.00 INFORMACIN BSICA

La informacin bsica que se ha utilizado para la elaboracin del anlisis

hidrolgico es la siguiente:

3.01.01 INFORMACIN CARTOGRFICA

Se utiliz la siguiente informacin:

Carta Nacional proporcionada por el Instituto Geogrfico Nacional (IGN), a

escala 1:100 000

Imgenes Satelitales proporcionados por el Google Earth.

Plano de Planteamiento hidrulico

3.01.02 DESCRIPCIN DE LOS COLECTORES

El Sistema de Colectores de Drenaje Pluvial estn constituidos por los siguientes colectores:

1. Colector 1- Zona Centrica de Huacocolpa

Av. Huancavelica

Calle comercio

Psje Totoqasa

28 de Julio

Miraflores

2. Colector 2- 28 de Junio


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28 de Junio

3. Colector 3- Psje Independencia

Plaza principal

Tupac amaru Psje Independencia

4. Colector 4- Jr. Porvenir

Jr. Porvenir

5. Colector 5 Salida a Lircay

Salida a Lircay

Caractersticas principales de la cuenca.

Tabla N 01

Los tiempos de concentracin de la Tabla N 01, fueron obtenidos teniendo encuenta la formula de Kirpich:

385.03

cH

L0195.0t

Donde: L: longitud del curso principal (m) y

H diferencia de alturas entre la cota ms alta y la cota ms baja (m), del cauce

principal de cada una de las subcuencas en estudio.

El tiempo de retraso se puede estimar mediante el tiempo de concentracin con

la siguiente relacin

Lag time= 0.6 Tc

Donde:

Lag time = tiempo de retraso, en min.

Tc= tiempo de concentracin, en min.

SUBCUENCA rea (Km2) Permetro (Km)Cota mas

alta (msnm)Cota mas

baja (msnm)

Longitud delcurso principal

(m)

Tiempo deconcentracin

(min)

Tiempo deretraso (min)


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3.01.03 INFORMACIN HIDROMETEOROLOGICA

No existe informacin hidrometeorlogica en la zona de estudio, es por esta

razn que se opt por trabajar con la tcnica del IILA SENAMHI UNI, el mismo

que permitir generar en primer trmino los hietogramas de precipitacin total dediseo para cada una de las 08 subcuencas en estudio, para una duracin de 24

horas, a partir del cual se podr obtener finalmente los hidrogramas de mximas

avenidas para diferentes periodos de retorno.

3.01.04 INFORMACIN HIDROMTRICA

No se registraron informacin correspondiente a caudales en la zona de estudio.

La informacin no es accesible al publico.

3.01.05 DETERMINACIN DEL CAUDAL DE MXIMAS AVENIDAS PARA LA

CUENCA PRINCIPAL.

Para la determinacin del caudal de mximas avenidas para los periodos de

retorno de 50 aos, se seguir el procedimiento descrito a continuacin:

1. Primero se determinar los hietogramas de precipitacin total a partir de las

ecuaciones del IILA SENAMHI UNI para una duracin de 24 horas con unintervalo de tiempo de 1 hora, y el mtodo de bloques alternos propuesto por

Ven Te Chow para los periodos de retorno de 10, 15, 20, 50, 100.

Las ecuaciones a utilizar son las siguientes:

Para duraciones menores a 3 horas.

Para duraciones entre 3 y 24 horas.

Donde: i: intensidad de lluvia (mm/hr)a: parmetro de intensidad (mm)

K: parmetro de frecuencia (adimensional)

b: parmetro (hora), b = 0.4.

n: parmetro de duracin (adimensional)

t: duracin (hora)

1, )log1(

nrrt tTKaTI

1, ))(log1(

nrrt btTKaTI


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Parmetros regionales IILA SENAMHI UNI de cada una de las 08 subcuencas

Tabla N 02

Descripcin

Parmetros IILA SENAMHI UNI Region5

123

a = 9.2 K n

Huachocolpa 9.2 0.553 0.353

En el Cuadro, se muestran los resultados para las intensidades mximas

generadas para periodos de retorno iguales a 10, 15, 20, 50, 100, 200, 500 y

1000 aos, para una duracin de 24 horas, considerando un intervalo de tiempo

de 1 hora, aplicando la ecuacin del IILA SENAMHI UNI.

D

(hr) 10 15 20 50 100 200 500 1000

1.00 11.49 12.21 12.72 14.35 15.58 16.82 18.45 19.68

2.00 8.11 8.62 8.98 10.13 11.00 11.87 13.01 13.88

3.00 6.47 6.88 7.17 8.08 8.78 9.47 10.39 11.08

4.00 5.83 6.19 6.45 7.28 7.90 8.53 9.35 9.98

5.00 5.04 5.36 5.58 6.30 6.84 7.38 8.09 8.64

6.00 4.48 4.76 4.96 5.60 6.08 6.56 7.19 7.67

7.00 4.06 4.31 4.49 5.07 5.50 5.94 6.51 6.95

8.00 3.72 3.95 4.12 4.65 5.05 5.44 5.97 6.37

9.00 3.45 3.66 3.82 4.31 4.68 5.05 5.53 5.90

10.00 3.22 3.42 3.57 4.02 4.37 4.71 5.17 5.51

11.00 3.03 3.22 3.35 3.78 4.11 4.43 4.86 5.18

12.00 2.86 3.04 3.17 3.57 3.88 4.19 4.59 4.90

13.00 2.72 2.89 3.01 3.39 3.69 3.98 4.36 4.65

14.00 2.59 2.75 2.87 3.24 3.51 3.79 4.16 4.44

15.00 2.48 2.63 2.74 3.09 3.36 3.63 3.98 4.24

16.00 2.38 2.53 2.63 2.97 3.22 3.48 3.81 4.07

17.00 2.28 2.43 2.53 2.85 3.10 3.34 3.67 3.91

18.00 2.20 2.34 2.44 2.75 2.99 3.22 3.53 3.77

19.00 2.13 2.26 2.35 2.66 2.88 3.11 3.41 3.64

20.00 2.06 2.19 2.28 2.57 2.79 3.01 3.30 3.52

21.00 1.99 2.12 2.21 2.49 2.70 2.92 3.20 3.41

22.00 1.93 2.06 2.14 2.42 2.62 2.83 3.10 3.31

23.00 1.88 2.00 2.08 2.35 2.55 2.75 3.02 3.22

24.00 1.83 1.94 2.02 2.28 2.48 2.67 2.93 3.13

Tr (aos)


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En los Cuadros N 02, se muestra los clculos para la determinacin del

Hietograma de precipitacin total, obtenido mediante el mtodo del bloque

alterno para un tiempo de retorno de 50 aos.

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

18.00

0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00 24.00

i(mm/hr)

Duracion (hr

CURVAS IDF

Tr = 50 aos Tr = 100 aos Tr = 20 aos Tr = 200 aos


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Cuadro No 02

DURACION INTENSIDAD PROFUNDIDAD PROFUNDIDAD TIEMPO PRECIPITACION

ACUMULADA INCREMENTAL

(hr) (mm/hr) (mm) (mm) (min) (mm)

1 14.35 14.35 14.35 0-1 0.84

2 10.13 20.25 5.90 1-2 0.89

3 8.08 24.25 4.00 2-3 0.95

4 7.28 29.11 4.86 3-4 1.03

5 6.30 31.49 2.39 4-5 1.12

6 5.60 33.59 2.09 5-6 1.23

7 5.07 35.47 1.88 6-7 1.38

8 4.65 37.18 1.71 7-8 1.58

9 4.31 38.76 1.58 8-9 1.88

10 4.02 40.22 1.47 9-10 2.39

11 3.78 41.60 1.38 10-11 4.00

12 3.57 42.90 1.30 11-12 14.35

13 3.39 44.13 1.23 12-13 5.90

14 3.24 45.30 1.17 13-14 4.86

15 3.09 46.41 1.12 14-15 2.09

16 2.97 47.48 1.07 15-16 1.71

17 2.85 48.51 1.03 16-17 1.47

18 2.75 49.50 0.99 17-18 1.30

19 2.66 50.45 0.95 18-19 1.17

20 2.57 51.37 0.92 19-20 1.07

21 2.49 52.27 0.89 20-21 0.99

22 2.42 53.13 0.87 21-22 0.92

23 2.35 53.97 0.84 22-23 0.87

24 2.28 54.79 0.82 23-24 0.82

HIETOGRAMA DE PRECIPITACION TOTAL DE DISEO Tr = 50 aos

UTILIZANO EL METODO DE BLOQUES ALTERNOS

0

2

4

6

8

10

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Precipitacion(mm

)

Tiempo (min)

HIETOGRAMA DE PRECIP ITACION TOTAL Tr = 50 aos


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2. Para la determinacin de los hietograma de precipitacin efectiva, se har

uso del mtodo del SCS para abstracciones USDA NRCS, el mismo que

permitir determinar las abstracciones, obtenidas a partir del hietograma de

precipitacin total obtenida anteriormente, considerando las siguientes

formulaciones matemticas:

101000

CN

S

Donde: S: Abstraccin potencial mxima.

CN: Numero de curva.

Para la cuenca del Ro, se tiene la Tabla N 03, donde se presenta el

resumen para la eleccin del numero de curva, teniendo en cuenta la

fotografa area obtenida del programa Google Earth.

En la eleccin del valor de CN para la cuenca del ro Larcay se tuvo en

cuenta sus caractersticas propias de valle interandino, con depresiones

angostas de profundidades variables que cortan al altiplano , donde se

observa que el 95% del rea de la cuenca se encuentra sobre los 3200

msnm. Estando constituido en mayor parte por reas cubiertas de pastos

naturales lo cual se puede comprobar a travs de fotografa area obtenida

del programa Google Earth


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Tabla No 03

La precipitacin efectiva se calcula, mediante la siguiente formula, considerando condicin

de humedad antecedente tipo II (normal).

SP

SPPe

8.0

)2.0( 2

La abstraccin inicial aI y la continuada aF se calculan a travs de las siguientes

formulas:

SIa 2.0 ,SIP

IPSF

a

aa

)(

3. Para la determinacin del hidrograma unitario se hace uso de la formulacin propuesta por el

USDA NRCS de los EEUU, el mismo que propone lo siguiente:

- Tiempo de retraso: cp tt 6.0

- Tiempo al pico: pp tt

T

2

- Caudal pico:p

pT

Aq

08.2 ; A: (km2), :pT hrs, :pq (m3/s/cm)

Donde:

:ct Tiempo de concentracin, obtenido de la Tabla N 01

:t Intervalo de tiempo obtenido como un 29% del tiempo de retraso.

4. Para el transito de avenidas se utiliza la metodologa de Muskingum que se usa comnmente

para manejar relaciones caudal-almacenamiento variables. Este mtodo modela el

almacenamiento volumtrico de crecientes de un canal de un ro mediante la combinacin

del almacenamiento cua y prisma.

Descripcin

Uso de la

tierra

Condicin

Hidrolgica

Grupo

Hidrolgico

Condicin deHumedad

Antecedente

Nmero de

curva Ia= 0.2S

ELECCIN DEL NUMERO DE CURVA


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El almacenamiento (S) en un tramo del cauce puede descomponerse en dos partes:

Almacenamiento en prisma, que seria proporcional al caudal de salida (O) y almacenamiento

en cua, que seria funcin de la diferencia entre el caudal de entrada y el de salida (I-O), ya

que cuanto mayor sea esa diferencia, ms pronunciada ser la cua.

).(..

OIXKSOKS

cua

prisma

El almacenamiento total es por consiguiente la suma de los dos componentes,

OXXIKS )1(

Donde :

S= almacenamiento en el tramo considerado de un cauce

I= caudal de entrada en ese tramo

O= caudal de salida de ese tramo

K,X= constantes para ese tramo de cauce

Aplicamos la ecuacin a dos incrementos de tiempo consecutivo:

11

)1( OXXIKS

22

)1( OXXIKS


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4.00.00 MODELACION HIDROLOGICA CON HEC-HMS1. MODELAMIENTO DE LA CUENCA


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2. HIETOGRAMA DE DISEO PARA TR= 50 AOS

3. ELECCION DE LOS METODOS DE DISEO


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4. INGRESO DE DATOS DE CADA UNA DE LAS SUBCUENCAS

A) PARA EL CASO DE LA SUBCUENCA DEL RIO TOTORA PAMPA


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*Se procedi el ingreso de datos de cada una de las subcuencas de la misma manera.

5. RESULTADOS:

5.1. Hidrograma en La subcuenca Del Rio Totora Pampa


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5.2. Hidrograma en La subcuenca del Riachuelo 1

5.3. Hidrograma generado en La unin A


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5.4. Hidrograma generado en la unin B

5.5. Hidrograma generado en la unin C, en la salida de la cuenca


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5.6. Resumen global de los resultados

5.00.00 CONCLUSIONES El caudal de mximas avenidas para un tiempo de retorno de 50 aos en el punto

de aforo en la zona de confluencia en subcuencas del ro Totoro Pampa con elro Riachuelo (Union A) es de 101.9 m3/seg.

El caudal de mximas avenidas para un tiempo de retorno de 50 aos en el punto

de aforo en la zona de confluencia de los Tramos, es de 33.7 m3/seg.


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6.00.00 ANEXOS


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