GOBIERNO REGIONAL PIURA GERENCIA REGIONAL DE INFRAESTRUCTRA UNIDAD FORMULADORA “MEJORAMIENTO DE CARRETERA VECINAL Nº511 TRAMO: PUENTE PARAJE – MONTERO, DISTRITO DE MONTERO - PROVINCIA DE AYABACA” ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO ING. ENRIQUE CASTRO MERCADO ORIGINALL
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GOBIERNO REGIONAL PIURAGERENCIA REGIONAL DE INFRAESTRUCTRA
UNIDAD FORMULADORA
“MEJORAMIENTO DE CARRETERA VECINAL Nº511 TRAMO: PUENTE PARAJE – MONTERO, DISTRITO DE MONTERO -
PROVINCIA DE AYABACA”
ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO
ING. ENRIQUE CASTRO MERCADO
PIURA - 2009
ORIGINAL
MEJORAMIENTO DE CARRETERA VECINAL N° 511 TRAMO PUENTE PARAJE – MONTERO, DISTRITO DE MONTERO - PROVINCIA DE AYABACA
INDICE DE CONTENIDO
1. GENERALIDADES2. EVALUACION DE ESTUDIOS ANTERIORES3. VISITA DE CAMPO Y RECONOCIMIENTO DE ZONA DEL PROYECTO4. RECOLECCION Y ANALISIS DE INFORMACION METEOTOLOGICA5. CARACTERIZACION HIDROLOGICA DE LA CUENCA6. SELECCIÓN DE METODOS DE ESTIMACION DE CAUDALES DE DISEÑO7. ESTIMACION DE CAUDALES MAXIMOS DE DISEÑO POR: METODO RACIONAL E
HIDROGRAMA UNITARIO TRIANGULAR7.1 ESTIMACION DE LA FRECUENCIA DE RECURRENCIA7.2 ESTIMACION DE LA INTENSIDAD DE LA PRECIPITACION7.3 ESTIMACION DE LA INTENSIDAD METODO FACTOR FRECUENCIA7.4 ESTIMACION DE LA ECUACIONES PARAMETRICAS INTENSIDAD-FRECUENCA-
DURACION7.5 ESTIMACION DE LA TORMENTA DE DISEÑO7.6 ESTIMACION DEL AREA DE CUENCA7.7 ESTIMACION DE TIEMPO DE CONCENTRACION7.8 ESTIMACION DE LA INTENSIDAD DE DISEÑO7.9 ESTIMACION DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTIA7.10 ESTIMACION DE LA ESCORRENTIA SUPERFICIAL DE DISEÑO METODO RACIONAL7.11 CARACTERISTICAS DEL HIDROGRAMA TRIANGULAR7.12 ESTIMACION DE LA PRECIPITACION EFECTIVA7.13 TRANSITO DE AVENIDA Y CAUDAL MÁXIMO DE AVENIDA
8. EVALUACION DE LA ESTIMACION DEL CAUDAL DE DISEÑO9. SELECCIÓN DE SECCIONES TRANSVERSALES DEL CAUCE
9.1 DETERMINACION DEL ANCHO ESTABLE DEL CURSO DE AGUA9.2 DETERMINACION DE LAS CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DEL RIO9.3 DETERMINACION DE LAS PROFUNDIDADES DE SOCAVACION GENERAL
10. EVALUACION DE LOS PARAMETROS HIDRAULICOS DETERMINADOS11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES12. ANEXOS
12.1 PANEL FOTOGRAFICO12.2 INFORMACION PLUVIOMETRICA ESTACION PARAJE GRANDE PROPORCIONADA POR LA
DEPECHP12.3 INFORMACION PLUVIOGRAFICA ESTACION MONTERO PROPORCIONADA POR LA
DEPECHP12.4 RELACION DE ESTACIONES METEOROLOGICAS Y OBSERVATORIOS PLUVIOMETRICOS
EN LA REGION PIURA 12.5 LAMINA DE UBICACIÓN DE ESTACIONES HIDROMETRICAS Y PLUVIOMETRICAS EN EL
DEPARTAMENTO DE PIURA12.6 PLANOS DE DELIMITACION DE SUB CUENCAS Y MICROCUENCAS
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ESTUDIO HIDROLÓGICO E HIDRÁULICO DE CARRETERA VECINAL N° 511 PUENTE PARAJE - MONTERO
1.0 GENERALIDADES
El distrito de Montero, así como toda la región norte de nuestro país, ha padecido por la ocurrencia de dos fenómenos del Niño (durante los últimos 20 años), que han sido de gran magnitud y, han dejado consecuencias graves: saldos de pérdidas de vidas humanas y, pérdidas económicas en los distintos rubros de la actividad regional. Uno de los sectores, que mayores efectos negativos presenta, a raíz de los fenómenos, es el sector transporte que presenta la destrucción de carreteras y puentes.
Específicamente la ciudad de Montero, cuenta con esta vía que es de carácter vecinal, comunica a los distritos de Montero; Jililí, Sícchez, Paimas y Ayabaca; dadas las condiciones actuales en las que se encuentra dicha vía, los niveles de transitabilidad vehicular son muy bajos.
Hacia el año 1998, durante la ocurrencia del fenómeno, colapsaron puentes, alcantarillas y tramos carreteros; en al caso de la ciudad de Montero una de las zonas críticas de este tramo carrozable, con sus respectivas obras de Arte existentes, se ubica en el tramo N° 511 PUENTE PARAJE – MONTERO AYABACA. Posterior a la ocurrencia del fenómeno de El Niño en el año 1998 y, de acuerdo a determinadas investigaciones se concluyó que, un gran número de las estructuras de drenaje menor, en las carreteras de la costa norte del país, fallaron o colapsaron porque el análisis hidrológico no tuvo una cobertura apropiada o, en el peor de los casos no se efectuó. La mayor parte de los drenajes resultaron rebasados por el considerable volumen de agua que transportaban las escorrentías superficiales, indicador que señala el sub dimensionamiento de las obras de arte.
En las zonas donde se realizaron estudios hidrológicos y, el caudal de la quebrada desbordo sobre la pista, el sub dimensionamiento obedecía un manejo inadecuado de la información pluviométrica, relacionado al análisis de frecuencia y al desconocimiento del concepto de riesgo permisible que la estructura falle en cualquier momento.
2.0 EVALUACIÓN DE ESTUDIOS SIMILARES
Se ha investigado en las distintas instituciones públicas como las municipalidades de Montero, Ayabaca y la Gerencia Sub Regional Luciano Castillo Colonna, que ha excepción del estudio hidrológico ejecutado a nivel de perfil, no existe otro estudio de de esta naturaleza en la zona del proyecto, que permita realizar un análisis de la información histórica de precipitaciones y tormentas que serviría de gran utilidad para el presente estudio.
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Con respecto al estudio hidrológico realizado a nivel de perfil, se puede indicar que el registro de tormentas más significativas es muy corto, solo de cuatro años, los resultados las descargas de las quebradas no son consistentes, asimismo no se indica a que estación meteorológica pertenece la información pluviográfica, de hecho no pertenece a la Estación Paraje Grande, dado que en ella solo existe pluviómetro.
3.0 VISITA DE CAMPO Y RECONOCIMIENTO DE ZONA DEL PROYECTO
Se ha efectuado un trabajo de reconocimiento del Tramo Nº 511 Puente Paraje – Montero , la cual se ubica en la margen izquierda del río Quiroz, se encuentra actualmente a nivel de trocha carrozable, su longitud es de 13.811 Km., comprobándose que la superficie de rodadura está en muy mal estado, haciendo difícil el traslado de personas y productos a lo largo de la misma, es preciso señalar que esta vía une a los Centros Poblados de Quebrada de Agua, Casa Blanca, Los Horcones, San Francisco, Pueblo Nuevo, San Antonio y Montero del distrito de Montero, Provincia de Ayabaca, Departamento de Piura. Se ha recabado información sobre la naturaleza vegetal, las principales depresiones naturales, la relación del suelo con su impermeabilidad, siendo de gran utilidad para la determinación de los parámetros morfológicos de las cuencas.
Se ha efectuado consultas con instituciones públicas y/o privadas que de alguna manera puedan contribuir con el desarrollo del presente trabajo: Oficina de Defensa Civil y de Infraestructura de la Municipalidad de Montero, Servicio Nacional de Meteorología e Hidrológica, Instituto Geográfico Nacional, Dirección Ejecutiva de Proyecto Especial Chira Piura.
Es necesario indicar que por esta vía se trasladan diversos tipos de usuarios: los residentes de la zona y, que por diferentes motivos (estudio, trabajo, salud, comercio, producción etc.), precisan trasladarse por ésta vía; así también están los conductores, trabajadores de las diferentes instancias públicas, privadas, empresarios, comerciantes, productores, transportistas, etc.
El ingreso a esta zona se efectúa partiendo de Sullana, a través de la carretera asfaltada Panamericana Norte, con dirección a la localidad de las Lomas hasta el cruce Sajinos y, posteriormente una carretera asfaltada hasta la localidad de Paimas, para finalmente arribar por medio de una carretera afirmada al Puente Paraje, punto 0 de inicio del Proyecto (Km. 0+000), para luego recorrer 13.811km. de trocha carrozable y llegar a la localidad de Montero punto final del Proyecto (Km. 13+811).
La ubicación geográfica de Montero es hacia el Oeste de la ciudad de Ayabaca entre las coordenada 79°49’33” de longitud oeste y 04°37’19” de latitud sur, los puntos de interés se encuentran ubicados en el flanco derecho de la estribación andina (conformada por los cerro Mira, Jorge, Pichandul, Nogal, Santa Cruz,etc), paralela a la quebrada de Marmas entre los 555 y 1075 msnm, las características principales de las cuencas son sus pendientes pronunciada, la presencia de cobertura vegetal y por su
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ubicación respecto al valle del río Quiroz pertenecen a la etapa joven de un curso de agua. La orientación de las quebradas es de Norte a Sur, siendo las más importantes Quebrada Nogal (confluencia de quebradas Nogay y Papaya) y la quebrada Tailin (San Francisco). En el anexo N° 01 se alcanza un breve resumen de las escorrentías de agua activas y no activas encontradas a los largo del tramo carretero Puente Paraje -Montero
Para efectuar una correcta delimitación de las cuencas se ha contado con información cartográfica del Instituto Geográfico Nacional, consistente en cartas topográficas de escala 1/100000 y 1/25000 y visitas de campo, para una precisa ubicación del divortium acuarum en los planos.
La zona del proyecto se encuentra dentro de la cuenca del río Quiroz; específicamente en la sub cuenca de la quebrada Marmas o Montero, el cauce principal de la escorrentía superficial pasa por el distrito de Montero y presenta varios afluentes: por la margen derecha, quebrada de Chonta, Marmas – La Majada, Cuñala, San Francisco y Nogay; en la margen izquierda, quebrada Los Molinos, Citan, 07 de Junio y San Francisco.
4.0 RECOLECCIÓN Y ANÁLISIS DE INFORMACIÓN METEOROLÓGICA
Del Departamento de Hidrometeorología de la DEPECHP se ha obtenido información sobre precipitaciones máximas diarias anuales y bandas pluviográficas de la estaciones de Paraje Grande y Montero respectivamente, siendo las más representativas para la realización del presente estudios.
Con la finalidad de verificar la consistencia de la información de precipitaciones máximas diarias anuales de la estación Paraje Grande, se ha realizado un Análisis Doble Masa Regional entre las estaciones Mallares, Chilaco y Paraje Grande, resultando consistente la información de las tres estaciones; se tomó como estación patrón la estación Mallares, para efectuar el análisis de doble masa puntual con la estación Paraje Grande, corroborándose que la información de esta última era también consistente.
El cuadro siguiente se muestra el registro histórico de 37 años de información de precipitaciones máximas anuales diarias de la estación Paraje Grande y en la sección de anexos del presente estudio, se adjunta los gráficos del análisis de doble masa regional y doble masa puntual.
En el cuadro N° 01 se aprecia que el registro máximo diario de precipitación se dio en el año 1983 (155 mm/dia), año en que ocurrió el fenómeno de el Niño, sin embargo, en el año 1998 otro año con FEN, el registro llegó a 96 mm., debajo del registro de los años 1987, 1992 y 2002, años de alta pluviosidad para la sierra de Piurana sin Fenómeno de el Niño.
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CUADRO N ° 01PRECIPITACIONES MAXIMAS ANUALES DE 24 HORAS (mm)
ESTACION PLUVIOMETRICA DE PARAJE GRANDE Lat.Sur 04°37’50” Long. Oeste 79°54’48” Altitud: 555 msnm
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Otra estación que registra información en la zona del proyecto es la pluviométrica - pluviográfica de Montero, donde a partir del registro histórico 1973-1986 de las bandas pluviográficas se han determinado las tormentas más significativas en este periodo de tiempo, tal como la apreciamos en el cuadro N° 02.
CUADRO N° 02TORMENTAS MAS SIGNIFICATIVAS PARA DIFERENTES DURACIONES
5.0 CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA DE LAS SUB CUENCAS Y MICROCUENCAS
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En el área del proyecto existen tres sub cuencas y ocho microcuencas. A continuación detallaremos las características hidrológicas de estas, y el orden en que se presentan obedece a la extensión de la superficie de cada una de ellas:
Sub cuenca de quebrada Nogal (pasa por el caserío Quebrada de Agua), presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:
PARAMETROS GEOMORFOLOGICOUNIDAD
DE MEDIDA
MAGNITUD
Área de la cuenca Km2 17.58Perímetro Km 18.78Longitud Mayor del río Km 7.75Ancho promedio de la cuenca Km 2.27Pendiente del cauce principal m/m 0.226Índice de compacidad 1.26
Sub cuenca de la quebrada Tailín (pasa por el Caserío San Francisco), presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:
PARAMETROS GEOMORFOLOGICOUNIDAD
DE MEDIDA
MAGNITUD
Área de la cuenca Km2 15.30Perímetro Km 17.50Longitud Mayor del río Km 6.24Ancho promedio de la cuenca Km 2.452Pendiente del cauce principal m/m 0.252Índice de compacidad 1.26
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Sub cuenca de la quebrada Cuñala, presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:
PARAMETROS GEOMORFOLOGICOUNIDAD
DE MEDIDA
MAGNITUD
Área de la cuenca Km2 4.05Perímetro Km 9.02Longitud Mayor del río Km 3.12Ancho promedio de la cuenca Km 1.298Pendiente del cauce principal m/m 0.344Índice de compacidad 1.26
Microcuenca de la quebrada Horcones N° 02 (pasa por el caserío Horcones), presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:
PARAMETROS GEOMORFOLOGICOUNIDAD
DE MEDIDA
MAGNITUD
Área de la cuenca Km2 1.26Perímetro Km 4.83Longitud Mayor del río Km 2.01Ancho promedio de la cuenca Km 0.629Pendiente del cauce principal m/m 0.399Índice de compacidad 1.21
Microcuenca de la quebrada Pueblo Nuevo N° 02 (pasa por el caserío Pueblo Nuevo), presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:
PARAMETROS GEOMORFOLOGICOUNIDAD
DE MEDIDA
MAGNITUD
Área de la cuenca Km2 1.24Perímetro Km 7.07Longitud Mayor del río Km 2.26Ancho promedio de la cuenca Km 0.546Pendiente del cauce principal m/m 0.335Índice de compacidad 1.79
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Microcuenca de la quebrada Pueblo Nuevo N° 01 (pasa por el caserío Pueblo Nuevo), presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:
PARAMETROS GEOMORFOLOGICOUNIDAD
DE MEDIDA
MAGNITUD
Área de la cuenca Km2 1.14Perímetro Km 6.05Longitud Mayor del río Km 2.42Ancho promedio de la cuenca Km 0.470Pendiente del cauce principal m/m 0.335Índice de compacidad 1.60
Microcuenca de la quebrada Horcones N° 01 (pasa por el caserío Horcones),
presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:
PARAMETROS GEOMORFOLOGICOUNIDAD
DE MEDIDA
MAGNITUD
Área de la cuenca Km2 0.99Perímetro Km 4.22Longitud Mayor del río Km 1.66Ancho promedio de la cuenca Km 0.594Pendiente del cauce principal m/m 0.389Índice de compacidad 1.20
Microcuenca de la quebrada San Francisco N° 01 (pasa por el caserío San Francisco), presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:
PARAMETROS GEOMORFOLOGICOUNIDAD
DE MEDIDA
MAGNITUD
Área de la cuenca Km2 0.77Perímetro Km 3.82Longitud Mayor del río Km 1.44Ancho promedio de la cuenca Km 0.533Pendiente del cauce principal m/m 0.460Índice de compacidad 1.23
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Microcuenca de la quebrada Casa Blanca (pasa cercana al caserío Casa Blanca), presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:
PARAMETROS GEOMORFOLOGICOUNIDAD
DE MEDIDA
MAGNITUD
Área de la cuenca Km2 0.65Perímetro Km 3.64Longitud Mayor del río Km 1.39Ancho promedio de la cuenca Km 0.467Pendiente del cauce principal m/m 0.367Índice de compacidad 1.28
Microcuenca de la quebrada San Antonio presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:
PARAMETROS GEOMORFOLOGICOUNIDAD
DE MEDIDA
MAGNITUD
Área de la cuenca Km2 0.62Perímetro Km 3.36Longitud Mayor del río Km 1.09Ancho promedio de la cuenca Km 0.567Pendiente del cauce principal m/m 0.527Índice de compacidad 1.21
Microcuenca de la quebrada San Francisco N° 02 (pasa por el caserío San Francisco), presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:
PARAMETROS GEOMORFOLOGICOUNIDAD
DE MEDIDA
MAGNITUD
Área de la cuenca Km2 0.18Perímetro Km 1.82Longitud Mayor del río Km 0.41Ancho promedio de la cuenca Km 0.440Pendiente del cauce principal m/m 0.515Índice de compacidad 1.21
Es preciso indicar que, por lo general, se presentan algunos inconvenientes en la obtención de la escorrentía directa que corresponde a una determinada lluvia, en un espacio determinado. Para la determinación de la escorrentía se emplean diversos métodos; el método racional, el hidrograma triangular, el hidrograma sintético, etc.El método para obtener el escurrimiento, está en función de la aplicabilidad del área en cuestión; la cantidad y naturaleza de los datos disponibles; los detalles necesarios en la respuesta final y, la exactitud requerida. La aplicabilidad está acorde con las características de la zona específica y, las suposiciones con las cuales se trabaja el
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método. El número y naturaleza de los datos disponibles se refiere a la extensión, detalle y cobertura de los registros hidrológicos, que pueden ser de precipitación o caudal. Para efectos de la determinación de inundaciones puede considerarse un ejemplo de la variación de los detalles sobre el resultado final. En determinados métodos sólo se menciona el escurrimiento máximo, en tanto otros alcanzan el hidrograma completo. La exactitud está determinada por el costo y, suposiciones planteadas en el desarrollo del método.
En el presente estudios hidrológico desarrollaremos los dos primeros por su simplicidad, fácil aplicación, pero principalmente por contar con información pluviométrica y pluviográfica específica disponible para el desarrollo de estos métodos. Es importante precisar que el registro histórico de precipitaciones presenta 37 años y de tormentas de 14 años con 35 registros de intensidades para diferentes tiempos de duración.
El método racional, normalmente está limitada su aplicación para cuencas pequeñas y el límite máximo establecido por bibliografía especializada es de 1300 Ha. Para el caso que nos ocupa en el presente estudio, existen tres sub cuencas y ocho microcuencas significativas de: 1795, 1530, 405, 126, 124, 114, 99, 77, 65, 62 y 18 Has., respectivamente.
Con la finalidad de corroborar la determinación de la descarga máxima del método racional, aplicaremos el modelo simplificado del hidrograma unitario triangular adoptado por la U. Soil Conservation Service (1972), recomendado a todo tipo de cuenca.
6.0 SELECCIÓN DE MÉTODOS DE ESTIMACIÓN DEL CAUDAL MÁXIMO DE DISEÑO
Método Racional
Para efectos del diseño de estructuras hidráulicas menores, la fórmula racional, es una de las más recomendadas; está fórmula expresa el escurrimiento como fracción de la precipitación pluvial.
Entiéndase como estructura hidráulica menor, la que presenta un costo reducido y, un potencial pequeño para daños agua abajo, como es el caso del presente estudio.
Para efectos del diseño de una estructura de control de agua, se tomará en consideración los siguientes factores básicos:
1.- Características de la zona.2.- Topografía3.- Intensidad - duración y frecuencia de las lluvias.4.- Tiempo de concentración de las aguas de escorrentía en un determinado punto.5.- Estimación del caudal.
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Fórmula Racional
Q = C I A/3.6Donde:
Q : gasto pico, en lts/s o m3/sC : coeficiente de escurrimiento (porcentaje de lluvia que aparece como
escurrimiento directo)I : intensidad de la lluvia, en mm/hA : Área de la cuenca hidrológica o área de drenaje en Km2
Es preciso considerar las siguientes suposiciones, para efectos de la aplicación de la fórmula racional:
1. Para una intensidad particular de lluvia, el porcentaje máximo de escurrimiento se da, si el lapso de la lluvia es igual o mayor al tiempo de concentración. Entiéndase este último, como el tiempo necesario para que escurra el agua desde el punto más distante de la cuenca hasta el punto de medición del flujo o caudal.
2. El porcentaje de escurrimiento para una intensidad específica de lluvia con un lapso igual o mayor que el de concentración, es directamente proporcional a la intensidad de la lluvia.
3. La frecuencia de ocurrencia del escurrimiento máximo, es igual a la de la intensidad de la lluvia empleada en el cálculo.
4. El escurrimiento permanece constante para todas las tormentas en una cuenca hidrológica.
5. El escurrimiento máximo por área unitaria, disminuye en tanto aumenta el área de drenaje y, la intensidad de la lluvia disminuye en tanto aumenta su duración.
Hidrograma Unitario Triangular
El hidrograma de crecidas como triángulos, se presenta con la simplificación del trabajo:
2.08 A h Qp = ----------------- Tp
h : luvia neta,en pulg.Qp : caudal pico m3/sTp : tiempo al pico, en horas = D/2 + TL
Tr : tiempo después del pico, en horasTb : tiempo base del hidrograma D : periodo de lluvia neta, en horas
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D
D/
Tp TrTb
TL
Qp
HIDROGRAMA TRIANGULAR
h
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TL : tiempo de retardo, en horasTc : tiempo de concentración en horasA : área de a cuenca km2
TL = 0.6 Tc
Tp = D/2 + TL
Tr = 1.67 Tp
7.0 ESTIMACIÓN DE CAUDALES MÁXIMOS POR LOS MÉTODOS: RACIONAL E HIDROGRAMA UNITARIO TRIANGULAR
7.1 Estimación de la Frecuencia de Recurrencia La frecuencia promedio de ocurrencia de lluvias, que se empleará en el diseño, señalará el nivel de protección que se puede proporcionar al sistema proyectado.
A continuación mostraremos ciertos criterios de diseño generalizados, para estructuras de control de agua:
PUENTES DE CARRETERA PERIODO RETORNO (AÑOS)Sistema secundario Sistema Primario
10 - 50 50 – 100
ALCANTARILLAS DE CARRETERA PERIODO RETORNO (AÑOS)Volúmenes de trafico bajo Volúmenes de trafico intermediosVolúmenes de trafico alto
5 - 10 10 - 25
50 – 100
CARRETERA BAJO VOLUMEN DE TRANSITO (MTC-PERU)
PERIODO RETORNO (AÑOS)
Puentes y pontonesAlcantarillas de paso y badenes Alcantarillas de alivioDrenaje de la plataforma
10050
10 - 2010
La norma peruana conservadoramente ha optado por valores de frecuencia de recurrencia correspondientes a sistemas primarios y/o volúmenes de tráfico alto en el caso de puentes y pontones, en ese sentido, asumiremos para el presente estudio periodos de retorno de 50 y 100 años para los análisis correspondientes
Es preciso anotar que, la aplicación del análisis de riesgo en estructuras para el control de agua, puede presentar anomalías si la magnitud correspondiente al periodo de retorno, se excede durante la vida útil de la estructura.
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Se puede recurrir al uso de la siguiente fórmula, para efectos del cálculo del riesgo hidrológico natural o inherente de falla:
R = 1 – (1 – 1/T)n
Donde
R : Riesgo de fallaT : Periodo de retornon : Vida útil de la estructura
El periodo de vida útil de un puente en razón a sus activos fijos de mayor vida útil es de 20 años o más, por lo tanto asumiremos un riesgo de falla de 18.21% para 100 años y de 33.23% para 50 años.
En el caso de 50 años, el riesgo de falla será de 33% o el 67% de probabilidad de no excedencia.
En el caso de 100 años el riesgo de falla será de 18% o el 82 % de probabilidad de no excedencia durante el mismo periodo
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7.2 Estimación de la Intensidad de la Precipitación
Para fines de la determinación, de la intensidad de las precipitaciones, se precisa de un manejo apropiado de los registros históricos de precipitaciones y, de las tormentas más significativas que se han registrado (ver cuadro N° 06).
El uso apropiado de la información pluviométrica, debe dar la certeza de resultados fidedignos, para ser aplicados en el cálculo de caudales de cuencas no aforadas, empleando independientemente cualquier metodología de cálculo.
Para verificar la consistencia de la información de la estación Paraje Grande, aplicamos el análisis de doble masa, teniendo como estaciones patrón a Mallares y Chilaco, para el periodo de medición común de las tres estaciones 1972-1998, en el anexo N°02 se presenta los resultados del análisis, concluyendo que la información de la estación Paraje es consistente.
CUADRO N ° 03PRECIPITACIONES MÁXIMAS ANUALES DE 24 HORAS (mm)
ESTACIONES MALLARES, CHILACO Y PARAJE GRANDE CUENCA DEL RIO CHIRA
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7.3 Estimación de la Intensidad por el Método Factor Frecuencia
Distribución Log Pearson Tipo III
Este método, determina la intensidad de la precipitación, a partir de un registro histórico de precipitaciones, a través de relaciones y análisis estadísticos de lluvia.
Antes de proceder a desarrollar este ítem, se ha realizado la prueba de ajuste chi cuadrado de los diferentes métodos de distribución de probabilidades, obteniendo mejores indicadores de adaptación, la distribución LOG PEARSON TIPO III, (ver anexos), por la tanto, se procederá a aplicar la metodología propuesta.
En esta distribución, el primer paso es tomar los logaritmos de la información hidrológica, y = log x. Calculando la media y, la desviación estándar s, y el coeficiente de asimetría Cs para los logaritmos del registro histórico, cuando Cs 0
------Media: log x = log x /n
------- √ ( log x - log x )
Desviación Estándar : log x = ------------------------------- n . 1
------n ( log x - log x )
Coeficiente de asimetría: Cs = -------------------------------(n-1) (n-2)( log x )
El valor de x para cualquier nivel de probabilidad se puede calcular según la ecuación
-------log x = log x + K
Donde K es un valor tabulado que se obtiene sabiendo el valor del coeficiente de asimetría o desarrollando el siguiente procedimiento.
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Análisis de Tormentas Registradas en Bandas Pluviográficas.
Para esta parte del estudio, es preciso evaluar los datos registrados de las bandas pluviográficas y, a partir de allí, realizar el análisis de tormenta por cada suceso lluvioso y por consiguiente determinar la intensidad para 5, 10, 30, 60 y 120. En base a los valores obtenidos, se construye la curva Intensidad vs Período de Retorno.
Para este tipo de estudios, es necesario que la información se aproxime lo más cerca posible al área en cuestión; de acuerdo al registro históricos que se dispone, se tiene catorce años de data en bandas pluviográficas, habiéndose obtenido un registro de máximas tormentas de 35 datos para las duraciones antes señalados; con esta importante información se procedió a realizar el análisis estadístico correspondiente. En los cuadros Nº 07 al Nº 11 se presenta los resultados del análisis de frecuencias para cada período de duración y en el cuadro Nº 12 el resumen para distintos períodos de retorno
El análisis estadístico de frecuencias de intensidades máximas horarias se realizarán mediante la distribución de probabilidad la Log-Pearson Tipo III por haber pasado la prueba de ajuste chi cuadrado. (para realizar el test de adaptación se tomaron los valores de intensidades para una duración de cinco minutos ver anexo)
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CUADRO N° 06TORMENTAS MAS SIGNIFICATIVAS PARA DIFERENTES DURACIONES
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7.4 Estimación de las Ecuaciones I = F[Td], Intensidad- Frecuencia - Duración .
Para el análisis y determinación de la función frecuencia intensidad - duración, se ha utilizado la ecuación paramétrica:
a I = --------------
(td + c)b
Donde:
I : Intensidad en mm./horatd : Duración en minutos.
Para obtener a, b y c se toman tres puntos representativos, los dos primeros son obtenidos del cuadro N° perteneciente a la intensidad máxima y, el tercer punto representativo corresponde a la máxima precipitación diaria, los tres puntos corresponden al mismo período de retorno esto es:
Para T = 5 años
Pto 1 5 min. 50.00 mm/hPto 2 60 min. 2 23.00 mm/hPto 3 1440 min. 3.42 mm/h
Tabulando la función I = f(td) por los puntos 1, 2 y 3
Tomando logaritmos a la ecuación paramétrica se tiene:
log I1= log a – b log(td1 + c)log I2= log a – b log(td2 + c)log I3= log a – b log(td3 + c)
1440 + c 0.407 60 + c[--------------] = [ ----------- ] 60 + c 5 + c
Resolviendo el sistema de ecuaciones se obtuvieron los siguientes valores para los parámetros:
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a = 400.662b = 0.654c = 19.125
La tormenta de diseño tendrá una función intensidad duración I = f(td) dada por:
400,662I = -------------------------------------
(td + 19.125) 0,654
De manera similar se obtienen las funciones Intensidad – Duración – Frecuencia para 10, 25, 50, 65 y 100 años de período de retorno respectivamente:
416,689 I = --------------------------------------
(td + 12.790) 0.630
472,326 I = --------------------------------------
(td + 7.783) 0.617
505.903 I = --------------------------------------
(td + 4.691) 0.609
521,466 I = --------------------------------------
(td + 3.750) 0.606
541,604 I = --------------------------------------
(td + 2.350) 0.602
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Para tales períodos de retorno el gráfico Nº 01 presenta los resultados obtenidos.
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7.5 Estimación de la Tormenta De Diseño
En este caso, se ha adoptado el concepto de tormenta de diseño, debido a las dificultades que se presentan para estimar la relación caudal – frecuencia, para cuencas sin estaciones o con un registro corto; generalmente se supone que la probabilidad de la tormenta de diseño es igual al de la avenida.
El empleo de la tormenta de diseño, es únicamente aplicable, en aquellos casos en los cuales se ha tomado la decisión, de diseñar la estructura para el evento máximo probable.
En los cuadros N°13, N°14, N°15 y N°16 se presentan los valores de la tormenta de diseño (T= 50 años) y (T= 100 años) ordenados por incrementos en el tiempo de duración (td) en el primero y, según una distribución simétrica en el tiempo en el segundo.
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7.6 Estimación del Área de la Cuenca
Para efectos de la determinación de la superficie de la cuenca, se han utilizado cartas nacionales topográficas a escala 1:100000 y 1/25000 del Instituto Nacional Geográfico.
La delimitación de la cuenca, se basa en las cotas de máxima altitud (divortiun acuarum), las cuales han sido unidas a través de una curva poligonal perpendicular a las curvas de nivel, cerrando hacia el punto de descarga o de interés, en el curso principal de la cuenca.
La estimación del área y del perímetro de cada una de la cuencas identificadas a largo del tramo carretero, se han definido mediante el uso software de ingeniería autocad, al contar con las cartas topográficas en escala 1/25000 en versión digital.
En cuadro N° 17 se consigna datos de magnitudes de las principales variable geomorfológicas de las cuencas en estudio.
CUADRO N°17RESUMEN DE MAGNITUDES MORFOLOGICAS DE LAS CUENCAS
Quebrada Horcones N° 02 1.26 4831 2,008 700 1500 9.70Quebrada Tailín 16,10. 17,500 6,238 825 2400 27.69Queb. San Francisco N° 01 0.77 3,818 1,444 826 1490 7.12Queb. San Francisco N° 02 0.18 1,823 409 852 1063 2.58Queb. Pueblo Nuevo N° 01 1.14 6,053 2,418 922 1731 11.98Queb. Pueblo Nuevo N° 02 1.24 7,073 2,264 925 1683 11.38Quebrada San Antonio 0.62 3,363 1,090 1050 1625 5.44Quebrada Cuñala 4,05 9,021 3,121 1025 2100 14.41
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7.7 Estimación del Tiempo de Concentración Una de las definiciones del tiempo de concentración, señala a este como el tiempo máximo que tarda la partícula más alejada del área, en ser drenada hasta el punto de recolección, medición o entrada de una estructura hidráulica menor.
Otra definición del tiempo de concentración de la cuenca es, el tiempo de recorrido del agua del punto hidráulicamente más distante de la cuenca hasta el punto de interés. El cálculo del tiempo de concentración se realiza a través de la siguiente relación:
Tcmin = 0.0195 (L3/H)0.385
Donde:Tc : Tiempo de concentración mínimo de la cuenca en minutos L : Longitud más larga del cauceH : Diferencia entre la máxima y mínima cota.
7.8 Estimación de la Intensidad de Diseño
Conocido el tiempo de concentración, procedemos a calcular la intensidad de la lluvia, para diferentes períodos de retorno, empleando las ecuaciones perimétricas determinadas en el ítem 7.4, bajo el supuesto que el tiempo de concentración es el mismo tiempo de duración de la intensidad.
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CUADRO N° 18NTENSIDADES DE DISEÑO EN FUNCION DEL PERIODO DE RETORNO
QUEBRADA PERIODO DE RETORNO DURACION INTENSIDAD
Nogal50 años 34.15 min 54.56 mm/h100 años 34.15 min 62.11 mm/h
Casa Blanca50 años 7.55 min 110.17 mm/h100 años 7.55 min 136.25 mm/h
Horcones 0150 años 8.46 min 105.49 mm/h100 años 8.46 min 129.26 mm/h
Horcones 0250 años 9.70 min 99.84 mm/h100 años 9.70 min 121.05 mm/h
Tailín50 años 27.69 min 60.94 mm/h100 años 27.69 min 69.84 mm/h
San Francisco 0150 años 7.12 min 112.57 mm/h100 años 7.12 min 139.90 mm/h
San Francisco 0250 años 2.58 min 151.22 mm/h100 años 2.58 min 207.21 mm/h
Pueblo Nuevo 0150 años 11.98 min 91.30 mm/h100 años 11.98 min 109.06 mm/h
Pueblo Nuevo 0250 años 11.38 min 93.35 mm/h100 años 11.38 min 111.89 mm/h
Quebrada San Antonio65 años 5.44 min 123.58 mm/h100 años 5.44 min 157.33 mm/h
Quebrada Cuñala65 años 14.41 min 84.02 mm/h100 años 14.41 min 99.22 mm/h
7.9 Estimación del Coeficiente de Escorrentía
El coeficiente de escorrentía o coeficiente de escurrimiento, es el porcentaje de lluvia que aparece como escurrimiento directo y, que depende del tipo de suelo o componente del área; que es afectado por la duración de las tormentas de lluvia, por la evaporación, el almacenamiento en depresiones, humedecimiento del suelo, la pendiente del terreno antes de empezar a escurrir.
El valor del coeficiente de escorrentía, se ha establecido desde tablas definidas en bibliografía especializada de hidrología: Hidrología Aplicada de Ven Te Chow y el Manual de Diseño de Carreteras no Pavimentadas de Bajo Volumen de Transito del MTC.
Para zonas de bosques con pendientes mayores a 7% y periodos de retorno de 50 y 100 años los coeficientes de escorrentía se establecen de la siguiente manera:
PERIODO DE RETORNO COEFCIENTE DE ESCORRENTIA50 AÑOS100 AÑOS
0.4800.520
* Hidrología Aplicada Ven Te Chow
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CUADRO N° 19VALORES PARA LA DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA
CONDICIÓN VALORES1. Relieve del terreno K1 = 40
Muyaccidentadopendientesuperior al 30%
K1 = 30Accidentadopendiente entre10% y 30%
K1 = 20Onduladopendiente entre5% y 10%
K1 = 10Llanopendienteinferior al 5%
2. Permeabilidad del Suelo K1 = 20Muyimpermeableroca sana
K1 =15Bastanteimpermeablearcilla
K1 = 10Permeable
K1 = 5Muypermeable
3. Vegetación K1 = 20Sin vegetación
K1 = 15PocaMenos del 10% dela superficie
K1 = 10BastanteHasta el 50% dela superficie
K1 = 5Mucha Hastael 90% de lasuperficie
4. Capacidad de retención K4 = 20Ninguna
K4 = 15Poca
K4 = 10Bastante
K4 = 5Mucha
*Manual de Diseño de Carreteras no Pavimentadas de Bajo Volumen de Transito del MTC.
CUADRO N° 20COEFICIENTE DE ESCORRENTIA
K = K1+K2+K3+K4 C10075503025
0.800.650.500.350.20
Para la zona en estudio establecemos los siguientes K
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7.10 Estimación de la Escorrentía Superficial
Formula Racional
Dados los parámetros, para el cálculo del escurrimiento superficial neto, y definida la intensidad de la precipitación de diseño; en función del tiempo de duración (concentración) para un determinado período de retorno, se procede a determinar el caudal de máxima avenida para las quebradas más significativas del tramo carretero de Puente Paraje - Montero
CUADRO N° 21ESCORRENTIA SUPERFICIAL PARA T= 50 AÑOS
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Hidrograma Triangular Unitario de:
Quebrada Nogal (Quebrada de Agua)
Quebrada Casa Blanca
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2.500
95.33
HIDROGRAMA TRIANGULARPARA h = 1 cm D = 5 min
1
20.49
5.0038.4323.01
61.44
2.50
11.491
4.53
5.0011.777.05
18.82
HIDROGRAMA TRIANGULARPARA h = 1 cm D = 5 min
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Quebrada Horcones N° 01
Quebrada Horcones N° 02
Quebrada Tailín (Quebrada San Francisco)
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2.50
99.761
16.62
5.0031.9619.14
51.04
HIDROGRAMA TRIANGULARPARA h = 1 cm D = 5 min
2.50
16.201
5.07
5.0012.687.59
20.27
HIDROGRAMA TRIANGULARPARA h = 1 cm D = 5 min
2.50
18.901
5.82
5.0013.938.34
22.27
HIDROGRAMA TRIANGULARPARA h = 1 cm D = 5 min
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Quebrada San Francisco N° 01
Quebrada San Francisco N° 02
Quebrada Pueblo Nuevo N° 01
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2.50
14.141
4.27
5.0011.356.79
18.14
HIDROGRAMA TRIANGULARPARA h = 1 cm D = 5 min
2.50
5.521
1.55
5.006.804.07
10.87
HIDROGRAMA TRIANGULARPARA h = 1 cm D = 5 min
2.50
14.611
7.19
5.0015.619.71
25.92
HIDROGRAMA TRIANGULARPARA h = 1 cm D = 5 min
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Quebrada Pueblo Nuevo N° 02
Quebrada San Antonio
Quebrada Cuñala
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2.50
13.32
HIDROGRAMA TRIANGULARPARA h = 1 cm D = 5 min
1
3.27
5.009.665.79
15.45
2.50
45.25
HIDROGRAMA TRIANGULARPARA h = 1 cm D = 5 min
1
8.65
5.0018.6511.17
29.82
2.50
16.501
6.83
5.0015.619.35
24.96
HIDROGRAMA TRIANGULARPARA h = 1 cm D = 5 min
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7.12 Estimación de la Precipitación Efectiva
Precipitación Excedente o Escurrimiento Superficial
Cuando se produce una lluvia, una parte inicial de esta es retenida; en la cobertura vegetal, como intercepción y en las depresiones del terreno, como almacenamiento superficial. Al continuar la lluvia, el suelo se cubre de una delgada capa de agua, conocida como detención superficial y escorrentía superficial. Inmediatamente debajo de la superficie, tiene lugar la escorrentía subsuperficial; las dos escorrentías, la superficial y la subsuperficial, constituyen la escorrentía directa.
La infiltración, viene a ser el paso del agua a través de la superficie del suelo hacia el interior de la tierra; la percolación, es el movimiento del agua dentro del suelo; ambos fenómenos, la infiltración y la percolación, están muy relacionados, esto ocurre porque la primera no puede continuar sino no se da la segunda. El agua infiltrada en exceso, de la escorrentía subsuperficial, puede formar parte del agua subterránea, la que eventualmente puede llegar a los cursos del agua.
Generalmente, constituye una preocupación, la obtención de la escorrentía directa, entendiéndose esta como una lluvia específica en un determinado lugar.
Por la presencia de los fenómenos de infiltración y percolación, el agua de lluvia llega hasta el nivel del agua subterránea, pero no a un ritmo constante. La tasa de infiltración disminuye a medida que progresa la tormenta, dado que se van llenando los espacios capilares del suelo.
La capacidad de infiltración, viene a ser la tasa máxima a la cual puede penetrar agua a un suelo, en un área dada y, con una tasa de abastecimiento suficiente. Al inicio de una tormenta es máxima y, se aproxima a una tasa mínima a medida que el suelo se satura. El valor límite está controlado por la permeabilidad del suelo.
Existen diversas fórmulas para determinar la infiltración, la mayor parte de ellas señalan que la capacidad de infiltración es una función exponencial del tiempo.
La forma de obtener la escorrentía directa, por separación en el histograma, es aparentemente sencilla. En primer lugar, se necesita de una estación con pluviógrafo; en segundo lugar, el suelo de la cuenca no es homogéneo; y en tercer lugar, la determinación de la retención presenta ciertas complicaciones.
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Factores de la Infiltración
La capacidad de infiltración depende de muchos factores: tipo de suelo, contenido de materia orgánica, contenido de humedad, cobertura vegetal y, época del año.
De todas las características del suelo, que afectan la infiltración, la porosidad es probablemente la más importante. La porosidad, define la capacidad de almacenamiento y, también influye en la resistencia al flujo. La infiltración, tiende a aumentar con el aumento de la porosidad.
El incremento del contenido de materia orgánica, tiende a incrementar la capacidad de infiltración, debido principalmente al aumento que produce en la porosidad.
La infiltración, para un mismo tipo de suelo, es menor en un suelo húmedo que en un suelo seco y, esta disminución es más notoria en los momentos iniciales.
El efecto de la cobertura vegetal, en la capacidad de infiltración, es difícilmente determinable, puesto que también influye en la intercepción. La presencia de vegetación, incrementa la capacidad de infiltración; esto lo podemos corroborar a través de una comparación con un suelo desnudo. Esto obedece a que: retarda el flujo de superficie, dando al agua más tiempo para que penetre en el suelo; los sistemas de raíces hacen al suelo más permeable; el follaje protege al suelo de la erosión causada por las gotas de agua y, disminuye la compactación de la superficie del suelo.
En el presente estudio se utilizará el método de abstracción de la precipitación de una tormenta, desarrollado por el Servicio de Conservación de Suelos (SCS) de los Estados Unidos. Para la tormenta como un todo, la profundidad de exceso de precipitación o escorrentía directa Pe es siempre menor o igual a la profundidad de precipitación P; de manera similar, después de que la escorrentía se inicia, la profundidad adicional del agua retenida en la cuenca Fa es menor igual a alguna retención potencial máxima S
Existe una cierta cantidad de precipitaciones Ia (Abstracción inicial antes del encharcamiento) para la cual no ocurrirá escorrentía, luego la escorrentía potencial es la diferencia entre P e Ia. La hipótesis del método SCS consiste es que las relaciones de las dos cantidades reales y las dos cantidades potenciales son iguales es decir,
Fa Pe ------- = -----------
S P- Ia
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Del principio de continuidad P = Pe + Ia + Fa
Combinando estas dos ecuaciones, Pe resulta
( P - Ia)2
Pe = -------------------- P - Ia + S
La cual es la ecuación básica para el cálculo de la profundidad de exceso de precipitación o escorrentía directa de una tormenta utilizando el método SCS.
Al estudiar los resultados obtenidos para muchas cuencas experimentales pequeñas se desarrollo una relación empírica: Ia = 0.2 S
(P - 0.2S)2
Pe = ------------------- P + 0.8S
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1.- Asignar a la cuenca una de las curvas de escorrentía un número en escala de 100 a cero, según los tipos de suelo y de cubierta vegetal.
2.- Hallar la lámina de escorrentía directa que es de esperar ocurra en dicha cuenca, después de una lluvia intensa y prolongada P.
Para el cálculo de las pérdidas por infiltración y almacenamiento inicial y, por tanto, determinación de la precipitación excedente o escurrimiento superficial se empleó la formula propuesta, el cual consiste en la determinación de la capacidad de almacenamiento del suelo (S) en pulgadas según la expresión:
S = 1000 - 10 CNY luego Pe = (P - 0.2S)2
P + 0.8S
Fa = P - PeEn donde:
Q: Escurrimiento superficial o precipitación excedente en pulgadas.P: Precipitación total en pulgadas.S: Capacidad de almacenamiento del suelo en pulgadas.F: Infiltración en pulgadas.
El valor de CN = 70, asignado a las cuatro principales cuencas por donde pasa el trazo de la carretera Puente Paraje – Montero, pertenecen al Grupo Hidrológico del Suelo “C” que se caracteriza por presentar margas arcillosas y margas arenosas de poca profundas, suelos con bajo contenido orgánico y suelos con alto contenido de arcilla. Por el uso del suelo y la cubierta, caracterizamos a las cuencas como zona de bosques, que cuenta con una buena cubierta, así mismo, para los períodos de retorno de 50 y 100 años le corresponde una precipitación acumulada de 149.46 mm. (en 24 horas) para TR = 50 y P = 162.99 mm para TR = 100, ver resultados en el cuadro N° 24.
En los cuadros N° 26 y 27 se presenta el hietograma de la tormenta de diseño.
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CUADRO N° 24ESCURRIMIENTO SUPERFICIALES
TR CN S Pe F P50 70 108.86 68.27 58.58 149.46
100 70 108.86 79.04 61.31 162.11CN: Curva Número.Pe: Escurrimiento superficiales en mm.P: Precipitaciones Totales en mm.F: Infiltración en m.S: Capacidad de almacenamiento del Suelo en mm.
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CUADRO N° 25NÚMEROS DE CURVA DE ESCORRENTÍA PARA USOS SELECTOS DE TIERRA. AMC II.
Descripción del usode la tierra
Detalles dela descripción
Tratamientoo uso
Condiciónhidrológica
Grupo hidrológico de suelo
A B C D
Tierra cultivada
baldío filas rectas no aplicable 77 86 91 94
general sin tratamientosde conservación no disponible 72 81 88 91
cultivos en filas
filas rectaspobre 72 81 88 91bueno 67 78 85 89
en contornopobre 70 79 84 88bueno 65 75 82 86
en contorno y terrazapobre 66 74 80 82bueno 62 71 78 81
general con tratamientosde conservación no disponible 62 71 78 81
granos pequeños
filas rectaspobre 65 76 84 88bueno 63 75 83 87
en contornopobre 63 74 82 85bueno 61 73 81 84
en contorno y terrazapobre 61 72 79 82bueno 59 70 78 81
grano cerrado filas rectas pobre 66 77 85 89
grano cerrado: legumbres o pradera de rotación
filas rectas bueno 58 72 81 85
en contornopobre 64 75 83 85bueno 55 69 78 83
en contorno y terrazapobre 63 73 80 83bueno 51 67 76 80
7.13 Tránsito de Avenida y Caudal Máximo de Avenida
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HIETOGRAMA DE PRECIPITACIONES EFECTIVAS
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
680 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 680
DURACION (min.)
Ie (
mm
/h)
Serie1
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El hidrograma unitario, puede ser considerado como un impulso unitario en un sistema lineal. Por esta razón, es aplicable el principio de superposición; 2,00cm de escorrentía producirán un hidrograma con todas las ordenadas dos veces más grandes, que aquellas del hidrograma unitario, o sea, la suma de dos hidrogramas unitarios. Matemáticamente, el hidrograma unitario es la función kernel U= (t - T) que aparece en
q(t)= i(t)U(t – T) dt
donde q(t) es el hidrograma de salida, e i(t) es el hietograma de entrada. La convulsión del hidrograma unitario y, el exceso de precipitación originan la escorrentía directa del hidrograma de una tormenta.
Aplicando los valores de los cuadros N° 26 y N°27, como impulsos en intervalos de tiempos y las funciones de transformación de los hidrogramas unitarios, se obtienen como respuesta los hidrogramas resultantes que se muestran en los cuadros N° 28 al N° 49 y gráficos del N° 06 al N° 27.
En los cuadros N° 50 y 51 se entrega el resumen de los gastos de avenida obtenidos por el método del hidrogama triangular para las tres sub cuencas y ocho microcuencas en estudio:
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8.0 EVALUACIÓN DE LA ESTIMACIÓN DEL CAUDAL MÁXIMO
A este nivel del estudio se está en condiciones de concluir lo siguiente:
1.- Que el aporte de las escorrentías superficiales, a través el tramo carretero Puente Paraje – Montero, se da en once puntos de gran significancia:
En el caserío Quebrada de Agua, la Quebrada Nogal, tiene un área de aportación de 17.58 KM2;
En el sector del centro poblado Horcones, se presenta la primera escorrentía superficial, denominada Quebrada Casa Blanca, tiene un área de aportación de 0.65 KM2;
En el sector del centro poblado Horcones, se presenta la primera escorrentía superficial, denominada Quebrada Horcones N° 01, tiene un área de aportación de 0.99 KM2;
En el sector del centro poblado Horcones, se presenta la tercera escorrentía superficial, denominada Quebrada Horcones N° 02, tiene un área de aportación de 1.26 KM2;
En las inmediaciones del caserío San Francisco, la Quebrada Tailín atraviesa la carretera con un área de aportación, al punto de interés, de 15.30 KM2.
En la inmediaciones del caserío San Francisco, se encuentra otra escorrentía superficial que atraviesa la carretera, con un área de aportación, al punto de interés, de 0.77 KM2 y la denominamos Quebrada San Francisco N° 01.
En la inmediaciones del caserío San Francisco, se encuentra una tercera escorrentía superficial que la denominamos Quebrada San Francisco N° 02, con un área de aportación, al punto de interés, de 0.18 KM2.
En el caserío de Pueblo Nuevo, surca la carretera una quebrada que denominaremos Pueblo Nuevo N° 01 y, que tiene un área de aportación, al punto de interés, de 1.14 KM2.
Otra quebrada, en las cercanías de Pueblo Nuevo, cruza la carretera, la denominaremos Quebrada Pueblo Nuevo N° 02, tiene un área de aportación, al punto de interés, de 1.24 KM2.
En el caserío San Antonio, la quebrada del mismo nombre, tiene un área de aportación de 0.62 KM2.
A escasos metros de la localidad de Montero, capital del distrito del mismo nombre, surca la carretera la Quebrada Cuñala, que al punto de interés tiene un área 4.05 KM2
2. La caracterización hidrológica de los cursos de las quebradas y/o escorrentías superficiales, que se interceptan al trazo de la carretera Puente Paraje – Montero, corresponden a relieves terrestres accidentados y muy accidentados
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(pendientes mayores de 10%); con suelos arcillosos bastante impermeables; con una gran cobertura vegetal, hasta el 90% de su superficie y gran capacidad de retención, así mismo, para guardar congruencia con ambos métodos de determinación de descargas máximas, indicamos que se tratan de suelos hidrológicos tipo C, donde el uso del suelo corresponde a Bosques de buena cubierta (CN =70), o lo que es lo mismo, para el método racional según Ven Te Chow, a áreas no desarrolladas donde el uso de la tierra corresponde a bosques con una pendiente mayor al 7%.
3. Los cauces de las quebradas, en la vía afirmada Puente Paraje – Montero, presentan las siguientes características:
Al punto de interés, la Quebrada Nogal, tiene una longitud del cauce principal de 7.75 KM, un desnivel de 1750 m y una pendiente de 22.6%.
Al punto de interés, la Quebrada Casa Blanca tiene una longitud del cauce principal de 1.39 KM, un desnivel de 510 m y una pendiente de 36.7%.
Al punto de interés, la Quebrada Horcones N° 01, tiene una longitud del cauce principal de 1.66 KM, un desnivel de 645 m y una pendiente de 38.9%.
Al punto de interés, la Quebrada Horcones N°02, tiene una longitud del cauce principal de 2.01 KM, un desnivel de 800 m y una pendiente de 39.9%.
Al punto de interés, la Quebrada Tailín, tiene una longitud del cauce principal de 6.24 KM, un desnivel de 1575 m y una pendiente de 25.20%.
Al punto de interés, la Quebrada San Francisco N° 01, tiene una longitud del cauce principal de 1.44 KM, un desnivel de 664 m y una pendiente de 46.0%.
Al punto de interés, la Quebrada San Francisco N° 02, tiene una longitud del cauce principal de 0.41 KM, un desnivel de 211 m y una pendiente de 51.5%.
Al punto de interés, la Quebrada Pueblo Nuevo N°01, tiene una longitud del cauce principal de 2.42 KM, un desnivel de 809 m y una pendiente de 33.5%.
Al punto de interés, la Quebrada Pueblo Nuevo N°02, tiene una longitud del cauce principal de 2.26 KM, un desnivel de 758 m y una pendiente de 33.5%.
Al punto de interés, la Quebrada San Antonio, tiene una longitud del cauce principal de 1.09 KM, un desnivel de 575 m y una pendiente de 52.7%.
Al punto de interés, la Quebrada Cuñala, tiene una longitud del cauce principal de 3.12 KM, un desnivel de 1075 m y una pendiente de 34.4%.
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4. Los tiempos de concentración de cada una de las cuencas, hacia los puntos de interés son de:
34.15 minutos para la quebrada Nogal 7.55 minutos para la quebrada Casa Blanca. 8.46 minutos para la quebrada Horcones N° 01 9.70 minutos para la quebrada Horcones N° 02 27.69 minutos para la quebrada Tailín. 7.12 minutos para la quebrada San Francisco N° 01 2.58 minutos para la quebrada San Francisco N° 02 11.98 minutos para la quebrada Pueblo Nuevo N° 01 11.38 minutos para la quebrada Pueblo Nuevo N° 02 5.44 minutos para la quebrada San Antonio. 14.41minutos para la quebrada Cuñala.
5. Las intensidades de diseño para las frecuencia de recurrencia de TR=50 y TR=100, para determinación de la descarga máxima por el método racional son de:
54.56 y 62.11 mm/h respectivamente, para la sub cuenca de la quebrada Nogal.
110.17 y 136.25 mm/h respectivamente, para la microcuenca de la quebrada Casa Blanca
105.49 y 129.26 mm/h respectivamente para la microcuenca de la quebrada Horcones N° 01.
99.84 121.05 mm/h respectivamente para la microcuenca de la quebrada Horcones N° 02
60.94 y 69.84 mm/h respectivamente, para la sub cuenca de la quebrada Tailín.
112.57 y 139.90 mm/h respectivamente para la microcuenca de la quebrada San Francisco N° 01.
151.22 y 207.21 mm/h respectivamente para la microcuenca de la quebrada San Francisco N° 02
91.30 y 109.06 mm/h respectivamente para la microcuenca de la quebrada Pueblo Nuevo N° 01
93.35 y 111.89 mm/h respectivamente para la microcuenca de la quebrada Pueblo Nuevo N° 02
123.58 y 157.33 mm/h respectivamente, para la cuenca de la Quebrada San Antonio.
84.02 y 99.22 mm/h respectivamente, para la cuenca de la Quebrada Cuñala.
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6. El coeficiente de escorrentía superficial promedio, es variable para las cuencas, en función del periodo de retorno; para el caso que nos ocupa hemos establecido el valor medio entre los indicados en Ven Te Chow y el Manual de Diseño de Carreteras del MTC:
Para TR = 50 años Las sub cuencas de las quebradas Nogal y Tailín tendrán un coeficiente
de escorrentía de 0.505. La sub cuenca Cuñala y la ocho microcuencas tendrán un coeficiente de
escorrentía de 0.535.
Para TR = 100 años Las sub cuencas de las quebradas Nogal y Tailín tendrán un coeficiente
de escorrentía de 0.525. La sub cuenca Cuñala y las ocho microcuencas tendrán un coeficiente de
escorrentía de 0.555.
7. La lámina de escorrentía directa, posterior a una lluvia intensa y prolongada de P=14.86 cm. y P=16.11 cm, es de Pe=6.83 cm. y Pe=7.90 cm., para TR=50 y TR=100 respectivamente.
8. El tiempo que transcurre, hasta que se produzca el máximo pico de la onda en cada una de las sub cuencas y microcuencas, en los puntos de interés es de:
23.01 minutos para la quebrada Nogal 7.05 minutos para la quebrada Casa Blanca. 7.59 minutos para la quebrada Horcones N° 01 8.34 minutos para la quebrada Horcones N° 02 19.14 minutos para la quebrada Tailín. 6.79 minutos para la quebrada San Francisco N° 01 4.07 minutos para la quebrada San Francisco N° 02 9.71 minutos para la quebrada Pueblo Nuevo N° 01 9.35 minutos para la quebrada Pueblo Nuevo N° 02 5.79 minutos para la quebrada San Antonio. 11.17 minutos para la quebrada Cuñala.
9. Las descargas máximas para cada una de las quebrada estudiadas para TR de 50 y 100 años, en los puntos de cruce con el tramo carretero Puente Paraje – Montero son los siguientes:
QUEBRADA NOGAL
METODODESCARGA MÁXIMA Q(m3/s)
TR=50 Años TR=100 Años
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Racional 135 159Hidrograma Triangular 139 165
QUEBRADA CASA BLANCA N° 01
METODODESCARGA MÁXIMA Q(m3/s)
TR=50 Años TR=100 AñosRacional 10.6 13.6Hidrograma Triangular 8.6 10.6
QUEBRADA HORCONES N° 01
METODODESCARGA MÁXIMA Q(m3/s)
TR=50 Años TR=100 AñosRacional 15.5 19.6Hidrograma Triangular 12.7 15.8
QUEBRADA HORCONES N° 02
METODODESCARGA MÁXIMA Q(m3/s)
TR=50 Años TR=100 AñosRacional 18.7 23.6Hidrograma Triangular 16.0 19.9
QUEBRADA TAILÍN
METODODESCARGA MÁXIMA Q(m3/s)
TR=50 Años TR=100 AñosRacional 131 156Hidrograma Triangular 132 159
QUEBRADA SAN FRANCISCO N° 01
METODODESCARGA MÁXIMA Q(m3/s)
TR=50 Años TR=100 AñosRacional 12.9 16.6Hidrograma Triangular 8.10 10.0
QUEBRADA SAN FRANCISCO N° 02
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METODODESCARGA MÁXIMA Q(m3/s)
TR=50 Años TR=100 AñosRacional 4.0 5.8Hidrograma Triangular 2.9 3.8
QUEBRADA PUEBLO NUEVO N° 01
METODODESCARGA MÁXIMA Q(m3/s)
TR=50 Años TR=100 AñosRacional 15.4 19.1Hidrograma Triangular 13.7 17.0
QUEBRADA PUEBLO NUEVO N° 02
METODODESCARGA MÁXIMA Q(m3/s)
TR=50 Años TR=100 AñosRacional 17.1 21.3Hidrograma Triangular 15.1 18.7
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QUEBRADA SAN ANTONIO
METODODESCARGA MÁXIMA Q(m3/s)
TR=50 Años TR=100 AñosRacional 11.3 15.0Hidrograma Triangular 8.5 10.6
QUEBRADA CUÑALA
METODODESCARGA MÁXIMA Q(m3/s)
TR=50 Años TR=100 AñosRacional 51 62Hidrograma Triangular 45 55
De acuerdo a los resultados obtenidos, en ambos métodos, se corroboran las premisas y supuestos planteados, para la determinación de las máximas descargas en las tres subcuencas y ocho microcuencas de las quebradas de mayor significancia existentes entre Puente Paraje y Montero; esto se refleja en la gran similitud de la magnitud de los caudales determinados.
Para la estimación de los parámetros hidráulicos de los cursos de agua, en las secciones de pase de futura vía, recomendamos usar las magnitudes de mayor descarga, con la finalidad de incrementar la seguridad de las obras de arte a edificar.
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9.0 SELECCIÓN DE SECCIONES TRANSVERSALES REPRESENTATIVAS DEL CAUCE
Las secciones transversales representativas, se han obtenido de acuerdo a un levantamiento topográfico aguas arriba y aguas bajo de la actual estructura de paso, en cada una de las quebradas y/o escorrentías superficiales existente en la vía Puente Paraje – Montero.
Estas secciones transversales representativas, se han tomado cada 20 metros; considerando como referencia el actual trazo del eje de la Carretera, aguas arriba se ha llegado hasta la progresiva 0+060 a 0+120 y, aguas abajo hasta la progresiva - 0+60.
El perfil longitudinal presenta una extensión de 91.55 metros; la unión de los ejes centrales, de cada sección transversal, han definido un perfil longitudinal con las irregularidades características del terreno natural, formado por el paso del agua. En este acápite se determinará, la sección estable o amplitud del cauce, la cual será representativa para la quebrada, en el punto de interés.
El cálculo de la sección estable, se hará en base a la teoría de régimen estable de Blench o Altunin, usando también una tercera relación de Petit, conocido como método Americano.
Por Blench:
B = 1,81 ((Q Fb/Fs)1/2
Donde:
B : Es ancho medio de la secciónQ : caudal de DiseñoFb : Factor de FondoFs : Factor de orilla
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Valores aproximados de Fb(Factor de Fondo)
Tipo de Cauces Valor de FbCauces MontañososCauces AluvialesCauces de Grava
0.801.001.20
Valores aproximados de Fs(Factor de Orillas)
Tipo de Cauces Valor de FsOrillas de barro y arenaOrillas de barro-arcilla-fangosaOrilla de material muy cohesivo
0.100.200.30
Por Petit:
B = 2.45 (Q )1/2
Donde:
B : Es ancho medio de la secciónQ : caudal de Diseño
Por Altunín:
B = A (Q)1/2 / S0.2
Donde:
B : Es ancho medio de la secciónQ : caudal de DiseñoS : Pendiente de la quebradaA : Factor adimensional depende de n y Kn : Coeficiente de Manning
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A = (n K5/3)3/(3+5m)
K = 3 a 4 material del cauce muy resistenteK = 8 a 12 material aluvialK = 16 a 20 material fácilmente erosionable
Generalmente se acepta K = 10 y en este caso “m” será:
m = 1.0 cauces cubiertos de piedrasm = 0.80 cauces con pendiente cerca de la crítica, cantos rodados, guijarros,
gravasm = 0.75 a 0.80 cauces con gravas y arenasm = 0.70 a 0.75 cauces con arenas gruesa, media y fina
El valor del coeficiente de rugosidad o de Manning, se ha determinado reconociendo varios factores primarios que lo afectan, utilizando la siguiente relación:
n = (no +n1+n2+n3+n4) m5
Donde:
no : Material del caucen1 : Grado de regularidadn2 : Variación de la sección transversaln3 : Nivel de Obstruccionesn4 : Presencia de vegetaciónm5 : Cantidad de meandros
Calculo de n
no = 0.028 Grava gruesan1 = 0.010 Moderadon2 = 0.005 Ocasionalmente alternablen3 = 0.010 Menorn4 = 0.005 Bajam5 = 1.000 Menor
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9.1 Determinación del Ancho Estable del Curso de Agua A continuación se establecerá, la sección estable representativa del cauce de cada una de las quebradas estudiadas, en el punto de interés, empleando las relaciones arriba citadas y, bajo la consideración de los siguientes parámetros supuestos:
Quebrada Nogal
DATOS:
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Quebrada Casa Blanca
DATOS:
RESULTADOS:
Quebrada Horcones N° 01
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RESULTADOS:
Quebrada Horcones N° 02
DATOS:
RESULTADOS:
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Quebrada Tailín
DATOS:
RESULTADOS:
Quebrada San Francisco N° 01
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RESULTADOS:
Quebrada San Francisco N° 02
DATOS:
RESULTADOS:
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Quebrada San Pueblo Nuevo N° 01
DATOS:
RESULTADOS:
Quebrada Pueblo Nuevo N° 02
DATOS:
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RESULTADOS:
Quebrada San Antonio
DATOS:
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Quebrada Cuñala
DATOS:
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9.2 Determinación de las Características Hidráulicas del Flujo
Las características hidráulicas del flujo en la sección de interés, se determinarán utilizando la relación de Manning, muy conocida en los textos de hidráulica de canales abiertos:
Q = (A R2/3S1/2)/n
Donde:
Q = Caudal de diseño del proyecto (m3/s)A = área de la sección estable (m2)R = radio hidráulico (m)S = pendiente media de la quebrada (m/m)n = coeficiente de rugosidad
Los parámetros hidráulicos de la sección transversal en el punto de pase de la carretera en cada quebrada, se determinaran en función del ancho estable determinado en el ítem precedente:
Quebrada Nogal
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RESULTADOS:
Quebrada Casa Blanca
DATOS:
RESULTADOS:
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Quebrada Horcones N° 01
DATOS:
RESULTADOS:
Quebrada Horcones N° 02
DATOS:
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RESULTADOS:
Quebrada Tailín
DATOS:
RESULTADOS:
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Quebrada San Francisco N° 01
DATOS:
RESULTADOS:
Quebrada San Francisco N° 02
DATOS:
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RESULTADOS:
Quebrada Pueblo Nuevo N° 01
DATOS:
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Quebrada Pueblo Nuevo N° 02
DATOS:
RESULTADOS:
Quebrada San Antonio
DATOS:
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RESULTADOS:
Quebrada Cuñala
DATOS:
RESULTADOS:
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9.3 Determinación de las Profundidades de Socavación
Para determinar la socavación se utilizará el método propuesto por L.L. List Van Levediev, que se ajusta a los trabajos ejecutados en cauces naturales definidos. En tal sentido, se hace necesario evaluar la erosión máxima esperada, en la sección calculada para el caudal de diseño.
El método considera la velocidad erosiva, entendida como la velocidad media calculada capaz de degradar el fondo del río; la expresión que refleja está situación se detalla a continuación:
Ve = 0,6 γs1.18 B ts
x
Esta velocidad se dará, cuando se efectúen contracciones en el cauce del río, por efecto de la construcción del puente o una defensa ribereña.
Se opera con suelos cohesivos y rugosidad uniforme. A parir de la expresión indicada, considerando la sección estable y el tirante calculado, tenemos que:
(Q)ts = ----------------------------
bo (0,6 γs1.18 B)1/(1+ x)
Donde :
Ve = Velocidad erosiva (m)γs = peso específico del suelo seco que se encuentraB = coeficiente que depende de la frecuencia con que se repite la avenida
que se estudia según el efecto de erosión (ver cuadro N° 52)Q = caudal de diseño (m3/s)bo = sección estable determinada (m)ts = tirante que corresponde a la profundidad a la que se desea evaluar la
velocidad erosiva (m)t = tirante normal (m)Hs = profundidad de socavación (m)X = exponente para material no cohesivo en función del diámetro
característicos (ver cuadro N° 53)Dm = Diámetro medio (mm)
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CUADRO Nº 52
COEFICIENTE B PARA SOCAVACIÓN
PROBABILIDAD ANUAL DE QUE SE PRESENTE COEFICIENTE B
EL CAUDAL DE DISEÑO (%)
100 0,77
50 0,82
20 0,86
5 0,94
2 0,97
1 1,00
0,3 1,03
0,2 1,05
0,1 1,07
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CUADRO Nº 53
VALORES DE X y (X+1)
SUELOS COHESIVOS SUELOS NO COHESIVOS
PESO Dm
ESPECÍFICO X (1/(X+1) X (1/(X+1)
(T/m3) (mm)
0,80 0,52 0,658 0,05 0,43 0,70
0,83 0,51 0,662 0,15 0,42 0,70
0,86 0,5 0,667 0,50 0,41 0,71
0,88 0,49 0,671 1,00 0,4 0,71
0,90 0,48 0,676 1,50 0,39 0,72
0,93 0,47 0,680 2,50 0,38 0,72
0,96 0,46 0,685 4,00 0,37 0,73
0,98 0,45 0,690 6,00 0,36 0,74
1,00 0,44 0,694 8,00 0,35 0,74
1,04 0,43 0,699 10,00 0,34 0,75
1,08 0,42 0,704 15,00 0,33 0,75
1,12 0,41 0,709 20,00 0,32 0,76
1,16 0,4 0,714 25,00 0,31 0,76
1,20 0,39 0,719 40,00 0,3 0,77
1,24 0,38 0,725 60,00 0,29 0,78
1,28 0,37 0,730 90,00 0,28 0,78
1,34 0,36 0,735 140,00 0,27 0,79
1,40 0,35 0,741 190,00 0,26 0,79
1,46 0,34 0,746 250,00 0,25 0,80
1,52 0,33 0,752 310,00 0,24 0,81
1,58 0,32 0,758 370,00 0,23 0,81
1,64 0,31 0,763 450,00 0,22 0,82
1,71 0,3 0,769 570,00 0,21 0,83
1,80 0,29 0,775 750,00 0,2 0,83
1,89 0,28 0,781 1000,00 0,19 0,84
2,00 0,27 0,787 0,70
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Cálculo de la Socavación General
Con la finalidad de determinar los nivele erosión general que alcanzará el cauce principal ante la ocurrencia de caudales extremos, a fin de determinar con certeza la profundidad de desplante de la cimentación de la obras de arte a construir en cada punto de pase de la carretera a través de un curso de agua, se ha procedido a calcular la profundidad de socavación utilizando las expresiones matemáticas anteriormente citadas.
De acuerdo a la información del especialista, en geotecnia, en su informe técnico, identifica que el material en los cauces de la quebradas, es básicamente un material granular, con presencia de cantos rodados y bloques de roca superiores al 50% de la muestra, con diámetro medio que oscila en Dm= 250 mm.
Quebrada Nogal
DATOS:
RESULTADOS:
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Quebrada Casa Blanca
DATOS:
RESULTADOS:
Quebrada Horcones N° 01
DATOS:
GOBIERNO REGIONAL PIURA ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO
MEJORAMIENTO DE CARRETERA VECINAL N° 511 TRAMO PUENTE PARAJE – MONTERO, DISTRITO DE MONTERO - PROVINCIA DE AYABACA
RESULTADOS:
Quebrada Horcones N° 02
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MEJORAMIENTO DE CARRETERA VECINAL N° 511 TRAMO PUENTE PARAJE – MONTERO, DISTRITO DE MONTERO - PROVINCIA DE AYABACA
Quebrada Tailín
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Quebrada San Francisco N° 01
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MEJORAMIENTO DE CARRETERA VECINAL N° 511 TRAMO PUENTE PARAJE – MONTERO, DISTRITO DE MONTERO - PROVINCIA DE AYABACA
RESULTADOS:
Quebrada San Francisco N° 02
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MEJORAMIENTO DE CARRETERA VECINAL N° 511 TRAMO PUENTE PARAJE – MONTERO, DISTRITO DE MONTERO - PROVINCIA DE AYABACA
Quebrada Pueblo Nuevo N° 01
DATOS:
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Quebrada Pueblo Nuevo N° 02
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RESULTADOS:
Quebrada San Antonio
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Quebrada Cuñala
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10.0 EVALUACION DE LOS PARAMETROS HIDRAULICOS DETERMINADOS
A este nivel del estudio se está en condiciones de concluir lo siguiente:
1.- Que, los anchos estables promedios asumidos, en los cursos de agua en estudio, guardan gran similitud con los valores obtenidos con la fórmula de PETTIT, donde el ancho del cauce es directamente proporcional a la magnitud de la descarga, es decir, a mayor caudal mayor ancho del cauce y viceversa:
En las quebradas Nogal y Tailín el ancho estable del cauce se establece en 35 m.
Para la quebrada Cuñala, el ancho estable de cauce, en la sección de cruce con la carretera, se ha establecido en 18 m.
En las quebradas de las microcuencas con caudales superiores a 10 m3/s, pero menores de 20 m3/s, los anchos estables oscilan entre 8, 10 y 11 m
En el caso de la quebrada San Francisco N° 02, el ancho estable del cauce en el punto de cruce, alcanza los 5 m. de longitud.
2.- Que, las condiciones de flujo en los cursos de agua, en el supuesto de un régimen uniforme, arrojan tirantes normales menores al tirante crítico, que no alcanza en todos los casos el metro de altura; en consecuencia se presentarán corrientes muy rápidas (flujo supercrítico) con capacidad erosiva, estrechamente asociadas a las fuertes pendientes presentes en la zona.
3.- Que, en todos los casos estudiados, se presentarán profundidades de socavación, sin embargo, esta no llega a alcanzar grandes magnitudes, básicamente por la composición del material de fondo del cauce, este presenta bloques de roca cuyo diámetro promedio es de 250 mm.
4.- Se recomienda respetar los anchos estables determinados, caso contrario la estructura de cruce quedaría expuesta al impacto de grandes bloques de roca, poniendo en riesgo de ser dañada parcial o totalmente, afectado temporalmente el servicio que presta vía.
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11.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
En el área de influencia del proyecto existen dos sub cuencas que superan los 15 Km2 de superficie; y presentan descargas importantes, mayores a 150 m3/s. En base a esto, se recomienda que sobre estas dos quebradas se construyan puentes, que garanticen el servicio permanente durante la vida útil del proyecto.
La sub cuenca Cuñala con un área de menor aportación, presenta un nivel de descarga considerable; por esta razón, se recomienda también, la construcción de un puente.
En las microcuencas que presentan descargas entre 10 y 20 m3/s, se recomienda la construcción de pontones.
En las microcuencas que presenten caudales de avenida entre 4 a 1 m3, se recomienda la construcción de alcantarillas tipo marco con dos ojos, y para caudales menores de 1 m3/s, alcantarillas tipo marco de un solo ducto.
Recomendamos que, para la etapa de inversión se lleve a cabo un levantamiento de información de campo con GPS, para delimitar las microcuencas con áreas menores a la quebrada San Francisco N° 02 que no se ha podido identificar en las cartas topográficas de 1/25000 obtenidas del IGN por ser muy pequeñas. Ello permitirá conocer su superficie y la descarga de avenida y, por ende, realizar el diseño ad-hoc de la obra de arte. Estos cursos de agua son de respuesta rápida, con tiempos de concentración menores a 2.60 minutos; aproximadamente existen son 24 mini cuencas.
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