G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
=================================================================
INDICE 4.5
ESTUDIO DE HIDROLOGÍA ............................................. .................................................................... ............................... ........ 03 4.5.1
RESUMEN ................................................................ .......................................................................................................... .......................................... 03
4.5.2
GENERALIDADES ........................................................................................... 05
4.5.3
METODOLOGÍA DEL ESTUDIO .................................................................. 07
4.5.4
4.5.5 4.5.6
4.5.3.1 Recopilación de Información .................................................................. .................................................................. 09 a) Cartografía ........................................................................................ ........................................................................................ 09 b) Pluviometría ...................................................................................... ...................................................................................... 09 c) Hidrometría ....................................................................................... ....................................................................................... 09 4.5.3.2 Reconocimiento de campo ...................................................................... ...................................................................... 10 4.5.3.3 Fase de Gabinete ..................................................................................... ..................................................................................... 10 CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA DE LA CUENCA ........................ 10 4.5.4.1 Clima del Área de Estudio....................................................................... 10 4.5.4.2 Descripción de los Parámetros meteorológicos....................................... 11 4.5.4.2.1 Precipitación ........................................................................... 11 4.5.4.2.2 Temperatura ............................................................................ 12 4.5.4.2.3 Humedad Relativa ............................................................... ................................................................... .... 13 4.5.4.2.4 Vientos .................................................................................... .................................................................................... 14 4.5.4.2.5 Evaporación ............................................................................ 15 4.5.4.2.6 Intensidad de Máxima de Lluvia ............................................. 16 EVALUACION DE LAS CUENCAS ............................................................... 1 7 4.5.5.1 Características de la vía ....................................................................... ........................................................................... .... 17 ................................................................................ ................. 18 DESCARGAS MAXIMAS ............................................................... 4.5.6.1 Cálculo de la Intensidad Máxima de Lluvia ............................................ 18 4.5.6.1.1 Determinación de la Intensidad............................................... 20 4.5.6.1.2 Análisis de frecuencia de valores extremos ............................ 22 4.5.6.2 Riesgo de Falla ....................................................................... ........................................................................................ ................. 22 4.5.6.3 Tiempo o periodo de Retorno.............................................................. .................................................................. .... 23 4.5.6.4 Análisis del Modelamiento Matemático de Valores de Aleatorios Extremos .......................................................................... .............................................................................. .... 24 4.5.6.5 Tiempo de Concentración ....................................................................... ....................................................................... 28 4.5.6.6 Cálculo del Caudal .................................................................................. .................................................................................. 29
============================================================================= 1 P r yeect o: " M e j or ami ent o yy C onst r Av ro y ru cci ón d e l a A Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= 4.5.7
DISEÑO PRELIMINAR DE CUNETAS ......................................................... 31
4.5.8
DISEÑO PRELIMINAR DE ALCANTARILLAS ......................................... 33
4.5.9
4.5.8.1 Consideraciones Generales.................................................................. ...................................................................... .... 33 4.5.8.2 Inventario Y Evaluación de Obras de Drenaje Existentes....................... 35 a) Drenaje Transversal .......................................................................... .......................................................................... 35 b) Drenaje Longitudinal ........................................................................ ........................................................................ 36 4.5.8.3 Dimensionamiento de las Obras de Drenaje del Proyecto ...................... 36 a) Drenaje Transversal ...................................................................... .......................................................................... .... 36 b) Drenaje Longitudinal .................................................................... ........................................................................ .... 38 ................................................................................................... ............................. 40 RESULTADOS ...................................................................... 4.5.9.1 Intensidad de Lluvias.................................................. Lluvias............................................................................... ............................. 40 4.5.9.2 Caudal............................................................. Caudal...................................................................................................... ......................................... 40 4.5.9.3 Dimensiones de las Alcantarillas ............................................................ 40
4.5.10 CONCLUSIONES CONCLUSIONES .............................................................................................. 41 4.5.11 RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES .................................................................................... 43 4.5.12 ANEXOS 4.5.13 PLANOS 4.5.14 REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
============================================================================= 2 P r yeect o: " M e j or ami ent o yy C onst r Av ro y ru cci ón d e l a A Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= 4.5.7
DISEÑO PRELIMINAR DE CUNETAS ......................................................... 31
4.5.8
DISEÑO PRELIMINAR DE ALCANTARILLAS ......................................... 33
4.5.9
4.5.8.1 Consideraciones Generales.................................................................. ...................................................................... .... 33 4.5.8.2 Inventario Y Evaluación de Obras de Drenaje Existentes....................... 35 a) Drenaje Transversal .......................................................................... .......................................................................... 35 b) Drenaje Longitudinal ........................................................................ ........................................................................ 36 4.5.8.3 Dimensionamiento de las Obras de Drenaje del Proyecto ...................... 36 a) Drenaje Transversal ...................................................................... .......................................................................... .... 36 b) Drenaje Longitudinal .................................................................... ........................................................................ .... 38 ................................................................................................... ............................. 40 RESULTADOS ...................................................................... 4.5.9.1 Intensidad de Lluvias.................................................. Lluvias............................................................................... ............................. 40 4.5.9.2 Caudal............................................................. Caudal...................................................................................................... ......................................... 40 4.5.9.3 Dimensiones de las Alcantarillas ............................................................ 40
4.5.10 CONCLUSIONES CONCLUSIONES .............................................................................................. 41 4.5.11 RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES .................................................................................... 43 4.5.12 ANEXOS 4.5.13 PLANOS 4.5.14 REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
============================================================================= 2 P r yeect o: " M e j or ami ent o yy C onst r Av ro y ru cci ón d e l a A Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
=================================================================
4.5 ESTUDIO DE HIDROLOGÍA 4.5.1 RESUMEN El desarrollo del proyecto “Mejoramiento y Construcción de la Av. Prolongación Moore, traerá beneficios importantes para la población de la ciudad de Iquitos con el incremento de la construcción de casas, edificios comerciales, parqueadores y calles con el consiguiente incremento de la calidad de vida de los pobladores en el área de influencia del Proyecto. El proyecto “Mejoramiento y Construcción de la Av. prolongación Moore, tiene previsto la construcción de estructuras para su preservación y el mejoramiento del traslado de las aguas de lluvia, como las cunetas y alcantarillas con la finalidad de reducir la infiltración. El área del proyecto “Mejoramiento “Mejoramiento y Construcción de de la Av. Prolongación Moore, se ubica en el límite de la cuenca del río Itaya, prácticamente corresponde al área de su divortium aquarium. Es una zona de fuertes precipitaciones pluviales, las mismas que anualmente superan los 2,800 mm; por otro lado existen suelos finos de naturaleza arcillosa y debido a que es una zona intervenida, se ha dado un proceso de deforestación que ha incrementado los procesos de erosión en los taludes de cortes y rellenos. Este proceso de transporte de sedimentos es una de las causas de la colmatación de las quebradas y de las alcantarillas, lo cual altera el sistema de de drenaje existente. De la evaluación de campo, se ha observado que el sistema de drenaje transversal existente no sería el adecuado para el nivel de tráfico de la carretera proyectada. Respecto al drenaje longitudinal, en algunos tramos existen cunetas sin revestir, los cuales hidráulicamente no cumplen las exigencias de una máxima eficiencia, en gran parte de los sectores no existen cunetas por lo que el agua precipitada asume la dirección del perfil del terreno natural, hacia cauces de quebradas que luego vierten hacia el río Itaya, aproximadamente a un Kilómetro del eje propuesto.
============================================================================= 3 P r yeect o: " M e j or ami ent o yy C onst r Av ro y ru cci ón d e l a A Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= En la primera parte de este informe, se realiza una descripción de las características hidrológicas de la cuenca de recepción en los aspectos meteorológicos y climatológicos. A continuación, a partir de la precipitación máxima de lluvia diaria, se realiza el análisis de intensidades de lluvia con los datos de la estación CO San Roque, PLU Punchana, PLU Morona Cocha, PLU Maniti y CO Mazan. Como la información de precipitaciones máximas diarias pertenece a los valores anuales, se utiliza la teoría de los Valores Extremos, en sus modelos más representativos, como el método de Gumbel y el Método de Log Pearson Tipo III, para el análisis estadístico y el pronóstico de de la información. A partir de los datos de lluvia máximas de 24 Horas para diferentes periodos de Retorno, se calcula las intensidades máximas con el Método de Bell y Espildora. La determinación del caudal que circula en la cuenca de recepción, ha sido realizada con el método racional modificado. Una vez determinado el caudal que circula por la cuenca y subcuencas, se ha identificado los lugares donde se colocaran alcantarillas. Así mismo se realiza las recomendaciones para el diseño de las cunetas que estarán ubicadas a ambos lados de la Av. Prolongación Moore. Moore. Se presenta dos alternativas de los cuales se escogerá la que presenta mejores índices económicos. Finalmente, es importante mencionar que una de las limitaciones que se ha encontrado para el desarrollo del estudio hidrológico y la determinación de los parámetros geomorfométricos de la cuenca, es no contar con un plano de la l a cuenca de recepción con curvas de nivel así como la casi nula información de intensidades de lluvia.
============================================================================= 4 P r yeect o: " M e j or ami ent o yy C onst r Av ro y ru cci ón d e l a A Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= 4.5.2
GENERALIDADES
El crecimiento de la población de Iquitos, así como su desarrollo urbano pueden crear severos problemas potenciales en el manejo de aguas urbanas. Una de las estructuras más importantes para la preservación y el mejoramiento del ambiente de aguas urbanas es un sistema de drenaje de aguas lluvias adecuados y que funcione correctamente. La construcción de la Av. Prolongación Moore, incrementará la construcción de casas, edificios comerciales, parqueaderos, y calles los cuales incrementaran la cubierta impermeable de la cuenca receptora y reducirá la infiltración. Además, con la urbanización, el patrón espacial del flujo en la cuenca se altera y la eficiencia hidráulica se incrementa a través de canales artificiales, cunetas y sistemas de recolección y drenaje de aguas lluvias. Estos factores incrementan el volumen y la velocidad de la escorrentía y producen caudales de crecientes con picos mayores en las cuencas urbanizadas que aquellos que ocurrían antes de la urbanización. Muchos sistemas de drenaje urbano construidos bajo un cierto nivel de urbanización operan hoy en día bajo niveles de urbanización mayores por lo cual tienen una capacidad inadecuada. Todo sistema de drenaje urbano típico consta de dos tipos de elementos principales: elementos de localización y elementos de transferencia: Los elementos de localización son los lugares donde el agua es retenida y sufre algunos cambios como resultado de los procesos controlados por el hombre, como por ejemplo el almacenamiento de agua, la purificación y el uso de la misma y el tratamiento de aguas residuales. Los elementos de transferencia conectan los elementos de localización; estos elementos incluyen canales, tuberías, alcantarillados de aguas lluvias, alcantarillados de aguas residuales y calles. El sistema es alimentado por la lluvia, el agua proveniente de diferentes fuentes y el agua traída por tuberías y canales. El cuerpo de agua receptor puede ser un río, un lago o un océano. Para el diseño de un sistema de drenaje urbano se requiere fundamentalmente contar con suficiente información hidrológica, mecánica de suelos, cobertura vegetal y una buena información planimétrica de la cuenca en estudio. ============================================================================= 5 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= Lamentablemente, los registros pluviográficos en las estaciones de la cuenca de interés son escasos de modo que el procedimiento para obtener las curvas intensidadduración-frecuencia con estos datos ha sido poco práctico. Esta situación ha llevado a buscar procedimientos que permitan superar tal deficiencia, aprovechando al máximo la información de precipitación máxima de 24 horas, que realmente existe.
El propósito del estudio es evaluar el comportamiento hidrológico de las quebradas existentes en el proyecto “Mejoramiento y Construcción de la Av. Prolongación Moore, en una extensión de 6.00 Km., a fin de conocer los requerimientos de obras de drenaje del proyecto, con el cruce de la quebradas mencionadas.
============================================================================= 6 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= 4.5.3
METODOLOGÍA DEL ESTUDIO
Para el diseño de las obras de drenaje transversal y longitudinal del proyecto “Mejoramiento y Construcción de la Av. Prolongación Moore se ha recopilado información pluviométrica de la Estación CP San Roque, ubicado en la cuenca del Itaya, en el interior de la cuenca de estudio. Se recopiló información de Precipitaciones Máximas de 24 horas de las estaciones, PLU Punchana, PLU Morona Cocha, PLU Maniti y CO Mazan
A partir de los datos de Precipitación Máxima de Lluvia de 24 horas, se ha procedido a generar las intensidades máximas de lluvia. Para lo cual se ha empleado la teoría de Frederich Bell(1969).
Este autor publicó un trabajo en el cual generalizaba las curvas-intensidadfrecuencia, a partir de los datos recogidos principalmente en los Estados Unidos. El argumento físico en que se apoyó es el hecho de que las lluvias extremas de menos de dos horas de duración se debe a tormentas del tipo convectivo, las cuales poseen características similares en todas las regiones del mundo.
Con el fin de reunir los criterios adecuados para conocer las características hidrológicas de las quebradas consideradas, se realizará el estudio en las siguientes etapas:
Recopilación de Información, Comprende la recolección, evaluación y análisis
de la documentación existente como cartografía y pluviometría en el área de estudio. Trabajos de campo, Consiste en un reconocimiento del alineamiento de la vía, para su evaluación y observación de las características, relieve y aspectos hidrológicos de las quebradas así como la identificación de las alcantarillas existentes y la ubicación de las alcantarillas necesarias para el drenaje de la vía. Fase de Gabinete, Consiste en el procesamiento, análisis, determinación de los parámetros de diseño y dimensionamiento de las obras de arte.
============================================================================= 7 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= Esta fase a su vez consiste en realizar una secuencia dividida en tres partes, la primera referida al cálculo de la intensidad de lluvia para un periodo de retorno de diseño; la segunda al cálculo del caudal de diseño de la cuenca de interés y la tercera del dimensionamiento de la sección transversal de las alcantarillas y cunetas del proyecto. En vista de que prácticamente las estaciones meteorológicas en el área de influencia del proyecto no cuentan con información de intensidad de lluvia, y las que existen no son muy extensos, se ha propuesto realizar el diseño a partir de la información de precipitación máxima diaria de doce años de la estaciones CO San Roque, PLU Punchana, PLU Morona Cocha, PLU Maniti y CO Mazan, ubicados el primero en la cuenca del río Itaya, los dos siguientes al río Nanay, luego al río Maniti y finalmente la última estacón al río Napo. De toda la información de precipitación máxima diaria, se escoge el valor más alto para cada año. Tal como se muestra en el Cuadro Nº 01. TABLA Nº 01 PRECIPITACIÓN MÁXIMA 24 HORAS AÑO
SAN ROQUE Mm
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
152 185 112 113 153 110 167 138 93 117.2 155.6 137.7 123.6
PUNCHANA Mm
112 91 102 208 120 105 108 99 134.4 102.6 100.2 111 152.7
MORONA COCHA mm
112 72 136 107 88 148 88 108.5 87 90 72.5 169 221.5
MANITI mm
MAZAN mm
178 96 87 138 86 91 120 96 124 100 83 105 77
80 83 75 84 75 113.6 120.3 79 95.5 112.1 114
La serie anual de un tiene la propiedad de estar compuesta por los valores extremos de una serie de observaciones efectuadas durante un año. Esto quiere decir que se puede aplicar la teoría de distribución de extremos y hacer predicciones contando con la información de un cierto número de años. ============================================================================= 8 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
=================================================================
Existe un límite a la cantidad de precipitación o magnitud de tormenta que cauce la avenida, por grande que sea; el coeficiente de escurrimiento en una cuenca no puede ser mayor que uno, o cien por ciento, y el tiempo de concentración no puede ser menor a un tiempo límite, de acuerdo a las características de la cuenca. 4.5.3.1 Recopilación de Información
La información que se está utilizando se refiere a los siguientes aspectos: a) Cartografía
La Vía Interurbana se ubica íntegramente en el mapa del Instituto Geográfico Nacional (IGN), carta nacional a escala 1:100,000 Iquitos Hoja 8 – p 2263. b) Pluviometría
La escorrentía existente y producida en el área de estudio, proviene exclusivamente de las precipitaciones pluviales caídas en la zona. Las estaciones pluviométricas, localizadas en la zona de estudio o cercanas a ella, están siendo administradas por Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI), son las que se anotan a continuación: ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS EN LA ZONA DE ESTUDIO Ubicación
Estación Pluviometrica
San Roque MoronaCocha Punchana Maniti Mazan
Altitud
Norte(m)
Este(m)
(msnm)
9585282 9586667 9585285
0694317 0692869 0692465
9614642
0713326
126 128 128 125 103
Distrito
San Juan Iquitos Punchana Indiana Mazan
c) Hidrometría
Las quebradas que cortan el trazo de la Vía Interurbana de la Av. Prolongación Moore, no cuentan con estaciones de medición de caudales. Las quebradas existentes en la cuenca del río Itaya, se constituyen en las principales fuentes de agua y en los principales drenes colectores. ============================================================================= 9 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
=================================================================
4.5.3.2 Reconocimiento de Campo.
El reconocimiento de campo permite tener una apreciación de la situación actual de las características hidrológicas y de drenaje de la vía. Como resultado del trabajo de campo, se contó con información hidrológica de campo de las quebradas, así como el inventario de las estructuras de drenaje. 4.5.3.3 Fase de Gabinete
Consiste en el procesamiento, análisis, determinación de los parámetros hidrológicos para el diseño y dimensionamiento de las obras de arte. 4.5.4
CARACTERIZACION HIDROLÓGICA DE LA CUENCA CLIMATOLOGÍA E HIDROLOGÍA
El estudio climatológico se ha realizado en base a la información meteorológica de las estaciones climatológicas, Zungarococha, Iquitos, San Roque, Santa Maria de Nanay, Puerto Almendra, Mazan, y Moronococha ubicadas en la zona de influencia del proyecto, las cuales cuentan con datos de temperatura, precipitaciones, humedad relativa y vientos a nivel mensual del periodo 1947-2002. 4.5.4.1 Clima del Área en Estudio
El clima del área en estudio es de Bosque Húmedo Tropical (bh-T), predominando un ambiente caliente y húmedo, caracterizado por pequeñas variaciones de temperatura, durante el día y en las medias mensuales. Esta isotermía es predominante en la planicie Amazónica, la misma que disminuye a medida que se acerca a los terrenos más elevados que limitan la Cuenca, particularmente, en la región de la Selva, la presencia de un Ciclón Ecuatorial, que en el verano ocupa la parte central de América del Sur, genera una zona de baja presión con vientos cálidos y húmedos que soplan en dirección Sur-Este a Nor-Oeste, debido a este fenómeno se producen intensas precipitaciones.
============================================================================= 10 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= 4.5.4.2 Descripción de los Parámetros meteorológicos 4.5.4.2.1 Precipitación
La precipitación total media mensual en la zona del proyecto varía de 195.6 m.m., registrada en el mes de agosto a 272.90 m.m. correspondiente al mes de marzo, siendo la precipitación media anual de 2,770.80 m.m. Según esta información se puede apreciar que entre los meses de diciembre a mayo (verano y otoño), se registra una precipitación mayor (56%) y en los meses restantes, Junio a Noviembre (invierno y primavera), corresponde el 44%. En el semestre de mayor precipitación, los valores más altos corresponden generalmente a los meses de marzo y abril; los valores más bajos corresponden a los meses de Junio, Julio y Agosto, que registran el 19% de la precipitación anual. La precipitación total máxima mensual se ha presentado en el mes de marzo con 655.90 m.m., siendo la precipitación máxima anual registrada de 4,246.40 m.m., ver cuadro. HISTOGRAMA DE PRECIPITACIONES MEDIA MENSUALES ESTACION IQUITOS (1947/48 - 1997/98) 300
NORMAL M EDIA PLUVIANUA L
250
O I m200 m C ( A L T I A 150 P I U C S E N R E 100 P M
A U N A I V U L P O L U D O M
50 0 T T V C E B R R Y N L O E C O I N E A B A U U G S O N D E F M A M J J A
MESES
============================================================================= 11 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
=================================================================
HISTOGRAMA DE PRECIPITACIONES ANUALES ESTACION IQUITOS (1947/48 - 1997/98) 4500
ANUAL
A U N A I V U L P O L U D O M
4000
) O I m C m A ( T I L P I A C U E N R A P
M EDIA PLUVIANUA L
3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0
1 5 9 3 7 1 7 5 7 9 8 3 8 7 1 5 / 5 4 / 5 8 / 5 2 / 6 6 / 6 0 7 / 4 / 8 / 2 / 6 / 0 / 9 4 / 9 0 5 5 5 6 6 7 7 7 8 8 9 9 1 9 1 9 1 9 1 9 1 9 1 9 1 9 1 9 1 9 1 9 1 9 1 9 CICLOS HIDRLOGICOS
Según esta información el área del proyecto presenta un régimen de precipitación ecuatorial de alta pluviosidad, donde prácticamente llueve todo el año. 4.5.4.2.2 Temperatura
La temperatura media mensual en la zona del proyecto varia de 25.2ºC en julio a 26.4ºC en Noviembre, Diciembre y Enero, siendo el promedio mensual 26.0ºC. Las mayores temperaturas se producen entre los meses de Septiembre a Marzo, llegando a valores extremos de 39.6ºC, las menores temperaturas se producen entre los meses de Junio a Agosto, llegando a valores de 19.8ºC. La magnitud de la temperatura registrada, así como su variación, es típica de climas tropicales cálidos
============================================================================= 12 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= TEMPERATURA MEDIA MENSUAL ( °C) ESTACION IQUITOS - RIO NANAY (1966/67 - 1990/91)
26.6
26.4
A I D E M S A R ) C U ° T ( A R E P M E T
26.2
26.0
25.8
25.6
25.4
25.2
25.0
24.8
24.6
24.4 SET
OCT
NOV
DI C
ENE
FEB
MA R
A BR
MAY
JUN
JUL
A GO
MESES NORM A L
M ODULO
4.5.4.2.4 Humedad Relativa
La humedad relativa media anual es de 84.4 %, variando de 82.6 % en el mes de Septiembre a 86.2 % en el mes de junio. La máxima humedad relativa se ha registrado en julio, con 94%. A través del año, se observa que los máximos medios, alcanzan en los meses de Abril, Mayo y Junio valores en el orden de 85% a 86%, y los mínimos medios corresponden a la época menos lluviosa, en los meses de Septiembre y Octubre, con presencia de valores cercanos a 82%. En el siguiente Gráfico, se muestra el régimen de distribución mensual de la humedad relativa en ella se puede observar que la oscilación de los valores es mínima, por lo que se establece que en área de estudio la humedad relativa es alta y constante.
============================================================================= 13 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= HUMEDAD RELATIVA MEDIA MENSUAL (%) ESTACION IQUITOS - RIO NANAY (1966/67 - 1990/91) 87.0
86.0
) % ( A V I T A L E R D A D E M U H
85.0
84.0
83.0
82.0
81.0
80.0 SET
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR
NORMAL
MESES
A BR
MAY
JUN
JUL
AGO
MODULO
4.5.4.2.4 Vientos
La velocidad media mensual de los vientos de la estación Iquitos, es 1.6 Km/h, notándose que la velocidad media es uniforme a lo largo de todo el año, tipificándose como viento débil, según la escala de “Beaufort”; no se tiene información de los valores máximos absolutos, aunque se tiene información de la estación Yurimaguas, donde se han registrado vientos máximos medios de hasta 14.4 Km/h (brisa ligera) y vientos máximos absolutos de 64.8 Km/h. En cuanto a la dirección predominante Nor-Este, se observa que alcanzan su máxima intensidad de frecuencia de Septiembre a Febrero, los vientos predominantes del Norte tienen la misma oscilación, es decir que, alcanzan su mayor intensidad de frecuencia de septiembre a febrero. En cambio, los vientos provenientes del sur presentan su máxima intensidad de frecuencia de Marzo a Agosto, los vientos del Este alcanzan su máxima intensidad de frecuencia de diciembre a mayo.
============================================================================= 14 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= VELOCIDAD MEDIA MENSUAL ESTACION IQUITOS - RIO NANAY (1966/67 - 1991/92) 2.0
1.8
) H / M K ( A I D E M D A D I C O L E V
1.6
1.4
1.2
NORMAL MODULO
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0 SET
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
MESES
4.5.4.2.5 Evaporación
El estudio de este elemento meteorológico ha sido efectuado con los datos registrados por la estación de Zungarococha, pudiéndose apreciar que la evaporación presenta un régimen de distribución mensual que se puede considerar como normal, alcanzando un promedio anual de 505.4 mm. Se observa que el promedio mensual presenta valores oscilantes, siendo mayores los registrados en Noviembre, Enero y Febrero (44.60 mm) y los más bajos en los meses de Abril, Mayo y Junio (38.3 mm). El total promedio anual de evaporación es de 42.1 mm., que se considera bajo y está atribuido a la alta tensión de la humedad relativa todo el año, así como a la escasa velocidad de los vientos que hace que la evaporación presente ligeras variaciones. Esta relación directa se debe a la mayor incidencia de radiación solar en relación al aumento de altitud. ============================================================================= 15 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
=================================================================
EVAPORACION TOTAL MENSUAL ESTACION ZUNGAROCOCHA - RIO NANAY (1966/67 1985/86) 46
m44 O I m C ( 42 A L R A 40 O U P S A N 38 V E E M 36
O L U D O M
34
T V I C E B R R Y N U T C L E N E U J G O B A J S O N O D E F M A A M A MESES
NORM A L
M ODULO
4.5.4.2.6 Intensidad Máxima de Lluvia
Se cuenta con información de intensidad de lluvia (mm/h), existente en el “Estudio Hidrometeorológico de la cuenca del río Mazan”, elaborado por SENAMHI, por encargo del Ex CTAR Loreto, en febrero de 1993, en el cual se presenta las máximas intensidades de precipitación de las tormentas registradas en la Estación C.O. Mazán, en el periodo 1992 a 1993, la cual presenta precipitaciones similares a la zona del proyecto, que se podrían comparar con los datos de la estación San Roque.
============================================================================= 16 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
=================================================================
INTENSIDAD MAXIMA DE LLUVIA(mm/h) ESTACION CP MAZAN RIO NAPO
) 300 h / m250 m ( A 200 M I X A M150 D A100 D I S N E 50 T N I
2 5 10 20 25 30 40 47 50
0 10
30
60
120
240
480
PERIODO DE DURACION(min)
4.5.5
EVALUACIÓN DE LAS CUENCAS 4.5.5.1 Características de la vía
La vía interurbana de la Av. Prolongación Moore, se ha dividido en seis tramos: el Tramo I es una vía que va desde la Intersección de la Calle Moore con la Calle Leticia, zona de la Plaza Bolognesi, de topografía plana en la progresiva 0+00 a 0+ 220 Km., presenta una pendiente media de 1.92%. El tramo II desde la progresiva 0+220 a 0+600 Km. con pendientes que varían desde -0.269% al iniciar el tramo, luego cambia a 1.746%, a continuación disminuye a un –0.625% y finaliza el tramo con una pendiente de 9.349%. El Tramo III, desde la progresiva 0+600 hasta la 2+800 Km. Se caracteriza por una superficie ondulada con taludes de cortes bajos; presenta pendientes que varían de 9.346% a –6.050%. El Tramo IV, que se inicia en la progresiva 2+800 hasta 3+480 Km. Se caracteriza por tener una superficie ondulada con taludes de corte bajos; presenta pendientes que varían desde –6.050% hasta la 4.927%.
============================================================================= 17 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
=================================================================
El Tramo V, que se inicia en la progresiva 3+480 hasta la progresiva 5+300 Km. Presenta una superficie más suave con pendientes que varían desde – 7.619% hasta 5.99%. El Tramo VI, que se inicia en la progresiva 5+300 hasta la 5+939.45 Km, caracterizado por una superficie medianamente ondulada, con pendientes que varían desde –7.307% hasta la 3.6963% , el encuentro con la Carretera Iquitos - Nauta se hará con una pendiente de 3.693%. Los cauces que cruzan la vía tienen cuencas menores a 2.50 Km 2 (250 Has), por lo que considera cuencas pequeñas, mucha de ellas de corrientes efímeras, donde predomina los fenómenos de concentración del caudal. Por lo general, la pendiente es baja y el relieve varía de ondulado a plano. Por ser zona de expansión urbana, ya intervenida, presenta poca cobertura vegetal, por tanto la relación precipitación escorrentía es más alta que en las zonas más alejadas con cobertura natural inalterada. La delimitación de las subcuencas se ha realizado en base al levantamiento topográfico realizado, a escala 1/10,000. La vía Interurbana de la Av. Prolongación Moore, se encuentra dentro de la cuenca del río Itaya, siguiendo un curso paralelo al río 4.5.6
DESCARGAS MÁXIMAS
Las descargas máximas para diseño se han estimado para el total de la cuenca y los cauces más importantes y que presentan escorrentía durante todo el año. Los resultados que se presentan en el cuadro, han sido obtenidos por el método racional, asumiendo coeficientes de escorrentía, características y precipitación máxima (intensidad) para un periodo de retorno de 25 años. 4.5.6.1 Cálculo de la Intensidad Máxima de Lluvia
Para el cálculo de la Intensidad de lluvia de la cuenca de interés se ha partido desde el análisis de la información de precipitación Máxima de 24 horas, de la Estación asignada con el nombre de CO San Roque. ============================================================================= 18 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= Esta estación Climatológica totaliza la cantidad de lluvia caída en una precipitación pluvial. En la Tabla Nº 02 se ordena los datos en forma descendente, asignándole al mayor valor el orden m = 1, luego se determina la media y la desviación estándar. TABLA Nº 02 CO SAN ROQUE
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
PREC.MAX (mm) 185 167 153 152 138 138 124 117 113 112 110 101 90
MEDIA DESVEST
130.7 27.7
‘m
En el cuadro Nº 03 se muestra el resultado de las Precipitaciones Máximas para diferentes periodos de Retorno, calculado mediante el método de Gumbel, cuyo procedimiento se describe en el numeral 3.4.4. El periodo de retorno considerado varía de 2 a 100 años.
============================================================================= 19 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= TABLA Nº 03 PRECIPITACION MAXIMA T Años
2 5 10 20 25 30 40 47 50 100
SAN ROQUE (mm)
MORONA COCHA (mm)
PUNCHANA (mm)
126.19 150.63 166.82 182.34 187.27 191.28 197.57 201.09 202.44 217.50
108.25 146.45 171.74 196.00 203.70 209.96 219.80 225.30 227.41 250.94
113.76 141.50 159.86 177.48 183.06 187.61 194.75 198.75 200.28 217.36
MANITI mm
MAZAN (mm)
101.65 126.28 142.59 158.23 163.19 167.23 173.57 177.12 178.48 193.65
89.95 104.79 114.62 124.04 127.03 129.47 133.29 135.43 136.24 145.39
Los Estudios Hidrológicos analizan los regímenes de caudales medios y extremos de las corrientes de agua en los tramos de influencia de las obras viales. 4.5.6.1.1 Determinación de la Intensidad
Luego de haber definido el objetivo, que es determinar las cargas máximas para el diseño hidráulico de las alcantarillas y cunetas, se requiere encontrar el valor de la precipitación máxima anual para un periodo de retorno determinado y finalmente la intensidad en milímetros por hora (mm/hora). Se tomó como referencia los datos pluviométricos de la estación CP San Roque con muy buena aproximación debido a que se encuentra dentro de la cuenca de recepción de la cuenca en estudio. Para la determinación de la intensidad máxima de lluvia se empleará el método de Frederich Bell (1969) y Espíldora, que se describe a continuación: 1. A partir de los datos de Precipitación Máxima de Lluvia de 24 horas, se ha procedido a generar las intensidades máximas de lluvia.
============================================================================= 20 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= Frederich Bell publicó un trabajo en el cual generalizaba las curvas-intensidad-frecuencia, a partir de los datos recogidos principalmente en los Estados Unidos. El argumento físico en que se apoyó es el hecho de que las lluvias extremas de menos de dos horas de duración se deben a tormentas del tipo convectivo, las cuales poseen características similares en todas las regiones del mundo. PTt = (0.21 T + 0.52) (0.54t-0.25+0.50)P1060 En realidad no siempre se cuenta con información de lluvias de una hora de duración. Pero Espíldora, obtuvo en Chile que la relación entre la lluvia máxima diaria y la lluvia de una hora es más o menos constante e igual a 4.04. Esto hace posible obtener la lluvia P1060 que entra en la fórmula, a partir de las lluvias máximas diarias cuyos registros son más frecuentes. 2. A partir de los registros de precipitaciones máximas diarias, obtener mediante un análisis de frecuencia, la magnitud de la lluvia con periodo de retorno de 10 años. 3. Usando el coeficiente de Espíldora obtener P1060 aplicar la fórmula de Bell.
y luego
Por último, calcular, a partir de las magnitudes encontradas de lluvia, intensidades correspondientes a fin de poder construir las curvas intensidad-duración-frecuencia. Los resultados se muestran en la Tabla Nº 04.
============================================================================= 21 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= TABLA Nº 04 ESTACION SAN ROQUE T Años
10
2 5 10 20 25 30 40 47 50 100
31.19 52.10 86.94 156.63 191.48 226.32 296.01 344.79 365.70 714.14
INTENSIDAD MAXIMA(mm/h) PERIODO DE DURACION(min) 30 60 120 240
28.36 47.37 79.05 142.42 174.10 205.78 269.15 313.50 332.51 649.33
26.94 44.99 75.08 135.26 165.35 195.44 255.62 297.75 315.81 616.71
25.74 42.99 71.74 129.25 158.00 186.75 244.25 284.51 301.76 589.28
24.73 41.31 68.93 124.19 151.81 179.44 234.69 273.37 289.95 566.21
480
23.89 39.89 66.57 119.93 146.61 173.29 226.65 264.01 280.01 546.81
4.5.6.1.2 Análisis de Frecuencia de Valores Extremos
En todo Proyecto de Ingeniería se debe determinar la vida útil de la obra y luego definir el acontecimiento extremo, que comprende a esa vida útil, escogiendo para ello un porcentaje adecuado de riesgo de falla. La vida útil de un pavimento rígido o flexible está en función directa al costo de la misma para ello, para el presente proyecto se ha tomado un periodo de vida útil de diseño de 20 años. 4.5.6.2 Riesgo de Falla
Representa la probabilidad de que el caudal considerado para el diseño sea superado por otro evento de mayor magnitud. Asumimos para el diseño de las estructuras un riesgo de falla de 35%, basándonos en recomendaciones dadas por algunos investigadores; aunque también se puede calcular asumiendo una probabilidad de que no ocurra tal evento; mediante la formula: J = 1 − p N
........ (1)
============================================================================= 22 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= Donde: J = Probabilidad de excedencia P = Probabilidad de no excedencia N = Vida útil TABLA Nº 05 PERIODO DE RETORNO PROBABILIDAD DE NO EXCEDENCIA 0.25 0.65 0.75
PERIODO DE DISEÑO O VIDA UTIL
0.01
2
1.11
2.00
5.16
7.46
199.50
5
1.66
4.13
12.11
17.89
498.00
10
2.71
7.73
23.72
35.26
995.49
20
4.86
14.93
46.93
70.02
1990.48
30
7.03
22.14
70.14
104.78
2985.47
50
11.37
36.57
116.57
174.30
4975.46
100
22.22
72.64
232.64
348.11
9950.42
RIESGO DE FALLA
99%
75%
35%
25%
1%
0.99
4.5.6.3 Tiempo o Período de Retorno,
Es el tiempo transcurrido para que un evento de magnitud dada se repita, en promedio. Esta expresado en función de la probabilidad P de no ocurrencia. Esto es: Tr =
1
...... (2)
1 − P
Despejando P de la ecuación (1) y reemplazando en la ecuación (2) se tiene:
Tr
=
1 1 − (1 − J ) 1 / N
Ecuación que se utilizará para estimar el tiempo de retorno Tr para diversos riesgos de falla y vida útil N de las estructuras. Entonces, para un periodo de vida útil de la estructura correspondiente a 20 años, y asumiendo un riesgo de falla de 35%, se obtiene un periodo de retorno de 47 años. ============================================================================= 23 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= A continuación se presenta una tabla para encontrar el periodo de retorno para diferentes periodos de vida útil y riesgo de falla, consecuencia de la aplicación de las fórmulas antes expuestas. 4.5.6.4 Análisis del Modelamiento Matemático de Valores Aleatorios Extremos
Para el presente acápite se tendrá en cuenta el Análisis para la Distribución Extremo de Gumbel Tipo I y Método Log Pearson Tipo III. La misma que se desarrolla a continuación a) Distribución del Valor Extremo de GUMBEL Tipo I
Mediante las fórmulas de VEN TE CHOW Y GUMBEL: (4)
X = x + KSx
a.1) Procesamiento de la Distribución GUMBEL
Es el más usado para el ajuste de descargas máximas. Se define a partir de las ecuaciones: -w
P[ Pp _ Pp o ] = 1 - ( e ) - e
(5)
Donde: W = ( Ppi - Ppm + 0.45005 σ ) / ( 0.7797 σ )
(6)
T = 1/F Donde: P [ Pp _ Ppo ]
:
T F Ppm Ppi σ e
: : : : : :
Probabilidad de ocurrencia de Precipitación menor o igual a Ppo. Período de retorno del evento. Frecuencia de ocurrencia del evento. Media de la serie de avenidas. Avenida del año i Desviación estandar σ Base de logaritmo neperiano
una
============================================================================= 24 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= El procedimiento de ajuste a la ley de Gumbel de una serie de avenidas observadas Ppi se puede resumir en lo siguiente:
a) Seleccionar de cada serie anual disponible de precipitaciones máximas mensuales diarios o instantáneos un valor máximo y formar de esta manera la serie Ppi de avenidas de extensión N. b) Calcular los estadísticos correspondientes: Ppm = Σ Ppi / N σ = [ Σ (Ppi - Ppm)2 / (N-1) ]1/2 c) Ordenar de mayor y menor asignando las correspondientes frecuencias según el criterio Weibull. F = m / (N+1) d) Hallar la función teórica de Gumbell según las expresiones teóricas dadas, previa corrección por la longitud de registro.
e) En el papel Gumbell y sobre la recta de la distribución dibujada, hallar los Qmax correspondiente a distintos periodos de retorno de interés; esto también se puede hacer directamente con la fórmula. PpT = Ppm - σ { 0.45+0.7797 Ln *[Ln T-Ln (T-1)] }
(7)
donde : PpT : Avenida correspondiente al periodo de retorno T. Ppm : Media de la serie de Avenidas σ = desviación estandar de la serie de Avenidas.
============================================================================= 25 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= Los resultados de los cálculos realizados se muestran en el Cuadro Nº 03: b) Distribución Logarítmica PEARSON TIPO III
Definida de la siguiente manera: LogX = LogX + KSLogX
(8)
Donde: K
Factor de frecuencia definida para cada distribución
S
Desviación estándar de la serie
Para el caso de esta distribución se convierte en los valores de la serie a sus logaritmos, y seguidamente se calcula sus parámetros correspondientes: b.1
Procedimiento de la Distribución LOG-PEARSON Tipo III
La fórmula para generar datos de máxima avenidas con el método de Log-Pearson tipo III, según CHOW (tomado del libro "Statical Methods In Hydrology", by Leo R. Beard) Se ajusta bastante bien cuando se tiene pocos años de información: Se define a partir de la ecuación: _______ (9) Log PpT = Log Ppi + K SlogPpi ......
============================================================================= 26 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= PpT : Máxima Avenida correspondiente al periodo de retorno T. LogPp Log Ppm SlogPpi
: Promedio de los logaritmos de la serie Ppi = Σ Log Ppi / N
(10)
: Desviación estándar de los logaritmos de la serie Ppi SlogPpi = ║ Σ ( LogPpi – LogPpm ) ² / (N-1) ║ 1/2 (11) K : Factor f 1 (P1, Cs) o K = f 2 (T1,Cs)
Cslog.Ppi = { NxΣ (logPpi - LogPpm)3 } / (N-1) (N-2) S3 logPpi Cs : Coeficiente de sesgo Csc = Cs ( 1 + (6/N) Csc : Coeficiente de sesgo corregido.
(12) (13)
Para determinar la función de distribución acumulada empírica se procede de la siguiente manera: a. Se ordena la serie máxima avenidas anuales en forma descendente. b. La probabilidad de ocurrencia de cada evento con un 98% de certeza se determina en este caso por el método propuesto por CHEGODAYEV. m – 0.3 P(x) = -------------(14) N + 0.4 c. Luego se determina el tiempo de retorno de cada evento : T1 = 1/P(x)
(15)
d. A continuación se gráfica en un papel probalístico, la probabilidad de cada evento P(x) versus su respectiva variable de análisis Ppmax ============================================================================= 27 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= 4.5.6.5 Tiempo de Concentración
Es definido como el tiempo requerido para que una gota de agua caída en el extremo mas alejado de la cuenca fluya hasta los primeros sumideros y de allí a través de los conductos hasta el punto considerado. Así tenemos: Metodo de Kirpich(1940)
tc = 0.01947* L0.77* S-0.385 Donde: L : longitud del canal desde aguas arriba hasta la salida en m. S : pendiente promedio de la cuenca en m/m. et : minutos Método de California Culverts Practice(1942)
tc = 0.0195( L3/H)0.385 L : Longitud del curso más de agua más largo en m. H : Diferencia de nivel entre la entrada de agua y la salida en m tc Horas : En este caso se asume que el tiempo de concentración es igual al periodo de duración. TABLA Nº 06 PARÁMETRO
0+460
5+180
5+700
Area( Ha) Longitud(m) S(%) T c (min)
124.62 1476.87 4.2 16.72
3.25 326.31 5.2 4.84
5.33 558.10 6.2 6.88
Reemplazando en la ecuación de Kirpich resulta: tc = 0.01947* L0.77* S-0.385 tc = 16.72 min = 17 min ============================================================================= 28 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= Para un periodo de retorno de 25 años se calcula las intensidades máximas las que se muestra en Cuadro siguiente:
TABLA Nº 07 PARÁMETRO
t c (min) I max(mm/h) Q(m3/s)
0+460
16.72 182.74 9.49
5+180
3.25 205.84 0.64
5+700
9.00 198.57 1.70
4.5.6.6 Cálculo del Caudal
Se realizará mediante el Método Racional. El Método Racional, el cual empezó a utilizarse de la mitad del siglo XIX, es probablemente el método más ampliamente utilizado hoy en día para el diseño de alcantarillados de aguas lluvias (Pilgrim, 1986).
A pesar de que han surgido críticas válidas acerca de lo adecuado de este método, se sigue utilizando para el diseño de alcantarillados debido a su simplicidad.
Una vez que se ha seleccionado la distribución y se han determinado los tamaños de las tuberías por el método racional, la bondad del sistema puede verificarse utilizando un tránsito dinámico de los hidrogramas de caudal a través del sistema. La idea detrás del método racional es que si una lluvia con intensidad i empieza en forma instantánea y continúa en forma indefinida, la tasa de escorrentía continuará hasta que se llegue al tiempo de concentración tc, en el cual toda la cuenca está contribuyendo al flujo en la salida. El producto de la intensidad de lluvia i y el área contribuyendo al flujo en la salida.
============================================================================= 29 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= El producto de la intensidad de lluvia i y área de la cuenca A es el caudal de entrada al sistema, iA, y la relación entre este caudal y el caudal pico Q (que ocurre en el tiempo etc) se conoce como el coeficiente de escorrentía C (0 ≤ C ≤ 1). Éste se expresa en la fórmula racional:
Q=CiA (16) 360 Comúnmente, Q está dado en metros cúbicos por segundo (mcs), i milímetros por hora y A en Hectáreas. La duración utilizada para la determinación de la intensidad de precipitación de diseño i en (16) es el tiempo de concentración en cuenca. En áreas urbanas, el área de drenaje usualmente está compuesta de subáreas o subcuencas de diferentes características superficiales. Como resultado, se requiere un análisis compuesto que tenga en cuenta las diferentes características superficiales. Las áreas de las subcuencas se denominan como Ai y los coeficientes de escorrentía para cada una de ellas se denominan como Cj. La escorrentía pico se calcula al utilizar la siguiente forma de la fórmula racional: m
Q
=
i
∑ j
=
C
j
A
j
1
Donde m es el número de sub.-cuencas drenadas por un alcantarillado. Las suposiciones asociadas con el método racional son: 1. La tasa de escorrentía pico calculada en el punto de salida de la cuenca es una función de la tasa de lluvia promedio durante el tiempo de concentración, es decir, el caudal pico no resulta de una lluvia más intensa, de menor duración, durante la cual solamente una porción de la cuenca contribuye a la escorrentía a la salida de ésta. 2. El tiempo de concentración empleado es el tiempo para que la escorrentía se establezca y fluya desde la parte más remota del área de drenaje hacia el punto de entrada del alcantarillado que se está diseñando.
============================================================================= 30 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= 3. La intensidad de lluvia es constante durante toda la tormenta.
El resultado de los caudales generados para las subcuencas son mostradas en la Tabla Nº 07 4.5.7 DISEÑO PRELIMINAR DE LAS CUNETAS
La pavimentación de la Prolongación Moore contempla la construcción de cunetas a ambos lados de la vía, en los tramos que sea necesario, presentándose dos alternativas: La primera de sección triangular a pelo abierto, con sumideros que trasladaran el flujo de la lluvia hacia los colectores o flujos de corrientes naturales.
Para el dimensionamiento de las cunetas, en la zona urbana el caudal de diseño será calculado en función del área techada y el área disponible entre manzanas. Este caudal se dividirá entre dos, ya que en ambos lados se tiene previsto instalar las cunetas.
A1 C1
A2 C2
A1 C1
============================================================================= 31 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= Triangular A1 = 2500 m2 C1 = 0.40 A2 = 3000 m2 C2 = 0.75 C = (2500*0.40+2500*0.40+3000*0.75)/3000 C = 0.53 Cálculo de la tc
tc =
0.01947
L 0.77 S0.358
Para L = 100 m y S = 2.5%, entonces tc = 2.53 min Cálculo de la imax
Por la ecuación de BELL Para T = 10 años i = PTt = (2.62)(0.54t-0.25+0.50)*41.29 i = 100.40 mm/h
Cálculo del caudal Método Racional Q = (0.53*100.40*0.8)/360 = 0.12 m 3/s Q = 120 lt/s Para la sección Triangular: Parámetro de Diseño
Caudal de diseño Ancho de solera Talud Rugosidad Pendiente Pendiente Crítica Tirante Normal Tirante Crítico Area Hidráulica Espejo de agua
(Qd) = 0.060 m³ / s (b) (Z) (n) (S) (Sc) (Yn) (Yc) (A) (T)
= 0.00 m = 1 = 0.014 = 0.0030 m/m = 0.011569 m/m = 0.40 m = 0.31 m = 0.08 m² = 0.40 m
============================================================================= 32 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= Número de Froude Perímetro Mojado Radio Hidráulico Velocidad Energía específica Tipo de Flujo Observación
= 0.53 (P) = 0.57 m (R) = 0.14 m (V) = 0.75 m/s (E) = 0.43 m-Km / Kg = Subcrítico = Velocidad permitida (F)
4.5.8 DISEÑO PRELIMINAR DE LA ALCANTARILLA 4.5.8.1 Consideraciones Generales
Las alcantarillas son conductos que pueden ser de secciones circulares o de marco (cuadradas o rectangulares), usualmente enterradas, utilizadas en desagües o en cruces con carreteras; pueden fluir llenas o parcialmente llenas dependiendo de ciertos factores tales como: diámetro, longitud, rugosidad y principalmente de niveles de agua, tanto a la entrada como en la salida. Según investigaciones de Laboratorio la alcantarilla no se sumerge si la carga a la entrada es menor que un determinado valor critico denominado H*, que varía de 1.2D a 1.5D, siendo D el diámetro o la altura de la alcantarilla. Estas se clasifican en: Tipo I
Salida Sumergida
H* D
Yt
L H* > D Yt>D Alcantarilla llena ============================================================================= 33 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= Tipo II Salida No sumergida
H* D
Yt
L H* > D Yt H* > 1.5 D Criterios de Diseño
El diseño hidráulico de una alcantarilla consiste en la selección de su diámetro de manera que resulte una velocidad promedio de 1.25 m/s, en ciertos casos se suele dar a la alcantarilla una velocidad igual a la del canal; sólo en casos especiales la velocidad será mayor al valor especificado. La cota de fondo de la alcantarilla en la transición de entrada, se obtiene restando a la superficie normal del agua, el diámetro del tubo mas 1.5 veces la carga de velocidad del tubo cuando este fluye lleno o el 20% del tirante en la alcantarilla. La pendiente de la alcantarilla debe ser igual a la pendiente del canal. El relleno encima de la alcantarilla o cobertura mínima de terreno para caminos parcelarios debe ser de 0.60m y para cruces con carreteras debe ser de 0.90m. La transición tanto de entrada como de salida, en algunos casos, se conectan a la alcantarilla mediante una rampa con inclinación máxima de 4:1. El talud máximo del camino encima de la alcantarilla no debe ser mayor a 1.5:1 En cruce de canales con camino, las alcantarillas no deben diseñarse en flujo supercrítico. Se debe determinar la necesidad de collarines en la alcantarilla. Normalmente las alcantarillas trabajan con nivel del agua libre, llegando a mojar toda su sección en periodos con caudales máximos.
============================================================================= 34 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
=================================================================
Las pérdidas de energía máximas pueden ser calculadas según la fórmula: hft = ( he + hf + hs )*( Va2/2g) Donde: he : hf : hs : Va :
Pérdidas por entrada Pérdidas por fricción Pérdidas por salida Velocidad de alcantarilla
En el diseño del canal se debe buscar en lo posible una sección que transporte el caudal con una máxima eficiencia, la pendiente debe ser mínima para ganar más altura pero como en este caso se tiene una gran altura aprovechable, se puede variar un tanto la pendiente del canal de tal forma que se optimice la sección del canal y esto se consigue cuando el radio Hidráulico presenta una sección mojada mínima. Experimentalmente se ha demostrado que se consigue un funcionamiento hidráulico óptimo cuando la velocidad del flujo es aproximadamente de v = 1.5 m/s., con lo cuál no se produce erosión ni sedimentación. 4.5.8.2 Inventario y Evaluación de Obras de Drenaje Existentes a) Drenaje Transversal
Se han contabilizado ocho (08) alcantarillas existentes, todas ellas construidas de concreto armado. Estructuralmente se encuentran en regular estado; muchas de ellas presentan fisuras y exposición de los armados; así mismo se ha observado que carecen de estructuras complementarias (entrada y salida de alcantarillas), para la protección del terraplen y/o talud de relleno, por lo que se requiere la construcción de cabezales (muros y aleros).
============================================================================= 35 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= Las alcantarillas existentes se ubican en las progresivas con las dimensiones siguientes: TABLA Nº 08 PROGRESIVA
MATERIAL
0+ 330 0+ 460 2 + 181 2 + 580 3 + 300 4 + 200 4 + 980 5 + 180
Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado
SECCION
LONG.
mxm
m
1.20 x 1.10 2.45 x 3.00 1.20 x 1.30 1.80 x. 1.70 1.90 x 1.76 1.20 x 1.30 1.20 x 1.20 1.20 x 1.30
13.50 32.20 30.00 30.00 36.00 36.40 36.40 42.40
ESTADO
Regular Regular Regular Regular Regular Regular Regular Regular
Desde el punto de visto hidráulico, todas las alcantarillas son insuficientes (secciones muy pequeñas) e ineficientes (colmatación y desvío de cauces, etc.) cuales deberán ser reemplazados por otras estructuras de mayor dimensión y de máxima eficiencia hidráulica. b) Drenaje Longitudinal
De la evaluación de campo se ha observado que sólo existen cunetas sin revestir, los cuales se encuentran colmatadas y erosionadas, por lo que es necesario proyectar nuevas estructuras, que permitan la evacuación de flujos. 4.5.8.3 Dimensionamiento de las Obras de Drenaje Del Proyecto a) Drenaje Transversal
Con el objeto de permitir al pase de flujos de aguas pluviales, transversalmente al eje de la vía, es necesario proyectar Alcantarillas. La función de las alcantarillas es permitir el pase el pase de aguas pluviales provenientes de un curso de drenaje o de las cunetas laterales (alivio).
============================================================================= 36 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= En el presente estudio se recomienda la proyección de alcantarillas de marco de concreto, para ello, hay que tener en cuentas las dimensiones mínimas que se presentan en la Tabla Nº 08-A. Las alcantarillas de alivio permitirán el drenaje y/o evacuación de las aguas captadas en las cunetas laterales, tendrán un distanciamiento mínimo de 250 m; siendo su diámetro mínimo de 36” ó sección de 1.00 m x 1.00 m, por criterios de limpieza y mantenimiento. En el ingreso estas tendrán una caja de captación revestida, mientras que en la salida se proyectaran cabezales y aliviaderos (longitud de 1.50 m. mínimo) de mortero cemento: arena. Las Alcantarillas para el drenaje de una quebrada, tendrán un diámetro mínimo de 48”, en el caso que estén proyectadas en relleno tendrán cabezales conformados por muros y aleros cuya longitud sea lo suficiente larga (entre 1.50 a 2.00 m), para que de esta forma proteja el talud de la vía y favorecer la entrada del flujo al interior de la alcantarilla. El dimensionamiento de las obras de Drenaje Transversal, que se presentan se ha realizado en función de la topografía existente, del estimado de las subcuencas de recepción, y del trazo actual. Utilizando las expresiones anteriores de base (plantilla) y d (tirante), además de una velocidad inicial de 1.250 m/s., entramos a un proceso iterativo hasta aproximarnos a esta velocidad
============================================================================= 37 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= TABLA Nº 08-A PROGRESIVA
MATERIAL
0+ 330 0+ 460 0+ 632 0+803 0+ 962 1+ 157 1 + 421 1 + 539 1 + 580 1 + 770 1 + 860 1 + 980 2 + 181 2 + 480 2 + 580 3 + 002 3 + 140 3 + 300 3 + 500 3 + 740 3 + 920 4 + 020 4 + 200 4 + 400 4 + 600 4 + 700 4 + 980 5 + 180 5 + 460 5 + 540 5 + 700
Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado
EXISTENTE LONGITUD
PROPUESTA
mxm
M
mxm
1.20 x 1.10 2.45 x 3.00
20.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 45.00 45.00 45.00 45.00 40.00 40.00 30.00 40.00 40.00 40.00 30.00 45.00 30.00 30.00 30.00 45.00
1.00 x 1.10
1.20 x 1.30 1.80 x 1.70
1.00 x 1.00 1.00 x 1.00 1.00 x 1.00 1.00 x 1.00 1.00 x 1.00 0.50 x 0.50 1.00 x 1.00 1.20 x 1.10 1.00 x 1.00
4.50 x 2.00 1.00 x 0.75 1.00 x 0.75 1.00 x 0.75 1.00 x 0.75 1.00 x 0.75 1.00 x 1.00 1.00 x 0.75 0.75 x 0.75 0.75 x 0.75 0.75 x 0.75 1.00 x 0.75 0.75 x 0.75 2.50 x 2.50 2.50 x 2.50 1.25 x 1.25 1.25 x 1.25 2.00 x 2.00 2.00 x 2.00 2.00 x 2.00 1.50 x 1.00 1.50 x 1.00 1.50 x 1.00 1.50 x 1.50 1.50 x 1.50 1.25 x 1.25 0.75 x 0.75 0.75 x 0.75 1.00 x 1.00 1.50 x 1.00
b) Drenaje Longitudinal CUNETAS LATERALES
Para controlar el escurrimiento pluvial de la superficie de rodadura y taludes adyacentes se plantea la construcción de cunetas laterales revestidas, estas estructura evacuaran el flujo hacia las obras de drenaje transversal y/o quebradas mediante estructuras de entrega.
============================================================================= 38 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= En el tramo de estudio, se recomienda proyectar dos tipos de cunetas: Tipo I (Sección Triangular) Ancho Superior : 0.50 m Altura : 0.50 m Talud interno : 1:1 Talud externo : 1:1 Revestimiento : Mortero cemento: arena; f’c = 175 Km./cm2, espesor no menor de 10 cm., juntas de dilatación cada 2.00 m como máximo. Tipo II(Sección Rectangular) Ancho Superior : 1.00 Altura : 1.00 m Base : 1.00 m Talud Interno : 0 Talud externo : 0 Revestimiento : Mortero cemento: arena; f’c = 175 Km./cm2, espesor no menor de 10 cm., juntas de dilatación cada 2.00 m como máximo.
Para ambos caso, la pendiente longitudinal de las cuentas pueden ser similares a la pendiente de la rasante, sin embargo este criterio puede confrontarse, ya que la pendiente de la cuneta está en función a la velocidad de flujo; para el caso de revestimiento con mortero cementoarena, la velocidad de flujo debe estar en el orden de 0.80 m/s y 3.50 m/s para evitar la sedimentación y erosión respectivamente. Considerando los valores de pendientes y velocidad de flujo, la máxima distancia de recorrido de la cuentas debe estar entre 250 a 300 m (Los resultados se muestran en los Cuadros Nº 18, 18-A y 18-B, del anexo correspondiente).
============================================================================= 39 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= 4.5.9
RESULTADOS 4.5.9.1 Intensidad de Lluvia
La intensidad máxima de lluvia caída en las subcuencas de interés son valores obtenidos con la metodología de Gumbel y Bell Espildora, para un periodo de retorno de 25 años y diferentes periodos una duración: TABLA Nº 09 PARÁMETRO
Area ( Ha) Longitud(m) S(%) T c (min) I max(mm/h)
0+460
5+180 Km
5+700 Km
124.62 1476.87 4.2 16.72 182.74
3.25 326.31 5.2 4.84 205.84
9.00 558.10 6.2 6.88 198.57
4.5.9.2 El Caudal
El caudal generado, con el método racional, se muestra en la Tabla siguiente: TABLA Nº 10 PARÁMETRO
0+460
5+180 Km
5+700 Km
Area ( Ha) I max(mm/h)
124.62 182.74
3.25 205.84
5.33 198.57
Q(m3/s)
9.49
0.64
1.70
4.5.9.3 Dimensiones de las Alcantarillas
Las dimensiones de la sección transversal de las alcantarillas del proyecto, están calculadas asumiendo una velocidad de diseño de 1.25 m/s TABLA Nº 11 PARÁMETRO
0+460
5+180 Km
5+700Km
Area ( Ha) I max (mm/h) Q (m3/s) Dimensiones (m x m)
151.44 182.74 9.54
3.25 205.84 0.64
5.33 198.57 1.70
4.50 x 2.00
0.75 x 0.75
1.50 x 1.00
============================================================================= 40 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= 4.5.10 CONCLUSIONES •
Las condiciones de alta temperatura y alta precipitación de la zona son factores que deben considerarse durante el planeamiento de las obras viales tanto de terraplenes y rellenos como de las estructuras.
•
Las cuencas que cruzan la vía son muy pequeñas, habiéndose identificado doce de mayor importancia para los cuales se ha calculado los caudales máximos, observándose un rendimiento máximo promedio de 154.13 lt/s/Ha de cuenca.
•
Los cauces más pequeños tienen cuencas inferiores a 0.01 Km 2 y por lo tanto los caudales máximos serán inferiores a 2.78 lt/s/Ha, lo cual se tendrá en cuenta en el diseño de alcantarillas.
•
La vía debe hacer frente al problema de drenaje, debido a las precipitaciones pluviométricas estudiadas.
•
Para la eliminación de estas aguas se ha recurrido a proporcionar pendientes longitudinales y un transporte hacia los costados, ubicando cunetas laterales que permitan recolectar toda el agua de lluvia para llevarla a las alcantarillas o canales laterales.
•
Las cunetas se han considerado todas revestidas para evitar su erosión, con concreto f´c = 175 Kg/cm2.
•
Las dimensiones de la sección transversal del sistema de drenaje transversal, se ha calculado asumiéndolo como canal y como alcantarilla (ver Tabla Nº 12).
============================================================================= 41 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"
G obi er no R Re g i io nal d e L Lor et o
G er enci a R Re g i io nal d e P P l la neami ent o , P P r re su puest o yy A Acond i ic i onami ent o T er r ri it t o r i ia l Á r re a d e P P r ro yect os E E s peci al es
================================================================= TABLA Nº 12
•
PROGRESIVA
MATERIAL
SECCION
0+ 330 0+ 460 0+ 632 0+803 0+ 962 1+ 157 1 + 421 1 + 539 1 + 580 1 + 770 1 + 860 1 + 980 2 + 181 2 + 480 2 + 580 3 + 002 3 + 140 3 + 300 3 + 500 3 + 740 3 + 920 4 + 020 4 + 200 4 + 400 4 + 600 4 + 700 4 + 980 5 + 180 5 + 460 5 + 540 5 + 700
Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado
Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular
LONGITUD
PROPUESTA
m
mxm
20.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 45.00 45.00 45.00 45.00 40.00 40.00 30.00 40.00 40.00 40.00 30.00 45.00 30.00 30.00 30.00 45.00
1.00 x 1.10 4.50 x 2.00 1.00 x 0.75 1.00 x 0.75 1.00 x 0.75 1.00 x 0.75 1.00 x 0.75 1.00 x 1.00 1.00 x 0.75 0.75 x 0.75 0.75 x 0.75 0.75 x 0.75 1.00 x 0.75 0.75 x 0.75 2.50 x 2.50 2.50 x 2.50 1.25 x 1.25 1.25 x 1.25 2.00 x 2.00 2.00 x 2.00 2.00 x 2.00 1.50 x 1.00 1.50 x 1.00 1.50 x 1.00 1.50 x 1.50 1.50 x 1.50 1.25 x 1.25 0.75 x 0.75 0.75 x 0.75 1.00 x 1.00 1.50 x 1.00
Si se anula las alcantarillas proyectadas en la progresiva 5+460 y 5+540 y este flujo se trasladara hacia la progresiva 5+700 las dimensiones en este punto sería mucho mayor es decir: A = 2.00 m x 2.00 m
============================================================================= 42 P r ro ye yect o: " M e j or ami ent o yy C onst r ru cci ón d e l a Av Av . P P r ro l on g aci ón M M oor e"