ESTUDIO HIDROLÓGICO 1. GENERALIDADES El presente estudio contiene la investigación hidrológica del área de estudio para establecer un sistema apropiado de drenaje a lo largo del Canal Proyectado considerando el gran perjuicio que causa el agua inundaciones provenientes de las precipitaciones pluviales debido a que no cuenta con un sistema de drenaje la I.E.S. técnica industrial Itapalluni Juli. De esta manera se trata de establecer los parámetros de diseño necesarios que garanticen la conservación y seguridad de la I.E.S. técnico Industrial Itapalluni y el Mismo Canal a construirse, permitiendo la conducción de las corrientes sin causar grave daño a dicho institución.
1.1 Objetivo Objetivo del Estudio Estudio El objetivo principal es determinar los parámetros hidrológicos e hidráulicos para la selección y diseño de la obra de drenaje pluvial, y protección de las aulas de la I.E.S. técnica industrial Itapalluni - Juli. •
•
El propósito del estudio es evaluar el comportamiento hidrológico de las quebradas y riachuelos existentes en el tramo en estudio, con el propósito de determinar los parámetros de diseño necesarios para establecer un sistema apropiado de drenaje, mediante el canal, para el desagüe de las aguas pluviales y de escorrentía directa.
1.2 Ubicación del tramo en estudio El tramo en estudio, está ubicado entre la cuenca de Itapalluni, Itapalluni, y en la parte baja la I. E.S. Técnica Industrial Itapalluni del distrito de Juli. Las características climatológicas corresponden al altiplano de clima frío, tanto en el clima como en las condiciones de drenaje. Los terrenos que atraviesa son de topografía accidentada y plana, con deficiencias de drenaje.
1.3 Clima Las características climatológicas corresponden a un clima frígido propio del altiplano. Las temperaturas son altas en los meses de verano, bajas en el otoño e invierno y de mediana a altas en la primavera. En base a información existente en la estación Juli, el promedio mensual de temperatura varía de 9.1 °C en enero a 5.4°C en julio; el mínimo extremo varía de 1.5°C en febrero a -4.5°C en julio; julio; el máximo máximo extremo varía de 18.5°C en noviembre a 14.8°C en julio.
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2.0 METODOLOGÍA DEL ESTUDIO Con el fin de reunir los criterios adecuados para conocer las características hidrológicas del micro cuencas o quebradas consideradas, se realizó el estudio en las siguientes etapas: •
•
•
Recopilación de información.- Consistió en la recolección, evaluación y análisis de la documentación existente como estudio hidrológico de la zona, cartografía y pluviométria en el área de estudio. Trabajos de campo.- Consistió en un recorrido del camino para su evaluación y observación de las características, relieve y aspectos hidrológicos de la cuenca como quebradas. Fase de gabinete.- Consiste en el procesamiento, análisis, determinación de los parámetros de diseño.
2.1 Recopilación de Información La información recopilada se refiere a los siguientes aspectos:
a) Cartografía Se trabajó con la siguiente carta: Carta Nacional (Juli) y Fotos de Google Eart
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 ellas, son las que se anotan en el Cuadro N° l. Cuadro N°1 ESTACIÓN PLUVIOMÉTRICA EN LA ZONA
Estación Juli
Ubicación Provincia Distrito Latitud Longitud 15° 37' 69° 49' Chuchito Juli
Altitud msnm 3,838
2.2 Reconocimiento de Lugar. El reconocimiento del Lugar se llevó a cabo el día catorce del mes de marzo del 2013, coin coinci cidi dien endo do con con la époc épocaa de lluv lluvia ias, s, perm permit itie iend ndoo de esta esta mane manera ra ob obse serv rvar ar el comportamiento del rio de Itapalluni y las características de drenaje de la Zona en estudio.
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2.3 Fase de gabinete Consistió en el procesamiento, análisis, determinación de los parámetros de diseño. Con la información disponible se efectuaron los cálculos de las descargas máximas de las quebradas y del rio de Itapalluni.
3. Evaluación del Drenaje Natural e Infraestructura Existente en el Área de Influencia del Proyecto El estudio se enmarca dentro del proyecto para la construcción de aulas en la I.E.S. Técnica Industrial Itapalluni - Juli. Se ha evaluado in situ, el sistema de drenaje natural que atraviesa la I.E.S. Técnica Industrial de Itapalluni y se ha inventariado los puntos críticos que seguidamente se detallan para el sistema de drenaje, para proponer soluciones complementarias para la evacuación de aguas pluviales y prevenir la inundación de la institución.
Foto 0.1.- Vista en dirección a la I.E.S. técnica Industrial Itapalluni. Se observa que el rio cruza la institución educativa, en vista se ve la carencia de un canal de evacuación pluvial.
Se describe en forma general la evaluación del sistema de drenaje natural que cruza la I.E.S. de Itapalluni proyectada con el fin de determinar su vulnerabilidad a la escorrentía
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superficial, y proveer la construcción de un canal de Evacuación Pluvial. Así mismo estudiar la cuenca y sus flujos de descarga para construcción de un canal pluvial, para contrarrestar la inundación en la I.E.S. Industrial técnico de Itapalluni.
Foto 0.2.- Se observa la carencia de un canal. No hay una adecuada estructura que permita ingresar el flujo libre y ordenadamente hacia el cauce de la Institución, que en este caso se podría ubicar una estructura de protección (canal de Evacuación Pluvial).
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Foto 0.3.- En esta parte del tramo del rio prog. 0+00 a 0+88., se debe implementar la infraestructura de un canal de evacuación Pluvial.
4. DISTRIBUCIÓN DE LA PRECIPITACIÓN El análisis de los registros de precipitación total mensual y precipitación máxima en 24 horas de la estación considerada en el estudio permite su caracterización, la misma se muestra en el cuadro Nº 2. Los valores de estos registros mensuales y de máximas se muestras en los cuadros del Nº 3 y Nº 4.
Cuadro N° 02 Parámetros Característicos de la lluvia Estación
Precipitación
Juli
en 24 Horas 41.10
Precipitación anual en mm. Máxima
Media.
Mínima
347.20
243.30
134.50
Se puede ver que para provincias tan próximas como son Chucuito Juli, las precipitaciones son diferentes, sobre todo en las
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precipitaciones mínimas y medias; en consecuencia, para los estudios definitivos y de ingeniería se estarán evaluando dichas precipitaciones por el área de influencia de cada una de ellas. En el cuadro Nº 3 se muestra la precipitación mensual registrada en la estación de Juli el valor de la precipitación máxima en 24 horas. En el cuadro Nº 4 se muestra la precipitación mensual registrada en la estación de JULI el valor de la precipitación Total mensual en mm.
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CUADRO Nº 03
AÑOS
ENE.
FEB.
MAR.
ABR.
MAY.
JUN.
JUL.
AGOS.
SET.
OCT.
NOV.
DIC.
1982
23.9
39.8
28.2
20.6
5.9
5.4
1.1
3.2
8.8
7.4
12.1
26.1
1983
23.9
34.6
28.4
19.0
6.5
6.0
2.1
5.4
10.7
8.8
15.8
26.5
1984
28.2
35.0
22.8
19.8
3.9
2.6
2.7
7.0
8.5
11.8
13.0
27.3
1985
22.8
34.2
29.8
34.2
15.4
12.5
0.0
11.8
25.2
4.3
22.0
19.6
1986
22.6
43.7
27.0
17.6
2.7
0.0
3.0
34.0
8.6
15.3
7.5
17.2
1987
30.9
17.0
15.2
17.0
3.6
5.2
6.7
0.9
12.3
22.9
47.3
11.4
1988
53.6
14.3
21.9
20.6
6.7
0.2
0.8
0.0
10.4
27.2
10.0
16.4
1989
23.9
26.0
29.5
36.4
16.4
3.0
5.1
13.0
10.1
2.0
12.4
13.3
1990
32.4
14.2
20.8
6.3
10.5
14.9
0.0
7.6
10.8
24.4
14.8
20.2
1991
25.0
23.6
37.2
18.5
8.1
18.5
3.0
0.6
6.0
23.8
16.6
26.8
1992
35.2
24.9
13.9
26.6
0.0
0.7
3.7
40.9
0.0
10.9
14.6
14.7
1993
34.1
22.7
28.3
9.3
4.3
2.4
0.0
23.3
9.6
12.7
25.8
9.3
1994
44.6
21.7
23.2
9.3
11.7
0.0
1.6
0.8
3.0
5.4
19.4
32.3
1995
20.3
16.2
25.4
13.6
5.7
0.0
0.6
7.2
7.1
14.1
15.2
24.9
1996
21.8
16.4
42.0
6.2
14.2
0.0
6.4
16.5
2.7
16.2
14.0
21.3
1997
32.3
30.3
32.1
21.5
6.3
0.0
0.0
42.5
34.4
8.3
35.3
26.3
1998
15.2
13.2
30.1
26.5
0.0
4.0
0.0
0.0
3.4
19.5
18.6
21.0
1999
20.6
29.5
45.6
18.0
26.3
2.2
1.4
1.9
29.9
38.1
9.2
23.6
2000
23.0
30.6
22.8
6.0
7.0
4.3
0.6
6.0
1.0
16.0
1.3
24.8
2001
22.9
38.4
35.6
12.2
3.3
1.4
9.5
12.6
4.4
23.1
4.6
36.8
2002
19.4
23.6
29.6
67.4
3.8
7.4
14.5
3.2
2.0
10.1
11.0
30.0
2003
25.3
31.4
32.7
25.3
7.6
0.0
5.9
6.5
11.6
9.8
11.3
23.6
2004
36.7
27.7
15.7
16.9
8.0
1.6
10.9
24.4
17.3
6.5
6.9
35.5
2005
21.5
22.5
17.3
14.3
1.5
0.0
0.0
1.0
9.1
22.3
20.6
33.4
2006
37.1
100.8
29.4
11.4
3.7
3.1
0.0
1.1
5.3
12.1
17.1
14.1
2007
20.0
28.4
35.9
41.5
2.0
1.2
7.3
5.1
9.7
14.1
11.6
34.5
2008
37.5
15.6
16.7
29.7
0.5
1.9
1.2
0.5
0.7
23.2
7.8
25.6
2009
22.2
37.5
32.6
23.1
0.0
0.0
4.6
0.0
22.1
14.1
19.1
27.5
2010
24.5
28.3
33.6
21.4
14.9
9.1
4.2
17.6
12.1
22.9
2011
43.5
26.0
25.2
14.4
4.4
3.4
18.5
9.4
21.5
40.6
0.0 T 0.0
6.4
ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA MICROCUENCA ITAPALLUNI - JULI
PRECIPITACION MENSUAL HISTORICA (mm) ESTACION JULI
AÑOS 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 2011 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
ENE . 166. 4 202. 5 219. 5 128. 8 131. 5 296. 3 300. 3 160. 2 192. 0 254. 1 147. 1 159. 3 219. 6 186. 5 128. 9 195. 5 264. 1 132. 4 158. 7 275. 3 324. 0 145. 8 229. 7 322. 0 139. 1 347. 2
FEB . 239. 2 245. 4 242. 0 304. 8 260. 1
MAR .
ABR.
137.0
60.4
128.7
55.3
119.4
61.1
162.6
110.1
171.7
107.0
82.6
37.3
70.4 249.5 176. 5 195.1
124.0
70.3
50.8 51.4 288. 1 216.6 101. 8 152.8 130. 9 40.2
MA JU JUL AGO SET OCT NO Y. N. . S. . . V. DIC. 120. 18.9 8.4 0.2 9.9 26.3 23.8 36.7 8 107. 10.8 9.2 1.8 15.0 24.6 25.9 49.2 0 129. 14.9 1.9 3.0 19.2 26.4 34.8 39.7 6 26. 164. 163. 34.1 8 0.0 22.3 89.7 13.3 2 3 139. 4.3 0.0 3.6 37.3 15.2 29.8 23.4 5 19. 155. 5.5 8.7 2 1.3 18.6 64.2 4 43.7 9.0 0.2 1.0
911.5 1220 923.4 803.1 959.2
32.8
0.0 0.7 3.7
40.9
0.0 24.0 72.6 60.7
565.8
7.6 2.9 0.0
35.1 21.1 73.0 122 69.8 165. 0.8 7.1 4.3 69.2 3 117. 7.2 17.8 26.7 71.6 2 101. 38.0 4.5 26.6 77.2 6
855.3
64.0 79.7 36.2 79.2 54.0
1037.5
0.0 12.3 75.4 66.0 51.3 130. 1.9 58.1 3 18.5 94.0 119. 17.0 1.2 62.2 1.9 5 116. 30.9 18.8 67.7 13.8 2 107. 10.9 3.7 39.4 37.4 1
640.9
30.8
109.5
55.4 11.7 0.0 1.6
134.5
19.9
137.3
32.3 18.8 0.0 9.1
162.3
77.3 278. 2 236. 3 251. 9 216. 8 142. 7 115. 8 189. 2 196. 8 136. 99.1 4 284 109
150.6
66.1 11.1 0.0 0.0 13. 62.0 0.0 6 0.0
6.1 0.0 0.6
239.1
61.5 28.4 2.2 3.1 14. 16.7 10.9 3 0.6 12. 57.4 7.9 1.9 7 16. 42. 134.2 8.6 5 4
304.8
39.3 23.4 0.0 5.9
239.6
875.4
17.3 18.1
185.2
138.4
848
11.3 16.4 3.8 6.3 48. 47.7 13.6 5 0.0 12. 45.3 6.4 0.0 0 31. 70.8 10.1 5 3.5
88.2 149. 1 105. 9 127. 0 220. 8
309.8
0.0 22.6 58.7 27.3 96.2
TOTAL
3.7 45.0 58.4 173. 18.9 19.9 69.3 64.3 7 284. 3.6 56.0 21.8 60.7 6
1249.2
0.6 11.8 49.8 30.9 74.0
684.7
12.6 42.6 24.6 25.6 89.6 126. 68.4 54.9 11.6 2.0 34 49.9 25.3 11.1 25.7 3 164. 78.7 29.5 1.5 0.0 0.0 1.0 24.7 61.2 54.0 2 113. ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA MICROCUENCA ITAPALLUNI - JULI 174.1 44.6 7.1 3.3 0.0 2.3 13.9 43.5 6 93.9 156. 231.3 99.6 6.6 1.2 8.3 5.1 30.4 44.4 30.3 9 177
712.1 750.1
760.5 636.4 767.9
1144.7 894.3 1142.8 1001.9 940.8 847 743.1 1040.3 849.6
CUADRO Nº 04 5. INTENSIDADES MÁXIMAS Se ha revisado y analizado las precipitaciones pluviales registradas en la estación Meteorológica de la localidad de Juli, para la determinación de las intensidades máximas, este parámetro fue determinado en base a los valores de precipitación máximas en 24 horas, registrados en esta estación.
5.1. Precipitación máxima en 24 horas. Se cuenta con datos de precipitaciones máximas en 24 horas en la estación de JULI para un periodo histórico de los últimos 30 años a partir del año 1982 al 2010.
5.2. Intensidades de lluvia. La Intensidad estimada a partir de los datos de precipitación máxima en 24 horas y precipitación máxima mensual para el mismo periodo de retorno. Para ello las precipitaciones máximas en 24 horas y la precipitación total mensual correspondientes, serán ajustas por métodos diversos entre ellos la distribución Log Pearson Tipo III y otros. La intensidad en forma general estará representada por la siguiente relación:
I = k /d n
Dónde: i
= Intensidad en mm. /hora
d
= Duración de la lluvia en horas
k , n = Parámetros que dependen de la zona Para el presente caso se han estimado los parámetros k, n, para un periodo de retorno de 25 años en base a las intensidades para una duración de 24 horas y para el mes.
ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA MICROCUENCA ITAPALLUNI - JULI
Las intensidades para un periodo de retorno pueden ser estimadas en base a las siguientes relaciones:
i
24 = Pmax 24 h (25) 24 hr
imes = Pmax Mes (25) 720hr
Dónde: i 24 = Intensidad máx. De 24 horas para un periodo de retorno Tr. Imes= Intensidad máxima de un mes para un periodo de retorno Tr. Pmax 24 h (25) = Precipitación máxima de 24 horas, para un periodo de retorno de 25 años. Pmax Mes (50)= Precipitación máxima en un mes para un periodo de retorno de 25 años. Luego se pueden plantear las siguientes relaciones. i24 = k / 24 n
imes = k / 720n
Resolviendo, se obtienen los valores de k y n. Los valores calculados de n y k, permitirán determinar la intensidad de diseño para periodos de retorno de 25 años.
6.- ESTIMACIÓN DE LAS DESCARGAS MÁXIMAS. 6.1.- PERIODO DE RETORNO DE CRECIDAS. El período de retorno de descargas de caudales es el tiempo esperado entre dos sucesos improbables y
con posibles efectos catastróficos, causando inundaciones y pérdidas
considerables en lo económico y social, lo que ha motivado conocer las probables descargas instantáneas a efectos de diseñar la obra de canal de evacuación.
ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA MICROCUENCA ITAPALLUNI - JULI
6.2.- MODELOS DE DISTRIBUCIÓN El análisis de frecuencias tiene la finalidad de estimar precipitaciones, intensidades o caudales máximos, según sea el caso, para diferentes períodos de retorno, mediante la aplicación de modelos probabilísticos, los cuales pueden ser discretos o continuos. En la estadística existen diversas funciones de distribución de probabilidad teóricas; recomendándose utilizar las siguientes funciones: a) Distribución Normal b) Distribución Log Pearson tipo III c) Distribución Gumbel d) Distribución Log Gumbel
a) Distribución Normal La función de densidad de probabilidad normal se define como:
Donde f ( x )
=
función densidad normal de la variable x
X = variable independiente µ = parámetro de localización, igual a la media aritmética de x. S = parámetro de escala, igual a la desviación estándar de x.
ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA MICROCUENCA ITAPALLUNI - JULI
CUADRO DISTRIBUCION NORMAL
AÑOS DE RETORNO
PROBABILID AD Z 2 0.5
0
5
0.8
2.8428
10
0.90
1.2825
20
0.95
1.647
25
0.96
1.7507
30 0.966666667
1.8361
40
0.975
1.9627
50
0.98
2.0572
100 200
0.99 0.995
2.328 2.58
300 0.996666667
2.7233
400
0.9975
2.8142
500 1000
0.998 0.999
2.8857 3.10
PP(mm) 243.3 405.73474 9 316.58076 8 337.40793 3 343.33324 7 348.21291 8 355.44671 5 360.84635 1 376.31959 2 390.71862 398.90663 9 404.10057 4 408.18601 2 420.4309
b) Distribución Log Pearson Tipo III La función de densidad es:
ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA MICROCUENCA ITAPALLUNI - JULI
Válido para: X0 ≤ x < ∞ -∞ < x0 < ∞ 0<β<∞ 0<γ<∞ Dónde: X0: parámetro de posición γ : parámetro de forma β : parámetro de escala
DISTRIBUCION PEARSON TIPO III AÑOS DE RETORNO
PROBABILID AD
x2
2
0.5
632.782188
5
0.8
666.938889
10
0.90
698.817684
20
0.95
717.980599
25
0.96
723.523156
30 0.966666667
735.101901
40
0.975
735.231902
50
0.98
736.425687
100
0.99
755.434020
200
0.995
769.239100
300 0.996666667
776.689456
400
0.9975
785.895464
500
0.998
796.568756
1000
0.999
797.789063
Y PP(mm) 316.391 0 306.03612 333.469 4 312.81982 349.408 8 319.15110 358.990 3 322.95695 361.761 5 324.05773 367.550 9 326.35733 367.615 9 326.38315 368.212 8 326.62024 377.717 0 330.39539 384.619 5 333.13715 388.344 7 334.61683 392.947 7 336.44519 398.284 3 338.56496 398.894 5 338.80731
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c) Distribución Gumbel Tipo I La distribución de Valores Tipo I conocida como Distribución Gumbel o Doble Exponencial, tiene como función de distribución de probabilidades la siguiente expresión:
Utilizando el método de momentos, se obtienen las siguientes relaciones:
Dónde:
α : Parámetro de concentración. β : Parámetro de localización. Según Ven Te Chow, la distribución puede expresarse de la siguiente forma:
Dónde: x :
Valor con una probabilidad dada.
x :
Media de la serie.
k :
Factor de frecuencia.
ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA MICROCUENCA ITAPALLUNI - JULI
DISTRIBUCION GUMBEL TIPO I AÑOS DE RETORNO PROBABILIDAD
Y
2
0.5
0.3665
5
0.8
1.4999
10
0.90
2.2504
20
0.95
2.9702
25
0.96
3.1985
30
0.966666667
3.3847
40
0.975
3.6762
50
0.98
3.9019
100
0.99
4.6001
200
0.995
5.2958
300
0.996666667
5.7021
400
0.9975
5.9902
500
0.998
6.2136
1000
0.999
6.9072
PP(mm) 234.5913 05 292.8338 53 331.4001 43 368.3888 38 380.1205 95 389.6889 41 404.6683 86 416.2665 36 452.1452 61 487.8955 18 508.7742 44 523.5789 72 535.0589 31 570.7012 74
d) Distribución Log Gumbel La variable aleatoria reducida log gumbel, se define como:
ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA MICROCUENCA ITAPALLUNI - JULI
Con lo cual, la función acumulada reducida log gumbel es:
DISTRIBUCION LOG GUMBEL AÑOS DE RETORNO PROBABILIDAD
Y
2
0.5
0.3665
5
0.8
1.4999
10
0.90
2.2504
20
0.95
2.9702
25
0.96
3.1985
30
0.966666667
3.3847
40
0.975
3.6762
50
0.98
3.9019
100
0.99
4.6001
200
0.995
5.2958
300
0.996666667
5.7021
400
0.9975
5.9902
500
0.998
6.2136
1000
0.999
6.9072
lnx PP(mm) 5.462266 235.63090 51 58 5.665510 288.73525 07 08 5.800091 330.32973 23 24 5.929167 375.84142 2 9 5.970106 391.54738 42 26 6.003496 404.84176 17 76 6.055768 426.56666 54 31 6.096241 444.18521 51 83 6.221444 503.42978 13 9 6.346198 570.32055 45 19 6.419056 613.42444 98 62 6.470719 645.94849 64 65 6.510780 672.35085 18 46 6.635157 761.39939 92 63
ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA MICROCUENCA ITAPALLUNI - JULI
RESUMEN DE LOS VALORES DE LAS DISTRIBUCIONES
T Periodo de Retorno en Años 2 5 10 20 25 30 40 50 100 200 300 400 500 1000
METODOS ESTADISTICOS METODOS DE MOMENTOS NORMAL 243.300000 0 405.734749 2 316.580767 5 337.407933 0 343.333247 3 348.212917 9 355.446715 3 360.846350 8 376.319592 0 390.718620 0 398.906638 7 404.100573 8 408.186012 3 420.430900 0
LOG PEARSON TIPO GUMBEL GUMBEL III 234.591304 235.630905 6 8 306.0361290 292.833853 288.735250 4 8 312.8198204 331.400143 330.329732 3 4 319.1511086 368.388838 375.841429 0 0 322.9569593 380.120595 391.547382 5 6 324.0577390 389.688940 404.841767 8 6 326.3573356 404.668385 426.566663 8 1 326.3831543 416.266535 444.185218 9 3 326.6202460 452.145261 503.429789 5 0 330.3953960 487.895518 570.320551 4 9 333.1371539 508.774244 613.424446 0 2 334.6168318 523.578971 645.948496 6 5 336.4451911 535.058930 672.350854 5 6 338.5649602 570.701273 761.399396 8 3 338.8073193
ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA MICROCUENCA ITAPALLUNI - JULI
PRECIPITACION MAXIMA MENSUALES PP MAX MENSUALES (mm) TR (años)
m
Xi(pp)
1
31
347.2
2
15.5
324
3
10.3
322
4
7.8
309.8
5
6.2
304.8
6
5.2
304.8
7
4.4
300.3
8
3.9
296.3
9
3.4
288.1
10
3.1
288.1
11
2.8
284.7
12
2.6
275.3
13
2.4
264.1
14
2.2
260.1
15
2.1
245.4
16 17
1.9 1.8
242 239.2
ln(Xi) 5.8499009 8 5.7807435 2 5.7745515 5 5.7359269 3 5.7196558 2 5.7196558 2 5.7047819 7 5.6913724 5 5.6633076 4 5.6633076 4 5.6514359 9 5.6178614 1 5.5763278 2 5.5610661 7 5.5028895 3 5.4889377 3 5.4773000
log(Xi) 2.540579 72 2.510545 01 2.507855 87 2.491081 41 2.484014 96 2.484014 96 2.477555 33 2.471731 65 2.459543 26 2.459543 26 2.454387 47 2.439806 21 2.421768 4 2.415140 35 2.389874 56 2.383815 37 2.378761
ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA MICROCUENCA ITAPALLUNI - JULI
18
1.7
19
1.6
20
1.6
21
1.5
22
1.4
23
1.3
24
1.3
25
1.2
26
1.2
27
1.1
28
1.1
29
1.1
30 Nº AÑO
1.0
DESV. STAND. COEF.VAR VARIANZA PROMEDIO
2 5.4768818 239.1 7 236.2 5.4646789 5.4437155 231.3 7 5.3918077 219.6 1 5.3494856 210.5 5 5.2755603 195.5 8 5.2735122 195.1 5 5.2574953 192 7 5.2428046 189.2 6 5.2284312 186.5 4 5.0707892 159.3 2 5.0291298 152.8 8 5.0146273 150.6 2 30 30 53.9500107 0.2299189 1 4 - 0.5170150 0.15888759 3 3010.96929 0.0546855 9 7 248.463333 5.4899314 3 3
18 2.378579 58 2.373279 89 2.364175 63 2.341632 34 2.323252 1 2.291146 76 2.290257 27 2.283301 23 2.276921 13 2.270678 84 2.202215 78 2.184123 35 2.177824 97 30 0.099852 52 0.517015 03 0.010314 34 2.384246 93
ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA MICROCUENCA ITAPALLUNI - JULI
T Nº DE ORDEN
P. RETORNO
1
31
2
15.5
3
10.3
4
7.8
5
6.2
6
5.2
7
4.4
8
3.9
9
3.4
10
3.1
11
2.8
12
2.6
13
2.4
14
2.2
15
2.1
16
1.9
17
1.8
18
1.7
19
1.6
20
1.6
21
1.5
22
1.4
23
1.3
24
1.3
25
1.2
26
1.2
27
1.1
28
1.1
29
1.1
30
10
EST. JULI P
LOG P
LOG T
t
LOG t
X2 Y*X1 Y*X2 1.491 4320 4.6354 3.54 11.02 239.2 2.37876 36 min 8 8 7 1.190 4321 4.6354 2.84 11.07 245.4 2.38987 33 min 8 5 8 1.014 4322 4.6354 2.41 242 2.38382 24 min 8 8 11.05 0.889 4323 4.6354 2.20 11.51 304.8 2.48401 3 min 8 9 5 0.792 4324 4.6354 1.91 11.19 260.1 2.41514 39 min 8 4 5 0.713 4325 4.6354 1.76 11.45 296.3 2.47173 21 min 8 3 8 0.646 4326 4.6354 1.60 11.48 300.3 2.47756 26 min 8 1 5 0.588 4327 4.6354 1.34 10.61 195.1 2.29026 27 min 8 7 6 0.537 4328 4.6354 1.22 10.58 192 2.2833 12 min 8 6 4 0.491 4329 4.6354 1.20 11.40 288.1 2.45954 36 min 8 9 1 0.449 4330 4.6354 0.98 10.12 152.8 2.18412 97 min 8 3 4 0.412 4331 4.6354 0.90 10.20 159.3 2.20222 18 min 8 8 8 0.377 4332 4.6354 0.88 10.85 219.6 2.34163 42 min 8 4 5 0.345 4333 4.6354 0.78 10.52 186.5 2.27068 23 min 8 4 6 0.315 4334 4.6354 0.67 9.867 134.5 2.12872 27 min 8 1 7 0.287 4335 4.6354 0.65 10.62 195.5 2.29115 24 min 8 8 1 0.260 4336 4.6354 0.63 11.22 264.1 2.42177 91 min 8 2 6 0.236 4337 4.6354 0.51 10.09 150.6 2.17782 09 min 8 4 5 0.212 4338 4.6354 11.54 309.8 2.49108 61 min 8 0.53 7 0.190 4339 4.6354 0.46 275.3 2.43981 33 min 8 4 11.31 0.169 4340 4.6354 0.42 11.63 324 2.51055 14 min 8 5 8 0.148 4341 4.6354 0.35 11.02 239.1 2.37858 94 min 8 4 6 0.129 4342 4.6354 0.32 11.51 304.8 2.48401 63 min 8 2 5 0.111 4343 4.6354 0.27 11.62 322 2.50786 15 min 8 9 5 0.093 4344 4.6354 0.21 10.55 189.2 2.27692 42 min 8 3 5 0.076 4345 4.6354 0.19 11.77 347.2 2.54058 39 min 8 4 7 4346 4.6354 0.14 10.95 231.3 2.36418 0.06 min 8 2 9 0.044 4347 4.6354 0.10 11.37 284.7 2.45439 2 LAmin 8 8- JULI 7 ESTUDIO HIDROLOGICO DE MICROCUENCA ITAPALLUNI 0.028 4348 4.6354 0.06 10.76 210.5 2.32325 96 min 8 7 9 0.014 4349 4.6354 0.03 11.00 236 2 2 37328 24 min 8 4 1 Y
X1
MES
X12
2.22 4 1.41 7 1.02 9 0.79 1 0.62 8 0.50 9 0.41 8 0.34 6 0.28 8 0.24 1 0.20 2 0.17 0.14 2 0.11 9 0.09 9 0.08 3 0.06 8 0.05 6 0.04 5 0.03 6 0.02 9 0.02 2 0.01 7 0.01 2 0.00 9 0.00 6 0.00 4 0.00 2 8E04 2E04
X22
21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77 21.48 77
X1*X 2
6.913 2 5.517 8 4.701 5 4.122 3 3.673 1 3.306 1 2.995 7 2.726 9 2.489 8 2.277 7 2.085 8 1.910 7 1.749 5 1.600 3 1.461 4 1.331 5 1.209 5 1.094 4 0.985 5 0.882 3 0.784 1 0.690 4 0.600 9 0.515 2 0.433 1 0.354 1 0.278 1 0.204 9 0.134 3 0.066
CUADRO DE PRECIPITACION MAXIMA ESCOGIENDO LOG GUMBEL
7. Estimación de las Descargas Máximas Las relaciones empíricas seleccionadas para determinar las descargas máximas están en relación directa a las intensidades máximas de precipitación para diferentes duraciones y periodos de ocurrencia para cuencas de área hasta 15 Km2. Para cuencas mayores de 15 Km2 las relaciones empíricas empleadas están en función de tamaño del área de la cuenca.
7.1. Cuencas Menores de 15 Km2 Método Racional Método aplicado con buenos resultados en cuencas con áreas que no exceden de 0.5 Km2. La descarga máxima instantánea es determinada en base a la intensidad máxima de la precipitación, aplicándose la ecuación siguiente:
Q = (C I A) / 3.6 Dónde: Q = Descarga máxima en m3/seg. C = Coeficiente de escorrentía I = Intensidad de precipitación en mm/hora A = Área de cuenca en Km. 2 Las asunciones en que se basa este método son: La magnitud de descarga originada por cualquier intensidad de precipitación alcanza su máximo cuando ésta tiene un tiempo de duración igual o mayor que el tiempo de concentración. Para efectos de aplicabilidad de ésta fórmula el coeficiente de escorrentía “C” y la intensidad de la precipitación varía de acuerdo a las características Geomorfológicas de la zona: topografía, naturaleza del suelo y vegetación de la cuenca. Para altitudes de 3,000 a 4,500 m.s.n.m, el coeficiente de escorrentía puede variar de 0.20 a 0.80 tal como se muestra a continuación.
ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA MICROCUENCA ITAPALLUNI - JULI
Coeficiente de Escorrentía “C”
Fuente: Ministerio de transporte y comunicaciones (Manual de hidrología, hidráulica y drenaje)
El tiempo de concentración (Tc) se determina de acuerdo a la fórmula de Kirpich.
ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA MICROCUENCA ITAPALLUNI - JULI
Tc
= 0.0195 K 0.77
K
= L3 / H
Dónde: Tc
= Tiempo de concentración en minutos
L
= Longitud del curso principal en metros
H
= Diferencia de nivel en metros
La descarga máximo será:
Qm = q x a Dónde: Qm = Descarga pico en m3/s q = Descarga por unidad de área de cuenca (m3/s/Km2) a a = Área de la cuenca en Km2
8. Características Geomorfológicas de la Cuenca Área
= 1179953.73 m2
=
1.17995373 km2
Perímetro
= 8475.5702 ml
=
8.4755702 km
Long. Del rio
= 3739.35 ml
=
3.73935 km
Cota superior
= 3903m.s.n.m
Cota inferior
= 3898m.s.n.m.
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Pendiente
= 0.001337131
9. Ajuste de la Distribución Gumbel para Diferentes Periodos de Retorno (Tr) de Descargas Máximas de Caudal en m3/seg
Se determina el valor de caudal de diseño para 25 años de periodo de retorno para la infraestructura de canal de evacuación pluvial, en el cuadro más abajo se aprecia el valor para un determinado periodo de retorno. Caudal pico (qp) Q p = 2.1538 m3/seg/mm Caudal Máximo (Qmáx) Qmáx = 33.7977 m3/seg
DESCARGAS MÁXIMAS (m3/seg) PERIODO DE RETORNO (años)
25 años
Caudal Máximo m3/s
33.79
ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA MICROCUENCA ITAPALLUNI - JULI
CONCLUSIONES El proyecto consiste en implementar un canal de evacuación
pluvial en la I.E.S. Técnica Industrial de Itapalluni regularizar
el
cauce,
dándole
para una
continuidad al dren natural, mediante la construcción del canal.
La información pluviométrica analizada presenta el mejor ajuste a la distribución log gumbel, la que es usada en el modelo de generación de descargas.
RECOMENDACIONES
Realizar trabajos básicos de mejoramiento y mantenimiento del cauce del rio que pasa por el lado de la I.E.S. de Itapallluni, con la finalidad de evitar o minimizar la socavación e inundación de la entidad educativa mediante la construcción de un canal de evacuación.
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