Torrentera Locosty

PRE – INVERSION TORRENTERA LOCOSTY.

CAPITULO I INTRODUCCION

1.1 NOMBRE NOMBRE DEL PROYEC PROYECTO TO El presente proyecto recibe el nombre de “Pre-Inversión Torrentera Locosty”.

1.2 ANTECE ANTECEDEN DENTES TES

La ocup ocupac ació ión n actu actual al de suel suelo o se cara caract cter eriz izaa por por pres presen enta tarr un acel aceler erad ado o y descon descontro trolad lado o avance avance urbano, urbano, lo que provoc provocaa una drst drstica ica reducci reducción ón de la super! super!ici iciee destinada a actividades a"r#colas y la desaparición de densas concentraciones de ve"etación arbórea$ pero adems, los lote amientos indiscriminados lle"an inclusive al e%tremo de ocupar ocupar reas reas adyacen adyacentes tes a las torren torrenter teras, as, altera alterando ndo las dimens dimension iones es de sus causes causes,, desvindolos de sus cursos normales y en ciertos casos &aci'ndolos desaparecer ba(o el manto urbano.

Esta mencionada ocupación urbana trae como consecuencias una alteración del sistema &idro"r!ico$ en el caso particular de la torrentera que e%pone a su población a los ries"os de inundación y desbordes durante los periodos de lluvia a!ectando tambi'n la reca recar" r"aa de acu#! acu#!er eros os subt subter err rne neos os que tien tienen en los los curs cursos os de a"ua a"ua que que ba(an ba(an desd desdee la cordillera$ entonces, el comportamiento de la torrentera que normalmente debiera depender del ciclo lluvioso, esta #ntimamente relacionada con la dinmica de ocupación urbana del

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suelo, al mismo tiempo, mientras mayor sea la densidad en inmediaciones de la torrentera, mayor ser el #ndice de vulnerabilidad de la población.

La problemtica en si de la Torrentera Locosty esta comprendida en el periodo de lluvias entre los meses de )oviembre a *arzo, estos desbordes a!ectan a los &abitantes, ocasionando p'rdidas económicas por da+os a viviendas, inversiones pblicas caminos, puentes, redes de electricidad, etc. y en ocasiones incluso la p'rdida de vidas &umanas.

La cuenca que a!ecta directamente a la Torrentera Locosty, !orma parte de la cordillera del Tunari, tiene una super!icie de /,01 2m². y abarca un ran"o altitudinal que var#a desde 3456 m.s.n.m. en el punto de salida, &asta 78/4 m.s.n.m. en su divisoria superior.

Esta cuenca se caracteriza por tener una Topo"ra!#a monta+osa, con un relieve muy escarpado, con pendientes que !luctan desde inclinadas a muy inclinadas.

1.3 OBJETI OBJETIVOS VOS Los ob(etivos ob(etivos que se persi"uen persi"uen a trav's trav's de la actividad de 9ontrol 9ontrol :idrulico :idrulico de la Torrentera Locosty, tanto en la cuenca contribuyente, contribuyente, as# como en el rea rea de in!luencia de la misma, son los si"uientes;

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suelo, al mismo tiempo, mientras mayor sea la densidad en inmediaciones de la torrentera, mayor ser el #ndice de vulnerabilidad de la población.

La problemtica en si de la Torrentera Locosty esta comprendida en el periodo de lluvias entre los meses de )oviembre a *arzo, estos desbordes a!ectan a los &abitantes, ocasionando p'rdidas económicas por da+os a viviendas, inversiones pblicas caminos, puentes, redes de electricidad, etc. y en ocasiones incluso la p'rdida de vidas &umanas.

La cuenca que a!ecta directamente a la Torrentera Locosty, !orma parte de la cordillera del Tunari, tiene una super!icie de /,01 2m². y abarca un ran"o altitudinal que var#a desde 3456 m.s.n.m. en el punto de salida, &asta 78/4 m.s.n.m. en su divisoria superior.

Esta cuenca se caracteriza por tener una Topo"ra!#a monta+osa, con un relieve muy escarpado, con pendientes que !luctan desde inclinadas a muy inclinadas.

1.3 OBJETI OBJETIVOS VOS Los ob(etivos ob(etivos que se persi"uen persi"uen a trav's trav's de la actividad de 9ontrol 9ontrol :idrulico :idrulico de la Torrentera Locosty, tanto en la cuenca contribuyente, contribuyente, as# como en el rea rea de in!luencia de la misma, son los si"uientes;

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1.3. 1.3.11 Obje Objeti tivo vo Ge Gee! e!"# "#
1.3. 1.3.22 Obje Objeti tivo vo$$ E$%e E$%e&' &'(i (i&o &o$$ •

E(erce E(ercerr un contro controll sobre sobre el transp transport ortee de materi materiale aless sólido sólidoss a lo lar"o lar"o de los torrentes, atenuando las posibles avalanc&as de lodo y lavas torrenciales.

•

=avorecer, la disminución "radual y sistemtica de la ener"#a del a"ua a causa de crecientes e%tremas, a la salida de la cuenca contribuyente.

•

Lo"rar la consolidación del !ondo del cause a trav's de la estabilización del per!il lon"itudinal del mismo en torrentes su(etos a problemas de e rosión y socavación.

•

=avor =avorec ecer er a la esta estabi bili lizac zació ión n de desli desliza zami mient entos os con con la impl implem ement entac ació ión n de estructuras transversales que permitan la deposición y posterior sedimentación de materiales sólidos, "enerando de esta manera cu+as estabilizantes.

•

3


1.) METODOLOGIA La metodolo"#a empleada para la elaboración del proyecto, !ue desarrollada en base a los estudios espec#!icos e%istentes en la cuenca, los mismos que permitieron sentar las bases para la de!inición de las reas de intervención prioritaria, en las cuales se intervendr con acciones !#sicas.

La metodolo"#a empleada se &alla descrita de la si"uiente manera;

1.).1 Re&o%i#"&i* +e #" I(o!,"&i* Etapa durante la cual se procedió a recabar toda la in!ormación e%istente sobre la zona de estudio, comprende la recopilación, ordenamiento y secuenciación del material carto"r!ico y biblio"r!ico, para la posterior preparación de la delineación del proyecto, espec#!icamente de la cuenca en cuestión.

1.).2 Re&oo&i,ieto +e C",%o

En "eneral las inspecciones terrestres de la cuenca se e!ectuaron con la !inalidad de obtener un conocimiento directo y "eneral sobre los si"uientes aspectos;

•

Topo"ra!#a de la zona a emplazar las obras, ya sean los diques como los canales de evacuación.

•

Precisar sitios de emplazamiento de las obras

•

Identi!icar sectores de erosión y sedimentación.

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La observación directa en el terreno !ue "uiada por los antecedentes obtenidos, especialmente por in!ormación carto"r!ica y !oto"ra!#as a'reas.

1.).3 E$t-+io +e #" I(o!,"&i* Re&"b"+" Esta etapa de anlisis permitió priorizar zonas de acción a partir de los estudios temticos, una vez que los datos &an sido corre"idos y validados durante la etapa de veri!icación en campo. Para el desarrollo del proyecto se contó con equipo in!ormtico para el procesamiento y reproducción de la in!ormación de !oto"ra!#as a'reas e im"enes satelitales, mapas topo"r!icos y temticos, completndola con la in!ormación recopilada en campo.

1.).) "$e i"# +e G"biete >na vez de!inido el m'todo de clculo, se procedió con el predimensionamiento de las estructuras de control, al mismo tiempo de e!ectuar el estudio económico del proyecto.

Por

ultimo

se

elaboraron

los

dise+os

de!initivos,

costos,

presupuestos,

especi!icaciones t'cnicas y planos del proyecto.

1./ JUSTIICACI0N >na de las prioridades al &ablar de las tareas ambientales que le toca desempe+ar a las presentes "eneraciones en el marco del desarrollo sostenible, es la prevención y

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re"ulación del sistema &#drico a di!erentes escalas. 9onsiderando por un lado que el a"ua es el principal elemento del sustento de la vida y por otro que se trata de un recurso que (ue"a un rol importante en el equilibrio mundial al con!ormar un subsistema dinmico e interrelacionado es importante promover medidas que &a"an posible su disponibilidad y acceso equitativo para 'sta y para las "eneraciones venideras.

La cordillera del Tunari es de muc&a importancia, aunque es poco conocida por quienes vivimos en el valle, esta e%tensa zona cuenta con una variedad de recursos naturales y con asentamientos &umanos dispersos, que con!orman comunidades que desarrollan actividades a"r#colas y pecuarias en la zona.

?in embar"o e%isten zonas con serios problemas de desequilibrio ambiental ya sea por !actores naturales como las !uertes pendientes, la ba(a capacidad de in!iltración y el escurrimiento super!icial rpido o por !actores inducidos por pobladores como el uso de ciertas prcticas a"r#colas y pecuarias inadecuadas.

El rea cordillerana que se e%tiende desde ?acaba &asta @into, considerando como l#mite in!erior la cota 3A85 m.s.n.m., tiene una super!icie de 1// 2m²$ por el avanzado estado de deterioro ambiental, el rea de zonas de ries"o considerable en la cordillera, alcanza a los /A7 2m², lo que representa el 13B del rea total, de este porcenta(e, el /1.AB es de alto ries"o y el 3A.7B de ries"o moderadamente alto. Esta situación no se limita nicamente a la erosión de los suelos, sino que desencadena una serie de problemas que a!ectan tanto a las comunidades que viven en las partes altas como a los pobladores del valle y la in!raestructura urbana y a"r#cola que a+o tras a+o se ve comprometida a raiz de los desbordes e inundaciones. En el valle, los desequilibrios ambientales de la cordillera se re!le(an principalmente durante periodos de lluvia, donde zonas a"r#colas y urbanas se en!rentan con ries"os de desbordes e inundaciones provenientes de las torrenteras, ello

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implica un "asto anual considerable en medidas paliativas como el dra"ado y limpieza de torrenteras.

1. RESULTADOS ESPERADOS La presencia de la obras &idrulicas provoca una respuesta inmediata sobre los !enómenos torrenciales, disminuyendo la velocidad del !lu(o y en consecuencia la del caudal sólido, y adems de otros e!ectos sobre el deterioro de la cuenca, con la construcción de las obras en el cauce principal y al"unos tributarios, se espera tener resultados a corto y mediano plazo.

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1..1 Re$-#t"+o$ " Co!to P#"o

•

•

Pro!undización y 9entralización del cauce principal.

•

Estabilización de taludes y disminución de erosión.

1..2 Re$-#t"+o$ " Me+i"o P#"o

•

9onsolidación de los taludes.

•

9onsolidación del lec&o del cauce.

RELACION DE ACCIONES Y BENEICIOS ESPERADOS

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RELACION ENTRE ACCIONES Y OBJETIVOS ESPECICOS DEL CONTROL 4IDR5ULICO

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CAPITULO II MEMORIA DESCRIPTIVA

2.1 UBICACI0N ISICA Y GEOGRAICA DEL PROYECTO

El *unicipio de ?acaba se encuentra ubicado dentro de la provincia 9&apare, de 3635 m.s.n.m a 1835, se encuentra situado entre 66C/5D y 68C85D de lon"itud Este$ /AC54D y /AC75D latitud ?ur.

?acaba se divide en cinco distritos y cinco cantones los cuales se denominan de la si"uiente manera;

C-"+!o 2.16 C#"$i(i&"&ioe$ +e #o$ Di$t!ito$ +e S"&"b" NUMERO

DISTRITOS

CANTONES

/ ?acaba 9&i+ata 3 uintanilla Lava -Lava 7 Pacata >cuc&i 1 Fuadalupe Palca 8 Larati G ?apanani H"uirre 6 El Hbra -ete6 Elaboración en base al P.<.*. 3555-3551 :.H.*.?.

El proyecto a dise+ar se encuentra e%actamente ubicado en el
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?e"n los estudios realizados por el instituto "eo"r!ico militar los l#mites territoriales del *unicipio de ?acaba, presentan las si"uientes caracter#sticas.

2.1.1



Li,ite$ Te!!ito!i"#e$

Al norte, 9on el cerro >mi rcJo, 9erros Katun Potrero, 9&ua Toco Punta, Espital

2&asa, Espital Punta, Kac&uy Punta y ?ombrerito 2&asa, de all# se diri"e a la cumbre entre Hilla provincia 9&apare y 9&apisirca Provincia uillacollo, de este punto de división pasa sobre al cerro La(ra 9uevas y termina en el punto ms alto del cerro ?an a!ael.



Al Sur 7 comienza en la punta ms alta de la ?erran#a de ?an Pedro, lue"o por lo que

se constituye el “s!aloma continua en dirección ?udeste )oroeste al cerro *ula Pacana, camino vecinal ?acaba Muena @ista sobre el r#o 9anal *ayu, de all# en dirección Este-este al mo(ón Tacopoca.



Al Este7 Empieza en el mo(ón y se diri"e a la coordenada >lincate 4/A.485 G

4D5A7.185 de(ando la comunidad de catac&illa, lle"a al cantón 9&i+ata y >lincate, al oeste de la (urisdicción de la capital de Primavera, si"ue a la boca de la quebrada NilanJ&e &asta su naciente en el cerro ?&ico- Pu(yo, y despu's de lle"ar al cerro 9&aqui 2&(uc&a, pasa al mo(ón Marata, desde all# contina por la cordillera en sentido ?ud-)orte pasando por los cerros 9asader#a, Hc&ocalla, terminando el l#mite en la parte ms alta del cerro 9umi >rJ&u.

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

Al Oeste, empezando en el cerro ?an a!ael en dirección )orte-?ud pasa por los

cerros ?alve rJ&u, lue"o pasa parte de la corriente del r#o Nara-Nara &asta lle"ar al cerro 2&umpu, en el mismo sentido lle"a al r#o oc&a, &asta el punto central del puente ?iles, actual carretera 9oc&abamba-?anta 9ruz por ltimo diri"irse al mo(ón ?an Pedro, para terminar en la parte de la ?erran#a de ?an Pedro. -ete6 Elaboración en base al P.<.*. 3555-3551 :.H.*.?

2.1.2

Lo&"#i"&i* Po#'ti&" 8 Geo9!:(i&"

SUD AMERICA ; BOLIVIA ; COC4ABAMBA

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COC4ABAMBA ; PROVINCIA C4APARE PROVINCIA C4APARE ; SACABA

2.2 INGRESO A LA
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2.3 INSTITUCIONES INVOLUCRADAS EN EL PROYECTO Entre las Instituciones Involucradas en el proyecto vale mencionar directamente a la :onorable Hlcald#a *unicipal de ?acaba.

2.) ASPECTOS DEMOGRAICOS ?e"n los datos obtenidos por el Instituto )acional de Estad#stica I.).E. en el censo de Población y @ivienda de 355/, el *unicipio de ?acaba alcanzó un total de //A./55 &abitantes de los cuales 84./55 son &ombres y 80.555 mu(eres.

C-"+!o 2.26 E$t"+'$ti&"$ So&i"#e$ Pob#"&i* M-i&i%io +e S"&"b" LUGAR

TOTALES

GEOGRAICO Molivia de

9oc&abamba Provincia

?acaba

TOTAL

4OMBRES

MUJERES

TOTAL

4OMBRES

MUJERES

RURAL TOTAL

4OMBRES

MUJERES

6135A03 7/A/368 731083A 7601416 /A07118 /05/15/ 3A38016 /7AA435 /714/36

9&apare *unicipio

POBLACION URBANO

de

///5358 81168A

868814

845/44

3AA00/

753/0A

8755/A

366666

36778/

/7/A3A

64567

67661

8/133

38567

36780

45758

17555

7A758

//A/55

84/55

80555

45557

70601

15750

7A50A

/4156

/460/

-ete6 Proyecciones al 3558 I.).E.

Podemos mencionar que el 64.73 B pertenecen a la población urbana y el restante 7/.64 B son de la población rural.

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2.).1 Pob#"&i* +e# 5!e" +e I(#-e&i" ?e"n el
2.).2 E$t"bi#i+"+ Pob#"&io"# nidos.

2.).3 T"$" +e C!e&i,ieto ?e"n los datos del I.).E. de los dos censos de /0A6 y /003 que se realizaron en el pa#s la tasa de crecimiento entre los a+os de /085-/0A6 !ue de /.31B y de /0A6-/003 se estimo en un 8.38B, y a partir del /003 al 355/ la tasa de crecimiento ascendió al 8.63B para la primera sección de ?acaba.

2.).) Co,%o$i&i* +e #" Pob#"&i* El distrito 1, donde ser emplazado el proyecto, es un distrito que tiene una población variada predominando dos etnias bien mac&acadas las de ori"en uec&ua que

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son la mayor#a, y en menor el nmero de Hymaras, siendo en su mayor#a inmi"rantes del interior del pa#s.

2.)./ Le9-"je$ =-e >"b#" #" Pob#"&i* Bee(i&i"!i" +e# P!o8e&to El distrito 1 como ya antes se menciono esta &abitado por un nmero considerable de inmi"rantes del interior del pa#s, los mismos que por in!luencia de sus padres son bilin"es cuyo ori"en o idioma madre es el quec&ua, tambi'n &ay personas que su len"ua madre es el Hymara y en las zonas mas urbanizadas aleda+as a la Hv. @illazón en su mayor#a son ori"inarios de ?acaba y la mayor#a solo &abla castellano, siendo muy pocos los que &ablan uec&ua o Hymara.

2./ ASPECTOS ECONOMICOS La población del *unicipio de ?acaba en cuanto a "anancia mensual de acuerdo a sus actividades cotidianas, se"n datos obtenidos del municipio esta ubicada en un ran"o de 855 a 3555 Molivianos mensuales.

2./.1 A&tivi+"+e$ P!o+-&tiv"$ +e #o$ Bee(i&i"!io$ La población del
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2. ASPECTOS SOCIALES

2..1 C"!"&te!'$ti&"$ So&i"#e$ +e #o$ Bee(i&i"!io$ En base al anlisis realizado del rea del proyecto y la consulta periódica del P.<.*. 3555-3551 se puede a!irmar que el municipio de ?acaba es ms urbana que rural, esto debido a que ?acaba prcticamente se encuentra unida a la ciudad de 9oc&abamba por lo que la in!luencia de esta ciudad llevó a este municipio a convertirse en otra ciudad ms dentro de nuestro
Es en este sentido que los pobladores se dedican a muc&as actividades que no estn muy relacionadas a traba(ar la tierra, sino mas bien la "ran mayor#a se dedican al comercio, a "ran escala como los distribuidores que no de(an de lado el comercio in!ormal en al"unos casos, otra actividad que les interesa muc&o es el transporte tanto de pasa(eros y de car"a, en menor cantidad los pobladores de esta re"ión son empleados, e%isten tambi'n los que se dedican a la construcción y no puede !altar las personas que ocupan su tiempo en la actividad a"r#cola.

2..2 o!,"$ +e O!9"i"&i* +e# M-i&i%io En ?acaba e%isten varias or"anizaciones !uncionales pblicas y privadas que traba(an para este municipio, dic&o detalle se presenta a continuación;

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C-"+!o 2.36 O!9"i"&ioe$ -&io"#e$ O!9"i"&ioe$ So&i"#e$ -&io"#e$ 9omit' 9#vico ?indicato *i%to de Huto transporte ?acaba Hsociación de e"antes HpaJa Punta Hsociación de >suarios La"una Larati 9lubes de *adres -ete6 P.<.*. :.H.*. de ?acaba 3555 - 3551

A&tivi+"+ P!i&i%"# ?ocial-c#vicos ?ocial-servicios ?ervicios de a"ua ?ervicios de a"ua ?ocial

Los medios de relación #nter or"anizacional que emplean son.



?eminarios.



euniones.



9&arlas.



9ursos.



Hctos 9#vicos.



Hctos 9ulturales.

2..3 O!9"i"&ioe$ Te!!ito!i"#e$ +e B"$e OTB?$
2..) O!9"i"&ioe$ E@i$tete$

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Entre las instituciones pblicas con las que cuenta el *unicipio de ?acaba P<*3556 tenemos: 

?ubpre!ectura



Hlcald#a *unicipal



>nidad ?anitaria



Polic#a



*a"isterio >rbano





?ervicio )acional de 9aminos ?E)H9



Pro"rama )acional del *enor, *u(er, y =amilia )H*=H

especto a las or"anizaciones populares se tiene;



9omit' 9#vico de ?acaba



Kuntas vecinales



9omit's de H"ua Potable



?indicato H"rario



Li"as deportivas



9lub de *adres



?indicato de Transportistas



9ooperativa

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2. SERVICIOS BASICOS Y MEDIOS DE COMUNICACION 2..1 Di$%oibi#i+"+ +e A9-" El servicio de H"ua Potable en el *unicipio de ?acaba es atendido por la Empresa *unicipal de H"ua Potable

y Hlcantarillado ?anitario

E*HPH?,

la "estión

administrativa y t'cnica. ?e"n el 9enso )acional de 355/, las !uentes de a"ua en los &o"ares particulares ten#an la si"uiente distribución;

C-"+!o 2.)6 Di$%oibi#i+"+ +e A9-" -ete

Po!&et"je 

9a+er#a de ed Pileta Pblica 9arro epartidor Pozo o )oria con Momba Pozo o )oria sin Momba #oQ @ertiente Q Hcequia La"o Q La"una Q 9uric&e tra

88.47 A.4/ A.47 /3./5 //.1A 3./0 5./0 3.84

Tot"#

1.

-ete6 9enso )acional de Población y @ivienda de 355/

2..2 Di$%o$i&i* +e E@&!et"$ Es tambi'n atendido por la Empresa *unicipal de H"ua Potable y Hlcantarillado ?anitario E*HPH?, observndose como principales de!iciencias del servicio, la ba(a cobertura y en el e(e de 9onurbación y sobre todo las condiciones de disposición !inal de las a"uas servidas sin un tratamiento adecuado.

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2..3 Di$%oibi#i+"+ +e Ee!9'" E#F&t!i&" La operación esta a car"o de la Empresa de Ener"#a El'ctrica de 9oc&abamba EL=E9, la "eneración de ener"#a el'ctrica &a sido me(orada con la intercone%ión y abastecimiento de las centrales de 9orani, Fuaracac&i y @alle :ermoso$ el sistema de "eneración de ener"#a el'ctrica bene!icia al 04B.

El servicio de alumbrado pblico en la ciudad de ?acaba tiene una cobertura de un 45 B. La zona central "oza de este servicio, el mismo se desplaza a lo lar"o de la avenida 9&apare y las zonas mas ale(adas yQo peri!'ricas lle"an a bene!iciarse con este servicio.

2..) E$&o#"!i+"+ e #" Pob#"&i* La educación !ormal atiende a ni+os y (óvenes en edad escolar y su estructura institucional se &alla dividida en ncleos, centros educ ativos y unidades escolares.

El sistema educativo de la /ra ?ección de la Provincia 9&apare, cuenta con un
El *unicipio de ?acaba, cuenta con una red de 61 centros educativos de nivel primario y secundario, as# como t'cnico-vocacionales, tanto municipales como privados.

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2../ E#i,i"&i* +e B"$-!"$ La :.H.*. de ?acaba cuenta con dos carros basureros, que &acen recorridos dos veces por semana intentado cubrir la totalidad del sector urbano, pero este recorrido no es plani!icado, por lo que e%iste un porcenta(e mayoritario que no tiene acceso a este servicio.

Los desec&os industriales no reciben un trato di!erenciado por parte del "obierno municipal, tampoco e%isten mecanismos de control que permitan tener un conocimiento del tipo de desec&os industriales, as# como su disposición !inal.

2.. S"#-+ Los servicios estatales dentro del rea del proyecto, &an sido trans!eridos al dominio municipal, e%istiendo varios centros m'dicos y &ospitalarios. En el
El ?ector de salud pblica, cuenta con el si"uiente personal; /8 m'dicos, 7 odontólo"os, 1 en!ermeras, 35 au%iliares de en!ermer#a, 1 t'cnicos y A administrativos.

9uenta tambi'n con 1 9entros de ?alud y 3 Postas ?anitarias, desarrollan sus acciones de prevención y promoción de salud, cumpliendo actividades del Pro"rama Hmpliado de Inmunizaciones PHI, atención de partos, atención al menor de 8 a+os,

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pro"rama de tuberculosis, atención al adolescente y el componente de vacunación antirrbica canina y &umana. La carencia de centros &ospitalarios, recursos &umanos y equipo$ a dems del ba(o nivel educativo y de in"resos !amiliares, no permite a la población tener acceso a los servicios de salud convencionales, por tanto un porcenta(e recurre a la medicina tradicional.

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CAPITULO III ESTUDIOS DE LA CUENCA 4IDROGR5ICA

3.1 INORMACI0N 4IDROMETEREOLOGICA

3.1.1 Re+ +e D!e"je

La red de drena(e presenta una mor!olo"#a accidentada con tramos de pendientes considerables, esta caracter#stica provoca el transporte de "randes masas de material sólido a trav's del torrente, el drena(e en la cuenca est con!ormado por un cause con un caudal que en 'pocas de estia(e es m#nimo lle"ando a in!iltrarse en el suelo a la altura de la boca de la cuenca, pero en 'pocas de lluvia el caudal es considerable y el que tiene como colector principal al r#o oc&a.

La parte ba(a de la cuenca da lu"ar a un cause que transita por un canal natural que en toda su trayectoria presenta di!erentes dimensiones y pendientes, pero debido a que el caudal es superior a la capacidad del canal natural se producen di!erentes desbordamientos.

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3.1.1.1 Movi,ieto$ +e ,"$"

El sistema de drena(e de la zona se caracteriza por la presencia de al"unos deslizamientos de terreno, este !enómeno se debe a que la cuenca se encuentra emplazada en un sistema monta+oso cuyos valores de pendientes var#an de manera brusca en tramos relativamente cortos$ el rea tambi'n es a!ectada por altas precipitaciones pluviales en 'poca de lluvias, por lo que sumado a los valores promedios de pendientes que a!ectan al sistema monta+oso a propiciado que se "enere una cierta de"radación de los suelos.

3.1.2 Se&to!e$ I-+"b#e$ Los sectores mas a!ectados por los desbordes de inundación, del cause de la torrentera se ubican en la parte in!erior, la que tiene una menor pendiente siendo los mas a!ectados los vecinos de la calle *% =ernndez, la avenida @illazón y los asentamientos urbanos aleda+os al cause de la torrentera Locosty.

3.1.3 Te,%e!"t-!" La temperatura media anual de la zona es de /1.1 S9$ el mes de
3.1.) 4-,e+"+ Re#"tiv"

25


9on respecto a la &umedad relativa los promedios mensuales !luctan de A8 a 48B para los meses de ctubre y *arzo y de 75 a A5B para los mese comprendidos entre Hbril y ?eptiembre con un promedio anual de 65,8B.

3.1./ P!e&i%it"&i*

La caracterización de la precipitación anual para la cuenca aportante a la Torrentera Locosty, se e!ectuó en base a los re"istros de la estación de 9&imboco, que cuenta con datos para el periodo &idroló"ico /06A-/000$ que (unto a los datos de las estaciones de la 9ordillera del Tunari el P*I9 &a elaborado el mapa de Isoyetas. Tambi'n se uso las curvas I<= intensidad-duración-!recuencia desarrolladas por la estación meteoroló"ica HH?H)H.

Para el ran"o donde esta ubicada la cuenca aportante a la Torrentera Locosty pertenece el valor de A55mm a 455mm comprendiendo una altitud que varia entre 3455 m.s.n.m. &asta 1555 m.s.n.m., describiendo a esta zona como de moderada inestabilidad, considerada as# porque en la misma se encuentran reas rocosas y reas erosionadas.

3.2 4IDROLOGIA

3.2.1 C"!"&te!i"&i* +e #" %!e&i%it"&i* Los datos de lluvia de las estaciones de 9&imboco, La"una Taqui+a y LinJ Pata, !ueron procesados con la !inalidad de obtener una caracterización de las lluvias e%tremas en t'rminos de Intencidad-
26


in!ormación "enerada por las mismas sern utilizadas para el clculo de la precipitación promedio sobre las reas de drena(e.

3.2.2 E$ti,"&i* +e C"-+"#e$ M:@i,o$ %o! e# MFto+o R"&io"#

El *'todo acional consiste en asumir el m%imo escurrimiento, suponiendo la contribución total de la cuenca y que este m%imo escurrimiento es i"ual a un porcenta(e de la intensidad de la lluvia promedio. ?e identi!ica por medio de la si"uiente e%presión;

Q

=

5.3A4 T C T i T A

Donde: Q : Caudal máximo (m /s) ³

C : Coeficiente de escurrimiento (adimensional) i : Intensidad de lluvia (m/m) A : Área de la cuenca (Km ) ²

* El valor de !"#$ sur%e &ara la com&ati'ilidad de unidades*

3.2.2.1 Coe(i&iete +e e$&o!!et'"C )o toda el a"ua precipitada en una zona aporta a la torrentera, parte de la misma se pierde de distintas maneras; por evaporación, captada por la ve"etación, detención super!icial en cunetas, zan(as o depresiones, e in!iltración en el terreno. Este valor se puede calcular con la si"uiente ecuación;

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C =

∑ C i ⋅ Ai A

Donde: C i  Coeficiente de escurrimiento su&erficial de cada sector! Ai  Área de cada sector (a!)! A  Área total de la ona de a&orte (a!)!

C-"+!o 3.1 Coe(i&iete$ +e e$&-!!i,ieto $-%e!(i&i"#. CARACTERSTICAS DE LA CUENCA RECEPTORA C " Partes centrales, densamente construidas con calles y v#as pavimentadas. b Partes adyacentes al centro, de menor densidad de &abitantes con calles y v#as pavimentadas. & Oonas residenciales de construcciones cerradas y v#as pavimentadas. + Oonas residenciales medianamente &abitadas. e Oonas residenciales de peque+a densidad. ( Marrios con (ardines y v#as empedradas. 9 ?uper!icies arborizadas, parques, (ardines y campos deportivos con pavimento.

&"!"&te!'$ti&"$ +e #" $-%e!(i&ie " ?uper!icie de te(adas cubiertas b Pavimentos & v#as empedradas + v#as y pasos enripiados e ?uper!icies no pavimentadas, lotes vac#os. ( Parques, (ardines, "ramados, dependiendo de la pendiente de los mismos.

28

5,A5 a 5,05 5,A5 5,68 5,88 a 5,68 5,78 a 5,88 5,75 5,/5 a 5,35 5,A5 a 5,08 5,15 a 5,85 5,38 a 5,65 5,/8 a 5,75 5,/5 a 5,75 5,55 a 5,38


3.2.2.2 +-!"&i* t ?e puede demostrar que el caudal ser m%imo si la duración de la lluvia es i"ual al tiempo de concentración del rea drenada. El tiempo de concentración es el tiempo que tarda el a"ua en lle"ar desde el punto mas ale(ado del canal &asta el punto de salida. El tiempo

de

duración

se

puede

calcular

a

trav's

de

la

si"uiente

!ormula;

?e"n 9ali!ornia :i"&Uay and public NorJs

5 ,748

 5,4A ⋅ +7  d =   )    

Donde: d  duraci,n (-rs)! +  Distancia del curso &rinci&al (Km!)!   Desnivel del &unto mas alto al &unto mas 'a.o de la cuenca (m)!

3.2.2.3 Ite$i+"+ I Este valor se obtiene a trav's de un estudio &idroló"ico de la zona, del cual se obtienen las curvas de intensidad G duración G !recuencia curvas I<=. Para poder medir la intensidad es necesario de!inir la !recuencia y duración de la lluvia. ?iendo la intensidad directamente proporcional a la !recuencia pero inversamente proporcional a la duración.

29


Para este proyecto se utilizaran las curvas I<= para 9oc&abamba desarrolladas por la estación meteoroló"ica HH?H)H, las mismas que se ri"en por la si"uiente ecuación;

i=

A

( d + / ) C

Donde: i  Intensidad (mm/-)! d  duraci,n (min)! A0 0 C de la si%uiente ta'la.

C-"+!o 3.2 P"!:,et!o$ A7 B7 C %"!" #" e&-"&i* +e ite$i+"+. T A Pe!'o+o +e !eto!o

B

3 8 /5 35 85 /55

C

664,55 0,1555 5,0 A6/,55 1,7/55 5,4A50 434,55 5,1475 5,4841 /5/6,AA -/,7566 5,464/ /7/3,/0 -7,7043 5,441 /837,7A -1,0854 5,4403 -ete6 estación meteoroló"ica HH?H)H.

R2 5,0066 5,0064 5,004/ 5,0005 5,0005 5,0045

3.2.3 Pe+iete$

Las pendientes encontradas en la cuenca pudimos separarlas en dos di!erentes tramos, aunque con muy poca variación;

30


•

La primera que abastece un rea de /,/A 2m² con una distancia de 36/6 m y se encuentra entre las cotas 78/4 m.s.n.m. y 3067 m.s.n.m. presenta una di!erencia de alturas de 888 m con una pendiente de. 3/,33S

•

La se"unda que abastece un rea de 5,AA 2m² con una distancia de A43 m y se encuentra entre las cotas 3067 m.s.n.m. y 3456 m.s.n.m. presenta una di!erencia de alturas de /8A m con una pendiente de. 35,5AS

•

La cuenca en "eneral que abastece un rea de /,01 2m² con una distancia de 7704 m y se encuentra entre las cotas 78/4 m.s.n.m. y 3456 m.s.n.m. presenta una di!erencia de alturas de A/3 m con una pendiente de. 35,08S

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CAPITULO IV ASPECTOS GENERALES Y UNDAMENTOS TE0RICOS

).1 INTRODUCCI0N En este capitulo se presentaran los conceptos principales relacionados con el tema propuesto, as# como de sentar las bases de dise+o utilizados en el desarrollo del proyecto.

).2 GENERALIDADES

).2.1 Ci&#o >i+!o#*9i&o ?e denomina ciclo &idroló"ico al proceso por medio del cual el a"ua se evapora de la super!icie terrestre pasa a la atmós!era, y re"resa a las !uentes ori"inales por medio de la precipitación y el escurrimiento, El ciclo &idroló"ico no tiene ni principio ni !in, por lo que su descripción puede comenzar en cualquier punto.

).2.2 P!e&i%it"&i*

32


La precipitación es el volumen o altura de a"ua de lluvia que cae sobre un rea en un per#odo de tiempo, la cual tiene una in!luencia directa en la in!iltración y n el r'"imen del a"ua subterrnea, y a su vez a!ecta la estabilidad de taludes o laderas. Es compón en las zonas de monta+a, la ocurrencia de a"uaceros de "ran ma"nitud en un per#odo de tiempo de una pocas &oras.

).2.3 I(i#t!"&i* La in!iltración se de!ine como el movimiento del a"ua desde la super!icie del terreno &acia el suelo o roca, por los poros o intersticios y discontinuidades de la masa t'rrea.

).2.) E$&o!!et'" La escorrent#a es un porción de precipitación que !luye super!icialmente sobre el suelo$ cuanto ms pronunciadas, impermeables y desprovistas de ve"etación son las laderas y ms copiosas las precipitaciones, tanto mayor es la parte de las mismas que se convierte en escorrent#a.

).2./ C-e&" >i+!o9!:(i&" Es el volumen terrestre limitado en super!icie por la divisoria de a"uas, en cuyo interior drenan una o ms corrientes de a"ua, las cuales concurren en un punto de salida comn de inter's y que est acotada verticalmente por los espacios modi!icables por la

33


acción &umana. En este sistema, se encuentran interactuando dinmicamente, un con(unto de subsistemas !#sicos, sociales, económicos y culturales, estrec&amente relacionaos, susceptibles de ser ordenados y mane(os en !unción del inter's del plani!icador.

).2. 5!e" +e #" &-e&" Est determinada por una l#nea ima"inaria que encierra el rea de con!luencia, esta l#nea que separa una cuenca de las circundantes, se denomina divisoria de a"uas y partea"uas y su trazado no debe cortar nin"una corriente de a"ua, salvo a la salida de ella. El rea de la cuenca tiene una "ran in!luencia en la ma"nitud del caudal que de ella va a drenarse, normalmente a medida que crece el rea de la cuenca as# mismo lo &arn los caudales promedio m#nimos y los m%imos instantneos.

).2. De9!"+"&i* +e #" &-e&" La de"radación de cuna cuenca &idro"r!ica es la p'rdida en l tiempo del valor ambiental que re!le(a el potencial productivo de tierras y a"uas, acompa+ada de cambios pronunciados en el comportamiento &idroló"ico del sistema !luvial, que se traduce en una peor calidad, cantidad y re"ularidad del caudal &#drico.

).2. E!o$i* >'+!i&" La erosión &#drica es un !enómeno ocasionado por acción de !uerzas &idrulicas, las cuales actan sobre las part#culas de suelo produciendo su desprendimiento y posterior

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transporte. La erosión comprende el desprendimiento, transporte y posterior depósito de materiales de suelo o roca por acción de la !uerza del a"ua en movimiento.

i9. ).1. =actores que in!luyen en la erosión del a"ua. ).2.H E!o$i* (#-vi"# Es la erosión que se presenta en los cauces, a causa de la !uerza tractiva del a"ua que vence la resistencia de los materiales, produci'ndose procesos de socavación lateral y

35


de !ondo$ estos procesos movilizan adems de arcillas y limos, otros materiales como arenas, "ravas, cantos rodados y bloques. Los volmenes movilizados por erosión !luvial son altos, en cauces erosionados.

).2.1 Movi,ieto$ e ,"$" Los movimientos en masa son esencialmente procesos "ravitorios por los cuales un cmulo de terreno se desplaza a una cota in!erior a la ori"inal sin que interven"a a"ente de transporte al"uno, siendo consecuencia espec#!ica de la di!erencia entre las !uerzas desestabilizantes y las estabilizantes. )o obstante el a"ua es el principal a"ente desestabilizador en el equilibrio de tales !uerzas, an ms en cuencas torrenciales.

Este tipo de proceso "ravitacional constituye uno de los principales mecanismos de erosión y transporte en laderas monta+osas, aportando cantidades importantes de car"a sólida a los cauces que circulan en las partes ba(as de estas laderas$ estos movimientos se clasi!ican esencialmente en;

C-"+!o ).1. 9lasi!icación de movimientos
9lasi!icación de movimientos en masa
*asiva ?uper!icial 9orriente de reptación

=lu(os

Plsticos

?oli!lu%ión =lu(o de tierra

@iscosos

Hvalanc&as 9orrientes torrenciales de

36


lodo

-ete6 LPEO 9H
).2.11.1 T!"$%o!te e $o#-&i* Hl escurrir por la super!icie de la cuenca e in!iltrarse en las di!erentes !ormaciones de suelos y rocas, las a"uas de lluvia van disolviendo minerales tles como la sal comn, carbonato de calcio, yeso y otros, que lue"o son transportados en solución a lo lar"o de los torrentes y los r#os.

).2.11.2 T!"$%o!te e $-$%e$i* Las part#culas ms !inas de los suelos arcillas,

limos y arenas, pueden ser

transportadas en suspensión por las corrientes !luviales y torrenciales. La tendencia de estos materiales a sedimentar es contrarrestada por la turbulencia, cuyas componentes oscilatorias diri"idas &acia arriba tienen la capacidad de levantar las part#culas ms !inas y mantenerlas en suspensión en el a"ua. ?e"n este mecanismo los sedimentos !inos son transportados en el seno de la corriente, en un estado de !lotación y a"itación permanente, a pesar de tener un peso unitario mayor al del a"ua

37


).2.11.3 A!!"$t!e +e (o+o Las part#culas de mayor tama+o arena "ruesa, "rava, cantos rodados, pe+ones, son transportados por las corrientes como arrastre de !ondo. La turbulencia no posee la ener"#a su!iciente como para levantar esas part#culas y mantenerlas en suspensión, pero la !uerza cortante del !lu(o en el !ondo es capaz de moverlas, &aci'ndolas rodar y saltar sobre otras, especialmente durante las crecientes.

En cuanto a la distribución espacial de cada !racción se acepta una concentración constante para la car"a de lavado y de acarreo, pero variable y en aumento &acia el lec&o para la car"a en suspensión, se"n la !i"ura si"uiente;

38


i9. ).2
C-"+!o ).2 9lasi!icación de los sedimentos.

).2.12 A!!"$t!e e &"-&e$ "t-!"#e$ En los cauces naturales e%iste una "ran variedad en la !orma y e tama+o de los materiales de !ondo, as# como irre"ularidades en las secciones transversales, lo que trae como resultado que la pro!undidad no sea constante en las mismas, adems de que el anc&o del cauce es variable entre sección y sección y en !unción del caudal y otros !actores pueden !ormarse causes mltiples, complicndose ms con la variabilidad que tiene el caudal con el tiempo. Lo que conduce a admitir que cuando se trata de !enómenos naturales

39


no es posible obtener resultados precisos, sino soluciones apro%imadas de naturaleza cualitativa.

En lo re!erente a la car"a de materiales del lec&o e%isten ecuaciones y !órmulas basadas en caracter#sticas &idrulicas, "eom'tricas y "ranulom'tricas del cauce, que tratan de cuanti!icar el caudal de sólidos, pero debido a la comple(idad de la mecnica del !enómeno en realidad no se tiene una verdadera ecuación dinmica del transporte de la !ase sólida en el !lu(o de a"ua y sólidos. Entre las ms !recuentemente usadas se indica la ecuación de *eyer, *eter y *uller desarrollada por E.T.:. ?uiza /041, en la que se considera sola una parte de la tensión tan"encial destinada al transporte, emplendose el resto en vencer la resistencia del contorno. ?e puede e%presar como;

40


).2.13 Te$i* t!"&tiv" El dinamismo de las a"uas sobre los cauces est li"ado a la tensión tractiva que e(ercen sobre el contorno móvil del cauce que los limita$ arrancando y transportando materiales principalmente en !orma de acarreo y se e%presa por ;

Esta tensión tractiva es la !uerza de corte por el movimiento de un l#quido, depende de la pendiente y el radio &idrulico y se incrementa cuanto mayor es la capa de a"ua a mayor caudal. H esta tensión tractiva se opone la resistencia que presentan los materiales al arranque y al transporte; peso, inercia, !ricción, etc. V se evala mediante la tensión tractiva en la descar"a, en el momento de iniciarse el movimiento en masa de los materiales y se denomina tensión l#mite de arrastre o cr#tica.

).2.13.1 Te$i* &!'ti&"

41


:abitualmente en cauces torrentosos !ormados por materiales no co&esivos, la tensión l#mite o cr#tica viene dada por;

La relación de los valores W y Wocr, e%istentes en un momento dado en un curso de a"ua, se mani!iesta en !orma de procesos erosivos yQo transporte siempre que W X Wocr.

).2.1) Pe+iete +e &o,%e$"&i* El ob(etivo de la corrección y control de torrentes es evitar las inundaciones por desbordes en las zonas de in!luencia de la cuenca parte ba(a cuenca, paralelamente promover la recuperación de la cobertura ve"etal en todas las crcavas activas y cauces.

En el caso de cauces marcadamente torrenciales en que la tensión tracita del !lu(o de descar"a e%cede la capacidad de resistencia del contorno, de!inida por la tensión cr#tica de sus materiales, el !enómeno erosivo se evidencia por el descenso pro"resivo de los lec&os, transporte masivo de materiales, erosión de mr"enes y la desestabilización de laderas, el

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tipo de estructura que o!rece la solución ms simple y e!ectiva son las transversales al e(e del torrente.

El e!ecto de estas estructuras de control vertical cierra todo el per!il del cauce a modo de presa &asta la altura del vertedero, lo"rando;

-

Establecer un punto !i(o en el lec&o del cauce, controlando su descenso pro"resivo.

-

*ientras el vaso del embalse que ori"inan se encuentra sin aterrar, el e!ecto de la presa &ace que las a"uas embalsadas !renen la velocidad de la lle"ada

de los

sedimentos, se depositen los ms "ruesos y disminuyan en su caudal de vertido la proporción sólida. -

Los depósitos que se producen van !ormando un aterramiento que eleva el cauce &asta alcanzar una pendiente menor que la del lec&o primitivo.

-

La elevación del cauce, en el entorno que comprende el aterramiento, da lu"ar a que el nuevo lec&o, elevado y asentado sobre los acarreo retenidos, ten"an secciones de mayor anc&o que posibilitan la circulación de caudales por per!iles de amplia base, con disminución de radio &idrulico i"ual a la del calado de las a"uas.

-

Laminar las avenidas para moderar el e!ecto erosivo a"uas aba(o.

?e consi"ue, por tanto un descenso en la tensión tractiva de la descar"a por la reducción del radio &idrulico, mayor sección de !lu(o y la disminución de la pendiente, es por esto que se denomina pendiente de compensación a estos aterramientos.

43


i9. ).3. ?ección transversal despu's de la implementación de un dique de corrección.

44


En las obras de estabilización de cauces, un ob(etivo que se persi"ue es reducir el ardiente para as# mantener una velocidad m%ima no erosiva, lo que se consi"ue con la a"radación sucesiva del cauce por medio de diques consecutivos en !orma de escalones cuyas &uellas son estos rellenos y las contra&uellas los diques.

i9. ).). =i(ación de 3S serie de diques en un torrente corre"ido. Hs# se cubren ininterrumpidamente con la pendiente de compensación, desde la coronación de un dique &asta el pie del de a"uas arriba, todas las zonas del cauce que presentan ms acuciosamente !enómenos de erosión$ !renndose tambi'n la inestabilidad de las laderas mar"inales mediante la cu+a de tierras que !orman los rellenos obre el nivel del lec&o.

esulta prcticamente imposible e!ectuar un clculo preciso de la pendiente de compensación, a causa de la "ran cantidad de variables involucradas en todos los problemas

45


relativos a los cauces naturales con presencia de transporte sólido. Por ello, al calcular la pendiente de compensación, en realidad lo que se realiza es una estimación de la misma, lo cual implica aceptar un cierto error en ello, muc&as veces de ma"nitud importante.

?e"uidamente se e%ponen al"unos de los m'todos emp#ricos ms usados para la estimación de la pendiente de compensación.

=órmula de omiti ;

=órmula (aponesa; / 3

α Y c

=

3 7

α Y

Donde: 1: An%ulo corres&ondiente a la &endiente ori%inal del cauce! 1c: An%ulo corres&ondiente a la &endiente de com&ensaci,n!

46


Por otro lado al"unos l#mites aceptados son;

- 5.85 I Z Ic Z 5.6A I.

- Ic [ 5.66 I

E%periencia italiana

- Ic [ 5.A5 I

E%periencia norteamericana

- Ic [ 5.4/ I

E%periencia del P*I9 en 9oc&abamba

).3 CONTROL 4IDR5ULICO EN EL MARCO DEL MANEJO INTEGRAL DE CUENCAS *ane(ar una cuenca para a!rontar los problemas ambientales, económicos y la !alta de se"uridad que provoca, cuando su deterioro ambiental es avanzado, implica tomar medidas orientadas &acia el ori"en del problema de !orma oportuna e inte"ral. El control &idrulico es uno de los componentes que adems de contribuir a la disminución de la problemtica de inundaciones en el valle, tiene el rol importante en relación a la recar"a de acu#!eros subterrneos, siendo por lo tanto, una acción imprescindible en el mane(o de cuencas.

).3.1 M"ejo ite9!"# +e &-e&"$ Es la aplicación de principios y m'todos para el uso racional e inte"rado de los recursos naturales en la cuenca, !undamentalmente del a"ua, suelo y ve"etación, para lo"rar una

47


producción óptima y sostenida de estos recursos, con el m#nimo deterioro ambiental, para bene!icio de los pobladores y de las poblaciones vinculadas a ella. El mane(o inte"ral de cuencas contempla cuatro componentes !undamentales, cuya interrelación de !unciones es complementaria entre s# una vez implementadas;

-

E# ,"ejo 8 &o$e!v"&i* +e $-e#o$ a trav's de t'cnicas y medidas apropiadas el mane(o y conservación de suelos, busca implementar el uso adecuado del suelo en la a"ricultura y pecuaria, aportando tanto a la recuperación ambiental de la cordillera como a la calidad de vida de las !amilias campesinas que la &abitan.

-

Cot!o# >i+!:-#i&o El control &idrulico &ace posible que el a"ua de la lluvia de las cuencas, que lle"a al valle a trav's de las torrenteras sea controlada y me(or aprovec&ada desde sus or#"enes en las partes altas, no sólo evitando el arrastre de sedimentos, desbordes e inundaciones en el valle, sino tambi'n !avoreciendo la recar"a de los acu#!eros subterrneos.

-

M"ejo 8 &ot!o# +e :!e"$ +e9!"+"+"$ ?on proyectos dise+ados para estabilizar y prote"er deslizamiento

laderas o zonas de pendiente !uerte susceptibles a procesos de y erosión a partir de un con(unto de medidas bio!#sicas, que

!avorecen, al mismo tiempo, el redoblamiento !orestal y la recuperación de la cobertura ve"etal, evitando oportunamente tanto la ampliación como el desarrollo de zonas inestables y crcavas de ma"nitud.

-

E@te$i* "9!'&o#" &o,-it"!i" La e%tensión a"r#cola comunitaria consiste en un traba(o de capacitación con las comunidades asentadas en la cordillera, para lo"rar un uso adecuado del suelo y el a"ua, en actividades a"r#colas y pecuarias$ se basa en

48


una relación abierta, participativa y consensuada con las distintas comunidades con las que se traba(a.

).3.1.1 Objetivo$ +e# ,"ejo ite9!"# +e &-e&"$ Los ob(etivos de un mane(o inte"ral de cuencas son;

-

Prote"er la calidad del a"ua en las partes ba(as, principalmente prote"iendo los cauces de r#os y controlando la erosión en las partes altas.

-

Prevenir la erosión y las consi"uientes p'rdidas de !ertilidad del suelo en los terrenos ba(o uso a"ropecuario.

-

Implementar prcticas de conservación de suelos en los sistemas de uso e%istentes, y si es prctico, optimizar o cambiar los sistemas de uso.

-

9onservación del suelo con medidas en la implementación de sistemas a"ro!orestales y en el mane(o de suelos en descanso.

-

ealizar una labor de e%tensión &acia el campesino, &aci'ndolo participar en la implementación de las medidas para "arantizar la sostenibilidad y el '%ito del pro"rama *I9.

49


).3.2 Cot!o# >i+!:-#i&o El control &idrulico es el con(unto de medidas !#sicas que posibilitan la re"ulación de las escorrent#as super!iciales que circulan dentro de una cuenca, mediante la implementación de estructuras &idrulicas a lo lar"o de sus cauces as# como de sus riveras, tales m'todos pueden ser inte"rados con la e(ecución de medidas biomecnicas para ase"urar el nivel deseado de protección y conservación de los suelos y a"uas.

Por tanto la sistemtica aplicación de este tipo de medidas correctivas est orientada a miti"ar procesos de erosión, transporte y sedimentación de materiales en el lec&o y mr"enes de los cauces, ininterrumpiendo

la incorporación de caudales sólidos a la

corriente$ se trata entonces de adoptar las medidas !#sicas necesarias para que no lle"uen a !ormarse esos caudales o bien si se &an producido reducirlos al m#nimo por deposición y sedimentación.

).3.3 Me+i+"$ +e &ot!o# >i+!:-#i&o Las medidas propuestas obedecen a una plani!icación basada en dia"nósticos bio!#sicos e in!ormación &idrometeoroló"ica.

La

ubicación

y

posterior

dise+o

de

estas

obras

se

!undamentan

en

la

&idro"eomor!olo"#a de los torrentes, as# como en in!ormación sobre zonas de ries"o y topo"ra!#a del rea de estudio. ?e"uidamente se e%ponen las medidas orientadas a corre"ir el !enómeno torrencial;

50


-

Ob!"$ +e %!ote&&i* el ob(etivo principal de las obras de protección es el de e(ercer un mane(o de las a"uas de escurrimiento super!icial, para interceptarlas y transportarlas a zonas controladas$ para ello, se emplean las llamadas zan(as de coronación o desviación, sobre todo en las cabeceras de cauces.
-

Ob!"$ +e &o$o#i+"&i* Las obras de consolidación se e(ecutan como parte de una secuencia de obras de estabilización de taludes, control de crcavas, estabilización de lec&os y control de erosión retró"rada$ por lo "eneral, estas obras se implantan de manera escalonada a lo lar"o del cauce, permitiendo un complementariedad !uncional para un mayor impacto "lobal.

-

Ob!"$ +e !ete&i* compuestos por diques transversales !le%ibles, las obras de retención, se e(ecutan en !unción a l capacidad de interceptar y almacenar "randes volmenes de sedimentos, la disminución de la pendiente y de la ener"#a del !lu(o &idrulico.

-

Ob!"$ +e &et!"#i"&i* constituidos por espi"ones y muros lon"itudinales que permiten corre"ir y consolidar cursos de r#os para la protección y recuperación de tierras.

?i bien las obras de control &idrulico e(ecutadas en el marco del *ane(o inte"ral de cuencas disminuyen en "ran medida los ries"os de inundaciones y desbordes en el valle,

51


'stas 'stas necesar necesariam iament entee deben deben ser comple complemen mentad tadas as en las partes partes ba(as ba(as con un adecuad adecuado o sistema de drena(e y con la preservación de las zonas de recar"a de acu#!eros en los abanicos$ con acciones co&erentes y complementarias, tanto en la cordillera como en el valle, se puede encarar estructuralmente el problema de las cuencas de alta monta+a, siendo posible lo"rar, a trav's del impacto, preservar el a"ua como un recurso realmente bene!icioso.

).3.) Co$to 8 tie,%o +e ite!ve&i* El tiempo de intervención as# como el costo de una cuenca est en !unción del estado de de"radación y nivel de procesos erosivos que se re"istran en la misma, puesto que de ello depender la plani!icación de las obras a ser implementadas.

).) CORRECCI0N Y CONTROL DE CAUCES TORRENCIALES Los torrentes estn caracterizados por tener un importante potencial destructivo, producto de la "ran ener"#a en er"#a del !lu(o, la cual a su vez est relacionada principalmente a la elevada pendiente de los mismos mismos y a la presencia presencia de materiales sólidos transportados por la corrie corriente nte,, los cuales cuales (unto (unto con el a"ua, a"ua, pueden pueden causar causar enormes enormes da+os da+os al alcanz alcanzar ar las planicies a"uas aba(o, donde normalmente se concentran las actividades y la in!raestructura &umana ciudades, carreteras, cultivos, etc.. 9uando estos cursos d a"ua aumentan de caudal, como consecuencia de las lluvias en su cuenca o el des&iele, el !lu(o reclama su territorio en muc&os casos invadido por el &ombre, produci'ndose desbordamientos, cada vez con mayores !recuencias que involucran p'rdidas económicas cuantiosas y en al"unos casos vidas &umanas.

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).).1 C"!"&te!'$ti&"$ +e !'o$ 8 to!!ete$ Los cursos naturales de a"ua pueden dividirse, se"n sus caracter#sticas, en dos "randes cate"or#as principales, principales, los r#os y los los torrentes.

Los ríos , se caracterizan por presentar caudales importantes an en per#odos de

estia(e, as variaciones de caudal son relativamente lentas, ya que el curso de a"ua es alimentado alimentado por una e%tensa red de a!luentes que drena una cuenca de "ran tama+o, tama+o, lo cual &ace &ace que que el r#o r#o ten"a ten"a una cierta cierta iner inerci ciaa a los los cambi cambios os clim climt tic icos os,, en espe especi cial al a las las precipitaciones, las cuales para &acerse sentir deben cubrir una parte si"ni!icativa de la cuenca$ las crecientes se !orman lentamente y son de lar"a duración.

Las pendientes lon"itudinales de los r#os suelen ser constantes en tramos relativamente lar"os y de peque+a ma"nitud, no sobrepasando el /B, los materiales sólidos transportados son son !ino !inos, s, const constit itui uido doss prin princi cipa palm lment entee por; por; arena arena,, limo limo y arci arcill lla, a, pred predom omin inand ando o el tran transp spor orte te en susp suspen ensi sión ón sobr sobree el arra arrast stre re de !ondo !ondo.. Los Los cauc cauces es de los los r#os r#os suel suelen en comprender dos partes$ un ms pro!unda y de!inida que se conoce como cauce de estia(e, y otra ms amplia y di!usa que es ocupada por el !lu(o durante las crecientes. Hl"unos r#os recorr recorren en zonas zonas muy planas planas en las cuales cuales diva"an diva"an !orman !ormando do

curvas curvas alterna alternass llamada llamadass

meandros meandros caracterizados caracterizados por presentar presentar procesos de erosión erosión en las mr"enes mr"enes cóncavas y de sedimentación en las conve%as, lo que suele causar que la parte ms estrec&a de las curvas lle"ue a cortarse, por lo que el !lu(o abandona el meandro y si"ue una trayectoria ms rectil#nea.

Los torrentes, torrentes, son cursos de a"uas en zonas 8B, los causes de los torrentes estn

!ormados por materiales "ruesos como; pe+ones, cantos rodados, "rava y arena, todos ellos

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entremezclados, en ellos predomina el arrastre de !ondo sobre el transporte en suspensión. Las cuencas de los torrentes son de peque+a e%tensión super!icial y de muc&a pendiente, lo que produce produce una respues respuesta ta rpida rpida de las precip precipit itaci aciones ones locali localizada zadass sobre sobre ellas, ellas, las crecientes en estos cursos son violentas y de corta duración.

E%is E%iste te una una cate cate"o "or# r#aa inte interm rmed edia ia entr entree r#os r#os y torr torren ente te cono conoci cida da como como ríos torrenciales, para indicar que se trata de un caso intermedio, o de transición entre en tre ambos,

los r#os torrenciales suelen presentarse en las zonas de piedemonte, donde los torrentes depositan sus sedimentos, se suaviza la pendiente y comienza a aparecer las caracter#sticas !luviales$ los r#os torrenciales presentan causes mltiples que se entrecruzan y cambian de posición constantemente$ el material del lec&o es "rueso, !ormado por "rava, cantos rodados y arena. La sección transversal es muy irre"ular y cambiante$ en "eneral podemos decir que un curso de a"ua comienza siendo una torrente en la zona monta+osa, pasa a la cate"or#a de r#o torrencial en el piedemonte y se trans!orma en r#o en la planicie a"uas aba(o.

).).2 o!,"&i* +e #o$ to!!ete$ La si"uiente !i"ura, describe el proceso de !ormación de un torrente, supón"ase que t5 es el per!il lon"itudinal de la ladera de una monta+a, el escurrimiento super!icial de las lluvias tiende a concentrarse en al"una peque+a depresión de la ondulación de la super!icie, donde e(erce su e!ecto erosivo, pro!undizando dic&a depresión, &asta !ormar un zan(ón o crcav crcava, a, esquem esquemati atizado zado por el per!il per!il t/, con el tiempo el zan(ón incrementa el e!ecto concentrador del escurrimiento super!icial de las lluvias sucesivas, adoptando un nuevo per!il t3 y posteriormete t7 , etc.

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Parte de los materiales erosionados de la ladera se depositan al pie de la misma !ormando nuevos per!iles lon"itudinales con las acumulaciones sucesivas.
i9. )./. Proceso de !ormación de un torrente. En las primeras etapas de la !ormación del torrente pueden ori"inarse causes de !uerte pendiente, e incluso cascadas todo este proceso puede distin"uirse en dos zonas. ?eparadas por una l#nea &orizontal que se denomina nivel de base$ a"uas arriba del nivel de pase e%iste un proceso de erosión re"resivo, responsable de la pro!undización y ensanc&amiento del cause principal, as# como de la !ormación de otros causes rami!icados. La erosión es cada vez ms intensa a medida que se avanza desde la cima &acia a"uas aba(o, ya que el torrente aumenta de caudal &acia a"uas arriba, remontando la ladera$ con el

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tiempo, a medida que el torrente va cortando l ladera y alcanza la divisoria, va disminuyendo u pendiente por lo que tiende a adoptar un per!il lon"itudinal ms estable, con una !orma cóncava &acia arriba en el cual la pendiente se reduce &acia a"uas aba(o.

H"uas ba(o del nivel de base, se produce la deposición de los sólidos transportados por el !lu(o, !ormndose una acumulación de sedimentos que aumenta de volumen con el tiempo, y debido a su !orma caracter#stica recibe el nombre de cono de sedimentación.

).).3 P"!te$ +e - to!!ete En la mayor#a de los torrentes es posible distin"uir tres partes bien di!erenciadas, en cada una de las cuales, se produce !enómenos

di!erentes, esas zonas son; la cuenca

contribuyente, la "ar"anta y el cono de sedimentación.

).).3.1 C-e&" &ot!ib-8ete Es la parte ms alta y ms e%tensa del torrente, tiene la !orma seme(ante a la un embudo y en ella se capta la mayor parte del !lu(o proveniente de las precipitaciones y el des&ielo$ la cuenca est surcada por una serie de zan(ones o cauces menores de muc&a pendiente. La mayor parte de los sedimentos transportados por el torrente provienen de la cuenca, ya que en ella predomina la erosión, la pro!undización, el ensanc&amiento y la rami!icación de los cauces.

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).).3.2 G"!9"t" La "ar"anta est constituida por un cause enca(onado, de topo"ra!#a variable entre abruptos taludes, es la parte ms estrec&a de las tres zonas y el lec&o presenta pendientes acentuadas, aunque de menor ma"nitud que la de la cuenca receptora$ situado a"uas deba(o de la &oya contribuyente, por la "ar"anta transitan &acia la planicie del a"ua y los sedientos provenientes de la cuenca. Las velocidades del !lu(o en crecientes son altas.

La lon"itud de la "ar"anta puede ser muy variable, desde cero en al"unos casos &asta varios Jilómetros en otros$ en la misma predomina el transporte de sedimentos la cual a su vez puede dar ori"en a procesos de erosión en el lec&o y las mr"enes del cauce torrencial. Los bloques an"ulares provenientes de la cuenca contribuyente c&ocan entre si durante el transporte, se !ra"mentan y sus aristas se redondean, si la zona de trnsito tiene la lon"itud su!iciente, los bloques se trans!orman a lo lar"o del recorrido en cantos rodados, y estos en "rava y arena. Es comn encontrar en esta zona material de todos los tama+os, la mayor parte de los mismos provenientes de deslizamientos locales, de la erosión de las mr"enes, o del !ondo del cauce.

).).3.3 Coo +e $e+i,et"&i* En la desembocadura del torrente en la planicie o en el valle la pendiente se reduce bruscamente, la corriente disminuye de velocidad y se produce la sedimentación de los materiales transportados por el cauce, los cuales se acumulan !ormando una especie de cono que tiene su v'rtice en el tramo !inal de la "ar"anta, de a&# la denominación de cono de sedimentación para este componente del torrente.

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En cada creciente los bloques de mayor tama+o se depositan en primer lu"ar, &acia la parte superior del cono, a continuación los cantos rodados, se"uidamente la "rava y !inalmente la arena, pero como las crecientes son de di!erentes ma"nitudes, una creciente de "ran caudal puede empu(ar todos los materiales &acia a"uas aba(o, mientras que otra menor tender a depositar sus arrastres sólidos ms a"uas arriba, como resultado es comn encontrar en los conos de deyección una mezcla de materiales de di!erentes tama+os, sin una estrati!icación de!inida.

?i el r#o en el que desemboca el torrente pasa lo su!icientemente cerca del !inal de la "ar"anta, puede erosionar la base del cono de deyección y este adoptar la !orma de un cono truncado, de lo contrario el cono serpa completo, e incluso si &ay una cierta distancia entre su base y el r#o, e%istir en el torrente un cuarto componente que se denomina canal de desa"e, el cual suele caracterizarse por presentar un !lu(o lento y prcticamente libre de sedimentos ya que la mayor parte de los mismos se &an depositado en el cono de sedimentación$ el cauce del canal de desa"e tiende a enca(arse en la planicie, &asta su desembocadura en el r#o.

9uando el r#o en el que desemboca el torrente tiene la capacidad su!iciente par transportar todo el caudal sólido que 'ste aporta, entonces el cono de deyección de(a de crecer lon"itudinalmente y solo e%perimenta un proceso de ensanc&amiento "radual$ por el contrario, si el r#o no tiene la capacidad necesaria de transporte, entonces el cono de sedimentación invade su cauce, desvindolo y lle"ando incluso a obstruirlo totalmente, !ormando presas naturales durante las "randes crecientes del torrente, las cuales son destruidas durante las riadas del r#o.

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).).) C#"$i(i&"&i* +e to!!ete$ 8 ,Fto+o$ +e e$t"bi#i"&i* Los torrentes pueden clasi!icarse en dos tipos !undamentales;

-

Torrentes socavantes

-

Torrentes depositantes

En realidad esta clasi!icación es re!erente, ya que muc&os torrentes no son completamente de un tipo o del otro, pudiendo e%istir tramos socavantes y tramos depositantes en un mismo curso de a"ua, estos torrentes pueden clasi!icarse como de tipo mi%to. En otros casos la evolución natural que e%perimenta el curso de a"ua durante el proceso de su !ormación puede &acer que el torrente se trans!orme de un tipo en otro.

).).).1 To!!ete$ $o&"v"te$ ?on aquellos en los que la ener"#a del !lu(o es su!iciente para transportar &acia a"uas aba(o todos los materiales sólidos provenientes de la cuenca contribuyente, quedando an una capacidad de transporte adicional que tiende a erosionar el !ondo y las mr"enes del cauce torrencial, ya que la corriente no lle"a a saturarse con los aportes sólidos de la cuenca$ el resultado es que el torrente e(erce un proceso continuo de pro!undización del cauce, lo que a su vez ori"ina la desestabilización de las laderas, al ser socavadas en sus bases de apoyo, con los consi"uientes deslizamientos de terreno an en el caso en que las laderas est'n bien !orestadas.

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Estos cursos de a"ua pueden tener cuencas bien arborizadas, por lo que en estos casos los traba(os de conservación y recuperación de las mismas podr#an no ser prioritarios$ el problema se centra "eneralmente en el propio cauce, el cual requiere ser estabilizado, !renando su tendencia a la desestabilización, pro!undización y a la erosión re"resiva, que avanza &acia la parte superior de la cuenca.

Los medios utilizados para estabilizar estos torrentes consisten en reducir l !uerza erosiva de la corriente, disminuyendo la velocidad del !lu(o. Los procedimientos empleados para el lo"ro de este propósito son los si"uientes

-

9onstrucción de presas escalonadas a lo lar"o del cauce, las cuales inicialmente !renan casi totalmente el !lu(o torrencial almacenando los sedimentos transportados, posteriormente una vez colmadas re"ulan el !lu(o del a"ua y de los sedimentos mediante la reducción de la pendiente, el aumento del anc&o del cauce y la disipación de la ener"#a del !lu(o en las ca#das sucesivas al pie de cada presa$ las estructuras en este caso se denominan de consolidación ya que su !unción principal es !i(ar el !ondo del cauce, evitando que el proceso de pro!undización del mismo contine de"radndolo. La nueva pendiente del cauce una vez colmatadas las obras se denomina pendiente de compensación ya que con la misma se alcanza un estado de equilibrio entre la erosión y sedimentación en el cauce torrencial.

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i9. ).. bras de corrección en cauces torrenciales. -

Los torrentes socavantes tambi'n pueden ser controlados &aci'ndolos no erosionables mediante su revestimiento con enrocado o concreto$ esta solución puede utilizarse cuando por al"una razón no sea posible permitir la elevación del !ondo del cauce.

i9. ). . E!!o&"+o +e %!ote&&i* " &oti-"&i* +e - +i=-e.

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).).).2 To!!ete$ +e%o$it"te$ ?on aquellos en los que el aporte de los materiales sólidos al torrente es de tal ma"nitud que la ener"#a del !lu(o se utiliza #nte"ramente en el transporte de los mismos &acia a"uas aba(o y como consecuencia de un aporte de sedimentos superior al que puede ser transportado, el cauce tiende a elevarse por la acumulación de esos materiales, o tiende en todo caso a no pro!undizarse, ya que la erosión del !ondo no es posible. La e%istencia de esta situación en un curso de a"ua es muestra clara de que la cuenca contribuyente esta siendo sometida a un intenso proceso de de"radación super!icial$ cuando el transporte de materiales es muy elevado, estos torrentes pueden representar un peli"ro, ya que los materiales que se acumulan en el cauce pueden dar ori"en a la !ormación de lavas torrenciales al ocurrir una creciente.

Hdicionalmente, pueden causar serios problemas en el cono de sedimentación ane"ando ciudades, a!ectando v#as de comunicación u obstruyendo puentes, otro peli"ro que puede presentarse tal como se e%puso anteriormente es que los sedimentos podr#an obstruir el cauce del r#o en el que desemboca, !ormando una presa natural que se destroza al ocurrir una creciente en el r#o, lo que puede "enerar una ola de a"ua y sedimentos con un "ran poder destructivo.

Las acciones que se requieren para estabilizar estos cursos de a"ua son las si"uientes;

-

9onstrucción de presas escalonadas a lo lar"o del torrente, las cuales se denominan en este caso de retensión, ya que su !unción principal, es en una primera etapa de !uncionamiento detener y almacenar los materiales arrastrados , en una se"unda etapa, una vez colmatadas, cumplen la !unción de re"ular el !lu(o de los sedimentos principalmente por el e!ecto que causa la disminución de la pendiente. Estas

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estructuras deben ser construidas pre!erentemente a"uas deba(o de ampliaciones de valles torrenciales para poder contar as# con una mayor capacidad de almacenamiento de materiales sólidos.

En al"unos casos cuando la situación lo amerite, en la razón de la importancia de la in!raestructura e%istente a"uas aba(o puede ser necesario e%cavar y remover con cierta periodicidad parte del volumen de los sedimentos acumulados tras las presas para s# disponer nuevamente de capacidad de almacenamiento de materiales sólidos. Los materiales e%cavados pueden ser utilizados en la construcción dependiendo de la calidad del a"re"ado.

i9. ).. Estabilización de un torrente mediante presas escalonadas. 9onstrucción de presas abiertas, denominadas as# por que estn provistas de "randes aberturas, retienen principalmente los sedimentos de "ran tama+o transportados durante ls

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crecientes y de(an pasar "radualmente los de tama+o medios y

!inos, e!ectuando una

selección "ranulom'trica altamente bene!iciosa, ya que las part#culas de mayor tama+o son las que tienen el maypr ótencial destructivo para la in!raestructura e%istente a"uas aba(o y en consecuencia son las que ms interesa retener, estas presas estn especialmente indicadas en el caso de torrentes depositantes.

En el caso de una estabilización inte"ral del curso de a"ua en el que e%ista peli"ro de la ocurrencia periódica de lavas torrenciales, lo ms recomendable es contruir en primer lu"ar una presa superior abierta dise+ada para detener el avance del aluvión, a"uas deba(o de 'sta, contando con su protección, se construye posteriormente una serie de presas escalonadas a lo lar"o del cauce.

Estas presas por su naturaleza abierta y altamente permeable, no estn sometidas al empu(e &idrosttico del a"ua embalsada,. Hdicionalmente, por tener una mayor capacidad de descar"a que las presas tradicionales a trav's de las aberturas, producen una sobre elevación menor del a"ua sobre la sección vertedora.

*ediante la retención selectiva de los sólidos de mayor tama+o, se lo"ra una serie de venta(as que caracteriza el !uncionamiento de esta obra como ser ;

Los materiales de tama+os medios y !inos quedan depositados temporalmente en el embalse debido al remanso que produce como e!ecto de la retención del !lu(o por la presa. Hl ceder la creciente estos materiales son arrastrados "radualmente a"uas aba(o a trav's de las aberturas de la persa, con lo que se evita que el !lu(o ten"a una concentración e%cesiva de sedimentos durante el pico de la misma, de i"ual manera no causan e!ectos de erosión en las playas !luviales, cuyo equilibrio est a!ectado por el caudal sólido transportado por la corriente.

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C " + ! o ). 3

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).)./ E,%#"",ieto +e #"$ ob!"$ Dique se retenida , se emplazan a"uas arriba de la zona en que se producen producen los da+os,

normalmente en la "ar"anta del cauce torrencial aprovec&ando la e%istencia de buenas cerradas de roca y de ensanc&amientos a"uas arriba, permitiendo contar as# con una mayor capacidad de almacenamiento de materiales sólidos.

Diques de consolidación, consolidación,

deben emplazarse de manera que se consi"a la m%ima

a"radación del tramo erosionable del per!il lon"itudinal del lec&o del torrente, reduciendo su descenso pro"resivo con la implementación de diques consecutivos en !orma escalonada.

En el caso en que la !inalidad de la presa sea la estabilización de un deslizamiento de terreno, cubriendo la base del mismo con la sedimentación, la ubicación de la misma y su altu altura ra ser sern n !i(a !i(ada dass de mane manera ra que que el sedi sedime ment nto o depos deposit itado ado se" se"n n la pend pendie ient ntee de compensación proporcione la !uerza estabilizarte necesaria. En estos casos puede que se requiera la construcción de una sola presa y no se (usti!ique la implementación de un sistema de obras escalonadas en cascada. ?i se trata de obras aisladas, debe tenerse la se"uridad de que el cauce no presenta tendencia a la de"radación vertical ya que entonces una sola estructura corre el ries"o de ser socavada desde a"uas aba(o por la erosión vertical re"r re"res esiv ivaa que avanza avanza a la part partee supe superi rior or de la cuenc cuenca$ a$ en esto estoss caso casoss se impon imponee la corrección inte"ral del curso de a"ua mediante un sistema de obras escalonadas en cascada.

En lo re!erente a la altura de estas estructuras en un escalonamiento sern en "eneral di!erentes y dependern de las caracter#sticas de los emplazamientos ele"idos, as# como de la topo"ra!#a de la zona de estudio$ &ay casos en los que la altura de estas obras estn limitadas por razones di!erentes a las caracter#sticas de los sitios de emplazamiento$ e%istir un l#mite m#nimo en su altura cuando su !unción sea contener el deslizamiento de un

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terreno, por lo que la sedimentación deber alcanzar una cierta altura m#nima en la base del mismo, que ase"ure su estabilidad$ de la misma manera e%istir un l#mite m%imo en la altura de una presa cuando se vean a!ectadas carreteras en las mr"enes, tierras a"r#colas as# como la capacidad de desa"e de un puente.

).). Et"%"$ +e (-&io",ieto =uncionalmente, e%isten dos etapas claramente di!erenciables en la vida de una presa de corrección torrencial, en las cuales e%isten di!erencias en cuanto a los mecanismos de re"ulación de los caudales sólidos y l#quidos trasportados por el cauce.

).)..1 Ate$ +e #" &o#,"t"&i*
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i9 ).H. Etapas de !uncionamiento en una presa de corrección torrencial. Esta etapa puede tomar tiempos muy di!erentes se"n las caracter#sticas del curso de a"ua y embalse. Hl"unas presas pueden tardar varios a+os para colmatarse mientras que en otras ello puede ocurrir con una sola creciente. En esta primera etapa se puede decir que la presa e(erce un control tota sobre el transporte de sólidos, ya que retiene prcticamente todo el sedimento que transita en !orma de arrastre de !ondo.

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).)..2 De$%-F$ +e #" &o#,"t"&i* La pendiente de compensación una vez establecida e(erce un e!ecto re"ulador en el caudal sólido, debido a la disminución de la pendiente y al aumento del anc&o respecto al cauce ori"inal. E%periencias alcanzadas con presas de este tipo, &an permitido lle"ar a la conclusión que el e!ecto re"ulador de los sedimentos en esta etapa se produce se"n el mecanismo si"uiente;

-

Hl ocurrir un creciente con un considerable transporte de materiales sólidos, se produce una "ran sedimentación a"uas arriba de la presa, lo cual ocupa un almacenamiento temporal en el que la super!icie alcanza una pendiente mayor que la de compensación, siendo la misma en ciertos casos cercana a la del cauce ori"inal. ?ubsecuentes crecientes menos caudalosas y con un menor transporte de materiales sólidos desplazan los sedimentos almacenados, re"resando la pendiente super!icial de los mismos a la condición inicial correspondiente a la pendiente de compensación.

En esta etapa de !uncionamiento las crecientes moderadas y los caudales normales del curso de a"ua, sólo tienen capacidad para arrastrar las part#culas ms peque+as y eventualmente las de tama+os medianos, por lo que la presa produce un e!ecto selectivo en la "ranulometr#a de los sedimentos, reteniendo los ms "ruesos que representan un mayor potencial destructivo para la in!raestructura e%istente a"uas aba(o y de(ando pasar los ms !inos, los cuales no suelen causa inconvenientes importantes. El e!ecto re"ulador del caudal sólido alcanzar su m%ima e!iciencia cuanto mayor sea el nmero de presas construidas en el cauce en cuestión, !ormando el escalonamiento de la mayor parte de su curso.

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)./ CARACTERSTICAS Y DISEO DE DIKUES EN MAMPOSTERA GAVIONADA
)./.1 C"!"&te!'$ti&"$ 9ee!"#e$ >n de las caracter#sticas !undamentales de las estructuras construidas a base de "aviones es la de!ormabilidad, la cual obedece a que las rocas no estn cementadas entre si y pueden su!rir desplazamientos y rotaciones, por lo que las obras construidas con estos elementos se adaptan a las de!ormaciones del terreno de !undación, &aci'ndolas indicadas en casos donde el terreno de !undación sea comprensible o erosionable son comprometer la se"uridad de la estructura, e%cepto en situaciones e%tremas$ otra caracter#stica importante es su permeabilidad, la cual es considerada como una venta(a, ya que el a"ua puede drenar a trav's de las rocas, quedando retenidos los sedimentos transportados por la corriente.

En "eneral las presas de mamposter#a "avionada se adaptan especialmente en aquellos sitios donde e%istan las si"uientes caracter#sticas;

-

ocas o cantos rodados adecuados para el relleno de mallas de "avión.

-

-

Poco traba(o mecanizado

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-

*ano de obra no especializada

)./.2 De(ii&i* +e# ti%o +e e$t!-&t-!" t!"$ve!$"# 8 ,"te!i"# +e &o$t!-&&i* Entre las obras transversales de corrección de torrentes las estructuras de "ravedad son aquellas de ms e%tenso uso, por de!inición se evalan ba(o la &ipótesis de que su propio peso es la !uerza que e(erce mayor in!luencia en su estabilidad. En e clculo de estas estructuras se debe tener en cuenta las si"uientes condiciones;

H continuación se ad(unta un resumen de las consideraciones para los distintos tipos de !bricas en construcción de diques de corrección de torrentes.

C-"+!o ).3 9riterios de elección de !abrica

>na vez conocidas todas las de!iniciones, "enealo"#as, particularidades y los criterios prcticos que intervienen en la elección del tipo de dique apropiado acorde con las e%i"encias t'cnicas, condiciones !#sicas y económicas del proyecto, se concluye que el

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control &idrulico de la torrentera Locosty, ser e!ectuado a trav's de diques de "ravedad, construidos con mamposter#a "avionada.

)./.2.1 Di=-e$ +e ,",%o$te!'" 9"vio"+" Los diques en "aviones se pueden clasi!icar en tres tipos !undamentales en !unción a la con!ormación del paramento a"uas deba(o de la sección media$ la pared vertical, en escalones, inclinado de manera que la lmina vertiente quede ad&erida.

i9. ).1.
arrastre de material sólido, como es el caso presente, óptimos en la

elaboración del escalonamiento de cauces as# como la pro"resiva reducción de la erosión y descenso de lec&os.

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Los diques "aviones con paramento vertical a"uas arriba y escalonado a"uas aba(o son propios de peque+os caudales en ausencia de arrastre de material sólido, es decir que su uso se debe restrin"ir a curso de a"ua cristalina.

i9. ).11
Los diques con paramento inclinado se usan en la re"ulación de cauces !luviales caracterizados por "randes caudales, secciones transversales amplias con arrastre de material sólido en el !ondo y lec&os incapaces de tolerar "randes sobrecar"as.

i9. ).12.
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Las presas de "aviones son estructuras de "ravedad, en las que la principal !uerza resistente es su propio peso, en consecuencia, interesa que las rocas de relleno adems de ser lo ms densas que sea posible obtener, deben ser pre!eriblemente resistentes a los impactos. En presas de alta monta+a no es recomendable el uso de rocas porosas o !isuradas, ya que los ciclos de &ielo y des&ielo podr#an de"radarlas, por este motivo se recomienda la utilización de cantos del torrente en el relleno de "aviones, ya que al rodar y c&ocar con otras rocas en el cauce torrencial, &an sido sometidas por la naturaleza a una prueba de resistencia, e en la que &an eliminado sus partes ms d'biles.

)./.3.1 C"!"&te!'$ti&"$ ('$i&"$ +e #o$ ,"te!i"#e$ ?e denomina como F al peso relativo de los mampuestos y se de!ine como el cociente entre el espec#!ico de las piedras y el peso espec#!ico del a"ua \ a 1C9. H su vez el peso espec#!ico de las piedras \s se determinan como el cociente entre su peso y su volumen y el "rado de saturación de un elemento de "avión como el cociente entre ele volumen ocupado por el a"ua y el volumen de &uecos.

?e e%plica la porosidad ] de un "avión como la relación entre el volumen de &uecos y el volumen total y la relación de vac#os e de un "avión como el cociente entre el volumen de &uecos y el volumen de mampuestos$ por tanto el peso espec#!ico total de un "avión como la relación entre su peso y su volumen. Para clculos el peso espec#!ico del a"ua \ incluye suspensiones por lo que se adopta el valor de /,/5 tQm7.

75


9uando el "avión no est en car"a presenta su pero espec#!ico seco \" que se de!ine como la relación entre el peso de los mampuestos y el volumen total, pudiendo e%presarse en !unción del peso espec#!ico de los mampuestos y de la porosidad.

γ %

= γ s

(/ −η )

Donde: \"  2eso es&ec3fico %avion seco (K%/m4)! \s  2eso es&ec3fico relleno %avion (K%!/m4)!

5  2orosidad! H medida que el "avión va entrando en car"a los &uecos son ocupados por el a"ua , llena de suspensiones, saturndose. El peso espec#!ico del "avión saturado es;

Este peso espec#!ico es el mayor que puede alcanzar un elemento de "avión sin variación de ] y el menor corresponde al peso espec#!ico seco \" que es i"ual al peso espec#!ico saturado menos un empu(e ascensional i"ual al volumen del a"ua desalo(ada por los mampuestos.

76


Este !enómeno &idrulico indica que la parte ms vulnerable del dique es el cuerpo central que alber"a al vertedero, donde el peso espec#!ico sumer"ido es del orden del 85B del peso espec#!ico relativo del mampuesto. Todo ello sin considerar que el material o piedra que compone el mampuesto tambi'n est !ormado por materia sólida y &uecos rellenos de a"ua o aire.

Es por esta razón que antes de utilizar la piedra en obra se procede a e!ectuar las pruebas de laboratorio correspondientes abrasión, porosidad, resistencia, para la determinación del peso espec#!ico relativo de las muestras representativas del material de la o las zonas de e%tracción.

Los pesos espec#!icos relativos de las rocas ms comnmente empleadas en este tipo de estructuras se muestran en el cuadro si"uiente;

C-"+!o ).). Pesos espec#!icos

)./.) C"!"&te!'$ti&"$ +e# &"-&e

77


El comportamiento &idrulico de los r#os est basado en la &idrulica de canales a super!icie libre, a trav's de las ecuaciones que ri"en el movimiento uni!orme y "radualmente variado en canales abiertos. Estas ecuaciones son un modelo sencillo para la resolución de un !enómeno muy comple(o puesto que nicamente tienen en cuenta los parmetros ms si"ni!icativos de todos los que in!luyen en el !lu(o y en su deducción y resolución se admite;

-

=lu(o unidimensional, distribución uni!orme de velocidades en la sección

-

Peque+a curvatura de las l#neas de corriente, aceleración vertical despreciable y por tanto distribución &idrosttica de presiones !lu(o "radualmente variado.

-

P'rdidas de ener"#a evaluadas mediante las ecuaciones vlidas para el movimiento uni!orme !órmula de *annin".

-

9ontorno r#"ido y !i(o, se supone prismtico y no erosionable.

-

Peque+a pendiente de la solera del cauce, de manera que el coseno del n"ulo que !orma con la &orizontal sea pró%imo a la unidad.

El problema de movimiento variable en un cauce queda resulto dadas las condiciones iniciales de contorno al conocer los caudales y calados en !unción del tiempo y espacio, para ello se dispone de dos ecuaciones que permitan obtener las dos variables dependientes en !unción a las dos independientes.

La ecuación de continuidad de 9astelli, en su representación para r'"imen permanente se muestra a continuación.

Q

6o^6o

=

6i^6i

=

78

.....6n^6n

=


La velocidad media del !lu(o a lo lar"o de di!erentes tramos del cauce principal puede ser calculada por medio de la ecuación de *annin" /440, que depende tanto de la !ricción como del tama+o de las part#culas del lec&o, adems que es una !órmula vlida para re"#menes turbulentos ru"osos.

La ecuación de ener"#a espec#!ica, aplicada a !lu(os con super!icie libre tambi'n puede ser usada para este propósito.

79


=inalmente la ecuación para el tirante cr#tico obtenida d la ecuación de Mresse cuando el denominador se i"uala a cero y d-/dx infinito!

)././ C:#&-#o +e +i=-e$ e ,",%o$te!'" 9"vio"+" En el !uncionamiento de un dique de mamposter#a "avionada se deben distin"uir tres etapas !undamentales; la primera de colmatación, la se"unda durante e inmediatamente despupes del aterramiento y la tercera, cuando el lec&o se &a consolidado. 9onocidas las condiciones de !uncionamiento de los diques de mamposter#a en "aviones se articula su dise+o en las si"uientes etapas;

Cálculos -idráulicos -

-

-

@eri!icación de si!onamiento, deba(o y a los lados de la obra, de manera que las a"uas !iltrantes no deslaven el terreno de !undación.

80


)././.1. Di,e$io",ieto +e# ve!te+e!o El dimensionamiento del vertedero es calculado para un determinado caudal de dise+o, producto de un estudio &idroló"ico que en la mayor#a de los casos lleva impl#citos errores y apreciaciones sub(etivas, que &acen que el resultado sea ms o menos apro%imado la realidad, en consecuencia es pre!erible utilizar ecuaciones sencillas y apro%imadas que !aciliten el clculo de la capacidad de estas obras. En el dimensionamiento de los vertederos, se debe adoptar la base tomando en consideración el anc&o del cauce, con la !inalidad de evitar socavaciones laterales$ el vertedero rectan"ular puede ser dimensionado con la si"uiente !órmula;

>na vez determinado el caudal de dise+o d para el periodo de retorno ele"ido y asumiendo valores para los coe!icientes 9d y 9v a trav's de iteraciones sucesivas, la ecuación precedente nos permite apro%imar los valores óptimos del &/ , posteriormente el

81


tirante sobre el vertedero &vc se deduce i"ual a 3Q7 de la car"a total a"uas arriba &i, debido a la depresión de la napa de escurrimiento antes de una ca#da libre.

La cota de las alas del dique :v debe ser por lo menos 75B a 85B ms altas que el tirante m%imo medido a partir de la cota del vertedero a"uas arriba, a una distancia donde no est a!ectada por el desa"e. La protección de la sección del vertedero es imprescindible, en caso de arrastre de materiales sólidos, emplendose para este propósito revestimiento de bolillos de madera.

i9. ).13. @ista !rontal de un dique de "aviones.

)././.2 Di,e$io",ieto +e# &-e&o Hl caer al pie de la presa la lamina vertiente tiene una velocidad muy superior a la que corresponde al r'"imen uni!orme del cauce, por lo que &asta que se alcance dic&o r'"imen una cierta distancia a"uas aba(o, e%istir un !lu(o altamente turbulento, cuyas

82


velocidades y remolinos producirn en la mayor#a de los casos el arrastre del material de !ondo y en consecuencia la socavación del lec&o.

Este !enómeno de erosión pone en peli"ro la estabilidad de la estructura, por ello, la pro!undidad de la !undación :l en cuencos no revestidos deber ser mayor que la pro!undidad de erosión$ la distancia de ca#da a partir del vertedero est dada por;

Dc

≅

3 *-vc

Donde: Dc: Distancia de caida (m)! -cv: Altura de a%ua so're el vertedero (i%ual a "/4 de -7) (m)! : Desnivel entre la corona del vertedero 8 el lec-o ori%inal (m)! E%isten muc&as !órmulas para el clculo de la socavación que produce una ca#da de a"ua en los materiales aluvionales del cauce, en este caso como en todos los casos que involucren !lu(o de a"ua con arrastre de sedimentos es muy di!#cil obtener resultados precisos, por lo que todas estas !órmulas proporcionan apro%imaciones mas o menos cercanas a la realidad.

>na de las !órmulas ms utilizadas es la de ?c&oJlitsc& la cual viene dada por la si"uiente ecuación;

)s + : 3 =

1.A89

5.8A

-t 5.35

5.73 d 05

83


Donde: ": Altura de a%ua des&u;s del rersalto (m)! s: 2rofundidad maxima de socavacion (m)! -t: Desnivel entre a%uas arri'a 8 a%uas a'a.o (m)! 9: Caudal unitario (m4/s/m)! d < Diámetro del tami 9ue &asa el < = del material en &eso! (mm)! La pro!undidad con(u"ada del resalto viene proporcionada por la si"uiente e%presión; : 3

/ =

3

: /

(

3

/ + 4 > /

)

−/

Donde: ": Altura con.u%ada des&u;s del resalto (m)! >7: ?@mero de >roude al inicio del resalto (m)! La pro!undidad inicial del resalto se puede determinar mediante la si"uiente ecuación

: / =

9

(

3 % 2 + -/

)

Donde: 7: Altura de a%ua des&u;s del resalto (m)! 9: Caudal unitario (m4/s/m)! 2: Altura del vertedero al lec-o del cauce (m)! -7: Altura del tirante de a%ua &r,xima al vertedero (m)! %: Aceleraci,n de la %ravedad (m/s")!

84


La elevación del a"ua al pie de la estructura a"uas aba(o Vp se deriva a partir del “.?. Mureau o! eclamation para la protección del enrocado para estructuras &idrulicas importantes que ayudan aliviar las car"as &idrostticas que se "eneran por las variaciones relativamente rpidas de alturas consecutivas de a"ua.

i9. ).1). Per!il dique de "aviones.

)././.3 A:#i$i$ "# $i(o",ieto e e# te!!eo +e &i,et"&i* El desnivel provocado por la presencia del dique determina un !lu(o !iltrante, ba(o y a los lados de la obra que podr#a causar remoción del material !ino de la !undación para evitar esta situación se debe veri!icar la lon"itud del recorrido de la in!iltración mediante la si"uiente relación; + > c∆-

85


Donde: +: Desarrollo %eneral del recorrido de filtraci,n! -: Desnivel entre los niveles li'res de a%uas arri'a 8 a%uas a'a.o (m)! c: Coeficiente 9ue de&ende de la naturalea del terreno (ver ta'la)! ?in embar"o la permeabilidad de la estructura, la disposición del paramento escalonado a"uas arriba y las avenidas torrenciales solo en 'poca de lluvias, minimizan los ries"os de desplome del dique por si!onamiento.

C-"+!o )./ @alores del coe!iciente 9

Cálculos estáticos

-

Hnlisis de estabilidad al vuelco y al deslizamiento &orizontal

-

Hnlisis de resistencia del terreno de !undación

)././.) A:#i$i$ +e e$t"bi#i+"+ Los diques en mamposter#a "avionada son considerados como estructuras de "ravedad, por ende se dise+an asumiendo la &ipótesis de que su peso propio es la !uerza

86


que e(erce mayor in!luencia en su estabilidad$ al mismos tiempo se considera que debe cumplir la ausencia de tracciones en el cuerpo de la estructura. )o corresponde la e%istencia de deslizamiento a lo lar"o de nin"una (unta &orizontal, el dique debe ser estable al volcamiento a lo lar"o de cualquier unión &orizontal y todas las tensiones de comprensión sobre los materiales del dique as# como de la !undación deben ser menores a las admisibles.

Las !uerzas actuantes sobre la estructura pueden ser clasi!icadas como !uerzas estabilizantes y desestabilizantes se"n nos muestra el si"uiente "r!ico;

i9. ).1/. 9on!i"uración de !uerzas en un dique de "aviones. ?on fueras esta'iliantes , el peso propio de la estructura P" el peso del a"ua sobre el vertedero PU/ peso del a"ua PU3, peso del terreno P/ sobre los escalones a"uas arriba, el empu(e &idrosttico a"uas aba(o E3 y el empu(e pasico del terreno a"uas aba(o Ep.

Las fueras deseta'iliantes son la presión &idrosttica a"uas arriba E/ y la presión de los materiales sólidos a"uas arriba Ea.

87


El em&u.e del terreno, est presente en ambos paramentos y normalmente son calculados despreciando la !ricción entre la estructura y el suelo, estos empu(es estn usualmente representados por las si"uientes e%presiones;

El valor de 2a,p se"n anJin" es;

La resultante est aplicada a /Q7 de la altura media a partir de la base del dique.

88


La &resi,n -idrostática, acta sobre ambos paramentos de la estructura, el empu(e &idrosttico est repartido de !orma trapezoidal o trian"ular se"n la altura de la lmina vertiente del a"ua al vertedero. Las presiones son calculadas por las si"uientes e%presiones;

La resultante de la presión &idrosttica est aplicada a /Q7 de la base de la estructura.

)./././ Et"%"$ +e (-&io",ieto Primera etapa, durante cierto tiempo despu's de &aber entrado en servicio la estructura, el

embalse creado por ella se mantiene libre de sedimentos, si en estas condiciones ocurre una crecida, actuar nicamente el empu(e &idrosttico a"uas arriba de la presa. La principal !uerza estabilizante en esta etapa es el peso propio de los "aviones que constituyen el dique.

Segunda etapa , corresponde al embalse totalmente sedimentado, el sedimento esta

saturado y el a"ua super!icial se in!iltra a trav's de el, en dirección &acia la presa, la cual por tener permeabilidad muc&o mayor que la del sedimento acta como un dren

89


Tercera etapa,

los materiales transportados por la corriente tienden a consolidarse e

impermeabilizarse super!icialmente, por lo que en esta etapa acta sobre el paramento de a"uas arriba de la presa, el empu(e activo de los sedimentos.
eri!icación al vuelco, la estabilidad del dique es sólo "arantizada cuando el momento

estabilizante domina sobre el momento volcante$ en otras palabras, si la resultante de los empu(es cae dentro de la base de apoyo.

eri!icación al desli"amiento, las presas de "aviones deben ser estables al deslizamiento

sobre la !undación sobre cada una de las (untas &orizontales que !orman el escalonamiento. El !actor de se"uridad al deslizamiento viene dado por la si"uiente e%presión.

90


)././. Re$i$te&i" +e# te!!eo +e (-+"&i* ?e determina la intensidad y l#nea de acción de la resultante  de las !uerzas a"entes y el centro de presión R. En la &ipótesis de conservación de las secciones planas, si el centro de presión es interno al ncleo central *) la tensión m%ima de compresión es;

?i el centro de presión coincide con el ncleo ) del anc&o de la base, la tensión m%ima de compresión es calculada por;

?i el centro de presión es e%terno al ncleo central

91


i9 ).1. Posición de la resultante en un dique de "aviones.

). CARACTERSTICAS Y DISEO DE CANALES REVESTIDOS Y TUBERAS

)..1. C""#e$ C""#e$7 son aquellos que captan toda el a"ua pluvial de distintas reas aportantes al mismo llevando la misma &asta un lu"ar de descar"a, estos pueden ser de tierra con o sin

92


ve"etación, roca, &ormi"ón ciclópeo u &ormi"ón armado, depender de su ru"osidad el "rado de !ricción del a"ua.

o!," +e #" $e&&i* +e# &""#7 la sección de un canal se de!ine como la !orma del canal perpendicular a la dirección del !lu(o que transporta. Va que para este proyecto el canal ser construido y no natural adoptara una sección re"ular pudiendo ser; rectan"ular, trapezoidazo circular.

P"!te$ +e #" $e&&i* +e - &""#7 las partes de la sección de un canal son dependiendo la !orma;

1. Se&&i* !e&t"9-#"!

 5!e"6

A = ' ⋅ 8

 Pe!',et!o ,oj"+o

2 = ' + 3 ⋅ 8

93


 R"+io >i+!:-#i&o

B )

 A&>o $-%e!(i&i"#

 = '

=

' ⋅ 8 ' + 3 ⋅ 8

 Se&&i* >i+!:-#i&",ete *%ti," '

Es aquella dada por

8

=

3

2. Se&&i* t!"%eoi+"#

 5!e"6

A = ( ' + * ⋅ 8 ) ⋅ 8

 Pe!',et!o ,oj"+o

2 = ' + 3 ⋅ 8 ⋅

94

/+

* 3


( ' + * ⋅ 8 ) ⋅ 8

 R"+io >i+!:-#i&o

B ) =

 A&>o $-%e!(i&i"#

 = ' + 3 ⋅ * ⋅ 8

' + 3 ⋅ 8 ⋅

/+

* 3

 Se&&i* >i+!:-#i&",ete *%ti,"6 La sección &idrulicamente óptima es la mitad de un &e%"ono re"ular. Por lo tanto; z [ 5.8 ' 8 •

=

/./81A

E$t"+o +e (#-jo7 el estado depende de las dimensiones de la sección y la pendiente del canal, estos estados pueden ser subcr#tico, cr#tico y supercr#tico, estos estados se de!inen con el numero de =roude con la si"uiente ecuación;

>r =

v % ⋅ D

Donde: >r  ?umero de fraude! v  6elocidad del flu.o (m/s)! %  Aceleraci,n de la %ravedad (m/s" )! D  2rofundidad -idráulica (m)!

95


-

Para numero de =roude menores que / el !lu(o ser subcr#tico, este !lu(o se caracteriza por tener velocidades ba(as y tranquilas.

-

Para numero de =roude mayores que / el !lu(o ser supercr#tico, este !lu(o se caracteriza por tener velocidades altas, caracterizndose !lu(os rpidos lle"ando a torrenciales.

•

Bo!+e #ib!e B17 Es la distancia vertical desde la parte superior del canal &asta la super!icie del a"ua en la condición de dise+o. Esta distancia debe ser lo su!icientemente alta para prevenir cualquier tipo de rebalse. Para canales revestidos el >.?. Mureau o! eclamation preparó curvas para el borde libre promedio, la misma que se muestra a continuación;

96


•

R-9o$i+"+ 7 de la ru"osidad de un canal depender la !ricción del a"ua sobre este, esta dada por el coe!iciente de ru"osidad, el P)H establece los si"uientes valores se"n la super!icie del canal;

C-"+!o ).. Coe(i&iete +e !-9o$i+"+

•

Ti%o +e $-%e!(i&ie



:ormi"ón Hrmado, simple o ciclópeo *amposter#a de piedra Tierra =uente; P)H

5,5/4 5,533 5,538

Ite$i+"+ I7 Este valor se obtiene a trav's de un estudio &idroló"ico de la zona, del cual se obtienen las curvas de intensidad G duración G !recuencia curvas I<=. Para poder medir la intensidad es necesario de!inir la !recuencia y duración de la lluvia. ?iendo la intensidad directamente proporcional a la !recuencia pero inversamente proporcional a la duración. Para este proyecto se utilizaran las curvas I<= para 9oc&abamba desarrolladas por la estación meteoroló"ica HH?H)H, las mismas que se ri"en por la si"uiente ecuación;

97


I =

A

( d + / ) C

Donde: I  Intensidad (mm/-)! d  duraci,n (min)! A0 0 C de la si%uiente ta'la!

C-"+!o ).. Parmetros H, M, 9 para la ecuación de intensidad. T Pe!'o+o +e !eto!o 3 8 /5 35 85 /55

A

B

C

R2

664,55 A6/,55 434,55 /5/6,AA /7/3,/0 /837,7A

0,1555 1,7/55 5,1475 -/,7566 -7,7043 -1,0854

5,0 5,4A50 5,4841 5,464/ 5,441 5,4403

5,0066 5,0064 5,004/ 5,0005 5,0005 5,0045

-ete6 e$t"&i* ,eteo!o#*9i&" AASANA.

•

!e&-e&i" +e ##-vi" T7 ?e la conoce como periodo de retorno, es el tiempo en a+os que una lluvia de cierta intensidad y duración se repite con las mismas caracter#sticas. ?e"n la norma boliviana la !recuencias;

-

9anales que drenen reas menores a /555 :a.

-

9on una sección revestida con concreto es de 1 "o$.

98


-

•

9apacidad total es de 38 a+os.

Coe(i&iete +e e$&o!!et'"C7 )o toda el a"ua precipitada en una zona aporta a un canal, parte de la misma se pierde de distintas maneras; por evaporación, captada por la ve"etación, detención super!icial en cunetas, zan(as o depresiones, e in!iltración en el terreno. Este valor se puede calcular con la si"uiente ecuación; C =

∑ C i ⋅ Ai A

Donde: C i  Coeficiente de escurrimiento su&erficial de cada sector! Ai  Área de cada sector (a!)! A  Área total de la ona de a&orte (a!)!

C-"+!o ). 9oe!icientes de escurrimiento super!icial. CARACTERSTICAS DE LA CUENCA RECEPTORA C " Partes centrales, densamente construidas con calles y v#as pavimentadas. b Partes adyacentes al centro, de menor densidad de &abitantes con calles y v#as pavimentadas. & Oonas residenciales de construcciones cerradas y v#as

5,A5 a 5,05 5,A5

5,68 pavimentadas. 5,88 a 5,68 + Oonas residenciales medianamente &abitadas. e Oonas residenciales de peque+a densidad. 5,78 a 5,88 5,75 ( Marrios con (ardines y v#as empedradas. 9 ?uper!icies arborizadas, parques, (ardines y campos deportivos 5,/5 a 5,35 con pavimento.

&"!"&te!'$ti&"$ +e #" $-%e!(i&ie " ?uper!icie de te(adas cubiertas b Pavimentos & v#as empedradas + v#as y pasos enripiados

5,A5 a 5,08 5,15 a 5,85 5,38 a 5,65 5,/8 a 5,75

99


e ?uper!icies no pavimentadas, lotes vac#os. 5,/5 a 5,75 ( Parques, (ardines, "ramados, dependiendo de la pendiente de los 5,55 a 5,38

mismos. •

+-!"&i* t7 ?e puede demostrar que el caudal ser m%imo si la duración de la lluvia es i"ual al tiempo de concentración del rea drenada. El tiempo de concentración es el tiempo que tarda el a"ua en lle"ar desde el punto mas ale(ado del canal &asta el punto de salida. El tiempo de duración se puede calcular a trav's de

la

si"uiente

!ormula;

?e"n 9ali!ornia :i"&Uay and public NorJs

5 , 748

 5,4A ⋅ +7  t =   )    

Donde: t  duraci,n (-rs)! +  Distancia del curso &rinci&al (Km!)!   Desnivel del &unto mas alto al &unto mas 'a.o de la cuenca (m)!

•

5!e" +e "%o!te7 Es el rea circundante al proyecto que aportara sus a"uas pluviales al canal, su clculo se realiza por observación directa y con la ayuda de un plano con curvas de nivel.

•

C"-+"# +e +i$eo7 Es el caudal con el que se dise+ara la sección del canal, para super!icies menores de /555 :a. /5 2m3 se recomienda utilizar el m'todo racional, para reas mayores a /555 :a. /5 2m3 se deber utilizar un m'todo mas

100


apropiado a las caracter#sticas de la cuenca, como por e(emplo el m'todo del dia"rama unitario, el m'todo de ?oil 9onservation ?ervice u otros. 9omo el rea de aporte para el canal a dise+ar es menor a /555 :a. ?e utilizara el m'todo racional;

-

,Fto+o !"&io"#7 Este m'todo establece que el caudal super!icial producido por una precipitación es;

= 3,A4 ⋅ C ⋅ I ⋅ A

Q

Donde: Q  Caudal su&erficial (l/s)! C  Coeficiente de escorrent3a! I  Intensidad &romedio de la lluvia (l/s)! A  Área de drena.e (a!)!

•

C"%"&i+"+ +e t!"$%o!te7 es la capacidad que podr soportar el canal y se puede calcular con la si"uiente !ormula;

K =

Q⋅n /

3

=

A ⋅ B ) 7

D 3

Donde: K  Ca&acidad de trans&orte (m4 /s)! n  Coeficiente de ru%osidad!   2endiente (m/m)! A  Área -idráulica del canal (m" )! B   Badio -idráulico del canal (m)!

101


-

9apacidad de transporte para un canal rectan"ular, ser;

3

K A B ) 7 ----------- / =

⋅

A = ' ⋅ 8

Para B )

=

' 8

=

3 [X '

' ⋅ 8 ' + 3 ⋅ 8

Tenemos;

A = ( 3 ⋅ 8 ) ⋅ 8

B ) =

( 3 ⋅ 8 ) ⋅ 8 3 ⋅ 8

+ 3 ⋅ 8

[X

A = 3 ⋅ 8

[X

B )

3 y 7 en /

K

=

3

⋅

8

3 ⋅

( 5 .8 8 ) ⋅

3 7

4

K = /.36 ⋅ 8 7

b y y en !unción de 2

102

=

3

------ 3

5.8 ⋅

8 ------ 7

=3⋅ 8


7

8

=

5.0/A ⋅ K

4

7

' = /.471 ⋅ K -

4

9apacidad de transporte para un canal trapezoidal, ser; 3

K A B ) 7 ----------- / =

⋅

A = ( ' + * ⋅ 8 ) ⋅ 8

B )

=

Para

( ' + * ⋅ 8 ) ⋅ 8 ' + 3 ⋅ 8 ⋅

/+

' 8

=

/./81A [X '

=

/ ./81A ⋅ 8

y z [ 5.8

* 3

Tenemos;

A = (/./81A ⋅ 8 + 5.8 ⋅ 8 ) ⋅ 8

B ) =

[X

A

3

[X

(/./81A ⋅ 8 + 5.8 ⋅ 8 ) ⋅ 8 /./81A ⋅ 8

+ 3 ⋅ 8 ⋅

/ + 5.8

3 y 7 en /

K

=

/.681A

⋅

8

3 ⋅

( 5.144 8 ) ⋅

3 7

4

K = /.538 ⋅ 8 7

b y y en !unción de 2

103

=

/.681A ⋅ 8

B )

=

3

------ 3

5.144 ⋅

8 ------ 7


7

8

=

5.0058 ⋅ K

4

7

' = /./174 ⋅ K

4

)..2 T-be!'"$

?on usadas para llevar a"uas ba(o tierra donde no puede e%istir un canal abierto por e(eplo ba(o una calle o avenida.

•

Propiedades &idrulicas de la sección circular, en sistemas pluviales, las alcantarillas se proyectan para !uncionar a tubo parcialmente lleno, "eneralmente 3Q7 a 7Q1 de la sección permitiendo de esta manera me(ores rendimientos. H continuación presentamos las relaciones vQ@, dQ< y r&Q& en !unción a la relación qQ. tabuladas de esta manera;

C-"+!o).H. Propiedades &idrulicas de la sección circular Relación v/V d/D rh / Rh v/V d/D rh / Rh v/V d/D rh / Rh v/V d/D

q/Q 0.00

0.10

0.20 0.30

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.00

0.326

0.398

0.448

0.488

0.522

0.551

0.576

0.599

0.620

0.00

0.072

0.099

0.119

0.137

0.152

0.167

0.179

0.191

0.203

0.00

0.186

0.251

0.300

0.341

0.377

0.409

0.437

0.464

0.488

0.641

0.658

0.675

0.690

0.705

0.720

0.733

0.746

0.757

0.770

0.215

0.224

0.234

0.244

0.253

0.262

0.271

0.279

0.287

0.295

0.513

0.533

0.555

0.573

0.592

0.611

0.627

0.644

0.659

0.675

0.781

0.792

0.802

0.813

0.822

0.831

0.840

0.849

0.858

0.866

0.303

0.311

0.319

0.326

0.334

0.341

0.348

0.355

0.362

0.369

0.690

0.704

0.718

0.732

0.745

0.758

0.770

0.783

0.794

0.806

0.874

0.882

0.890

0.897

0.904

0.911

0.918

0.925

0.932

0.938

0.376

0.382

0.389

0.395

0.402

0.408

0.415

0.421

0.428

0.434

104


rh / Rh v/V d/D rh / Rh v/V d/D rh / Rh v/V d/D rh / Rh v/V d/D rh / Rh v/V d/D rh / Rh v/V d/D rh / Rh

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

0.817

0.828

0.839

0.850

0.860

0.870

0.880

0.890

0.900

0.908

0.944

0.950

0.956

0.962

0.968

0.974

0.979

0.985

0.990

0.995

0.440

0.446

0.452

0.458

0.464

0.470

0.476

0.482

0.488

0.494

0.918

0.927

0.935

0.943

0.952

0.961

0.969

0.977

0.985

0.992

1.000

1.005

1.010

1.015

1.019

1.024

1.028

1.033

1.037

1.041

0.500

0.506

0.512

0.518

0.523

0.529

0.535

0.541

0.547

0.552

1.000

1.007

1.015

1.022

1.029

1.036

1.043

1.049

1.056

1.062

1.045

1.049

1.053

1.057

1.061

1.065

1.068

1.072

1.075

1.079

0.558

0.564

0.570

0.576

0.581

0.587

0.593

0.599

0.605

0.611

1.068

1.075

1.081

1.087

1.093

1.098

1.104

1.110

1.115

1.120

1.082

1.085

1.088

1.092

1.095

1.097

1.100

1.103

1.106

1.108

0.616

0.622

0.628

0.634

0.640

0.646

0.652

0.658

0.664

0.670

1.125

1.131

1.135

1.140

1.145

1.150

1.154

1.159

1.163

1.167

1.111

1.113

1.116

1.118

1.120

1.123

1.125

1.126

1.128

1.130

0.677

0.683

0.689

0.695

0.702

0.708

0.715

0.721

0.728

0.735

1.171

1.175

1.179

1.182

1.186

1.189

1.193

1.196

1.199

1.201

1.132

1.133

1.135

1.136

1.137

1.138

1.139

1.139

1.140

1.140

0.742

0.749

0.756

0.763

0.771

0.778

0.786

0.794

0.802

0.811

1.204

1.206

1.209

1.211

1.212

1.214

1.215

1.216

1.217

1.217

?e debe cuidar los si"uientes aspectos;

•

Re&-b!i,ieto ,'i,o6
•

Di:,et!o$6 ?e"n norma boliviana )M 644, la selección del dimetro de las tuber#as debe ser tal que su capacidad a caudal m%imo permita escurrir sin presión interior.
..D.

105


Por estas recomendaciones se limita a tener dimetros m#nimos de 355 mil#metros. V en colectores principales e interceptores dimetros mayores a 455 mil#metros.

•

Ve#o&i+"+e$6 En las alcantarillas pluviales por sus caracter#sticas la velocidad m#nima que "arantice el transporte de las part#culas debe ser mayor a 5.75 mQs. sin presión interior y 5.A8 mQs. con presión interior tubo lleno. La velocidad m%ima debe ser menor a 8 mQs.

•

Pe+iete$ ,'i,"$ 8 ,:@i,"$6 ?e muestran en la si"uiente tabla; C-"+!o ).1 Pendientes m#nimas y m%imas para tuber#as de concreto

•

Velocidad mnima

Velocidad m!"ima

Di!me#ro

&min

Q

&ma"

Q

$mm%

$'%

$l/(%

$'%

$l/(%

150

0.48

10.60

33.66

88.36

200

0.33

18.85

22.94

157.08

250

0.25

29.45

17.03

245.44

300

0.19

42.41

13.36

353.43

400

0.13

75.40

9.10

628.32

450

0.11

95.43

7.78

795.22

500

0.10

117.81

6.76

981.75

550

0.09

142.55

5.95

1187.91

600

0.08

169.65

5.30

1413.72

700

0.06

230.91

4.32

1924.23

800

0.05

301.59

3.61

2513.27

900

0.04

381.70

3.09

3180.86

1000

0.04

471.24

2.68

3926.99

1100

0.03

570.20

2.36

4751.66

-e!" t!"&tiv"6 Es el es!uerzo tan"encial unitario e(ercido por el liquido sobre la tuber#a y por lo tanto tambi'n sobre el material depositado, la misma que se calcula con la si"uiente ecuación;

106

Torrentera Locosty

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