Estudio Hidrológico Real Campestre

ESTUDIO HIDROLÓGICO PARA EL FRACCIONAMIENTO FRACCIONAMIENTO REAL CAMPESTRE, UBICADO EN LA ZONA Z ONA CONURBADA DEL MUNICIPIO DE NACAJUCA, ESTADO DE TABASCO.

Villahermosa, Tabasco, a mayo de 2012.

ESTUDIO HIDROLÓGICO PARA EL FRACCIONAMIENTO REAL CAMPESTRE, UBICADO EN LA ZONA CONURBADA DEL MUNICIPIO DE NACAJUCA, ESTADO DE TABASCO.

CONTENIDO 1.

INTRODUCCIÓN. ................................................ .................................................................................................... ....................................................... ... 3

2.

ANTECEDENTES. ........................................................................................................ 3

3.

OBJETIVO. .............................................................................................. .................................................................................................................. .................... 6

4.

LOCALIZACIÓN. .............................................................................................. ........................................................................................................ .......... 6

5.

RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN ....................................................................... 8 5.1

DATOS TOPOGRÁFICOS Y DE CARTOGRAFÍA .................................................. 8

5.2

DATOS GENERALES G ENERALES ................................................. ............................................................................................... .............................................. 9

5.3

RECORRIDOS DE CAMPO .............................................. .................................................................................. .................................... 10

6.

CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA DE ESTUDIO ...................................................... 14 6.1

TOPOGRAFÍA .................................................. ...................................................................................................... ...................................................... 14

6.2

FISIOGRAFÍA ........................................................................................................ 14

6.3

CLIMA.................................................... ........................................................................................................... ............................................................... ........ 15

6.4

TEMPERATURA ..................................................................................................... 15

6.5

PRECIPITACIÓN ................................................................................................... ................................................................................. .................. 15

6.6

HIDROGRAFÍA ..................................................................................................... 16

7.

ANALISIS HIDROLÓGICO ....................................................................................... 16 7.1

CONSIDERACIONES GENERALES ...................................................................... 16

7.2

CARACTERÍSTICAS FÍSIOGRAFICAS DE LA L A CUENCA ....................................... 19

7.3

ELECCIÓN DE LA ESTACIÓN BASE .................................................................... 21

7.4

CURVAS DE INTENSIDAD DURACIÓN PERIODO DE RETORNO ...................... 22

7.5

SELECCIÓN DEL PERIODO DE RETORNO.......................................................... 24

7.6

DETERMINACIÓN DEL GASTO DE DISEÑO ....................................................... 26

8.

ANALISIS HIDRÁULICO DE LOS PRINCIPALES ESCURRIMIENTOS ........................ 28

9.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................ 33

10.

BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................... ........................................................................................ .................. 38

ANEXO 1. FOTOGRAFIAS DEL LUGAR. ANEXO 2. CUENCAS HASTA EL SITIO DE ESTUDIO. ANEXO 3. PLANOS DE INFORMACIÓN RECOPILADA.

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CONTENIDO 1.

INTRODUCCIÓN. ................................................ .................................................................................................... ....................................................... ... 3

2.

ANTECEDENTES. ........................................................................................................ 3

3.

OBJETIVO. .............................................................................................. .................................................................................................................. .................... 6

4.

LOCALIZACIÓN. .............................................................................................. ........................................................................................................ .......... 6

5.

RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN ....................................................................... 8 5.1

DATOS TOPOGRÁFICOS Y DE CARTOGRAFÍA .................................................. 8

5.2

DATOS GENERALES G ENERALES ................................................. ............................................................................................... .............................................. 9

5.3

RECORRIDOS DE CAMPO .............................................. .................................................................................. .................................... 10

6.

CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA DE ESTUDIO ...................................................... 14 6.1

TOPOGRAFÍA .................................................. ...................................................................................................... ...................................................... 14

6.2

FISIOGRAFÍA ........................................................................................................ 14

6.3

CLIMA.................................................... ........................................................................................................... ............................................................... ........ 15

6.4

TEMPERATURA ..................................................................................................... 15

6.5

PRECIPITACIÓN ................................................................................................... ................................................................................. .................. 15

6.6

HIDROGRAFÍA ..................................................................................................... 16

7.

ANALISIS HIDROLÓGICO ....................................................................................... 16 7.1

CONSIDERACIONES GENERALES ...................................................................... 16

7.2

CARACTERÍSTICAS FÍSIOGRAFICAS DE LA L A CUENCA ....................................... 19

7.3

ELECCIÓN DE LA ESTACIÓN BASE .................................................................... 21

7.4

CURVAS DE INTENSIDAD DURACIÓN PERIODO DE RETORNO ...................... 22

7.5

SELECCIÓN DEL PERIODO DE RETORNO.......................................................... 24

7.6

DETERMINACIÓN DEL GASTO DE DISEÑO ....................................................... 26

8.

ANALISIS HIDRÁULICO DE LOS PRINCIPALES ESCURRIMIENTOS ........................ 28

9.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................ 33

10.

BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................... ........................................................................................ .................. 38

ANEXO 1. FOTOGRAFIAS DEL LUGAR. ANEXO 2. CUENCAS HASTA EL SITIO DE ESTUDIO. ANEXO 3. PLANOS DE INFORMACIÓN RECOPILADA.

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1. INTRODUCCIÓN. El presente documento, tiene como finalidad mostrar a los lectores el estudio hidrológico que servirá de complemento para determinar la factibilidad técnica de la construcción del Fraccionamiento Residencial Real Campestre en el predio destinado para ello, localizado l ocalizado dentro de la zona Conurbada del Municipio de Nacajuca. Para realizar este estudio se hizo necesario efectuar recorridos de campo para identificar las condiciones físicas prevalecientes, así mismo se realizó la recopilación de información la cual consistió en recabar información de estudios afines, tanto en la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) y la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA). Por otra parte se realizó el análisis hidrológico donde se obtuvieron la curvas intensidad-duración-periodo de retorno (i-d-Tr) de donde se genero la tormenta de diseño. Así mismo se tiene que en el estudio se determinaron d eterminaron dos cuencas que tienen relación con el sitio del desarrollo del fraccionamiento Real

Campestre

obteniéndose

sus

características

fisiográficas

y

posteriormente posteriormente se calcularon los gastos de diseño. A partir del análisis del comportamiento de los escurrimientos circundantes al sitio de estudio y de los datos obtenidos en el análisis hidrológico, se emiten una serie de comentarios y recomendaciones producto de este estudio con respecto al sitio de proyecto del Fraccionamiento Real Campestre.

2. ANTECEDENTES. La zona metropolitana de Villahermosa es la región urbana resultante de la fusión del municipio de Centro, Centro, en el cual se localiza la ciudad de Villahermosa, Villahermosa, con el municipio de Nacajuca con el que comparte una

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conurbación constante la cual suele denominarse ciudad de Villahermosa, localizada en el estado de Tabasco, México. Esta zona metropolitana es la vigésima segunda más poblada de México, y la segunda más poblada del sureste del país, después de la z ona metropolitana de Mérida, (INEGI, 2005). La población total de la zona metropolitana sumó 664,629 habitantes en el 2005 y para el 2010 contó con de 756,065 habitantes, distribuidos en los dos municipios pertenecientes a la zona, la ciudad más poblada de la zona es Villahermosa en el municipio de Centro con una población cercana a los 600,000 habitantes en contraste Estanzuela con poco más de 2 mil habitantes, es el centro urbano menos poblado de los dos municipios. La Zona Metropolitana de Villahermosa cuenta con 48 localidades, de todas ellas la localidad más poblada es la ciudad de Villahermosa con poco más 558,524 habitantes. Las localidades más importantes que integran la zona metropolitana, por el municipio del Centro: Villahermosa, Villa Macultepec, Villa Ocuitzapotlán, Villa Parrilla, Villa Luis Gil Pérez, Villa Pueblo Nuevo, Tamulté de Las Sabanas, Dos Montes, Villa Playas del Rosario, Estanzuela, Los Boquerones, Ixtacomitán, Medellín y Pigua, Río Viejo, Anacleto Canabal, Loma de Caballo, Tumbuluschal, respecto al municipio de Nacajuca: Nacajuca, Saloya, Bosque de Saloya, Pomoca, La Selva, El Cedro, Lomitas, Samarkanda, El Tigre, Guatacalca y Ranchería Libertad. La administración de los diversos servicios municipales en las poblaciones ubicadas en la zona Metropolitana de Villahermosa son prestados por sus respectivos municipios. Sin embargo, el Gobierno del Estado de Tabasco, creó la Comisión de la Zona Conurbada Villahermosa-Nacajuca, la cual tiene como objetivo, coordinar los servicios municipales prestados por los dos municipios conurbados, así como también implementar estrategias que mejoren dichos servicios. 4 de 38


Debido al acelerado crecimiento poblacional en la ciudad de Villahermosa y a que la ciudad ya no cuenta con espacios suficientes para albergar más zonas habitacionales, el Gobierno del Estado, desde hace algunos años inició un programa para la creación de ciudades "satélites" que ofrecieran espacios para zonas habitacionales, comerciales, de servicios y áreas recreativas. De esta forma, diversas poblaciones como: Ocuitzapotlán, Macultepec, Parrilla, Playas del Rosario y Bosque de Saloya entre otras, han experimentado un rápido desarrollo urbanístico, con la construcción de decenas de nuevos Fraccionamientos y unidades habitacionales, con miles de casas, lo que ha propiciado que incrementen considerablemente su población así como la demanda de servicios públicos. De hecho, el municipio de Nacajuca, es el municipio que más ha incrementado su población en todo el estado. Tan solo el nuevo Fraccionamiento Pomoca, ubicado en ese municipio, cuenta con una población de 10,864 habitantes. Este modelo de desarrollo, ha contribuido a mejorar la oferta de casas en la zona metropolitana de Villahermosa, ayudando en cierta medida a aliviar la problemática de la falta de terrenos para vivienda existente en la ciudad de Villahermosa, agravado después de que en 2009 el gobierno estatal se dio a la tarea de reubicar a familias que vivían en colonias y Fraccionamientos asentadas en las zonas bajas de la ciudad y que sufrían de inundaciones recurrentes. A raíz de esto, se han creado nuevos "corredores urbanos" en los que se localizan diversas colonias y Fraccionamientos, como: los corredores urbanos Villahermosa - Macultepec (al norte de la ciudad), y Villahermosa - Parrilla Playas del Rosario (al sur de la ciudad).

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Éste crecimiento de la zona urbana, ha provocado la creación de la "zona conurbada Villahermosa-Nacajuca, en la que existen importantes centros de población como: Bosque de Saloya con más de 8,600 habitantes y Pomoca con 10,864 habitantes, así como innumerables Fraccionamientos tanto residenciales como de interés social. En Bosques de Saloya se ubica el desarrollo del Fraccionamiento Real Campestre que comprende 1369 viviendas. Por tal motivo se desarrolla el proyecto ejecutivo del Fraccionamiento Real Campestre donde se contempla el análisis hidrológico de la zona para determinar su factibilidad técnica con respecto a los escurrimientos superficiales que se generan dentro de la cuenca de influencia perteneciente al arroyo Aguacero (Dren Central, Proyecto BermudezLomitas).

3. OBJETIVO. Realizar el análisis hidrológico de las cuencas que tengan influencia directa con el predio donde se proyecta el desarrollo del Fraccionamiento Residencial Real Campestre.

4. LOCALIZACIÓN. El Estado de Tabasco se encuentra ubicado en la región sureste de la República Mexicana. Se localiza entre los 17°07’00” y 18°39’07” de latitud norte y los 90°50’23” y 94°07’49” de longitud oeste. Limita al norte con el Golfo

de México; al este con el estado de Campeche y la República de Guatemala, y al oeste, con el estado de Veracruz. Hacia el sur limita con el estado de Chiapas y hacia el sureste, con la República de Guatemala, ver figura 4.1.

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Figura 4.1. Localización del Estado de Tabasco. El proyecto del Fraccionamiento Real Campestre, se ubica en la zona conurbada

del

municipio

de

Nacajuca,

Estado

de

Tabasco.

Geográficamente, se localiza el Fraccionamiento, según los vértices del polígono superior e inferior del predio, ver cuadro No. 1 y figura No. 2: El proyecto del Fraccionamiento Real Campestre, se ubica en la zona conurbada

del

municipio

de

Nacajuca,

Estado

de

Tabasco.

Geográficamente, se localiza el Fraccionamiento, según los vértices del polígono superior e inferior del predio, ver tabla 4.1 y figura 4.2: Cuadro 4.1 Coordenadas de los vértices del predio.

Coordenadas

Coordenadas

Latitud Norte 18° 2' 13.54"

Longitud Oeste 92° 58' 48.74"



18° 2' 6.77"

92° 58' 26.54"

18° 1' 51.51"

92° 58' 26.07"

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NORTE

N E

O N

OESTE

ESTE

S O

E S

SUR

DREN CENTRAL T

E TE

E TE

S O

S

U X E M E P T O U C D

REAL CAMPESTRE

VILLAHERMOSA

Figura 4.2. Localización del Fraccionamiento Real Campestre.

5. RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN Con la finalidad de realizar el análisis hidrológico para el Fraccionamiento Real Campestre se recopiló la siguiente información básica: 5.1

DATOS TOPOGRÁFICOS Y DE CARTOGRAFÍA 

Levantamiento topográfico del Fraccionamiento Real Campestre con curvas de nivel a cada 10 cm, realizado por la empresa Protop (Topografía aplicada), febrero de 2010.



Carta topográfica de Cunduacán E15A89, escala 1:50,000 elaborada por el INEGI.

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

Carta topográfica de Villahermosa E15D11, escala 1:50,000 elaborada por el INEGI.



Carta geográfica municipal de Centro de 2006 a escala 1:100,000, elaborada por el Gobierno del Estado de Tabasco



Carta geográfica municipal de Nacajuca de 2006 a escala 1:100,000, elaborada por el Gobierno del Estado de Tabasco.



Ortofoto E15b81D3 escala 1:20,000 elaborada por el INEGI.



Planta general de Lomitas, escala 1:20,000, Gobierno del Estado de Tabasco, Secretaria de Desarrollo, Coordinación de Infraestructua.

5.2

DATOS GENERALES 

Se

realizaron

reuniones

con

personal

de

la

Secretaría

de

Comunicaciones y Transportes (SCT) del estado de Tabasco, donde se solicito la información del proyecto del libramiento de Villahermosa correspondiente

al

tramo

de

estudio

(Fraccionamiento

Real

Campestre) proporcionándose las plantas de proyecto de los tramos 9+000 al 11+000. 

Se indago con personal de la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) respecto a los escurrimientos de la zona, y se dijo que la principal corriente de drenaje que se tiene es el Dren Central No. 1 que descarga hacia el río Samaria a 11 km aproximadamente aguas abajo del sitio de estudio a través de una estructura de control. Los escurrimientos van en sentido norte-este. La zona se encuentra protegida contra los desbordamientos de los ríos Samaria (margen derecha) y Carrizal (margen izquierda) desde al año 2004 cuando se terminaron de construir los bordos de protección contra inundaciones.

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5.3

RECORRIDOS DE CAMPO

Se realizaron recorridos de campo por la zona de estudio, con la finalidad de identificar las condiciones físicas del lugar, particularmente su ubicación física respecto a la infraestructura existente. En el recorrido se constato la presencia de fraccionamientos pegado a la avenida prolongación Paseo Usumacinta, así mismo sobre esta arteria a un costado de las instalaciones de la Universidad Autónoma de Juárez de Tabasco (UJAT) pudo apreciarse la alcantarilla por donde cruza el arroyo Aguacero o Dren Central No. 1, compuesta por tres conductos de polietileno de alta densidad (Imagen 5.1).

Imagen 5.1. Vista de la alcantarilla del cruce de la prolongación Paseo Usumacinta con el arroyo Aguacero o dren Central No.1. En esta parte el arroyo Aguacero o Dren Central No. 1 (escurrimiento principal de esta zona) presenta un flujo con velocidades casi nulas y el lecho presenta un ancho aproximado entre 12 y 15 m de ancho. 10 de 38


De igual forma se pudieron apreciar otro tipo de estructuras que se encuentran ubicadas sobres caminos que atraviesan ramales del dren Central No.1 (imagen 5.2) donde se tiene la presencia de vegetación que en temporada de lluvias limita el flujo del escurrimiento que podían generar retenciones provocando incrementos en los niveles del dren o arroyo.

Imagen 5.2. Vista de la alcantarilla del cruce de camino de terracería con ramal del dren central No. 1, ubicada entre el libramiento y el fraccionamiento el Country. Por otra parte se tiene que en la zona se están realizando la construcción de otros desarrollos de vivienda (imagen 5.3) como es el caso del fraccionamiento que se encuentra a un costado del fraccionamiento el Country. En el recorrido pudo constatarse la existencia del bordo de protección contra inundaciones (bordo derecho del Samaria, imagen 5.4) que va pegado al río. También se vio que el sentido de los escurrimientos va en dirección norte11 de 38


este, paralelos a los escurrimientos del río Samaria. Así mismo se pudo apreciar que en las cuencas predominan los pastizales con algunos árboles (imagen 5.5 y 5.6).

Imagen

5.3.

Fraccionamiento

en

construcción

ubicado

fraccionamiento el Country y el libramiento de Villahermosa.

12 de 38

entre

el


Imagen 5.4. Vista general de la zona de influencia de la cuenca del dren Central No. 1 con la zona de estudio (Fraccionamiento Real Campestre).

Imagen 5.5. Vista de la cuenca desde el libramiento Villahermosa en el sentido de los escurrimientos del dren Centra No. 1.

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Imagen 5.6 Vista de la cuenca desde el libramiento Villahermosa a la altura del sitio de estudio (Fraccionamiento Real Campestre).

6. CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA DE ESTUDIO 6.1

TOPOGRAFÍA

En general la topografía de los terrenos circundantes son relativamente baja su pendiente media en el desalojo de los escurrimientos superficiales en la zona en estudio. 6.2

FISIOGRAFÍA

La zona en estudio pertenece a la provincia fisiográfica denominada Planicie Costera del Golfo Sur de México, la cual ocupa el 94.09 % del territorio del estado de Tabasco. Es una planicie de composición sedimentaria cuyo origen está relacionado con la regresión del océano Atlántico, iniciada desde el Terciario Inferior y del relleno gradual de la cuenca oceánica, donde hasta nuestros días se

14 de 38


acumulan grandes volúmenes de material detrítico que proviene del continente. 6.3

CLIMA

La planicie tabasqueña por su ubicación en la zona tropical, y su cercanía al Golfo de México, así como por su escasa pendiente respecto al nivel medio del mar, da lugar a la presencia de climas cálidos con influencia marítima. El clima predominante en la región es am(f), Clima Cálido-Húmedo con abundantes lluvias todo el año de acuerdo a la clasificación de W. Köppen modificado por la M.C Enriqueta García (1964). 6.4

TEMPERATURA

La oscilación de temperaturas medias mensuales varían entre 22ºC y 28ºC y la temperatura media anual es de 27.5 ºC y la máxima mensual registrada de 38ºC en la estación climatológica Villahermosa. 6.5

PRECIPITACIÓN

En la región las lluvias son intensas casi todo el año y los meses de febrero, marzo, abril y mayo, representan la temporada relativamente seca, con únicamente el 5% de la lluvia total anual. Algunas veces la época de lluvias se extiende hasta enero y la época de secas se prolonga hasta mayo. Dentro de la época de lluvias de verano, se presenta regularmente una sequía relativa intraestival durante los meses de julio y agosto conocida como canícula, para dar paso a la temporada de lluvias durante los meses de septiembre a diciembre que en ocasiones se extiende hasta enero. La precipitación media anual (1971-2000) es de 2,010.4 mm en la estación climatológica Villahermosa.

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6.6

HIDROGRAFÍA

La zona en estudio pertenece a la región hidrológica No. 30 de la cuenca Grijalva- Usumacinta, cuenca Río Grijalva-Villahermosa y subcuenca X, Río Samaria. El dren que pasa cercano al predio del Fraccionamiento Real Campestre escurre en dirección noreste hasta descargar varios kilómetros aguas abajo en uno de los brazos en que se bifurca el río Samaria, en este dren se descargará las aguas pluviales del Fraccionamiento.

7. ANALISIS HIDROLÓGICO El presente estudio tiene por objeto determinar el volumen de escurrimiento que se genera por las cuencas y la influencia que presentan a la altura de la zona de estudio (Fraccionamiento Real Campestre). 7.1

CONSIDERACIONES GENERALES

Para el análisis hidrológico se seleccionaron las estaciones meteorológicas más cercanas al Fraccionamiento Real Campestre, estas son: Villahermosa, Cárdenas y Jalpa de Méndez operadas por la Comisión Nacional del Agua. Tabla 7.1. Ubicación e información de las estaciones meteorológicas.

Estación Villahermosa Cárdenas Jalpa de Méndez

Coordenadas Geográficas Latitud Longitud 17°58’48’’ 92°55’42’’ 17°58’00’’ 93°23’00’’ 18°10’00’’ 93°02’’00’

Por otra parte en base a la información recopilada de otros estudios y al recorrido de campo se tiene que por el sitio donde se proyecta el fraccionamiento Real Campestre cruzan dos escurrimientos, los cuales 16 de 38


corresponden al el arroyo Aguacero o Dren Centra No. 1 y un ramal del mismo (Ramal C-2), cuyas cuencas son aproximadamente de 7 km 2 (Cuenca C-1) y 5 km 2 (Cuenca C-2) respectivamente. La cuenca tiene su origen a 7.0 km al sur-oeste del sitio de estudio (fraccionamiento Real Campestre) en los linderos de la ciudad de Villahermosa. La zona cuenta con el Dren Central No.1 como su principal escurrimiento y fluye en el sentido norte-este y descarga sus aguas en el río San Cipriano a través de una estructura de control. La zona de la cuenca del dren Central No.1 en la actualidad no presenta aportaciones de flujos de agua adicionales a los que se generan en la cuenca propia, ya que el Dren Central Fluye entre dos bordos longitudinales que contienen por un lado al río Samaria (Bordo Derecho del Samaria) y por otro al río Carrizal (muro de concreto, margen izquierda del río Carrizal). El nivel alcanzado antes de las obras de protección contra inundaciones en la zona de estudio (Bordo Derecho del Samaria y muro de concreto en la margen izquierda del río Carrizal) fue la cota 6.92 msnm que se asocia al evento ocurrido en el año de 1999 (imagen 7.1). Posterior a la construcción de estas obras el nivel de agua máximo observado en el lugar no ha sobrepasado la cota 5.50 msnm en la zona de proyecto del fraccionamiento, considerándose a los eventos más recientes como el ocurrido en el año de 2007. El comportamiento del flujo a lo largo de la cuenca del dren Central No. 1 es laminar con velocidades inferiores a la unidad. De acuerdo a lo observado en campo y a la carta edafológica editada por el INEGI se tiene que en la zona de estudio predominan principalmente los

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suelos de tipo gleysol vértico(Gv) y gleysol eútrico (Ge) cuyas característica corresponden a suelos con mal drenaje, que presentan agua en el perfil, en forma permanente o semipermanente, con fluctuaciones de nivel freático en los primeros 50 cm. Este tipo de suelos se dan cuando las condiciones del relieve favorecen el estancamiento del agua, son suelos con un exceso de humedad y están ocupados por una vegetación higrófila.

Imagen 7.1 Identificación del NAME a la altura del sitio de estudio (Fraccionamiento Real Campestre). Los suelos de la zona se componen de arcillas con mezclas de arena y limo. Estas características de materiales corresponden a suelos que se clasifican como tipo C. En cuanto a la cobertura vegetal de la superficie del suelo, de lo observado en campo, se tiene que predominan los pastizales con algunos árboles grandes y que de acuerdo a la carta de vegetación y uso de suelo editada por el INEGI se tiene en la zona una clasificación de pastizal cultivado (PC).

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Cabe aclarar que este estudio contempla las condiciones actuales en la cuenca, sin tomar en cuenta los posibles cambios o alteraciones dentro de ella que puedan modificar sustancialmente su comportamiento en un futuro. 7.2

CARACTERÍSTICAS FÍSIOGRAFICAS DE LA CUENCA

Para la realización del análisis hidrológico (obtención del gasto de diseño) se determinaron las principales características fisiográficas de las cuencas (figura 7.1). En la zona hasta el sitio de estudio (fraccionamiento Real Campestre) se tienen dos cuencas, la primera de 7.39 km 2 y la segunda de 5.20 km2 cuyas longitudes de desarrollo de sus escurrimientos son de 7230 m y 4560 m respectivamente. En el anexo 2 de este documento se muestran diferentes cartografías donde encuentran representadas las cuencas hasta la zona de estudio. Para determinar la pendiente de las cuencas se utilizo la información de la Planta General de Lomitas (Gobierno del Estado de Tabasco, ver anexo 3 de información recopilada) donde se tienen curvas de nivel a cada metro aplicándose el criterio de Taylor Shwarz (tablas 7.2 y 7.3) donde se tiene que la pendiente de la cuenca C-1 es de 0.000249 m/m y la pendiente de la cuenca C-2 es de 0.000300 m/m.

Donde: S= Pendiente, en m/m. L= Longitud total del cauce principal de la cuenca, en m.

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li= Longitud entre cambios de nivel, en m. si= Pendiente correspondiente al tramo entre cambios de nivel.

NORTE

N E

O N

OESTE

X E M E P T O U C D

ESTE

S O

FRACC. REAL CAMPESTRE

E S

SUR

CUENCA C-2 Area= 5.20 km2 Long.= 4,560 m Pend.= 0.000300 m/m

CUENCA C-1 Area= 7.39 km2 Long.= 7,230 m Pend.= 0.000249 m/m

VILLAHERMOSA

Figura 7.1 Cuencas de aportación hasta el sitio de estudio (Fraccionamiento Real Campestre).

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Tabla 7.2. Determinación de la pendiente de la cuenca C-1. PENDIENTE DE LA CUENCA C-1 (m/m) ELEV. Li Desnivel Raíz (Si) 7.00 0.00 0.00 0 6.00 102.00 1.00 0.09901475 5.00 94.00 1.00 0.10314212 4.00 1407.00 1.00 0.02665956 3.00 5015.00 1.00 0.01412097 2.90 612.00 0.10 0.01278275

CADEN. 0.00 102.00 196.00 1603.00 6618.00 7230.00 L= S=

7230 m 0.000249 m/m

Li/(raíz Si) 0 1030.1495 911.363813 52776.5681 355145.573 47877.0225 457740.677

Taylor-Shwarz

Tabla 7.3. Determinación de la pendiente de la cuenca C-2. PENDIENTE DE LA CUENCA C-2 (m/m) ELEV. Li Desnivel Raíz (Si) 6.00 0.00 0.00 0 5.00 145.00 1.00 0.08304548 4.99 334.00 0.01 0.00547176 4.00 871.00 0.99 0.03371386 3.00 2780.00 1.00 0.01896608 2.90 430.00 0.10 0.01524986

CADEN. 0.00 145.00 479.00 1350.00 4130.00 4560.00 L= S=

7.3

4560 m 0.000300 m/m

Li/(raíz Si) 0 1746.03121 61040.7274 25835.0696 146577.461 28196.9857 263396.275

Taylor-Shwarz

ELECCIÓN DE LA ESTACIÓN BASE

Con la finalidad de definir el área de influencia de cada una de las estaciones y determinar la estación meteorológica base para el estudio hidrológico, se trazaron los polígonos de Thiessen correspondientes (figura 7.2). La estación meteorológica que mayormente incide sobre el Fraccionamiento Real Campestre, es la estación meteorológica Villahermosa.

21 de 38


Figura 7.2. Polígonos de Thiessen para la zona en estudio. 7.4

CURVAS DE INTENSIDAD DURACIÓN PERIODO DE RETORNO

Las curvas (i-d-Tr) se formaron a partir de los datos lluvias (isoyetas, i-d-Tr;) publicados por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) para los periodos de retorno de 10, 20, 25, 50 y 100 años; y duraciones de 5, 10, 20, 30, 60, 120 y 240 minutos (tabla 7.4) utilizándose la siguiente ecuación de ajuste: h

i

kTr 

b

d

Donde: i = Intensidad de lluvia, en mm/h; Tr = Periodo de retorno, en años; 22 de 38


d = Duración, en minutos; k,h,b = Coeficientes obtenidos a partir de los datos de lluvias. Tr 100 50 25 20 10

5

10

20

348 314 280 269 233

275 249 223 214 189

197 180 163 157 140

DURACI N 30 175 159 144 138 122

60

120

240

127 110 99 96 85

75 68 62 60 53

240 43 39 37 33

Tabla 7.4 Datos de Isoyetas (i-d-Tr) de la estación Villahermosa publicadas por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT). Utilizando la información de los datos de lluvias (isoyetas, i-d-Tr) se formaron las curvas de intensidad-duración-periodo de retorno (i-d-Tr) que se muestran en la figura 7.3. CURVAS i-d-Tr (VILLAHERMOSA)

1000.00 ) r h / m m ( a i v u l l e d d a d i s n e t n I

Tr=5 años Tr= 10 años Tr= 20 años

100.00

Tr= 25 años Tr= 50 años Tr=100 años

10.00 1

10

100

1000

Duració n (min)

Figura 7.3 Curvas de intensidad-duración-periodo de retorno (i-d-Tr) para la cuenca hidrográfica del sitio del fraccionamiento Real Campestre.

23 de 38


7.5 SELECCIÓN DEL PERIODO DE RETORNO

Para la selección de la avenida de diseño se requiere por una parte un análisis hidrológico que lo fundamente. Conforme se incrementa el tamaño de la avenida de diseño, el costo de la obra aumenta y al mismo tiempo, la probabilidad de exceder la avenida disminuye. Por otra parte se tiene que es recomendable tener en cuenta para la selección del periodo de retorno lo siguiente: 

Importancia de la obra.



Magnitud de la estructura.



Posible daño a propiedades adyacentes.



Riesgo por pérdida de vidas humanas.

En las tablas siguientes se muestran los valores recomendados para estructuras menores (tabla 7.5), tipos de uso del suelo (tabla 7.6) y tipos de vialidad (tabla 7.7). Tabla 7.5. Periodos de retorno para diseño de estructuras menores.

TIPO DE ESTRUCTURA

PERIODO DE RETORNO

Bordos. Zanjas para drenaje. Drenaje de aguas pluviales (drenaje urbano). Drenaje de aeropuertos Drenaje en carreteras.

(años) 2 a 50 5 a 50 2 a 10 5 50

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Tabla 7.6. Uso del suelo y periodos de retorno recomendados para diseño.

TIPO DEL SUELO

PERIODO DE RETORNO

Zona de actividad comercial. Zona de actividad industrial. Zona de edificios públicos. Zona residencial multifamiliar de alta densidad Zona residencial unifamiliar y multifamiliar de

(años) 5 5 5 3 1.5

ba a densidad. Zona recreativa de alto valor e intenso uso por

1.5

el público. Otras áreas recreativas.

1

Se consideran valores mayores de 100 hab./ ha para alta densidad. Tabla7.7. Tipo de vialidad y periodo de retorno mínimo recomendable de diseño.

TIPO DE VIALIDAD

PERIODO DE RETORNO años

Arteria.- Autopistas urbanas y avenidas que garantizan la comunicación básica de la ciudad. Distribuidora.- Vías que distribuyen el tráfico proveniente de la vialidad arterial o que la

5

3

alimentan. Local.- Avenidas y calles cuya importancia no

1.5

traspasa la zona servida. Especial.- Acceso e instalaciones de seguridad

10

nacional y servicios públicos vitales. En base a lo descrito en este informe y a la tendencia futura que se observa en la zona referente al uso de suelo (fraccionamientos residenciales) se

25 de 38


tomará como periodo de retorno para las consideraciones que se realicen en este documento al periodo Tr=10 años. 7.6

DETERMINACIÓN DEL GASTO DE DISEÑO

Una vez determinadas las características fisiográficas, edafológicas y de uso de suelo de las cuencas del sitio de estudio, así como las intensidades de lluvia correspondientes, se procede a determinar el gasto de diseño mediante el empleo del método Racional (Q=0.278*C*i*A) para los periodos de retorno de 5, 10, 25 y 50 años; donde: Q = Gasto de diseño. C = Coeficiente de escurrimiento adimensional, cuyo valor está en función de la topografía del lugar, el uso y tipo de suelo existente y de la precipitación registrada en 24 hr. I = Intensidad de lluvia correspondiente al tiempo de concentración (tc). A = Área de la cuenca. Para determinar el volumen de escurrimiento se utilizo el criterio de un método empírico (formula racional) para lo cual se determina el valor de la intensidad de lluvia (i) obtenida de las curvas i-d-Tr calculadas en el análisis hidrológico realizado para este estudio; el coeficiente de escurrimiento (c) se propuso igual a 0.17 (tabla 7.8) que depende del tipo de suelo, la pendiente y la cobertura vegetal; el tiempo de concentración (tc) se determinó con la ecuación que se rige por el criterio de Kirpich y el periodo de retorno (Tr) para 5, 10, 25 y 50 años.  L  tc  0.0003245   S 

26 de 38

0.77


Donde: tc = Tiempo de concentración, en hr. L = Longitud en metros del cauce principal de la cuenca. S = Pendiente media del cauce principal en porcentaje. Tabla 7.8 Valores del coeficiente de escurrimiento.

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Aplicando los datos citados anteriormente y sustituyéndolos en la fórmula del método racional se llega a los resultados que se muestran en la tabla 7.9. Tabla 7.9 Volumen de escurrimiento a la altura del sitio de estudio para varios periodos de retorno.

Cuenca

2

Area (km )

Long. Cauce (m)

Pendiente (m/m)

Tiempo de Periodo de Concentr. Tc Retorno, Tr (hr) (hr)

C-1

7.39

7230

0.000249

7.42

C-2

5.20

4560

0.00030

4.84

intensidad de Lluvia (m/hr)

Gasto (m /s)

25.54 30.36 38.16 45.36 30.98 36.83 46.29 55.03

8.92 10.6 13.33 15.84 7.61 9.05 11.38 13.52

5 10 25 50 5 10 25 50

3

Para efectos de opinión acerca de la influencia que presentan los escurrimientos que se involucran con el predio donde se proyecta el Fraccionamiento Real Campestre, se considerará le resultado asociado al periodo de retronó de 10 años; cuenca C-1, 10.60 m 3/s, y cuenca C-2, 9. 05 m3/s. En los resultados de la tabla 7.8 se muestran los gastos asociados a los periodos de retorno de 5, 10, 25 y 50 años, con el objeto de ilustrar los cambios en los caudales que podrían presentarse si se suscitan eventos de mayor magnitud con un periodo de recurrencia mayor al de 10 años considerado en este estudio.

8. ANALISIS HIDRÁULICO DE LOS PRINCIPALES ESCURRIMIENTOS Partiendo del gasto de diseño (volumen de escurrimiento, Tr= 10 años) definido en el análisis hidrológico (cuenca C-1, 10.60 m 3/s y cuenca C-2, 9. 05 m3/s) se procede a realizar el cálculo hidráulico para el proyecto en estudio,

28 de 38


con la finalidad de determinar las características hidráulicas más importantes de los canales de los escurrimientos que influyen con el fraccionamiento Real Campestre. Como punto de referencia de la zona de estudio se muestra el fraccionamiento Real Campestre montado sobre una orto foto donde se pueden apreciar los escurrimientos provenientes de las dos cuencas, así como el libramiento ubicado al norte-oeste del fraccionamiento que a la fecha se encuentra en proceso de construcción (imagen 8.1). En la imagen 8.1 se muestra como los dos escurrimiento principales (dren Central No. 1 y ramal C-2) bordean los límites del fraccionamiento siendo atravesado solo por algunos ramales.

29 de 38


Imagen 8.1 localización del Fraccionamiento Real Campestre en conjunto con el libramiento de Villahermosa y los escurrimiento circundantes. Para realizar el análisis hidráulico se utilizaron tres secciones (figuras 8.1, 8.2 y 8.3) que se ubican en la periferia del fraccionamiento sobre los dos escurrimientos principales utilizándose la ecuación de Manning que consiste: 1

2



 = ℎ 3  

1

2

Donde: V = Velocidad del flujo, en m/s; n = Coeficiente de rugosidad; Rh = Radio hidráulico, en m; S = Pendiente del escurrimiento, en m/m.

Figura 8.1 Sección tipo del Dren Central No. 1 levantada a la altura del área destinada para la planta de tratamiento de aguas residuales. 30 de 38


Figura 8.2 Sección tipo del Ramal C-2 levantada a 50 m aproximadamente del puente Aguacero del Periférico Villahermosa.

Figura 8.3 Sección tipo del Dren Central No. 1 levantada a la altura su confluencia con el Ramal C-2. En los cálculos hidráulicos se considero un coeficiente de Manning (n=0.035) y la elevación de la lámina de agua la cota 5.0 msnm que corresponde a la altura aproximada de los barrotes de las secciones. Así mismo se analizaron las secciones en condiciones naturales y con una sección de rectificación.

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Tomando en cuenta los datos anteriores y aplicando la ecuación de Manning se tienen los siguientes resultados. Tabla 8.1 resultados del análisis hidráulico en las tres secciones de los escurrimientos principales. Escurrimiento DREN CENTRAL No. 1

RAMAL C-2

DREN CENTRAL No. 1

Condición

Ancho de plantilla (m)

Pendiente (m/m)

Área hid. (m2)

natural

no

0.000249

22.23

0.54

12.00

rectificación

8.00

0.000249

24.00

0.66

15.76

natural

no

0.000300

36.90

0.68

25.25

rectificación

8.00

0.000300

24.00

0.74

17.30

Secc. ubicada a 50 m aprox. aguas arriba de l p ue nt e Ag ua ce ro de l l ibr am ie nt o de Villahermosa.

natural

no

0.000249

36.81

0.62

22.65

Secc. ubicada a la altura donde confluyen el dren Central con el Ramal C-2.

rectificación

12.00

0.000249

32.00

0.67

21.45

Velocidad Gasto (m3 /s) (m/s)

Observación Secc. ubic ada a la alt ura del predio de planta de tratamiento de aguas residuales.

De los resultados que se muestran en la tabla 8.1 se puede apreciar que las secciones en condiciones naturales y de rectificación a la altura del fraccionamiento Real Campestre tienen la capacidad hidráulica para transitar los gastos asociados a un periodo de retorno de 10 años que aportan las cuencas hasta el sitio de estudio. La condición de rectificación (sección trapecial de plantilla que se apega a la sección en condiciones naturales, taludes 2:1 y tirante de 2.0 m) se propuso con la finalidad de determinar la sección mínima que habrá de tenerse en los canales principales (dren Central No. 1 y Ramal C-2) a la altura del fraccionamiento Real Campestre cuando la sección natural se estreche por abajo del ancho de plantilla considerado.

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9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conforme a lo descrito en los capítulos anteriores, se puede concluir lo siguiente: 1. El predio destinado para la construcción del Fraccionamiento Residencial Real Campestre, ubicado en la zona conurbada del municipio

de

Nacajuca,

ocupa

un

área

de

57

hectáreas

aproximadamente y se compone de 1369 lotes con un área habitacional de 34 ha, área verde de 11 ha y 12 ha de vialidades. El proyecto del fraccionamiento contempla todos los servicios de infraestructura urbana y es limítrofe por el lado noreste con el libramiento de la ciudad de Villahermosa, importante vía de comunicación en proceso de construcción, y predios sin construcción en el resto de la periferia. 2. El predio del Fraccionamiento está ubicado en una franja confinada por dos ríos importantes en el estado de Tabasco, del lado oeste se tiene al río Samaria y del lado este al río Carrizal, ambos controlados por dos bordos longitudinales que protegen a la zona contra los desbordamientos de esto ríos, por lo que los escurrimientos que se generan en la zona corresponden solamente a la aportación propia de la cuenca. 3. El nivel alcanzado antes de las obras de protección contra inundaciones en la zona de estudio (Bordo Derecho del Samaria y muro de concreto en la margen izquierda del río Carrizal) fue la cota 6.92 msnm que se asocia al evento ocurrido en el año de 1999. Posterior a la construcción de estas obras el nivel de agua máximo observado en el lugar no ha sobrepasado la cota 5.50 msnm en la zona

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de proyecto del fraccionamiento, considerándose a los eventos más recientes como el ocurrido en el año de 2007. 4. La elevación mínima considerada en el proyecto del fraccionamiento es la cota de 7.20 msnm (plano de red de alcantarillado sanitario SAN01, anexo 3). 5. Para el análisis hidrológico en la zona hasta el sitio de estudio (fraccionamiento Real Campestre) se tienen dos cuencas, la primera de 7.39 km2 y la segunda de 5.20 km 2 cuyas longitudes de desarrollo de sus escurrimientos son de 7,230 m y 4,560 m respectivamente. 6. Así mismo para el análisis hidrológico se realizo considerando las condiciones actuales en la cuenca, sin tomar en cuenta los posibles cambios o alteraciones dentro de ella que puedan modificar sustancialmente su comportamiento en un futuro. 7. El volumen de escurrimiento hasta el sitio de estudio se determino mediante el uso de la formula racional a partir de las curvas de intensidad-duración-periodo de retronó (i-d-Tr). 8. Para fines prácticos tomando como base a las recomendaciones de algunas bibliografías y a la tendencia futura que se observa en la zona referente al uso de suelo (fraccionamientos residenciales) se tomará como periodo de retorno para las consideraciones que se realicen en este documento al periodo Tr=10 años (cuenca C-1, gasto de 10.60 m3/s; y para la cuenca C-2, gasto de 9.05 m 3/s). 9. En la imagen siguiente se muestra como los dos escurrimiento principales (dren Central No. 1 y Ramal C-2) bordean los límites del fraccionamiento siendo atravesado solo por algunos ramales.

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10.Del análisis hidráulico se tiene que las secciones en condiciones naturales a la altura del fraccionamiento Real Campestre tienen la capacidad hidráulica para transitar los gastos asociados a un periodo de retorno de 10 años que aportan las cuencas hasta el sitio de estudio. 11.Ahora si se toma en cuenta que el nivel mínimo de la plataforma donde se proyecta el fraccionamiento es la cota 7.20 msnm, cubrirá las depresiones por donde pasan los ramales que atraviesan el fraccionamiento, si el flujo en la cuenca es laminar y si la cota máxima observada posterior a la construcción de los bordos de protección ubicados en las márgenes de los ríos Samaria y Carrizal no ha sobrepasado la elevación 5.50 msnm, entonces se tiene que el predio destinado para la construcción del Fraccionamiento Residencial Real 35 de 38


Campestre bajo las condiciones de proyecto es un lugar seguro, libre de Inundaciones y que no restringe el curso natural de los escurrimientos naturales. 12.Se recomienda que las secciones mínimas de los escurrimientos principales circundantes a la zona de estudio del fraccionamiento Real campestre sean las siguientes: 

Dren Central No. 1 antes de la confluencia con el Ramal C-2 (sección trapecial de plantilla de 8.0 m, taludes 2:1 y tirante de 2.0 m.



Ramal C-2 antes de la confluencia con el Dren Central No. 1 (sección trapecial de plantilla de 8.0 m, taludes 2:1 y tirante de 2.0 m.



Dren Central No. 1 después de la confluencia con el ramal C-2 (sección trapecial de plantilla de 12.0 m, taludes 2:1 y tirante de 2.0 m).

13.Se recomienda que los escurrimientos principales de la zona (dren Central No. 1 y Ramal C-2) por ningún motivo sean obstruidos ya que son los drenajes naturales de la cuenca, de lo contrario se pueden presentar problemas de retenciones e incrementos en los niveles del agua. 14.Si por alguna situación se hace necesario cruzar los escurrimientos principales de la zona, ya sea por necesidades de comunicación de caminos o por crecimiento de la zona residencial, se deberán diseñar las obras de infraestructura necesarias que satisfagan las condiciones hidráulicas presentes y futuras. 15.Dada la incertidumbre del futuro crecimiento y del desarrollo en esta zona conurbada del municipio de Nacajuca y la ciudad de Villahermosa, pensándose en la posibilidad de que se dé el crecimiento 36 de 38


urbano en estas áreas conurbadas, se recomienda se dejen franjas de reservas de 10 m en promedio en ambas márgenes de los principales escurrimientos previendo la necesidad para futuras ampliaciones de los canales naturales. 16.Es importante que se cuente con un estudio integral de desarrollo de la zona conurbada del municipio de Nacajuca y de la ciudad de Villahermosa, donde se tenga una adecuada planeación urbana destinándose los distintos usos de suelo y tomando en cuenta el drenaje natural de la cuenca, ayudando a prevenir problemas de encharcamientos y afectaciones futuras a los centros de población. 17.Finalmente, es necesario mencionar que el crecimiento de las ciudades está en función de una adecuada planeación urbana, basada en estudios de ingeniería, arquitectura e impacto ambiental, entre otros; por lo que es una obligación de las dependencias reguladoras y de los fraccionadores tomar en cuenta estas importantes disciplinas previo a decidir sobre la implantación de cualquier unidad habitacional, independientemente del nivel socioeconómico al que pertenezca.

Elaboró

Ing. César Oswaldo Hernández Moreno

37 de 38

Estudio Hidrológico Real Campestre

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