ESTUDIOS Y DISEÑOS DE LA CUENCA DEL CANAL RICAURTE EN LA PLAZUELA

ESTUDIOS Y DISEÑOS DE LA CUENCA DEL CANAL RICAURTE EN EL BARRIO LA PLAZUELA (RESULTADOS DE LOS ESTUDIOS Y DISEÑOS DEL PLAN MAESTRO DE DRENAJES DEL DISTRITO DE CARTAGENA DE INDIAS)

Contratante: ALCALDIA MAYOR DE CARTAGENA

Consultor:

Cartagena 2010

ESTUDIOS Y DISEÑOS DE LA CUENCA DEL CANAL RICAURTE EN EL BARRIO LA PLAZUELA (RESULTADOS DE LOS ESTUDIOS Y DISEÑOS DEL PLAN MAESTRO DE DRENAJES DEL DISTRITO DE CARTAGENA DE INDIAS)

Grupo de trabajo HUGO ESCORCIA PACHECO I. C. M.I. Recursos Hidráulicos I.C. ERICK HERNANDEZ PASTRANA Director: ALFONSO ARRIETA PASTRANA I.C. M.I. Ph.D. Ciencias del Mar.

Cartagena Mayo de 2010

ESTUDIOS Y DISEÑOS DISEÑOS DE LA CUENCA DEL CANAL RICAURTE EN EL BARRIO LA PLAZUELA PLAZUELA (RESULTADOS DE LOS ESTUDIOS Y DISEÑOS DEL PLAN MAESTRO DE DRENAJES DEL DISTRITO DE CARTAGENA DE INDIAS

TABLA DE CONTENIDO TABLA DE CONTENIDO CONTENIDO .......................... ....................................... ........................... ............................ ............................ ........................... ............................ ............................. ................. ... 3 LISTA DE TABLAS .......................... ........................................ ............................ ........................... ........................... ............................ ............................ .......................... .......................... ................ 5 LISTA DE FIGURAS ............................ .......................................... ........................... ........................... ............................ ............................ ........................... ........................... ........................ .......... 6 1

INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................... ..... 7

2

METODODOLOGÍA PARA EL ANÁLISIS HIDROLÓGICO ........................................................ 8 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7

MORFOMETRÍA............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................. ... 8 ESTIMACIÓN DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA........................... ......................................... ............................ ........................... ..................... ........ 9 ESTIMACIÓN DEL TIEMPO DE CONCENTRACIÓN ........................... ......................................... ............................ ............................ ...................... ........ 10 DETERMINACIÓN DEL PERIODO DE RETORNO ............................ .......................................... ............................ ............................ ........................ .......... 11 ESTIMACIÓN DE LA INTENSIDAD DE LA LLUVIA ........................... ......................................... ............................ ............................ ...................... ........ 12 ESTIMACIÓN DE CAUDALES MÁXIMOS CON COEFICIENTES DE REDUCCIÓN............................ ................................... ....... 13 ESTIMACIÓN DE LOS HIDROGRAMAS SINTÉTICOS ........................... ......................................... ........................... ........................... .................... ...... 14

3 RESUMEN DEL ESTUDIO HIDROLÓGICO DE CUENCAS URBANAS QUE DRENAN A LA CIÉNAGA DE LA VIRGEN .................................. ................................................ ............................ ........................... ........................... ............................ ............................. .................. ... 17 3.1 3.2 3.1 4

ESTUDIO HIDROLÓGICO DEL CANAL RICAURTE ................................................................. 22 4.1 4.2 4.3 4.4

5

MORFOMETRÍA............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................ 17 CAUDALES EXTREMOS. ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................. ... 17 RELACIONES PORCENTUALES .......................... ........................................ ............................ ............................ ............................ ............................ ...................... ........ 20 GENERALIDADES............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ .......................... ............ 22 MORFOMETRÍA............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................ 22 CAUCES IMPORTANTES DE LA CUENCA ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ...................... ........ 22 HIDROGRAMA ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................. ... 22

ESTUDIO HIDRÁULICO DE LOS CANALES DE LA CUENCA DEL CANAL RICAURTE .. 24 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

CANAL CHIQUINQUIRÁ ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................. ... 24 CANAL LAS GAVIOTAS ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................. ... 25 CANAL BLAS DE LEZO ............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................. ... 27 CANAL SAN PEDRO ............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ...................... ........ 28 CANAL RICAURTE ............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ........................ .......... 30

6

CAPACIDAD HIDRÁULICA DE LOS CANALES PRINCIPALES EN CARTAGENA DE INDIAS 33

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DIAGNÓSTICO DEL CANAL RICAURTE ......................... ....................................... ........................... ........................... ........................... ................... ...... 36 7.1 ASPECTOS GENERALES ............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................. ... 36 7.2 ASPECTOS GEOLÓGICOS Y GEOMORFOLÓGICOS........................... ......................................... ............................ ............................ ...................... ........ 36 7.3 ASPECTOS SOCIOECONÓMICOS............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ........................... ................... ...... 36 7.3.1 Afectación a la Población .................... .......... ..................... ...................... ..................... ..................... ...................... ..................... ..................... ..................... .......... 36

Pie de la Popa Callejón de los Pocitos. Cra. 21 # 29E-65. Tel: 6563620 – 3008153221.

Email: [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] www.hidroconsultores.com.co

3


7.3.2 Afectación a la Economía .................... .......... ..................... ...................... ..................... ..................... ...................... ..................... ..................... ..................... .......... 37 7.3.3 Afectación a las Instituciones ..................... ........... ..................... ...................... ..................... ..................... ...................... ..................... ..................... .............. ... 37 7.3.4 Afectación a las Redes de Servicios Públicos ...................... ........... ..................... ..................... ...................... ...................... ..................... .......... 37 7.4 PRIORIZACIÓN DE PUNTOS CRÍTICOS ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ........................ .......... 37 7.5 PUNTO CRÍTICO POR SEDIMENTACIÓN ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ...................... ........ 38

8

PREDIMENSIONAMIENTO DE LOS CANALES DE LA CUENCA DEL CANAL RICAURTE39 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5

CANAL CHIQUINQUIRÁ ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................. ... 39 CANAL LAS GAVIOTAS ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................. ... 40 CANAL BLAS DE LEZO ............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................. ... 40 CANAL SAN PEDRO ............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ...................... ........ 41 CANAL RICAURTE ............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ........................ .......... 43

9 RESUMEN DEL PREDIMENSIONAMIENTO DE LOS CANALES DE LA CUENCA DEL CANAL RICAURTE........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ........................ .......... 44 10 PRESUPUESTO DEL CANAL DE LA CUENCA DEL CANAL RICAURTE EN EL BARRIO LA PLAZUELA ........................... ......................................... ............................ ........................... ........................... ............................ ............................ ............................ ............................ ........................ .......... 45 11

CONCLUSIONES CONCLUSIONES ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................. ... 47



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LISTA DE TABLAS TABLA 1. VALORES DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA SEGÚN PLAN MAESTRO DE DRENAJES DE CARTAGENA. ......................... ...................................... ............... 9 TABLA 2. COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA O IMPERMEABILIDAD. .......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... ........................... ..................... ....... 10 TABLA 3. PERIODO DE RETORNO O GRADO DE PROTECCIÓN (RAS 2000). ......................... ...................................... .......................... .......................... .......................... .................... ....... 12 TABLA 4. PERIODOS DE RETORNO RECOMENDADOS PARA DISEÑO. .......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... .......................... ................ ... 12 TABLA 5. MORFOMETRÍA DE CUENCAS URBANAS – CIÉNAGA DE LA VIRGEN ......................... ...................................... .......................... .......................... .......................... ................. .... 18 TABLA 6. CAUDALES EXTREMOS DE CUENCAS URBANAS – CIÉNAGA DE LA VIRGEN .......................... ....................................... .......................... .......................... ..................... ........ 19 TABLA 7. COMPOSICIÓN PORCENTUAL DEL ÁREA URBANA Y CAUDALES PARA PERIODO DE RETORNO DE DOS AÑOS DE LA VERTIENTE DE LA CIÉNAGA DE LA VIRGEN.......................... ....................................... .......................... .......................... ........................... ........................... .......................... .......................... .................................. ....................... .. 21 TABLA 8. PERFIL DEL CANAL CHIQUINQUIRÁ ......................... ...................................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .................... ....... 24 TABLA 9. GEOMETRÍA Y CAPACIDAD CANAL CHIQUINQUIRÁ.......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... .......................... ......................... ............ 25 TABLA 10. PERFIL DEL CANAL LAS GAVIOTAS .......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .................. ..... 26 TABLA 11. GEOMETRÍA Y CAPACIDAD CANAL LAS GAVIOTAS .......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... .......................... ....................... .......... 27 TABLA 12. PERFIL DEL CANAL BLAS DE LEZO ......................... ...................................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .................... ....... 27 TABLA 13. GEOMETRÍA Y CAPACIDAD CANAL BLAS DE LEZO.......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... .......................... ......................... ............ 28 TABLA 14. PERFIL DEL CANAL SAN PEDRO ......................... ...................................... .......................... .......................... ........................... ........................... .......................... .......................... ...................... ......... 29 TABLA 15. GEOMETRÍA Y CAPACIDAD CANAL SAN PEDRO ......................... ...................................... .......................... .......................... ........................... ........................... .......................... ............... 30 TABLA 16. PERFIL DEL CANAL RICAURTE ......................... ...................................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... ........................... ......................... ........... 31 TABLA 17. GEOMETRÍA Y CAPACIDAD CANAL RICAURTE.......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... ................. .... 32 TABLA 18. CAPACIDAD HIDRÁULICA DE LOS CANALES PRINCIPALES EN CARTAGENA DE INDIAS. ......................... ...................................... .......................... .................... ....... 34 TABLA 19. ESTADO ACTUAL DE LOS CANALES PRINCIPALES SEGÚN SU CAPACIDAD HIDRÁULICA.......................... ...................................... .......................... .................... ....... 35 TABLA 20. PUNTOS CRÍTICOS CUENCA DEL CANAL RICAURTE. .......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... .......................... ....................... .......... 38 TABLA 21. PRE DIMENSIONAMIENTO DEL CANAL CHIQUINQUIRÁ .......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... .......................... .................. ..... 39 TABLA 22. GEOMETRÍA Y CAPACIDAD CANAL LAS GAVIOTAS .......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... .......................... ....................... .......... 40 TABLA 23. PRE DIMENSIONAMIENTO DEL CANAL BLAS DE LEZO ......................... ...................................... .......................... .......................... ........................... ........................... .................... ....... 41 TABLA 24. PRE DIMENSIONAMIENTO DEL CANAL SAN PEDRO.......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... .......................... ....................... .......... 42 TABLA 25. PRE DIMENSIONAMIENTO DEL CANAL RICAURTE .......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... .......................... ......................... ............ 43 TABLA 26. RESUMEN PRE DIMENSIONAMIENTO DEL CANAL RICAURTE ......................... ....................................... ........................... .......................... .......................... ........................ ........... 44



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LISTA DE FIGURAS FIGURA 1. HIDROGRAMA TRIANGULAR SIMPLIFICADO PROPUESTO POR EL SOIL CONSERVATION SERVICE. .......................... ....................................... ................. .... 14 FIGURA 2. ESQUEMA DESCRIPTIVO DEL COMPORTAMIENTO HIDROLÓGICO DE LA CUENCA. ......................... ...................................... .......................... ......................... ............ 16 FIGURA 3. HIDROGRAMA CUENCA CANAL RICAURTE. .......................... ........................................ ........................... .......................... .......................... .......................... .......................... ................... ...... 23 FIGURA 4. PERFIL DEL CANAL CHIQUINQUIRÁ.......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .................. ..... 25 FIGURA 5. PERFIL DEL CANAL LAS GAVIOTAS .......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .................. ..... 26 FIGURA 6. PERFIL DEL CANAL BLAS DE LEZO ......................... ...................................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .................... ....... 28 FIGURA 7. PERFIL DEL CANAL SAN PEDRO ......................... ...................................... .......................... .......................... ........................... ........................... .......................... .......................... ...................... ......... 29 FIGURA 8. PERFIL DEL CANAL RICAURTE.......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... ......................... ............ 32 FIGURA 9. PERFIL DEL CANAL CHIQUINQUIRÁ.......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .................. ..... 39 FIGURA 10. PERFIL DEL CANAL LAS GAVIOTAS .......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... ........................... ........................... .......................... ............... .. 40 FIGURA 11. PERFIL DEL CANAL BLAS DE LEZO ......................... ...................................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .................. ..... 41 FIGURA 12. PERFIL DEL CANAL SAN PEDRO .......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .................... ....... 42 FIGURA 13. PERFIL DEL CANAL RICAURTE.......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... ........................... ........................... .......................... ...................... ......... 43



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1 INTRODUCCIÓN En este informe se presentan los resultados obtenidos para la cuenca del Canal Ricaurte en los Estudios y Diseños del Plan Maestro de Drenajes del Distrito de Cartagena de Indias. Todos los resultados son obtenidos de los estudios de diagnóstico, realizado en el año 2007, y factibilidad, realizados en el año 2008. Dentro de los resultados presentados está: • Análisis hidrológico Estudios hidráulicos • • Pre dimensionamiento de canales a nivel de factibilidad • Costos y presupuestos a nivel de factibilidad. • Evaluación técnico-económica y ambiental de alternativas • Selección de alternativas Para todos resultados presentados se tiene en cuenta el diseño integral como solución a los problemas de drenaje que presenta la ciudad, por lo tanto se presentan las comparaciones entre los canales pertenecientes a la cuenca del canal Ricaurte y los canales más importantes de Cartagena. Se aclara que toda la información contenida en este informe es extraída de los informes de diagnóstico y factibilidad de los Estudios y Diseños del Plan Maestro de Drenajes del Distrito de Cartagena de Indias desarrollado entre los años 2007 y 2008.



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2 METODODOLOGÍA PARA EL ANÁLISIS HIDROLÓGICO Este capítulo contiene la metodología utilizada para el análisis hidrológico de las cuencas aportantes de escorrentía al Distrito de Cartagena de Indias. 2.1

Morfometría

Con el objeto de clasificar en forma numérica las cuencas hidrográficas, diversos autores han planteado relaciones geométricas que se correlacionan con variables hidrológicas, hidráulicas, sanitarias y otras. En este trabajo se utilizarán aquellos parámetros que permitan definir la cuenca desde el punto de vista de la estimación de caudales. Área: Es la medida de la superficie de terreno que contribuye con el aporte de escorrentía superficial y está delimitada por las líneas divisorias topográficas de las aguas. Perímetro: Es la longitud de la línea envolvente del área de la cuenca. Longitud del cauce principal: Corresponde a la mayor longitud recorrida por el drenaje principal de la cuenca desde su nacimiento hasta su desembocadura. Longitud Axial: Es la distancia en línea recta existente entre la desembocadura y el punto más alejado de la cuenca. Algunos de los autores lo denominan el eje de la cuenca. Ancho Promedio: Es el resultado de dividir el área de la cuenca por su longitud axial.

Ancho Pr omedio =

Área Longitud Axial

Factor de Forma: Es la relación entre el ancho promedio y la longitud axial de la cuenca.

Factor de Forma =

Ancho Pr omedio Longitud Axial

Coeficiente de Compacidad: Mide el grado de redondez de la cuenca y se define como la relación entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de una circunferencia que tenga igual área que la cuenca. ⎛ P ⎞ ⎟⎟ ⎝ 2 π A ⎠

K C = ⎜⎜



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Pendiente Media: El concepto de pendiente media que se utilizará es el de pendiente en el cauce principal, definido como la diferencia entre la altura máxima en el nacimiento del escurrimiento y la altura de la desembocadura de la cuenca dividida entre la longitud del cauce principal.

S = ( H max − H min ) LC Donde: S = Pendiente media del cauce principal. H max max = Altura máxima de la cuenca. H min min = Altura mínima de la cuenca. Lc = Longitud del cauce principal.

2.2

Estimación del Coeficiente de Escorrentía

El coeficiente de escorrentía depende de la impermeabilidad de la zona, la pendiente del terreno, el tipo de superficie, del uso del suelo (residencial, comercial, industrial, etc.). En la Tabla 1 y la Tabla 2 se muestran las recomendaciones que hace el Plan Maestro de Drenajes Pluviales de la Ciudad de Cartagena en 1981 y el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS 2000 para la determinación del coeficiente de escorrentía.

Tabla 1. Valores del coeficiente de escorrentía según Plan Maestro de Drenajes de Cartagena. ZONIFICACION

VALORES DE “C”

Densidad residencial alta

0.58

Densidad residencial media

0.54

Densidad residencial baja

0.44

Comercial

0.63

Industrial

0.59

FUENTE: Plan Maestro de Drenajes de Cartagena –HIDROTEC S.A.– 1981.CONSORCIO INTERMODAL INTERMODAL Pág. 17



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Tabla 2. Coeficiente de escorrentía o impermeabilidad. Tipo de superficie

Valores de “C”

Cubiertas Pavimentos asfálticos y superficies de concreto Vías adoquinadas Zonas comerciales o industriales Residencial, con casas contiguas, predominio de zonas duras Residencial multifamiliar, con bloques contiguos y zonas duras entre otros Residencial unifamiliar con casas contiguas y predominio de jardines Residencial, con casas rodeadas de jardines o multifamiliares apreciablemente separadas Residencial, con predominio de zonas verdes y parques – cementerios Laderas con vegetación Laderas sin vegetación Parques recreacionales

0.75-0.95 0.70-0.95 0.70-0.85 0.60-0.95 0.75 0.60-0.75 0.40-0.60 0.45 0.30 0.30 0.60 0.20-0.35

Fuente: Reglamento técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS 2000

Los coeficientes de escorrentía utilizados en los cálculos hidrológicos en cada una de las subcuencas son seleccionados con base en la Tabla 1 y Tabla 2. 2.3

Estimación del Tiempo de Concentración

Se define como el tiempo necesario para que una partícula o gota de agua viaje desde el punto más alejado hasta el punto de salida de la cuenca. Para el cálculo del tiempo concentración se utiliza el Método de la Velocidad, propuesto en el “Plan Maestro de Drenajes Pluviales de Cartagena” del año 1981. La velocidad de concentración es proporcional a la raíz cuadrada de la pendiente media de la cuenca o subcuenca, con:

T C =

LC V C

Donde: T C C: Tiempo de concentración. LC : Longitud del cauce mayor de la cuenca en metros. V c c : Velocidad de concentración m/s .

La velocidad de concentración se calcula con la siguiente ecuación (Aparicio, 1989):

V C = K S



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Donde:

S : Pendiente de la cuenca (m/m). K . Constante regional. En el “Plan Maestro de Drenajes Pluviales de Cartagena” del año 1981 se determinó que la constante regional, K , para la ciudad de Cartagena con un valor de 4.47, por lo tanto la velocidad de concentración queda definida por la siguiente ecuación:

V C = 4.47 S Donde: S : Pendiente

2.4

de la cuenca (m/m ). ).

Determinación Determinación del Periodo de Retorno

El periodo de retorno o frecuencia de diseño, debe determinarse teniendo en cuenta la importancia de la zona, el tipo de obra de drenaje y los daños, perjuicios o molestias que las inundaciones periódicas puedan ocasionar a los habitantes, tráfico vehicular, comercio, industria, etc. En las Tabla 3 y Tabla 4 se muestran los valores de periodos de retorno establecidos por el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS-2000), y el Ing. Jacob Carciente, respectivamente.



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Tabla 3. Periodo de retorno o grado de protección (RAS 2000).

Fuente: Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico, RAS 2000.

Tabla 4. Periodos de retorno recomendados para diseño. TIPO DE OBRA DE DRENAJE

FRECUENCIA DE DISEÑO AUTOPISTAS CARRETERAS Urbanas Rurales Tipo A y B Tipo C y D

Pontones.

50

50

50

25

lcantarillas de sección ransversal mayor de 4m2.

50

25

25

10

lcantarillas de sección 25 ransversal menor de 4m2. Fuente: Carciente Jacob, Carreteras Estudios y Proyectos. 1980.

25

15

10

2.5

Estimación de la Intensidad de la Lluvia

Para la determinación de la Intensidad se utiliza el método Curvas de Intensidad – Duración – Frecuencia, aplicando la expresión calibrada por el Instituto de Hidráulica de la Universidad de Cartagena para la estación del Aeropuerto Rafael Núñez de la ciudad de Cartagena. La información meteorológica utilizada se tomó de las estaciones más cercanas al área de estudio. Todas las estaciones seleccionadas son administradas por el IDEAM, entidad a la cual fue solicitada toda la información. Las estaciones son Aeropuerto Rafael Núñez, Estación Cañaveral, Estación Pie de la Popa Callejón de los Pocitos. Cra. 21 # 29E-65. Tel: 6563620 – 3008153221.


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Bayunca, Estación Escuela Naval CIOH, Estación Santa Ana, Estación Arjona y la Estación ubicada en el corregimiento de Rocha. La intensidad de la lluvia se calculó con la siguiente expresión (Velásquez Almanza y Martínez, 1995):

616.97 * T 0.18 I (mm / h ) = (t c * 60 + 10)0.561 Donde: T: Es el

periodo de retorno en años.

t c : Es el tiempo de concentración en horas. 2.6

Estimación de Caudales Caudales Máximos con Coeficientes Coeficientes de Reducción Reducción

Las cuencas analizadas se dividieron en sub-cuencas de áreas pequeñas, donde sea aplicable el Método Racional.

Q=

CIAR 360

Donde: Q : Caudal instantáneo máximo (m3 /s). C : Coeficiente

de escorrentía.

I : Intensidad de la lluvia (mm/h). A: Área de la cuenca en hectáreas (ha). R : Coeficiente de reducción por el tamaño del área. R se calcula con la

siguiente expresión (Monsalve, 1999):

R =


im = 1 − 0.0054 4 A i0


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Donde: i 00 : Intensidad de lluvia en el centro de la tormenta. i m m : Intensidad de lluvia total media. A: Área de la cuenca (m2).

2.7

Estimación de los Hidrogramas Sintéticos

Las cuencas se dividen en subcuencas de tal forma que su tamaño permita la aplicación de la ecuación del Método Racional (Jacob Carciente, pg 348) y que tengan características particulares de pendiente y forma. Se considera que cada subcuenca produce un hidrograma triangular simplificado con la forma del hidrograma triangular propuesto por el Soil Conservation Service, en 1972. (Chow, 1994). En la Figura 1 se muestra un esquema del Hidrograma triangular que se obtiene para cada subcuenca.

Figura 1. Hidrograma triangular simplificado propuesto por el Soil Conservation Service.

El caudal pico del hidrograma triangular de escorrentía directa es igual al caudal estimado con la ecuación del Método Racional. Se consideran válidas las hipótesis de uniformidad de la lluvia en el tiempo y el espacio y que no existe almacenamiento temporal superficial. El coeficiente de escorrentía se considera constante para cada subcuenca en que se divide el área de estudio. El tiempo de concentración para cada subcuenca se estima con el criterio de la velocidad de concentración. Pie de la Popa Callejón de los Pocitos. Cra. 21 # 29E-65. Tel: 6563620 – 3008153221.


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El sistema es un sistema lineal y por lo tanto se deben cumplir los dos principios básicos de linealidad: Principio de proporcionalidad. Si una solución f(Q) se multiplica por una constante c , la función resultante c f(Q), es también una solución. Principio de aditividad o superposición. Si dos soluciones f1(Q), y f2(Q) de una ecuación se suman, la función resultante f1(Q) + f2(Q), es también una solución de la ecuación. En la Figura 2, se muestra una cuenca idealizada dividida en cinco subcuencas, donde cada subcuenca tiene un tiempo de concentración Tc, un área de drenaje A, y un caudal pico Qp. Cada subcuenca produce un hidrograma triangular de salida. Entre las subcuencas 1, y las subcuencas 2 y 3, existe un cauce definido que ocasiona un tiempo de viaje (desfase) tv1, por lo tanto el hidrograma combinado resultante será la suma de los hidrogramas triangulares de las subcuencas 2 y 3 más el hidrograma triangular de la subcuenca 1, desfasado un tiempo tv1. Aplicando igual criterio para toda la cuenca se tiene que el hidrograma combinado para toda la cuenca es la suma de los hidrogramas triangulares de las subcuencas 4 y 5, más los hidrogramas triangulares de las subcuencas dos y tres desfasados tv2, mas la suma del hidrograma triangular de la subcuenca 1, desplazado un tiempo de tv1+tv2. Estos tv (Tiempo de viaje) se obtienen luego de utilizar la formula de Manning para velocidad de flujo en canales abiertos:

S 1 / 2 R H 2 / 3 V C = n Donde: n : Coeficiente de rugosidad de Manning. R H H: Radio hidráulico de la sección.

Además:

T v = ∑ tv

y

t v = L / V

Donde: TV = Tiempo de viaje total de cada subcuenca (horas) tv = Tiempo de viaje elemental de cada subcuenca (horas)

= Longitud de la corriente desde la salida de la subcuenca hasta la salida de la subcuenca siguiente. L

En el caso en que varias cuencas confluyan en una misma subcuenca, se toma la longitud crítica de corriente la cual corresponde al tramo mas largo. Pie de la Popa Callejón de los Pocitos. Cra. 21 # 29E-65. Tel: 6563620 – 3008153221.


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Figura 2. Esquema descriptivo del comportamiento hidrológico de la cuenca.



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3 RESUMEN DEL ESTUDIO HIDROLÓGICO DE CUENCAS URBANAS QUE DRENAN A LA CIÉNAGA DE LA VIRGEN Las cuencas del área urbana que drenan hacia la Ciénaga de la Virgen cuentan con un área superficial total de 2204.69 ha. Para el presente estudio, el área fue dividida en 27 cuencas, como se puede apreciar en la Tabla 5. 3.1

Morfometría

Área. La cuenca urbana del distrito de Cartagena que drena hacia la Ciénaga de la Virgen cuenta cuenta con un área de 2204.69 ha Longitud del cauce principal. Las longitudes de los cauces en las 29 cuencas son en promedio de 1.51 km. La cuenca Canal Ricaurte tiene el cauce de mayor longitud con 5.6 km. y la cuenca del Sector La Loma del Barrio San Francisco el de menor longitud con 0.52 km. Alturas. La cuenca urbana del distrito de Cartagena tiene una cota máxima de 120 m.s.n.m y una cota mínima de -0.65 m.s.n.m. Pendientes. La pendiente media de los Cauces importantes de las cuencas son en promedio de 2.97% Ancho y longitud de la cuenca. El ancho máximo que se presenta en la cuenca es de 2.3 km., con una longitud axial de 4.38 Km. Factor de forma. El factor de forma K f f promedio es de 0.31. Coeficientes de compacidad. El coeficiente de compacidad Kc promedio es de 1.74. Los resultados de los cálculos de los parámetros morfométricos se encuentran en Tabla 5. 3.2

Caudales extremos.

Para el estudio de los caudales extremos de la cuenca del área urbana de Cartagena que drena hacia la Ciénaga de la virgen, el área se dividió en 29 cuencas. Se estimaron las intensidades y los caudales para periodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50 y 100 años. En la Tabla 6 se presentan los valores estimados de las intensidades y los caudales picos para los periodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50 y 100 años. Una vez que se estimaron los caudales, se procedió a elaborar los hidrogramas resultantes para los distintos periodos de retorno.



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3.1

Relaciones Porcentuales Porcentual es

En la Tabla 7 se presentan los resultados porcentuales correspondientes a áreas de drenajes y aportes de caudales para periodos de retorno de dos años de las cuencas urbanas de la vertiente de la Ciénaga de La Virgen. El área total de drenaje urbano de la Ciénaga de la Virgen, correspondiente a 2215 hectáreas de las cuales el 33,6 % del área de drenaje corresponde al canal Ricaurte, el 28.2 %, lo aporta el recientemente construido canal Chiamaría, y continuando en orden de magnitud de área le sigue el canal Tabú con un 6.5%. En cuanto al aporte de caudales con respecto al caudal pico el canal Ricaurte aporta el 43 % del caudal pico, el canal Chiamaría el 20.9%, y el canal tabú el 10.7%. Los demás canales canales que drenan el área urbana de la Ciénaga de la Virgen, representan menos del 3.5 % del área urbana de drenaje y como aporte al caudal pico representan menos del 7 % como contribución individual. El área de drenaje de las cuencas urbanas que aportan caudales a La Ciénaga de La Virgen corresponde al 4.8%, donde el 95.8% restante corresponde a las cuencas rurales. Por esta diferencia en magnitud tanto en el área como en los caudales aportados por las cuencas urbanas y rurales de la vertiente, se considera que las soluciones planteadas los problemas de inundación ocasionados en algunos sectores de la ciudad, resultado del aumento de niveles en la Ciénaga, deben darse en las cuencas rurales incluyendo áreas por fuera del territorio correspondiente al distrito de Cartagena y tocan espacialmente a los municipios vecinos como Villanueva, Santa Rosa, y Turbaco.



20


Tabla 7. Composición porcentual del área urbana y caudales cauda les para periodo de retorno de dos do s años de la vertiente de la Ciénaga de La Virgen Área % Área Q2 Q2/Qtotal Cuenca Ha % Total m^3/s Arroyo Chiamaria

623.90

28.16

23.16

27.02

Arroyo Fredonia

46.00

2 . 08

3.23

3.77

Canal Playa Blanca

23.60

1. 1.07

3.28

3.83

Canal Maravilla

33.70

1.52

3.06

3.57

Canal Ricaurte

743.80

33.57

4 47 7.75

55.71

Canal Las Flores

34.40

1 . 55

3.64

4.25

Canal Arrocera

12.50

0 . 56

1.38

1.61

Canal 11 de Noviembre

11.90

0 . 54

1.31

1.53

Canal la Villa

12.00

0.54

1.41

1.64

144.40

6.5 2

11.82 11

13.79

Canal Salím Bechara

15.30

0 0..69

1.65

1.92

Canal 1° de Mayo

20.50

0 . 93

2.36

2.75

Canal San Martín

38.70

1 . 75

4.53

5.28

Canal Amador y Cortés

76.20

3 .4 4

8.07

9.41

Canal Barcelona

25.50

1 . 15

2.84

3.31

Canal San Pablo

22.20

1.00

2.44

2.85

Canal Maria Auxiliadora

74.10

3.34

7.25

8 .4 6

Canal Bolivar

34.30

1 . 55

2.98

3.48

Canal La Esperanza

20.50

0 . 93 0.

3.95

4.61

La María

55.00

2 . 48

9.28

10.83

8.30

0.37

1.91

2.23

Canal San Francisco

17.70

0. 0.80

3.98

4.64

Canal Pedro Salazar

Canal Tabú

La María Sector Los Corales

22.70

1 1..02

4.15

4.84

San Francisco Sector La Loma

8.00

0 . 36

1.88

2.19

San Francisco Calle 77 (La Amistad)

9.50

0.43

1.93

2.26

Daniel Lemaitre

52.60

2.37

7.32

8 .54

7 de Agosto

28.30

1 . 28

3.76

4.39

100.00

85.72

100.00

Total


2215.60


21


4 ESTUDIO HIDROLÓGICO DEL CANAL RICAURTE 4.1

Generalidades

La cuenca del Canal Ricaurte limita al norte con la Ciénaga de la Virgen, al sur con el barrio Nelson Mandela, al oriente con la cuenca del Canal Matute, la cuenca del Canal Maravilla y, al occidente con los barrios que van desde Villas del Rosario, El Carmelo, Los Caracoles, Escallón Villa entre otros, hasta la cuenca del Canal las Flores (El Tigre). 4.2

Morfometría

Entre sus características morfométricas se puede mencionar (ver Tabla 5): Área: la cuenca tiene un área aproximada de 733.32 ha. Longitud del cauce principal: el cauce principal tiene una longitud aproximada de 5.6 km. Alturas: la altura máxima de la cuenca es que 65 m.s.n.m. y una altura mínima de 4 m.s.n.m. Pendiente: la pendiente promedio de la cuenca es de 1.09%. Ancho y longitud: la cuenca tiene un ancho promedio de 1.56 km y su longitud axial es de 4.38 km. Factor de forma: el factor de forma es de 0.38. Coeficiente de compacidad es de 2.28. 4.3

Cauces importantes de la cuenca

El canal de mayor importancia de esta cuenca es el Ricaurte, el cual inicia con el nombre de Canal San Pedro con una longitud de 2194.8 m desde la entrada al barrio San Fernando y Villa Rubia, frente a la Estación de la Policía Vial, hasta la Avenida Pedro de Heredia, el Canal Ricaurte tiene una longitud total de 4517.06 m. Entre otros cauces se encuentran los de los canales San Pedro N°2, Blas de Lezo, Los Caracoles, Las Gaviotas y el Canal Chiquinquirá. 4.4 Hidrograma

En la Figura 3 se muestran los Hidrogramas para los periodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50 y 100 años, y los caudales picos oscilan entre 47.7 m3 /s y 96.6 m3 /s para periodos de retorno entre 2 y 100 años. El tiempo al pico se da a las 1.25 horas y el tiempo base a las 5.25 horas.



22


100,0 90,0 80,0 ) s / 3 ^ m ( Q l a d u a C

70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 0,0 0,30 0,60 0,90 0,90 1,20 1,50 1,80 2,10 2,10 2,40 2,70 3,00 3,30 3,30 3,60 3,90 4,20 4,50 4,80 5,10 5,10 Tiempo (hr) (hr) Q2

Q5

Q10

Q20

Q25

Q50

Q100

Figura 3. Hidrograma Cuenca Canal Ricaurte.



23


5 ESTUDIO HIDRÁULICO HIDRÁULICO DE LOS CANALES DE LA CUENCA DEL CANAL RICAURTE 5.1

Canal Chiquinquirá

Este canal tiene una longitud de 428.14 m, desde la abscisa K0+000 hasta la K0+141.69 presenta una sección trapezoidal sin revestimiento, desde la abscisa K0+141.69 hasta la K0+428.14 la sección continua en trapezoidal y se encuentra revestido en concreto. El perfil del canal se presenta en la Tabla 8 y la Figura 4, donde se encuentran las abscisas del canal y las cotas sobre el nivel del mar del hombro derecho, hombro izquierdo y fondo correspondiente a esa abscisa. Abscisa

K0+000 k0+141,69 k0+165,37 k0+187,15 k0+223,63 k0+268,35 k0+303,03 k0+34104 k0+374,11 k0+428,14

Tabla 8. Perfil del Canal Chiquinquirá Hombro Izquierdo BI-F Fondo Hombro Derecho Material Cota (m) Distancia Cota (m) Cota (m) Terreno Natural 1,95 2,195 1,4 2,38 Concreto 1,992 1,297 1,466 2,429 Concreto 2,557 1,373 1,542 2,526 Concreto 2,862 1,333 1,974 2,839 Concreto 3,396 1,325 2,456 3,372 Concreto 4,131 1,312 3,106 4,128 Concreto 4,55 1,322 3, 3,611 4,594 Concreto 4,776 1,29 3,805 4,772 Concreto 4,835 1,237 3,905 4,855 Concreto 5,014 1,599 4,81 5,069

En la Tabla 9 se presentan las características geométricas del canal, haciendo uso de la ecuación de Manning se calcula su capacidad y, de acuerdo a la hidrología, se determina a qué periodo de retorno corresponde el caudal que puede transportar el canal. El canal Chiquinquirá presenta diferentes capacidades en su trayectoria, desde 0.97 m3 /s inferior al caudal para un periodo de retorno de 2 años, hasta 20 m3 /s superior al caudal para un periodo de retorno de 100 años.



24


6 5 ) 4 m . m . n . s . 3 m ( a t o C2

1 0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Longitud (m)

Hombr ombroo Izqui zquier erdo do

Fond Fondoo

Homb ombro Dere erecho cho

Figura 4. Perfil del Canal Chiquinquirá

Tabla 9. Geometría y Capacidad Canal Chiquinquirá Abscisa Inicial

Final

Tipo de Sección

K0+000.00 K0+165.37 Trapezoidal K0+165.37 K0+341.04 Trapezoidal K0+341.04 K0+428.14 Trapezoidal

5.2

Lo ng ngi tu tu d G ra rad ie ien te te

Ba se se

Ancho Superficial Derecho T (m)

Talud (z)

m

(m/m)

B (m)

Izquierdo

16 1 65.37 1 75 75.67 87.1

0.0009 0.0128 0.0034

2.59 2.67 2.47

1.58 1.38 1.72

1 .7 0 1.42 1.69

5 .0 1 5.25 5 .3 9

Al tu tu ra ra

M an an ni ni ng ng

Ti ra ran te te

H (m)

n

y (m)

0.526 0.984 0.93

0.03 0.017 0.017

0.53 0.98 0.93

Perímetro Mojado m 4.61 6.05 6.15

Radio Periodo de Veloci Velocidad dad Capaci Capacidad dad Hidráulico Retorno m^2 m V (m/s) Q (m^3/s) años

Área

1.82 3.98 3.78

0.39 0.66 0.61

0.53 5.03 2.48

0.97 20.01 9.37

Menor a 2 Mayor a 100 Mayor a 100

Q10 m^3/s 2.32 2. 2.32 2 2..32

Canal Las Gaviotas

El canal Las Gaviotas cuenta con una longitud de 762.82 m y presenta una sección trapezoidal en toda su longitud y se encuentra revestido en concreto. El perfil del canal se presenta en la Tabla 10 y la Figura 5, donde se encuentran las abscisas del canal y las cotas sobre el nivel del mar del hombro derecho, hombro izquierdo y fondo correspondiente a esa abscisa.



25


Abscisa K0+000 K0+287,97 K0+583,3 K0+762,82

Tabla 10. Perfil del Canal Las Gaviotas Fondo Material Hombro Izquierdo Cota (m) Cota (m) Concreto 4,19 1,74 Concreto 6,19 3,75 Concreto 7,27 6,24 Concreto 9,2 7,2

Hombro Derecho Cota (m) 4 ,3 2 4 ,9 7 7 ,1 5 9 ,0 4

10 9 8 ) m . n . s . m ( a t o C

7 6 5 4 3 2 1 0 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Longitud (m)

Hombr mbro Izqui zquier erdo do

Fond Fondoo

Hombr ombroo Derec erecho ho

Figura 5. Perfil del Canal Las Gaviotas

En la Tabla 11 se presentan las características geométricas del canal, haciendo uso de la ecuación de Manning se calcula su capacidad y, de acuerdo a la hidrología, se determina a qué periodo de retorno corresponde el caudal que puede transportar el canal. El canal Las Gaviotas tiene una capacidad de 15 m 3 /s, superior al caudal para un periodo de retorno de 100 años.



26


Tabla 11. Geometría y Capacidad Canal Las Gaviotas Abscisa

Tipo de Sección

Inicial F in a l K0+000.00 K0+762.80 Trapezoidal

5.3

L on on gi gi tu tu d G ra ra di di en en te te m 762.8

(m/m) 0.0072

B as as e

T al al ud ud ( z) z)

B (m) Izquierdo 3.64 0.72

Ancho Superficial Derecho T (m) 0.84 5.14

Altur lturaa Mann Mannin ing g Tira Tirant ntee H (m) 0.91

n 0.017

y (m) 0.91

Perímetro Radio Área Mojado Hidráulico m m^2 m 5.951973842 3.96 0.67

Velocidad V (m/s) 3.79

Periodo de Capacidad Retorno a ñ os Q (m^3/s) Mayor a 100 15.02

Canal Blas de Lezo

El canal Blas de Lezo cuenta con una longitud de 1.14 km, la sección es trapezoidal y se encuentra recubierta en concreto, desde la abscisa K0+144.42 hasta la K0+420.33 el canal se convierte en calle-canal. El perfil del canal se presenta en la Tabla 12 y la Figura 6, donde se encuentran las abscisas del canal y las cotas sobre el nivel del mar del hombro derecho, hombro izquierdo y fondo correspondiente a esa abscisa. Tabla 12. Perfil del Canal Blas de Lezo Izquierdo Fondo Hombro De Derecho Abscisa Material Hombro Izq Cota (m) Cota (m) Cota (m) K0+000 Concreto 5,24 3,65 4,52 K0+100 Concreto 5,03 4,29 5,02 K0+500 Concreto 8,06 7,33 8,06 K0+600 Concreto 8,22 7,56 8,24 K0+700 Concreto 9,2 8,55 9,16 K0+800 Concreto 10,75 10,29 10,8 K0+900 Concreto 11,46 11 11,46 K1+000 Concreto 11,67 11,2 11,66 K1+144,57 Concreto 13,75 13,23 13,77

En la Tabla 13 se presentan las características geométricas del canal, haciendo uso de la ecuación de Manning se calcula su capacidad y, de acuerdo a la hidrología, se determina a qué periodo de retorno corresponde el caudal que puede transportar el canal. El canal Blas de Lezo presenta diferentes capacidades en su trayectoria, desde 2.91 m3 /s hasta 10.65 m3 /s.



27


15 13 ) . 11 m . n . s . 9 m ( a t o C 7

5 3 0

200

400

600 Longitud (m)

Homb Hombrro Izquie quierrdo

Fondo ondo

800

1000

1200

Homb Hombrro Der Derecho echo

Figura 6. Perfil del Canal Blas de Lezo

Tabla 13. Geometría y Capacidad Canal Blas de Lezo Abscisa Inicial

Final

Tipo de Sección

K0+000.00 K0+600.00 Calle-Canal K0+600.00 K0+800.00 Trapezoidal K0+800.00 K1+000.00 Tr apezoidal

5.4

Longitud

Gradiente

Base

m

(m/m)

B (m)

Izquierdo

Derecho

Ancho Superficial T (m)

6 00 200 20 0

0.0065 0.0137 0.0046

2.91 2.94 2.282

1.01 2.31 2.56

1.10 2.46 1.84

4.4 5.94 4.401

Talud (z)

Al tu tu ra ra

M an ann in ing

Ti ra ran te te

H (m)

n

y (m)

0.73 0.61 0.46

0.017 0.017 0.017

0.73 0.61 0.46

Perímetro Mojado m 5.03 6.09 4.51

Área m^2 2.69 2.68 1.52

Radio Periodo de Veloci Velocidad d ad Capaci Capacidad dad Hidráulico Retorno m V (m/s) Q (m^3/s) años 0.53 0.44 0.34

3.12 3.97 1.92

8.40 10.65 2.91

Menor a 2 De 2 a 5 Menor a 2

Q10 m^3/s 13 13.57 13.57 1 3. 3.57

Canal San Pedro

El canal San Pedro tiene una longitud de 2.2 Km empezando en la avenida Pedro de Heredia a la altura del barrio El Rubí. En su recorrido presenta secciones trapezoidales y rectangulares. Se encuentra revestido en concreto hasta la abscisa K1+882.8 y si revestimiento hasta la K2+194.8. El perfil del canal se presenta en la Tabla 14 y la Figura 7, donde se encuentran las abscisas del canal y las cotas sobre el nivel del mar del hombro derecho, hombro izquierdo y fondo correspondiente a esa abscisa.



28


Abscisa

K0+000 K0+166,64 K0+325,2 K0+533,86 K0+864,14 K1+79,36 K1+526,39 K1+754,49 K1+882,8 K2+194,8

Tabla 14. Perfil del Canal San Pedro Hombro Iz Izquierdo Fondo Hombro De Derecho Material Cota (m) Cota (m) Cota (m) Concreto 4,4 2,94 4,96 Concreto 4,95 3,18 4,88 Concreto 5,13 4,05 5,26 Concreto 5,57 4,4 5,51 Concreto 6,05 5,16 6,14 Concreto 6,69 5,15 6,58 Concreto 8,36 7,44 8,36 Concreto 10,74 8,31 10,82 Concreto 10,66 8,8 10,66 Concreto 12,64 12,18 12,83

En la Tabla 15 se presentan las características geométricas del canal, haciendo uso de la ecuación de Manning se calcula su capacidad y, de acuerdo a la hidrología, se determina a qué periodo de retorno corresponde el caudal que puede transportar el canal. El canal San Pedro presenta diferentes capacidades en su trayectoria, desde 4.47 m3 /s hasta 7.27 m3 /s. 14 12 10

) . m . n . s . m ( a t o C

8 6 4 2 0 0

500

1000

1500

2000

2500

Longitud (m)

Homb ombro Izqui zquier erdo do

Fond Fondoo

Hombr mbro Derec erechho

Figura 7. Perfil del Canal San Pedro



29


Tabla 15. Geometría y Capacidad Canal San Pedro Abscisa Inicial

Final

Tipo de Sección

K0+000.00 K1+526.49 Trapezoidal K1+526.49 K2+194.80 Trapezoidal

5.5

m

(m/m)

B (m)

Izquierdo

Derecho


1526.49 66 668.31

0.0022 0.0064

3 1.4

1.19 0.33

1.10 0.33

5 2

Lon gi gi tu tu d G ra radi en en te te

B as ase

Talud (z)

H (m)

n

y (m)

Perímetro Mojado m

0.89 0.92

0.017 0.017

0.89 0.92

5.71 3.34

Al tu tu ra ra

M an an ni ni ng ng Ti ra ra nt nt e

Área m^2 3.58 1.57

Radio Velocidad Hidráulico m V (m/s) 0.63 0.47

2.03 2.85

Capacidad

Q10

Q (m^3/s)

m^3/s

7.27 4.47

63.79 42.21

Periodo de Retorno años Menor a 2 Menor a 2

Canal Ricaurte

El canal Ricaurte tiene una longitud de 2.57 km, desde la abscisa K0+000 hasta la K1+367.3 toma el nombre de canal Ricaurte y desde allí hasta la K2+568 toma el nombre de canal Chepa. Se encuentran secciones sin revestimiento y revestidas en concreto y son trapezoidales. El perfil del canal se presenta en la Tabla 16 y la Figura 8, donde se encuentran las abscisas del canal y las cotas sobre el nivel del mar del hombro derecho, hombro izquierdo y fondo correspondiente a esa abscisa.



30


Tabla 16. Perfil del Canal Ricaurte Abscisa K0+000 K0+100 K0+300 K0+400 K0+600 K0+700 K0+800 K1+000 K1+100 K1+198 K1+427 K1+617 K1+890 K2+036 K2+222 K2+339 K2+453,1 K2+568

Material Terreno Natural Terreno Natural Terreno Natural Terreno Natural Terreno Natural Terreno Natural Terreno Natural Terreno Natural Terreno Natural Terreno Natural Terreno Natural Terreno Natural Terreno Natural Terreno Natural Concreto Concreto Concreto Concreto

Hombro Iz Izquierdo

Fondo

Hombro De Derecho

Cota (m)

Cota (m)

Cota (m)

0,59 0,81 1,01 1,27 1,72 1,31 1,18 2,19 2,15 4,01 2,43 2,01 4,96 4,57 3,37 2,7 3,86 6,91

- 0 ,9 3 - 1 ,1 7 - 1 ,6 1 - 1 ,7 8 - 0 ,9 8 - 0 ,4 7 - 0 ,5 6 - 0 ,4 5 - 0 ,3 6 1 0,45 0,58 0,58 1,25 1,94 2,18 2,31 2,63

0 ,9 6 1 ,4 3 1 ,6 8 1 ,9 3 1 ,7 4 2 ,0 5 2 ,0 8 2 ,8 2 2 ,3 1 3 ,5 6 3 ,42 2 ,28 5,6 4 ,68 3 ,2 4 3 ,6 4 3 ,9 7 ,1 1

En la Tabla 17 se presentan las características geométricas del canal, haciendo uso de la ecuación de Manning se calcula su capacidad y, de acuerdo a la hidrología, se determina a qué periodo de retorno corresponde el caudal que puede transportar el canal. El canal Ricaurte presenta diferentes capacidades en su trayectoria, desde 7.12 m 3 /s hasta 53.08 m3/s, como se muestra en la Tabla 17.



31


8 7 6 5 ) . 4 m . n . 3 s . m ( 2 a t o 1 C

0 -1

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

-2 -3 Longitud (m)

Homb Hombro ro Izquie zquierd rdoo

Fond Fondoo

Homb Hombro ro Derech erechoo

Figura 8. Perfil del Canal Ricaurte

Tabla 17. Geometría y Capacidad Canal Ricaurte Abscisa Inicial

Final

K0+000.00 K0+700.0 0 K1+198.10 K2+036.00

K0+700.00 K1+198.10 K2+036.00 K2+568.00

Tipo de Sección

L on ong itit ud ud

Gr ad adi en ent e

Bas e

m

(m/m)

B (m)

Izquierdo

Derecho


Trapezoidal Trapezoidal Trapezoidal Trapezoidal

70 0 498.1 837.9 53 2

0.0007 0.0030 0.0003 0.0026

30.00 9.30 7.23 7.00

2.60 3.48 1.44 2.13

1.82 1.46 1.16 0.70

32.04 15.00 11.24 9.00

Talud (z)


Al tu tu ra ra H (m) 1.52 1.74 1.43 0.52

M an an ni nin g T ir an an te te n 0.03 0.03 0.03 0.017

y (m) 1.52 1.74 1.43 0.52

Perímetro Mojado m 37.38428868 18.67934937 11.91751737 8.857494053

Radio Periodo de Veloci Velocidad dad Capaci Capacidad dad Hidráulico Retorno m^2 m V (m/s) Q (m^3/s) a ñ os

Área 50.70 23.66 12.99 4.02

1.36 1.27 1.09 0.45

1.05 2.12 0.61 1.77

53.08 50.16 7.92 7.12

De 2 a 5 De 2 a 5 Menor a 2 Menor a 2


32

Q25 m^3/s 75.20 75.20 75.20 59.70


6 CAPACIDAD HIDRÁULICA DE LOS CANALES CANALES PRINCIPALES EN CARTAGENA DE INDIAS Para la elaboración del diagnóstico del Plan Maestro de Drenajes Pluviales de Cartagena, se realizó el levantamiento topográfico de los canales principales, los cuales se encargan de determinar el comportamiento del drenaje en la ciudad. La capacidad hidráulica de las estructuras se determina teniendo en cuenta el periodo se retorno de los caudales cuando este se encuentra funcionando totalmente lleno. En la Tabla 18 se presentan los canales clasificados considerando la cuenca a la cual pertenecen, se muestran características específicas de cada uno de los canales como es longitud y área aferente del canal (área de drenaje). Para cada canal se determinaron los tramos y las abscisas críticas, que corresponden a las secciones de control hidráulico realizando el cálculo del periodo de retorno al cual tiene capacidad y el barrio en el cual se encuentra localizado, determinando de esta forma los puntos críticos en cada uno de los canales principales en la ciudad.


Por las características morfométricas de las cuencas y las características urbanísticas de la ciudad, se tienen en cuenta las recomendaciones del Reglamento Técnico de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS, 200), donde se determina que los canales deben ser diseñados para que presenten capacidad para transportar caudales correspondientes a un periodo de retorno de 10 años con un borde libre tal que evacue un caudal para un periodo de retorno superior a 25, 50 o 100 según la importancia de la estructura. El estado actual de los canales se resume en la Tabla 19, donde se concluye que más del 85% de la longitud de los canales principales de la ciudad (con el 88% del área de drenaje urbano) no son capaces de transportar caudales correspondientes a periodos de retorno de 10 años (mínimo recomendado por el RAS 2000). El problema de mayor importancia se hace visible en el 83% de la longitud de los canales (con un área del 87% del área urbana de drenaje), donde estos, funcionando totalmente llenos, no tienen capacidad para transportar caudales con periodos de retorno de 2 años. De este modo se estiman en la ciudad por lo menos 49 puntos críticos (o puntos de control hidráulico) en los cuales se presentaran inundaciones en periodos menores a dos años, como consecuencia de los desbordamientos en los canales directores del drenaje. Tabla 19. Estado actual de los canales principales p rincipales según su capacidad hidráulica. Periodo de retorno Años

Menor a 2

Longitud Longitud

Area Aferente

Area Aferente

Total

Total

Total

Total

m

%

ha

%

53721

83.8

1 4 39 0

87.8

De 5 a 10

18 7 3

2.9

107

0.7

De 10 a 20

36 4 0

5.7

1 77 0

10.8

333

0.5

18

0.1

45 6 2

7.1

112

0.7

De 50 a 100 Mayor a 100

HIDROCONSULTORES LTDA. Pie de la Popa Callejón de los Pocitos. Cra. 21 # 29E-65. Tel: 6563620 – 3008153221- 3167404379.

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35


7 DIAGNÓSTICO DEL CANAL RICAURTE 7.1

Aspectos generales

La cuenca del Canal Ricaurte tiene un área de 733.32 Ha, una longitud axial de 4.38 km, un ancho promedio de 1.56 km y un perímetro de 22.09 km. Limita al norte con la ciénaga de la Virgen, al sur con el barrio Nelson Mándela, al oriente con la cuenca del Canal Matute, la cuenca del Canal Maravilla y, al occidente con los barrios que van desde Villas del Rosario, El Carmelo, Los Caracoles, Escallón Villa entre otros, hasta la cuenca del Canal las Flores (El Tigre). El canal principal de esta cuenca es el Ricaurte, el cual inicia con el nombre de Canal San Pedro con una longitud de 2194,8 m desde la entrada al barrio San Fernando y Villa Rubia, frente a la Estación de la Policía Vial, hasta la Avenida Pedro de Heredia, el Canal Ricaurte tiene una longitud total de 4517.06 m. Entre otros cauces se encuentran los canales San Pedro N°2, Blas de Lezo, Los Caracoles, Las Gaviotas y el Canal Chiquinquirá. La cuenca presenta una cota máxima de 65 m.s.n.m y una mínima de 4.0 m.s.n.m. 7.2

Aspectos Geológicos y Geomorfológicos

Geomorfológicamente, el área que cubre la cuenca del canal Ricaurte en su parte norte y sur pertenece a la zona de planicies aluviales con suelos predominantes de arcillas de alta y baja plasticidad, las zonas aledañas a la ciénaga de la virgen presentan arcillas de alta plasticidad y consistencia media a firme, la cual presenta en el contacto inferior lentes de caracuchas que indican presencia de ambientes marinos en la formación de tales suelos. El nivel de agua se presenta a una profundidad de entre 1.2 y 2.2 mts. En la parte sur, la cuenca pertenece a la zona de planicies aluviales aledañas a la Av. Pedro de Heredia, donde el suelo predominante son arcillas limosas con algunos rastros de arenas de baja plasticidad y compacidad media. No se observa nivel freático en la zona aledaña a la Av. Pedro Heredia. En la parte occidental se encuentra localizada sobre un sector de piedemonte que por las condiciones del terreno presenta arcillas pardas amarillentas con vetas pardas y grises de consistencia media a dura. El nivel freático se encuentra a profundidades variables entre 2.00 y 2.20 metros del nivel del terreno natural. Se detectan infiltraciones a profundidades comprendidas entre 2.60 y 3.10 metros, las cuales se relacionan con el contacto entre las arcillas pardas de alta plasticidad que cubren las arcillas limosas pardas de plasticidad media. 7.3

Aspectos Socioeconómicos

7.3.1 Afectación a la Población La cuenca del canal Ricaurte es enteramente urbana. Las viviendas son las más afectadas por la problemática de los drenajes, en especial las ubicadas en los barrios Trece de Junio, La Florida y los HIDROCONSULTORES LTDA. Pie de la Popa Callejón de los Pocitos. Cra. 21 # 29E-65. Tel: 6563620 – 3008153221- 3167404379.


36


Alpes, los cuales tienen un porcentaje de afectación del 63% sobre el total de las afectaciones a la Población observadas en la cuenca. Las viviendas presentan daños en sus cimientos, pisos, paredes, cubiertas, puertas y ventanas. A esto se le debe agregar que no solo la estructura física de la vivienda se ha visto afectada por esta problemática, también los muebles y enseres de los hogares, es decir, el mobiliario de cada hogar que representa en muchos casos el patrimonio de los mismos. Las afectaciones a la población para la cuenca del canal Ricaurte son las mayores, dentro del conjunto de cuencas en estudio, se estiman en el orden de $3.426.191.442.oo anualmente. 7.3.2 Afectación a la Economía Los negocios que se encuentran ubicados en una parte de los barrios, Los Alpes y San Pedro tienen un porcentaje de afectación del 57.9 % y 24.8% respectivamente, sobre el total de las afectaciones a la Economía observadas en la cuenca. Los negocios de compra y venta de productos no fabricados, son los que se sienten más afectados a nivel económico (21.8%), ya que en un evento de inundación provocado por la problemática de los drenajes, deben detener sus operaciones comerciales entre uno y tres días (fallas en el fluido eléctrico, comunicaciones, ausencia de compradores, etc). La falla en el fluido eléctrico constituye la mayor afectación en servicios públicos a los negocios en general. Las afectaciones se estiman en el orden de $ 5.609.188.217.oo anualmente.

7.3.3 Afectación a las Instituciones Las instituciones que más se presentan en esta cuenca son las educativas, seguidas por las instituciones de salud y las universidades, presentándose en la parte del barrio Olaya Sector Ricaurte un porcentaje de afectación del 42% sobre el total de las afectaciones a las Instituciones observadas en la cuenca. El cese de las actividades se presenta como la afectación más frecuente durante eventos de inundación, seguido de los costos generados por los daños al mobiliario y la estructura de la institución. Las instituciones educativas del sector público son las más vulnerables a estos eventos. Las afectaciones se estiman en el orden de $ 10.673.049.oo anualmente. 7.3.4 Afectación a las Redes de Servicios Públicos En los barrios que conforman la cuenca, la parte de los barrios Manuela Vergara de Curi y San Fernando tienen un porcentaje de afectación del 46% y 37 % respectivamente sobre el total de las afectaciones a las Redes de Servicios Públicos observadas en la cuenca. Las afectaciones se estiman en el orden de $ 3.059.329.oo anualmente. 7.4

Priorización de Puntos Críticos

En la Tabla 20 se muestra un total de 328 estructuras inventariadas en la cuenca del canal Ricaurte, siendo la cuenca que presenta el mayor número de estructuras de entre todas. Estas en un 93 % están afectadas por problemas de basuras, en un 94% por problemas de sedimentos y en un 46% se presenta la acumulación de escombros. Los problemas anteriormente descritos provocan el represamiento en un 38% de las estructuras. También se tienen una presencia de aguas residuales en el 26% de estas. HIDROCONSULTORES LTDA. Pie de la Popa Callejón de los Pocitos. Cra. 21 # 29E-65. Tel: 6563620 – 3008153221- 3167404379.


37


Tabla 20. Puntos críticos cuenca del canal Ricaurte. Cuenca A5 Numero de estructuras Basuras Escombros Sedimentos Aguas Residuales Invasión de Zonas de Retiro Problemas Represamiento Presentes Incapacidad Hidraúlica Socavación Colmatación Falla Estructural Inestabilidad Geológica

7.5

No. 328 304 150 309 86 30 125 33 17 28 30 1

% 100% 93% 46% 94% 26% 9% 38% 10% 5% 9% 9% 0%

Punto Crítico por Sedimentación Sedimentación

Se presentan otros puntos de acumulación de sedimentos en las desembocaduras de los canales principales a la Cienaga de la Virgen, principalmente el canal Ricaurte (Colinda entre el Barrio Olaya sector Ricaurte y Olaya sector Central Carrera 60A.



38


8 PREDIMENSIONAMIENTO DE LOS CANALES DE LA CUENCA CUENCA DEL DEL CANAL CANAL RICAURTE La cuenca del canal Ricaurte es la de mayor extensión, cuenta con varios canales tributarios que llevan la escorrentía superficial a un canal principal, canal Chepa; entre los canales se encuentran el canal Las Gaviotas, canal San Pedro, canal Chiquinquirá, canal Blas de Lezo y canal Chepa. 8.1

Canal Chiquinquirá

En la fase de Diagnóstico se determinó que el canal Chiquinquirá no tiene capacidad para evacuar caudales para periodos de retorno de 2 años entre las abscisas K0+000 y K0+165.37. En la Tabla 21 se presentan la alternativa de diseño del canal para un periodo de retorno de 10 años. Tabla 21. Pre dimensionamiento del Canal Chiquinquirá Tipo de estructura Cana Canall Trap Trapez ezoi oidal d al

Tipo de Materi al de Recubrimiento Conc Concre reto to

ABSCISA Inicial F inal K0+000,00 K0+165,37

Longi tud m 165,37

Caud al Diseño m3/s 2, 32

Gradiente % 0,34831

Rugosidad M anni ng n 0,017

Altura H m 0,90

Ancho Can al m 2,50

Tal ud z 1,50

Tirante y m 0,44

Area Hidrául ica m2 1, 38

R adi o Hi dráulico m 0,34

Velocidad m/s 1,68

Ancho Superfi ci al m 5,20

Bor de Libre m 0,46

6

5

) 4 m . m . n . 3 s . m ( a 2 t o C

1

0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Longitud (m) H om om br bro Izqu ie ie rd rdo

Fon do do

H om om br bro D er ere ch ch o

Fo nd ndo d e Di se señ o

Ho mb mbro de D is is eñ eño

Figura 9. Perfil del Canal Chiquinquirá



39

Peri odo Retor no años 10


8.2

Canal Las Gaviotas

En la fase de Diagnóstico se determinó que el canal tiene capacidades para evacuar caudales para periodos de retorno superiores a 100 años. Para el canal Las Gaviotas no fue necesario hacer un pre dimensionamiento, la capacidad del canal se presenta en la Tabla 22 y el perfil del mismo en la Figura 5. Tabla 22. Geometría y Capacidad Canal Las Gaviotas Abscisa Inicial K0+000,00

Fina l K0+762,80

Tipo de Sección Trapezoidal

Longitud

Gradiente

Ba s e

Talud (z)

m 762,8

(m/m) 0 ,0 0 7 2

B (m) 3 ,6 4

Izquierdo 0,72

D ere c h o 0,84

Ancho Superficial T (m) 5,14

M a n ning n 0 ,0 1 7

Tirante

Área

y (m) 0,91

m^2 3,96

Radio Hidráulico m 0,67

Veloc Velocid idad ad

Capa Capacid cidad ad

V (m/s) 3,79

Q (m^3/s) 1 5 ,0 2

Periodo de Retorno a ños Mayor a 100

10 9 8 ) m . n . s . m ( a t o C

7 6 5 4 3 2 1 0 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Longitud (m)

Hombr mbro Izqui zquier erdo do

Fond Fondoo

Hombr ombroo Derec erecho ho

Figura 10. Perfil del Canal Las Gaviotas

8.3

Canal Blas de Lezo

En la fase de Diagnóstico se determinó que el canal Blas de Lezo no tiene capacidad para evacuar caudales para periodos de retorno de 2 años en toda su longitud. En la Tabla 23 se presentan las diferentes alternativas de diseño del canal, donde se varían las secciones transversales y los tipos de recubrimiento para un periodo de retorno de 10 años.



40


Tabla 23. Pre dimensionamiento del Canal Blas de Lezo Canal Canal Trap Trapez ezoi oidal d al Cana Canall Recta Rectang ngul ular ar Canal Canal Trap Trapez ezoi oidal d al Canal Canal Trap Trapez ezoi oidal d al

Tipo de Material de Recubrimiento Concr Concret etoo Concr Concret etoo Concr Concret etoo Concr Concret etoo

Inicial K0+000,00 K0+000,00 K0+100,00 K0+100,00 K0+500,00 K0+500,00 K0+800,00 K0+800,00

Final K0+100,00 K0+100,00 K0+500,00 K0+500,00 K0+800,00 K0+800,00 K1+144,57 K1+144,57

Cana Canall Recta Rectang ngul ular ar Cana Canall Recta Rectang ngul ular ar Cana Canall Recta Rectang ngul ular ar Cana Canall Recta Rectang ngul ular ar

Concr Concret etoo Concr Concret etoo Concr Concret etoo Concr Concret etoo

K0+000,00 K0+000,00 K0+100,00 K0+100,00 K0+500,00 K0+500,00 K0+800,00 K0+800,00

K0+100,00 K0+100,00 K0+500,00 K0+500,00 K0+800,00 K0+800,00 K1+144,57 K1+144,57

Tipo de estructura

Longitud

ABSCISA

Gradiente

m 100 400 300 344,57

Caudal Diseño m3/s 13,57 13,57 13,57 13,57

Altura H m 0,90 0,80 0,70 0,70

Ancho Canal m 4,73 6,00 6,56 3,35

Talud z

% 0,500 0,760 0,613 0,862

Rugosidad Manning n 0,017 0,017 0,017 0,017

100 400 300 344,57

13,57 13,57 13,57 13,57

Area Hidráulica m2

Radio Hidráulico m

Velocidad m/s

Ancho Superficial m

1,00 0,00 2,00 2,00

Tirante y m 0 ,8 0 0 ,6 6 0 ,6 0 0,60

4,42 3,98 4,65 2,73

0,63 0,54 0,50 0,45

3,07 3,41 2,92 3,22

6,33 6,00 8,96 5,75

Borde Libre m 0,10 0,14 0,10 0,10

0,500 0,760 0,613 0,862

0,017 0,017 0,017 0,017

0,90 0,80 0,70 0,70

5,59 6,00 7,61 4,42

0,00 0,00 0,00 0,00

0 ,8 0 0 ,6 6 0 ,6 0 0,60

4,47 3,98 4,56 2,65

0,62 0,54 0,52 0,47

3,03 3,41 2,97 3,31

5,59 6,00 7,61 4,42

0,10 0,14 0,10 0,10

16 14 ) . m . n . s . m ( a t o C

12 10 8 6 4 2 0 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Longitud (m) Hombr mbro Izqu zquier ierdo

Fon Fondo

Hombr mbro Derecho cho

Fon Fondo de Dise iseño

Hombr mbro de Dise iseño

Figura 11. Perfil del Canal Blas de Lezo

8.4

Canal San Pedro

En la fase de Diagnóstico se determinó que el canal San Pedro no tiene capacidad para evacuar caudales para periodos de retorno de 2 años en toda su longitud. En la Tabla 24 se presentan las diferentes alternativas de diseño del canal, donde se varían las secciones transversales y los tipos de recubrimiento para un periodo de retorno de 10 años.



41


Tabla 24. Pre dimensionamiento del Canal San Pedro Final K0+166.64 K0+166.64 K0+721.20 K0+721.20 K2+194.80 K2+194.80

m 166.64 554.56 1473.6

% 0.2880 0.2290 0.3766

R u g o s id a d Manning n 0.017 0.017 0.017

Altura H m 1.20 1.20 1.20

Ancho C a na l m 16 1 6.15 18 18.09 11 1 1.78

T a lu d Z

Inicial K0+000.00 K0+000.00 K0+166.64 K0+166.64 K0+721.20 K0+721.20

Ca uda l Diseño m3/s 50 .60 50 .60 42 .25

Gradiente

Canal Canal Trap Trapez ezoi oida dall Canal Canal Trap Trapez ezoi oida dall Canal Canal Trap Trapez ezoi oida dall

Tipo de Material de Recubrimiento Concr Concreto eto Concr Concreto eto Concr Concreto eto


Concr Concreto eto Concr Concreto eto Concr Concreto eto

K0+000.00 K0+000.00 K0+166.64 K0+166.64 K0+721.20 K0+721.20

K0+166.64 K0+166.64 K0+721.20 K0+721.20 K2+194.80 K2+194.80

166.64 554.56 1473.6

50 .60 50 .60 42 .25

0.2880 0.2290 0.3766

0.017 0.017 0.017

1.20 1.20 1.20

Cana Canall Recta Rectang ngul ular ar Cana Canall Recta Rectang ngul ular ar Cana Canall Recta Rectang ngul ular ar

Conc Concre reto to Conc Concre reto to Conc Concre reto to

K0+000.00 K0+000.00 K0+166.64 K0+166.64 K0+721.20 K0+721.20

K0+166.64 K0+166.64 K0+721.20 K0+721.20 K2+194.80 K2+194.80

166.64 554.56 1473.6

50 .60 50 .60 42 .25

0.2880 0.2290 0.3766

0.017 0.017 0.017



K0+000.00 K0+000.00 K0+166.64 K0+166.64 K0+721.20 K0+721.20

K0+166.64 K0+166.64 K0+721.20 K0+721.20 K2+194.80 K2+194.80

166.64 554.56 1473.6

50 .60 50 .60 42 .25

0.2880 0.2290 0.3766



K0+000.00 K0+000.00 K0+166.64 K0+166.64 K0+721.20 K0+721.20

K0+166.64 K0+166.64 K0+721.20 K0+721.20 K2+194.80 K2+194.80

166.64 554.56 1473.6

50 .60 50 .60 42 .25



K0+000.00 K0+000.00 K0+166.64 K0+166.64 K0+721.20 K0+721.20

K0+166.64 K0+166.64 K0+721.20 K0+721.20 K2+194.80 K2+194.80

166.64 554.56 1473.6



K0+000.00 K0+000.00 K0+166.64 K0+166.64 K0+721.20 K0+721.20

K0+166.64 K0+166.64 K0+721.20 K0+721.20 K2+194.80 K2+194.80



K0+000.00 K0+000.00 K0+166.64 K0+166.64 K0+721.20 K0+721.20



K0+000.00 K0+000.00 K0+166.64 K0+166.64 K0+721.20 K0+721.20

Tipo de estructura

Area Hidráulica m2 17.15 19.09 12.78

R a d io Hidráulico m 0.90 0.91 0.87

Velocidad

1.00 1.00 1.00

Tirante y m 1.00 1.00 1.00

m/s 2.95 2.65 3.30

Ancho Superficial m 18.15 1.00 13.78

Borde Libre m 0.20 0.20 0.20

Periodo Retorno años 10 10 10

15 1 5.80 17 17.76 11 1 1.42

1.50 1.50 1.50

1.00 1.00 1.00

17.30 19.26 12.92

0.89 0.90 0.86

2.92 2.63 3.26

18.80 1.00 14.42

0.20 0.20 0.20

10 10 10

1.20 1.20 1.20

17 1 7.25 19 19.20 12 1 2.87

0.00 0.00 0.00

1.00 1.00 1.00

17.25 19.20 12.87

0.90 0.91 0.87

2.93 2.64 3.28

17.25 1.00 12.87

0.20 0.20 0.20

10 10 10

0.017 0.017 0.017

1.40 1.40 1.40

11 1 1.91 13 13.37 8.67

1.00 1.00 1 .00

1.20 1.20 1.20

15.74 17.48 11.85

1.03 1.04 0.98

3.22 2.89 3.57

14.31 1.00 11.07

0.20 0.20 0.20

10 10 10

0.2880 0.2290 0.3766

0.017 0.017 0.017

1.40 1.40 1.40

11 1 1.49 12 12.94 8.23

1.50 1.50 1 .50

1.20 1.20 1.20

15.94 17.69 12.03

1.01 1.02 0.96

3.17 2.86 3.51

15.09 1.00 11.83

0.20 0.20 0.20

10 10 10

50 .60 50 .60 42 .25

0.2880 0.2290 0.3766

0.017 0.017 0.017

1.40 1.40 1.40

13 1 3.22 14 14.68 9.97

0.00 0.00 0 .00

1.20 1.20 1.20

15.86 17.61 11.96

1.02 1.03 0.97

3.19 2.87 3.53

13.22 1.00 9.97

0.20 0.20 0.20

10 10 10

166.64 554.56 1473.6

50 .60 50 .60 42 .25

0.2880 0.2290 0.3766

0.017 0.017 0.017

1.70 1.70 1.70

8.14 9.15 5.85

1 .00 1 .00 1 .00

1.50 1.50 1.50

14.46 15.98 11.02

1.17 1.19 1.09

3.50 3.17 3.83

11.14 1.00 8.85

0.20 0.20 0.20

10 10 10

K0+166.64 K0+166.64 K0+721.20 K0+721.20 K2+194.80 K2+194.80

166.64 554.56 1473.6

50 .60 50 .60 42 .25

0.2880 0.2290 0.3766

0.017 0.017 0.017

1.70 1.70 1.70

7.57 8.59 5.27

1 .50 1 .50 1 .50

1.50 1.50 1.50

14.73 16.27 11.28

1.14 1.16 1.06

3.44 3.11 3.74

12.07 1.00 9.77

0.20 0.20 0.20

10 10 10

K0+166.64 K0+166.64 K0+721.20 K0+721.20 K2+194.80 K2+194.80

166.64 554.56 1473.6

50 .60 50 .60 42 .25

0.2880 0.2290 0.3766

0.017 0.017 0.017

1.70 1.70 1.70

9.75 10 10.78 7.45

0 .00 0.00 0 .00

1.50 1.50 1.50

14.63 16.17 11.18

1.15 1.17 1.07

3.46 3.13 3.78

9.75 1.00 7.45

0.20 0.20 0.20

10 10 10

ABSCISA

Longitud

14 12 ) . m . n . s . m ( a t o C

10 8 6 4 2 0 0

500

1000

1500

2000

2500

Longitud (m) Hombro Iz qu qui er erdo

Fondo

Hom br bro Derec ho ho

Fondo de Di se seño

Hombro de Dis eñ eño

Figura 12. Perfil del Canal San Pedro



42


8.5

Canal Ricaurte

En la fase de Diagnóstico se determinó que el canal Ricaurte (incluye canal Chepa) tiene capacidad para evacuar caudales para periodos de retorno inferiores a 5 años en toda su longitud. En la Tabla 26 se presentan las diferentes alternativas de diseño del canal, donde se varían las secciones transversales y los tipos de recubrimiento para un periodo de retorno de 25 años. Tabla 25. Pre dimensionamiento del Canal Ricaurte Tipo de estructura

Tipo de Material de de Recubrimiento

Canal Trap ezoi dal Canal Trap ezoi dal Canal Trap ezoi dal Canal Trap ezoi dal

Concreto Concreto Concreto Concreto

Ini cial K0 +000 .00 K0 +700 .00 K1 +100 .00 K1 +890 .00

Fina l K 0+70 0.00 K 1+10 0.00 K 1+89 0.00 K 2+56 8.00

m 7 00.00 4 00.00 7 90.00 6 78.00



K0 +000 .00 K0 +700 .00 K1 +100 .00 K1 +890 .00

K 0+70 0.00 K 1+10 0.00 K 1+89 0.00 K 2+56 8.00

Cana l Rectangu lar Cana l Rectangu lar Cana l Rectangu lar Cana l Rectangu lar


K0 +000 .00 K0 +700 .00 K1 +100 .00 K1 +890 .00

K 0+70 0.00 K 1+10 0.00 K 1+89 0.00 K 2+56 8.00

) . m . n . s . m ( a t o C

8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3

0

ABSCISA

Longitud

Caudal Diseño m3/s

Gradiente

Altura H m

Ancho Canal m

Talud z

%

Rugosidad Manning n

75.20 75.20 75.20 59.70

0.084 0.103 0.101 0.200

0 .0 1 7 0 .0 1 7 0 .0 1 7 0 .0 1 7

1.80 1.80 1.80 1.80

22.0 5 19.9 5 20.0 8 11.0 5

1 .5 0 1 .5 0 1 .5 0 1 .5 0

7 00.00 4 00.00 7 90.00 6 78.00

75.20 75.20 75.20 59.70

0.084 0.103 0.101 0.200

0 .0 1 7 0 .0 1 7 0 .0 1 7 0 .0 1 7

1.80 1.80 1.80 1.80

22.5 7 20.4 7 20.6 0 11.5 9

7 00.00 4 00.00 7 90.00 6 78.00

75.20 75.20 75.20 59.70

0 .084 0 .103 0 .101 0 .200

0 .0 1 7 0 .0 1 7 0 .0 1 7 0 .0 1 7

1.80 1.80 1.80 1.80

24.22 22.12 22.24 13.24

Tirante y m

Ar Area Hidráulica m2

Radio Hidráulico m

Velocidad m/s

Area Hidráulica2 m2

Borde Libre

1 .5 0 1 .5 0 1 .5 0 1 .5 0

3 6 .4 5 3 3 .3 0 3 3 .4 9 1 9 .9 6

1 .3 3 1 .3 1 1 .3 1 1 .2 1

2 .06 2 .26 2 .25 2 .99

36.46 33.30 33.48 19.96

m 0.30 0.30 0.30 0.30

1 .0 0 1 .0 0 1 .0 0 1 .0 0

1 .5 0 1 .5 0 1 .5 0 1 .5 0

3 6 .1 1 3 2 .9 6 3 3 .1 5 1 9 .6 4

1 .3 5 1 .3 3 1 .3 3 1 .2 4

2 .08 2 .28 2 .27 3 .04

36.11 32.96 33.14 19.66

0.30 0.30 0.30 0.30

25 25 25 25

0.0 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0

1.50 1.50 1.50 1.50

36 .34 33 .18 33 .37 19 .86

1. 33 1. 32 1. 32 1. 22

2.07 2.27 2.25 3.01

36.32 33.17 33.36 19.84

0 .3 0 0 .3 0 0 .3 0 0 .3 0

25 25 25 25

100 200 300 300 400 500 600 600 700 800 900 900 1000 1000 1100 1100 1200 1200 1300 1300 1400 1400 1500 1500 1600 1600 1700 1700 1800 1800 190 19000 2000 2000 2100 2100 2200 2200 2300 2300 2400 2400 250 25000 2600 2600 2700 2700

Longitud (m) Ho mb mbr o Izq ui ui erd o

Fo nd nd o

Ho mb mbro Derec h o

Fo nd nd o d e Di s eñ o

Ho mb mbro d e Di s eñ o

Figura 13. Perfil del Canal Ricaurte



43

Periodo Retorno años 25 25 25 25


9 RESUMEN DEL PREDIMENSIONAMIENTO PREDIMENSIONAMIENTO DE LOS CANALES CANALES DE DE LA CUENCA DEL CANAL RICAURTE En la fase de Diagnóstico se determinó que el canal Ricaurte (incluye canal Chepa) tiene capacidad para evacuar caudales para periodos de retorno inferiores a 5 años en toda su longitud. En la Tabla 26 se presentan las diferentes alternativas de diseño del canal, donde se varían las secciones transversales y los tipos de recubrimiento para un periodo de retorno de 25 años. Tabla 26. Resumen Pre dimensionamiento del Canal Ricaurte Tipo de estructura

Tipo de Material de de Recubrimiento

ABSCISA

Longitud

Fina l K 0+70 0.00 K 1+10 0.00 K 1+89 0.00 K 2+56 8.00

m 7 00.00 4 00.00 7 90.00 6 78.00

Caudal Diseño m3/s

Gradiente

Rugosidad Manning n

Altura H m

Ancho Canal m

Talud z

%

75.20 75.20 75.20 59.70

0.084 0.103 0.101 0.200

0 .0 1 7 0 .0 1 7 0 .0 1 7 0 .0 1 7

1.80 1.80 1.80 1.80

22.0 5 19.9 5 20.0 8 11.0 5

1 .5 0 1 .5 0 1 .5 0 1 .5 0

Tirante y m

Ar Area Hidráulica m2

Radio Hidráulico m

Velocidad m/s

Area Hidráulica2 m2

Borde Libre

1 .5 0 1 .5 0 1 .5 0 1 .5 0

3 6 .4 5 3 3 .3 0 3 3 .4 9 1 9 .9 6

1 .3 3 1 .3 1 1 .3 1 1 .2 1

2 .06 2 .26 2 .25 2 .99

36.46 33.30 33.48 19.96

m 0.30 0.30 0.30 0.30

Periodo Retorno años



Ini cial K0 +000 .00 K0 +700 .00 K1 +100 .00 K1 +890 .00



K0 +000 .00 K0 +700 .00 K1 +100 .00 K1 +890 .00

K 0+70 0.00 K 1+10 0.00 K 1+89 0.00 K 2+56 8.00

7 00.00 4 00.00 7 90.00 6 78.00

75.20 75.20 75.20 59.70

0.084 0.103 0.101 0.200

0 .0 1 7 0 .0 1 7 0 .0 1 7 0 .0 1 7

1.80 1.80 1.80 1.80

22.5 7 20.4 7 20.6 0 11.5 9

1 .0 0 1 .0 0 1 .0 0 1 .0 0

1 .5 0 1 .5 0 1 .5 0 1 .5 0

3 6 .1 1 3 2 .9 6 3 3 .1 5 1 9 .6 4

1 .3 5 1 .3 3 1 .3 3 1 .2 4

2 .08 2 .28 2 .27 3 .04

36.11 32.96 33.14 19.66

0.30 0.30 0.30 0.30

25 25 25 25

Cana l Rectangu lar Cana l Rectangu lar Cana l Rectangu lar Cana l Rectangu lar


K0 +000 .00 K0 +700 .00 K1 +100 .00 K1 +890 .00

K 0+70 0.00 K 1+10 0.00 K 1+89 0.00 K 2+56 8.00

7 00.00 4 00.00 7 90.00 6 78.00

75.20 75.20 75.20 59.70

0 .084 0 .103 0 .101 0 .200

0 .0 1 7 0 .0 1 7 0 .0 1 7 0 .0 1 7

1.80 1.80 1.80 1.80

24.22 22.12 22.24 13.24

0.0 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0

1.50 1.50 1.50 1.50

36 .34 33 .18 33 .37 19 .86

1. 33 1. 32 1. 32 1. 22

2.07 2.27 2.25 3.01

36.32 33.17 33.36 19.84

0 .3 0 0 .3 0 0 .3 0 0 .3 0

25 25 25 25



44

25 25 25 25


10 PRESUPUESTO DEL CANAL DE LA CUENCA DEL CANAL CANAL RICAURTE EN EL BARRIO LA PLAZUELA CONSTRUCCI N DE CANAL DE AGUAS PLUVIALES LA PLAZUELA ALCALDÍA MAYOR DE CARTAGENA CANAL TRAPEZOIDAL 9,3 X 5,9 X 1,7 m EN CONCRETO I TEM

1 1,1 1,2

D ESCRI PCI ÓN

PRE PRELIMI LIMINA NARE RESS Localización y Replanteo Limpieza y Descapote

UN D

ML ML

CAN TI DAD

370,00 370,00

VR UN I TARI O

$ 1.800 $ 10.300

SUBTOTAL SUBTOTAL PRELI PRELI MI NARES

2 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,06 2,07

CONS CONSTR TRUC UCCI CIO ON DE ESTRUCTURA Excavación a Maquina Retiro de Material Sobrante Demolicion y retiro de estructura existente (canal) Relleno en material seleccionado Solado en Concreto de 2500 PSI (e=0,05m) Concreto de 3000 PSI (Incluye Formaleta) Acero 60000 PSI Relocalizacion de redes

M3 M3 M2 M3 M2 M3 KG GL

4695,00 3437,30 2109,00 1021,00 2220,00 632,00 50560,00 1,00

$ 16.800 $ 17.222 $ 20.400 $ 55.000 $ 28.945 $ 46 460.000 $ 4.100 $ 20.000.000

$ 78.876.000,0 $ 43.023.600,0 $ 59.197.944,4 $ 56.155.000,0 $ 64.258.788,0 $ 29 290.720.000,0 $ 207.296.000,0 $ 20.000.000,0

$ 819.527.332,4

VALOR DE LA OFERTA SIN (A.U.I.) ADMINISTRACION UTILIDAD IMPREVISTOS VALOR TOTAL DE LA OFERTA SIN IVA

9,00% 10,00% 6,00%

IVA (SOBRE UTILIDAD)

16,00%


$ 666.000,0 $ 3.811.000,0 $ 4.477.000,0

SUBTOTAL CONSTRUCCION DE ESTRUCTURA ESTRUCTURA

TOTAL COSTOS DE LA OBRA INCLUIDO IVA

VR TOTAL

$ 824.004.332,4

$ 74.160.389,9 $ 82.400.433,2 $ 49.440.259,9 $ 1.030.005.415,6

$ 13.184.069,3 $ 1.043.189.484,9


45


CONSTRUCCI N DE CANAL DE AGUAS PLUVIALES LA PLAZUELA ALCALDÍA MAYOR DE CARTAGENA CANAL RECTANGULAR 7,5 X 1,7 m EN CONCRETO I TEM

1 1,1 1,2

D ESCRI PCI ÓN

PRE PRELIMI LIMINA NARE RESS Localización y Replanteo Limpieza y Descapote

UN D

ML ML

CAN TI DAD

370,00 370,00

VR UN I TARI O

$ 1.800 $ 10.300

SUBTOTAL SUBTOTAL PRELI PRELI MI NARES

2 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,07 2,08

CONS CONSTR TRUC UCCI CIO ON DE ESTRUCTURA Excavación a Maquina Retiro de Material Sobrante Demolicion y retiro de estructura existente (canal) Relleno en material seleccionado Solado en Concreto de 2500 PSI (e=0,05m) Concreto de 3000 PSI (Incluye Formaleta) Acero 60000 PSI Relocalizacion de redes

$ 666.000,0 $ 3.811.000,0 $ 4.477.000,0

M3 M3 M2 M3 M2 M3 KG GL

4607,00 4607,00 2109,00 1000,00 2960,00 700,00 56000,00 1,00

$ 16.800 $ 17.222 $ 20.400 $ 55.000 $ 28.945 $ 46 460.000 $ 4.100 $ 20.000.000

SUBTOTAL CONSTRUCCION DE ESTRUCTURA ESTRUCTURA

VALOR DE LA OFERTA SIN (A.U.I.) ADMINISTRACION

VR TOTAL

$ 77.397.600,0 $ 79.342.777,8 $ 79.342.777,8 $ 55.000.000,0 $ 85.678.384,0 $ 32 322.000.000,0 $ 229.600.000,0 $ 20.000.000,0

$ 948.361.539,6 $ 952.838.539,6

9,00%

$ 85.755.468,6

UTILIDAD IMPREVISTOS VALOR TOTAL DE LA OFERTA SIN IVA

10,00% 6,00%

$ 95.283.854,0 $ 57.170.312,4

IVA (SOBRE UTILIDAD)

16,00%

TOTAL COSTOS DE LA OBRA INCLUIDO IVA


$ 1.191.048.174,4

$ 15.245.416,6 $ 1.206.293.591,1


46


11 CONCLUSIONES En la vertiente de la ciénaga de la Virgen el área rural representa el 80% del total del área de drenaje de la ciudad de Cartagena y el área urbana el 4%. Los canales de mayor importancia en cuanto a drenajes e inundaciones históricas en la cuenca urbana de la ciénaga de la Virgen son los arroyos Ricaurte, Chiamaría y Tabú. Más del 85% de la longitud de los canales principales de la ciudad (con el 88% del área de drenaje urbano) no son capaces de transportar caudales correspondientes a periodos de retorno de 10 años (mínimo recomendado por el RAS 2000). El problema de mayor importancia se hace visible en el 83% de la longitud de los canales (con un área del 87% del área urbana de drenaje), donde estos, funcionando totalmente llenos, no tienen capacidad para transportar caudales con periodos de retorno de 2 años. De este modo se estiman en la ciudad por lo menos 49 puntos críticos (o puntos de control hidráulico) en los cuales se presentaran inundaciones en periodos menores a dos años, como consecuencia de los desbordamientos en los canales directores del drenaje. La administración distrital y los particulares no poseen claridad sobre los límites físicos de los canales, en lo referente a límites de bien público y de bien privado, así como las regulaciones para su uso. La cuenca del canal Ricaurte presenta costos que ascienden a $ 9.049.112.029.oo de pesos anuales. Se ha estimado que de las pérdidas anuales causadas por inundación, las viviendas representan el 53%, las unidades económicas el 19%, los medios de transporte el 22% y las pérdidas por afectaciones de las instituciones del distrito se han estimado en el 3% del costo anual. Del estudio socioeconómico del Plan Maestro de Drenajes se determinó que las áreas vecinas a los canales, comprendidos por los barrios La Plazuela, El Socorro y San Pedro, son las que sufren mayores pérdidas económicas en el distrito de Cartagena de Indias. Por esta razón se recomienda que la solución en esta zona se dé de forma integral y se realice un diseño de todo el sistema de drenaje en conjunto. Teniendo en cuenta que las mejoras que se puedan realizar en el sistema de drenaje de los barrios La Plazuela, El Socorro y San Pedro, se debe prever el incremento de los caudales actuales en los barrios que se encuentran comprendidos desde el barrio Los Alpes hasta la desembocadura del Canal Ricaurte en la Ciénaga de la Virgen, por lo que se recomienda una revisión del funcionamiento del canal teniendo en cuenta los diseños definitivos aguas arriba del mismo. Con esto se busca no trasladar el problema de un lugar a otro, sin poder obtener una solución al sistema de drenajes de la cuenca.



47

ESTUDIOS Y DISEÑOS DE LA CUENCA DEL CANAL RICAURTE EN LA PLAZUELA

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