HIDROLOGIA - shaura

ESTUDIO HIDROLOGIC HIDROLOGICO O

ESTUDIO DE HIDROLOGIA Y DRENAJE

UBICACIÓN: REGION

: PASCO

PROVINCIA

: PASCO

DISTRITO

: PALLANCHACRA

LOCALIDAD : ENTRE ENTRE EL ANEXO FUNDICION Y EL CENTRO POBALDO DE LA MERCED DE JARRIA.

Agosto del 2017


CONTENIDO 1.- GENERALIDADES 1.1. Ubicación del Proyecto 1.2. Alcance del Trabajo 2.- OBJETIVOS 2.1. Objetivos Generales 2.2. Objetivos Específicos 3.- ANTECEDENTES 4.- CARTOGRAFIA 4.1. Cartografía y Topográfica y Meteorología 4.2. Ubicación y Cuenca de Interés 5.- HIDROGRAFIA 6.- ESTUDIO DE LA MICROCUENCA HIDROGRAFICA 6.1.- Generalidades 6.2.- Caracterización Geomorfológica de la Microcuenca Riachuelos 6.2.1.- Factor Relieve de la Microcuenca 6.2.2.- Parámetros de Forma de la Microcuenca 6.2.3.- Características Hidráulicas del Cauce 6.2.3.- Parámetro de la Red Hidrográfica 7.- INFORMACION METEREOLOGICA 7.1.- Climatología 7.1.1.- Clima de Ceja de Selva 7.2.- Parámetros Climáticos 7.2.1.- Precipitación 7.2.2.- Temperatura 7.3.- Análisis de Eventos Hidrometeorológicos 7.4.- Clasificación Climática 8.- ANALISIS HIDROLOGICO 8.1.- Información Básica a. Información Cartográfica b. Información Pluviométrica c. Información Hidrométrica 8.2.- Hidrología Estadística 8.2.1.- Distribución de Frecuencia Gumbel 8.2.2.- Distribución de Frecuencia Tipo Log Normal


8.2.3.- Distribución de Frecuencia Tipo Log Pearson Tipo III 8.2.4.- Precipitación de Diseño 8.2.5.- Salidas de Programas HIDROESTA 8.2.6.- Caudales

9.- RECONOCIMIENTO DE CAMPO 9.1.- Inventario de Estructuras Existentes y proyectadas en Curso Definidos 9.2.- Inventario de Estructuras en Cuencas Principales 10.- CONCLUSIONES 12.- ANEXO 16.1.- Plano de Cuencas

ESTUDIO HIDROLOGICO

1.- GENERALIDADES El estudio se inicia con la recopilación de información básica disponible tanto en gabinete como en campo relacionada a aspectos hidrometeorológicos,

hidráulicos,

topográficos,

morfológicos,

sedimentológicos y otros, que permitan plantear la metodología de trabajo adecuada con el objeto de determinar los procesos hidráulicos de los ríos en el área de interés. El trabajo de campo desarrollado por el Consultor, resulta de fundamental importancia pues ha permitido apreciar "in situ" la probabilidad de ocurrencia de diversos caudales en función a indicadores físicos presentes en el área de interés, tales como marca de máximos niveles de agua ocurridos, variación del cauce de los ríos, etc.; asimismo, ha permitido caracterizar las bondades del lecho del río ante procesos de mecánica fluvial y erosión y finalmente el recojo de

información

relacionada

a

aspectos

topográficos

y

sedimentológicos Con los datos disponibles colectados tanto en campo como en gabinete se procede al cálculo de los principales indicadores hidráulicos y de mecánica fluvial de un río, tales como: caudales máximos, velocidades medias velocidades erosivas, socavación general, socavación local, socavación total, capacidad de arrastre, capacidad de transporte de sedimentos y determinación del cauce de equilibrio. Con los indicadores antes citados y el criterio ingenieril adquirido por el Consultor en el desarrollo de trabajos similares y sustentado con la

ESTUDIO HIDROLOGICO

visita de campo efectuada en el mes de Agosto del 2017, se procede a seleccionar la profundidad mínima de cimentación por efectos de socavación, la protección necesaria en el lecho del río para disminuir los efectos de erosión y las necesidades de encauzamiento en la zona.

1.1.- UBICACIÓN DEL PROYECTO El tramo de carretera motivo del presente Estudio, se encuentra ubicado en la Región de Pasco, Provincia de Pasco y Distrito de Huariaca entre el Bario Santa Rosa - Shaura, la cual se desarrolla entre los 3 363 msnm.

1.2- ALCANCE DEL TRABAJO El programa de estudios debe considerar la recolección de información, los trabajos de campo y los trabajos de gabinete, cuya cantidad y alcance será determinado en base a la envergadura del proyecto, en términos de longitud y el nivel de riesgo considerado. Este capítulo trata temas relacionados a las metodologías que permiten estimar los caudales de diseño de las obras que constituyen el sistema de drenaje proyectado de la carretera (drenaje superficial y subterráneo). El estudio hidrológico e hidráulico comprenderá de los siguientes: 

Visita de campo; reconocimiento del lugar tanto en la zona de cruce como de la cuenca global e inventario de obras de arte mayores y menores existentes a lo largo de la vía, señalando su ubicación (progresivas), tipo, material, dimensión hidráulica (luz, altura) describir el estado hidráulico actual de cada una de

ESTUDIO HIDROLOGICO

ellas y tratamientos de ser necesarios para su mejoramiento, rehabilitación o reemplazo. 

Recolección meteorológica

y

análisis existente,

de

información

esta

hidrométrica

información

puede

y ser

proporcionada por entidades locales, y nacionales, por ejemplo: SENAMHI, Unidad de Red Hidrometeorológica del GRA, Estaciones Meteorológicas, Ministerio de Agricultura, etc. 

Análisis de consistencia de datos, correlación y regresión.



Caracterización de la cuenca, considerada hasta el cruce del curso del agua, en base a la determinación de las características de respuesta lluvia – escorrentía, y considerando aportes adicionales en la cuenca, se analizará la aplicabilidad de los distintos métodos de estimación del caudal máximo.



Selección de los métodos de estimación del caudal máximo de diseño para diferentes periodos de retorno.



Evaluación de las estimaciones del caudal máximo; elección del resultado que, a criterio ingenieril, se estima confiable y lógico.

2.- OBJETIVOS 2.1- OBJETIVOS GENERALES El objetivo del estudio son establecer las características hidrológicas de los regímenes de las avenidas máximas y extraordinarias, para: Determinar el inventario de las obras de arte mayores y menores existentes a lo largo de la vía y tratamientos de ser necesarios para su mejoramiento, rehabilitación o reemplazo. Realizar los análisis correspondientes a fin de establecer el caudal de diseño para el período de retorno adecuado, cota topográfica que

ESTUDIO HIDROLOGICO

alcanzará la lámina de agua correspondiente, con el propósito de diseño de badenes y alcantarillas.

2.2- OBJETIVOS ESPECIFICOS Entre los objetivos más importantes tenemos: 

Estudio de la climatología de la zona del proyecto. Estudio de la temperatura y evapotranspiración en la cuenca. Estudio de la precipitación en la cuenca, como una base para la modelación matemática precipitación – escorrentía.



Estudio de Cuencas: Reconocimiento global de las cuencas que interceptan y/o inciden en la vía, determinar los parámetros físicos de cada una de ellas (área, longitud del curso principal, pendiente, cobertura vegetal, etc.).



Estudio de campo: Reconocimiento de campo de los aspectos de drenaje existente a lo largo del eje definitivo de la vía; descripción de las obras de arte existentes, requerimiento de obras de drenaje y comportamiento hidrodinámico de los ríos, quebradas o canales de riego que de alguna manera incidirán en la estabilidad de la plataforma vial.



Descripción de obras de drenaje requeridas a nivel transversal, longitudinal; obras de subdrenaje y de protección vial; requerida en las vías en estudio.



Las características hidráulicas y geométricas de las obras de arte (alcantarillas y badenes), así como las obras de encauzamiento. Caracterización hidrológica e hidráulica para diseño de vía.

ESTUDIO HIDROLOGICO

3.- ANTECEDENTES El estudio de la carretera Puente Santa Rosa - Shaura consiste, además de otorgarle una estructura vial adecuada, proporcionarle también un sistema de drenaje funcional que proteja eficientemente la carretera actual, la cual tiene una longitud de 0+000 – 04+790 Km. No pueden descartarse, por otra parte, las probables variaciones de las condiciones naturales de equilibrio en las cuencas colectoras de los cursos hídricos involucrados, ocasionados por cambios en el uso de la tierra o de procesos de deforestación, aguas arriba, o de otros procesos que hayan significado cambios en los caudales o descargas sólidas y líquidas de las mencionadas cuencas. Es así como parte de las fallas observadas e identificadas en las estructuras del sistema de drenaje actual, se explicaría por las variaciones indicadas, ubicándolos dentro de las filosofías aceptadas de variabilidad y temporalidad de las obras de control de cursos hídricos, las que deben ser complementadas y/o modificadas de acuerdo con los resultados ya vistos de la operación, adecuándolos específicamente a cada curso y sector del mismo, en un proceso constante de adaptación y mejoramiento. Se debe agregar que, en el proceso de identificación y evaluación, se ha observado los siguientes posibles orígenes del deterioro de las estructuras y sistemas de drenaje y protección: a) Deterioro por uso normal. b) Deterioro por capacidad insuficiente o carencia de obras de protección en algunas estructuras. Dentro de este aspecto se

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consideran algunas alcantarillas y pontones, cunetas inexistentes y badenes rústicos con curso natural erosionado aguas abajo. c) Falta de mantenimiento u operaciones inadecuadas de disposición de materiales de derrumbes que se encuentran en la estructura o cercana a ella. Dentro de este conjunto resaltan el ensanchamiento del curso de la cuenca de la Quebrada Mosqueta en el sector donde cruza la carretera como consecuencia de los FEN soportados. Igualmente,

las

mantenimiento

escasas

cunetas,

oportuno,

han

colmatadas causado

por

falta

desbordes

de que

comprometieron al pavimento y taludes.

4.- CARTOGRAFIA 4.1- CARTOGRAFIA Y TOPOGRAFICA Y METEOROLOGICA Para efectos del desarrollo del presente estudio, se ha utilizado la siguiente información cartográfica, topográfica y meteorológica: • Carta Nacional del MINEDU a escala 1:100,000 (Cuadrante: 22-n –

Cerro de Pasco – Sub cuenca Alto Huallaga, de la Cuenca del Huallaga). • Planos Topográficos a escala 1:25,000 correspondientes al área del

proyecto. •

Información climatológica y meteorológica de la sierra de

Pallanchacra, Pasco, proporcionado por el SENAMHI.

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4.2- UBICACIÓN Y CUENCA DE INTERES El proyecto vial comprende las microcuencas Rio Condorgaga, que se originan de pequeños Riachuelos que se forman cerca de la vía en estudio, estas se van formando de las precipitaciones fuertes que se generan en la zona encausándose a través de escurrimientos superficiales de la depresión de la microcuenca del área en estudio teniéndose unas cotas de 3 776 msnm máxima. Utilizando la información cartográfica y topográfica mencionada anteriormente, se analiza la microcuenca de interés para el desarrollo del proyecto vial que se encuentra ubicada en la subcuenca del rio Alto Huallaga de la cuenca del rio Huallaga de la Cuenca Hidrográficas del Amazonas. El estudio Hidrológico para la Microcuenca Rio Condorgaga el cual se desplaza cerca de la carretera y uno de sus ramales discurre por unas alcantarillas proyectadas: Baden L= 10.00 X 6.00 el punto de aforo:

a). Ubicación Geográfica: Sub Cuenca del Tingo Palca Altitud

: 3 776 m.s.n.m. (nacimiento de los riachuelos).

UTM

: 581,704.00 E : 8, 815,047.00 N

b). Ubicación Hidrográfica Vertiente

: Atlántico

Cuenca

: Rio Huallaga

Sub cuenca

: Tingo Palca

Microcuenca

: Rio Condorgaga

ESTUDIO HIDROLOGICO

c). Ubicación Política Región/Dpto.

: Pasco

Provincia

: Pasco

Distrito

: Pallanchacra

Fig. N° 01: Ubicación Nacional y Regional del proyecto vial

ESTUDIO HIDROLOGICO

Fig. N° 02: Ubicación Provincial y Distrital del proyecto

Fig. N° 03: Ubicación y Localización del proyecto

ESTUDIO HIDROLOGICO

Fig. N° 04: Mejoramiento de la Carretera del Centro Poblado de Pariamarca – Yanacachi – Nueva Aurora. (Ticlacayan).

ESTUDIO HIDROLOGICO

5.- HIDROGRAFIA El drenaje de la zona en estudio está constituido por numerosas pequeñas quebradas que vierten sus aguas a los riachuelos, el cual constituye el colector natural principal de la zona, formando un drenaje de tipo radial y dendrítico, pertenecientes a la vertiente del Atlántico. El Rio Condorgaga desde sus nacientes hasta el punto de intersección con la carretera tienen una longitud aproximada de 2.50 Km respectivamente, ofreciendo una pendiente promedio de 2.20% en su parte baja, la cual se hace más pronunciada en su parte alta, perteneciente a la zona Frígida de su microcuenca.

6.- ESTUDIO DE LA MICROCUENCA HIDROGRAFICA

ESTUDIO HIDROLOGICO

6.1- GENERALIDADES Para la delimitación, planificación y gestión del Proyecto vial en la Microcuenca,

riachuelos

y

pequeñas

quebradas,

ubicada

aproximadamente a 51.36 mts. del inicio de la carretera y su intersección con la vía generando así la ubicación de varios Puentes. Se empleó la metodología desarrollada del Estudio Hidrológico, el cual constituye un instrumento importante para el diseño de obras de arte de drenaje y evacuación de aguas pluviales y riachuelos. Se iniciará con el estudio de la Microcuenca más importante: Microcuenca del Rio Condorgaga.

6.2-CARACTERIZACION MICROCUENCA “RIO

GEOMORFOLOGICA

DE

LA

CONDORGAGA”.

6.2.1.- FACTOR RELIEVE DE LA MICROCUENCA

a) Área, Perímetro: El área y perímetro de la microcuenca se calculó empleando la Carta Topográfica a escala 1/100,000.

b) Curva Hipsométrica de la Cuenca: La curva hipsométrica es la curva que, puesta en coordenadas rectangulares, representa la relación entre la altitud, y la superficie de la microcuenca que queda sobre esa altitud y por debajo sobre esa altitud. La curva hipsométrica es la curva que, puesta en coordenadas rectangulares, representa la relación

c) Altura Media de la Cuenca:

ESTUDIO HIDROLOGICO

Es la intersección de las dos curvas y que divide a la microcuenca en dos partes iguales; o sea el 50% de la microcuenca está situado por encima de esta altitud y el 50% está situado debajo de ella.

d) Altitud Media Ponderada y Media Simple: Calculadas por las propiedades según se muestra en el cuadro siguiente, del diseño geomorfológico.

e) Polígono de Frecuencia: Es la representación gráfica, de la distribución en porcentaje, de las superficies ocupadas por diferentes altitudes. Fig. N° 05: La Microcuenca Rio Pariamarca en sus dos puntos de aforo.

ESTUDIO HIDROLOGICO

CuadroN°01:CaracterizaciónGeomorfológicamicrocuenca– FactordeRelieve

ESTUDIO HIDROLOGICO

CARACTERIZACION GEOMORFOLOGICA DE LA MICROCUENCA PROYECTO

“MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA DEL CENTRO POBLADO DE PARIAMARCA –YANACACHI – NUEVA

:

UBICACIÓN : ELABORADO :

AURORA, DISTRITO DE TICLACAYAN-PASCO-PASCO, L= 19+430” C.P. PARIAMARCA - TICLACAYAN - PASCO - PASCO M.S.S.S.

1 . 0 . F A C TO R D E R E L I E VE D E M I C R O C U E N C A P A R A L A Q U E B R A D A HUACHIRONE

1.1. DELIMITACION, AREADO Y PERIMETRADO DE LA MICROCUENCA Según la carta digitalizada se obtuvo los siguientes resultados: Area Total de la microcuenca.

A=

28.213 Km2

Perimetro total de la microcuenca delimitada.

P=

45.519 Km

Longitud del cauce principal.

L=

16.09 Km

1.2. CURVA HIPSOMETRICA Ploteando los datos de altitud y las areas parciales acumuladas se da el siguiente grafico:

CURVA HIPSOMETRICA Y ALTITUD MEDIA DE LA

4500

CUENCA A I D E M A T O C

3976 m

AREA POR DEBAJO

AREA POR ENCIMA

3000 0

10

20

30

40

50 % DE AREA

60

70

80

90

100

1.4. ALTITUD MEDIANA DE LA MICROCUENCA (Hm): Intersectando la curva hipsometrica al 50% del area queda:

Hm =

3976 m.s.n.m.

1.5. ALTITUD MEDIA PONDERADA (Hp). Sumatoria areas parciales y cotas medias (ai*ci)

∑ (ai*ci) =

Area de la microcuenca

A=

Altitud media ponderada de la microcuenca

1391.60 Km2*m 28.213 Km2

Hp =

39261.2108 m

1.6 ALTITUD MEDIA SIMPLE (Hmx) Altitud mas baja de la microcuenca

Cmim =

3,776.00 m.s.n.m.

Altitud mas alta de la microcuenca

Cmax =

4,176.00 m.s.n.m.

Altitud media simple de la mi crocuenca

H md =

3976 m.s.n.m.

1.7 POLIGONO DE FRECUENCIA DE AREAS PARCIALES Ploteando las areas parciales e n porcentajes a diferentes altitudes se tiene:

POLIGONO DE FRECUENCIA 10.06

4,176.00 ) m n s

9.08

4,096.00

9.08

m 4,016.00

( D U T I T L A

3,936.00

7.93

3,856.00

7.58 7.22

3,776.00 0.00

2.00

4.00

6.00 AREAS PARCIALES (%)

8.00

10.04 10.16

9.05 9.63 10.17

10.00

12.00

ESTUDIO HIDROLOGICO

6.2.2.- PARAMETROS DE FORMA DE LA MICROCUENCA

a) Rectángulo Equivalente: Es el rectángulo que tiene la misma área y el mismo perímetro que el de la cuenca. En estas condiciones tendrá el mismo K, así mismo como otros parámetros (distribución de alturas, curva hipsométrica, etc.). Esta reducción a las dimensiones de un rectángulo se realiza mediante fórmulas obtenidas. La cuenca es ovalada según los resultados obtenidos de K.

b) Pendiente de la Cuenca: La pendiente de la cuenca, es un parámetro muy importante en el estudio de toda cuenca, tiene una relación muy importante y compleja con la infiltración, la escorrentía superficial, la humedad del suelo, y la contribución del agua subterránea a la escorrentía. Es uno de los factores que controla el tiempo de escurrimiento y concentración de la lluvia en los canales de drenaje, y tiene una importancia directa en relación a la magnitud de las crecidas.

c) Índice de Alargamiento: Este índice propuesto por Horton, relaciona la longitud máxima encontrada en la cuenca, medida en el sentido del río principal y el ancho máximo de ella medido perpendicularmente. Cuando el Índice de alargamiento toma valores muchos mayores a la unidad, se trata seguramente de cuencas alargadas, mientras que

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para valores cercanos a 1, se trata de una cuenca cuya red de drenaje presenta la forma de abanico y puede tenerse un río principal corto. CuadroN°02:ÁreasparcialesadiferentescotasdelaMicrocuencadelos Riachuelos. AREAS ACUMULADAS

AREA PARCIALES

ALTITUD

COTA MENOR

COTA MAYOR

C Media (m)

3,776.00

3,816.00

3796

3,816.00

3,856.00

3,856.00

3,896.00

3,896.00

por Arriba

AREA(Km2)

AREA(%)

Km2

2,034,906.50

2.03

7.22

2.03

7.22

28.19

92.78

3836

2,136,052.23

2.14

7.58

4.17

14.80

26.15

85.20

3876

2,867,232.39

2.87

10.17

7.04

24.97

24.02

75.03

3,936.00

3916

2,234,005.64

2.23

7.93

9.27

32.89

21.15

67.11

3,936.00

3,976.00

3956

2,715,152.09

2.72

9.63

11.99

42.52

18.92

57.48

3,976.00

4,016.00

3996

2,550,892.19

2.55

9.05

14.54

51.57

16.20

48.43

4,016.00

4,056.00

4036

2,865,042.41

2.87

10.16

17.40

61.74

13.65

38.26

4,056.00

4,096.00

4076

2,560,810.28

2.56

9.08

19.96

70.82

10.79

29.18

4,096.00

4,136.00

4116

2,829,484.92

2.83

10.04

22.79

80.86

8.23

19.14

4,136.00

4,176.00

4156

2,559,252.61

2.56

9.08

25.35

89.94

5.40

10.06

4,176.00

4,234.00

4205

2,836,442.98

2.84

10.06

28.19

100.00

2.84

0.00

AREA TOTAL (m2)= AREA TOTAL (Km2)=

AREA(m2)

por debajo

28,189,274.24 28.19

S=

100.00

%

Km2

%

ESTUDIO HIDROLOGICO

CuadroN°03:Formadelacuenca.

ESTUDIO HIDROLOGICO

CARACTERIZACION GEOMORFOLOGICA DE LA MICROCUENCA PROYECTO

: “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA DEL CENTRO POBLADO D E PARIAMARCA –YANACACHI – NUEVA AURORA, DISTRI TO

UBICACIÓN : ELABORADO :

DE TICLACAYAN-PASCO-PASCO, L= 19+430”

C.P. PARIAMARCA - TICLACAYAN - PASCO - PASCO M.S.S.S.

2 . P A R A M E TR O S D E F O R M A D E L A M I C R O C U E N C A

2.1 CALCULO DEL COEFICIENTE DE COMPACIDAD O INDICE DE GRAVELIOUS (Kc)

Area de la microcuenca

A=

28.213 Km2

Perimetro de la microcuenca Indice de compacidad o Gravelious (Calculado)

P=

45.519 Km

Kc =

2.42 Adim

2.2 RECTANGULO EQUIVALENTE TOTAL:

Indice de compacidad o Gravelious (Calculado)

Kc =

Area de la microcuenca:

A =

28.213 Km

2.42 Km2

Lado mayor del rectangulo equivalente: Lado menor del rectangulo equivalente:

L = l =

21.452 Km 1.315 Km

Area del Rectangulo equivalente (A = L*l) :

A =

28.213 Km2

2.3 RECTANGULO EQUIVALENTE DE AREAS PARCIALES:

Areas parciales de la microcuenca a diferentes cotas: Lado menor del rectangulo equivalente: (Estatico)

Ai =

Lados parciales del rectangulo equivalente (Variables)

l

=

Li =

COTA

Ai (Km2)

Li (Km)

210.00

0.00

0.00

3,776.00

0.02

0.04

3,816.00

0.02

0.04

3,856.00 3,896.00

0.03 0.02

0.06 0.05

3,936.00

0.03

0.06

3,976.00 4,016.00

0.03 0.03

0.05 0.06

4,056.00

0.03

0.05

4,096.00 4,136.00

0.03 0.03

0.06 0.05

4,176.00

0.03

0.06

TOTAL

0.28

0.59

cuadro

Km2

1.315

Km

cuadro

Km2


2.4 FACTOR DE FORMA

Lado mayor de l re ctangul o e qui val e nte : Lado me nor de l re ctangul o e qui val e nte : Are a de l a mi crocue nca ri achue l o S/N: Factor de forma de la microcuenca:

L l A Ff

= = = =

H L S S

= = = =

21.452 1.315 0.282 0.061

Km Km Km2 Adim

2.5 PENDIENTE DE CUNETA (S): A. CRITERIO DEL DEL RECATNGULO RECATNGULO EQUIVALENTE:

De sni ve l total de l a mi crocue nca: Longi tud mayor de l re ctangul o e qui val e nte : Pe ndi e nte de l a mi crocue nca:

400.000 m 21.452 Km Km 0.019 m/m 1.86% %

2.6 INDICE DE ALARGAMIENTO

Longi tud de l a mi crocue nca paral e l a al cauce pri nci pal Longitud o ancho medio de la microcuenca Indice de alargamiento alargamiento de la microcuenca

Lc = lc = Ia =

21.452 Km 1.315 Km 16.31

6.2.3.- CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DEL CAUCE

a) Perfil Longitudinal Longitudinal del del Cauce: Cauce: La importancia de conocer el perfil longitudinal del curso principal, radica en que no se proporciona una idea de las pendientes que tiene el cauce, en diferentes diferentes tramos de su recorrido. Se ha tomado de la cota 3 776 m.s.n.m. hasta la cota 4 234 m.s.n.m.


b) Pendiente del Cauce: El conocimiento de la pendiente del cauce principal de la cuenca es un parámetro importante, en el estudio del comportamiento del recurso hídrico, como, por ejemplo, para la determinación de las características óptimas de diseño, o en la solución de problemas de inundaciones. Existen varios métodos para obtener la pendiente del cauce, entre las que se pueden mencionar, Método uniforme.

6.2.4.- PARAMETRO DE LA RED HIDROGRAFICA

a) Densidad de Drenaje: Indica la relación entre la longitud total de los cursos de agua: Efímeros, intermitentes o perennes de una cuenca (Li) y el área total de la misma (A). Valores altos de densidad refleja una cuenca muy bien drenada que debería responder relativamente rápido al influjo de la precipitación, es decir que las precipitaciones influirán inmediatamente sobre las descargas de los ríos (Tiempos de Concentración cortos). Una cuenca con baja densidad de drenaje refleja un área pobremente drenada con respuesta hidrológica muy lenta. Una baja densidad de drenaje es favorecida en regiones donde el material del subsuelo es altamente resistente bajo una cubierta de vegetación muy densa y de relieve plano.


b) Tiempo de Concentración: Concentración: El tiempo que tarda una partícula de agua caída en el punto de la cuenca más alejado en llegar a éste (punto de estudio encuentro Punto de Aforo de la Microcuenca fue calculada mediante el método de Kirpich, California y Temez, como se muestra en el siguiente cuadro adjunto. CuadroN°04:CaracterizaciónGeomorfológica– CuadroN°04:CaracterizaciónGeomorfológica – Característicashidráulicas Característicashidráulicas CARACTERISTICAS GEOMORFOLÓGICA DE LA MICROCUENCA PROYECTO:

“M EJORAMIEN AM IENTO TO DE LA CARRETERA TERA DEL CENTRO POBLADO POBLADO DE PARIAMARCA –YANACACHI – NUEVA AURORA, DISTRITO DE TICLACAYAN-PASCO-PASCO, L= 19+430”

PARIAM ARCA - TICLA CAYAN - PASCO - PASCO UBICACIÓN : C.P. PARIAM

ELABORADO: M.S.S.S.

CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA MICROCUENCA 1. PERFIL LONGITUDINAL

2. PENDIENTE DEL DEL CAUCE : METODO UNIFORME

S = H /L Di f e re nci a de cotas e ntre l os e x tre mos de l cauce Longi tud de l cauce ( Km) P e ndi e nte de l cauce (Cal cul ada) P e ndi e nte de l cauce e n (m/m) Pendiente del cauce cauce en (%)

H L S S

= = = =

S =

458.000 16.900 27.101 0.027

m Km m/Km m/m

2.71% %

ESTUDIO HIDROLOGICO

3. PARAMETROS DE LA RED HIDROGRAFICA

3.1. ORDEN Y LONGITUD DE CORRIENTES

A. Orden de corrientes de microcuenca B. Numero total de corrientes C. Longitud Total de las corrientes (Km)

N° = Nc = Lt =

1° Orden 1 Unid 0.979 Km

Lt = A = Dd =

0.979 Km 0.32 Km2 3.059 Km/Km2

3.2. DENSIDAD DE DRENAJE (Dd.)

Longitud total de las corrientes (Km) Area total de la microcuenca Densidad de drenaje de cuenca 4.3. TIEMPO DE CONCENTRACION (Tc) A. METODO DE KIRPICH

Longitud del cauce principal (Km): Pendiente del cauce principal Tiempo de concentracion según Kirpich

L = S =

0.979 Km 0.027 m/m

Tc =

0.261 Horas

L = S =

0.979 Km 0.027 m/m

Tc =

0.320 Horas

B. METODO DE TEMEZ:

Longitud del cauce principal (Km): Pendiente del cauce principal Tiempo de concentracion según Temez C.TIEMPO DE CONCENTRACION PROMEDIO:

Metodo de Kirpich Metodo de Temez Tiempo de concentracion promedio : Tiempo de concentracion promedio :

Tc1 = Tc2 = Tc = Tc =

0.261 horas 0.320 horas 0.320 horas 19.185 minutos

C) Factor De Forma (F) Expresa la relación, entre el ancho promedio de la cuenca y su longitud, es decir:

ESTUDIO HIDROLOGICO

7.- INFORMACION METEREOLOGICA 7.1.- CLIMATOLOGÍA El clima de la zona es Fría. La zona del proyecto se encuentra tipificada como zona Fría por las constantes lluvias y heladas que presenta esta zona. Las condiciones climatológicas del Centro Poblado de Pariamarca, Yanacachi, Nueva Aurora del distrito de Ticlacayan varían por la inclinación u oblicuidad de la región respecto a la zona, resultan del conjunto de condiciones atmosféricas, temperatura, vientos, lluvias que distinguen a la Localidad y depende más de la cantidad de Frio y

ESTUDIO HIDROLOGICO

lluvia que recibe. El clima es rector de la naturaleza, pues condiciona las producciones agrícolas y ganadera de la zona. Se distingue varios climas como:

7.1.1 CLIMA DE LA SIERRA

a) Clima Semi frígido, lluvioso: Lluvia deficiente en invierno, con humedad relativa calificada como húmeda.

b) Clima Polar, lluvioso Lluvia deficiente en invierno, con humedad relativa calificada como seca.

c) Clima Frio, lluvioso con lluvia deficiente en otoño e invierno, con humedad relativa calificada como húmeda. En la región Puna o Jalca, más de 4000 a 5000 msnm, el clima es frío con escasa humedad. En la región Janca o Cordillera, más de 5000 msnm, el clima es glacial con temperaturas por debajo de 6°C, atmósfera muy seca, precipitaciones de nieve. En general las precipitaciones en la sierra varían de 900 mm a 300 mm.

ESTUDIO HIDROLOGICO

7.2.- RECONOCIMIENTO DE CAMPO SECTORES CRÍTICOS A lo largo de las carreteras, fue necesario hacer una revisión del sistema de drenaje con que cuenta esta vía y evaluar las obras de arte mayor y menor existentes. De esta comprobación realizada se puede determinar que la carretera presenta ciertos lugares críticos de marcada diferencia con el resto de la vía. Estos lugares son los siguientes:

Km 00+110 –

Quebrada Mosqueta

Este sector de vía se encuentra un rio en el cual se muestra variedad de baches impidiendo un adecuado flujo vehicular y paso peatonal.

Foto N°1; se aprecia el cauce de de la Quebrada Mosqueta

ESTUDIO HIDROLOGICO

Foto N°2; se aprecia el paso de rio Condorgaga

Foto N°3; se aprecia el rio Condorgaga aguas arriba desde el eje de la carretera.

Km 03+570 – RIO PARIAMARCA Este sector de vía se encuentra un rio en el cual impide un adecuado flujo vehicular y paso peatonal.

ESTUDIO HIDROLOGICO

Foto N°5; se aprecia el cauce de los riachuelos

7.3.- PARÁMETROS CLIMÁTICOS 7.3.1 PRECIPITACIÓN La precipitación como parámetro de mayor importancia es tomada de dos (02) estaciones meteorológicas, encontrándose muchas de ellas dentro de las cuencas vecinas. Las estaciones que se ubican cercanos a la Microcuenca de la Quebrada Mosqueta, zona característica de la región Sierra Central del Perú. La estación de lluvia en la región, en estos últimos periodos está variando. Por lo general, se inicia en los meses de Setiembre Diciembre con precipitaciones recurrentes (fluctuantes), siendo de intensidad máxima en los meses de Enero a Febrero, prolongándose hasta Marzo en forma intermitente.

ESTUDIO HIDROLOGICO

Cuadro Nº 6: Estaciones Meteorológicas utilizadas IT

ESTACION METEOROLOGICA

UBICACION

LATITUD SUR

LONGITUD OESTE

ALTITUD (msnm)

01

CERRO DE PASCO

CERRO DE PASCO

10° 41' 37''

76° 15' 1''

4260

03

SAN RAFAEL

SAN RAFAEL

10° 19' 45.27''

76° 10' 35.47''

2722

La información pluviométrica consistente y completa a nivel total y mensual entre el periodo 1 986 – 2 016 (30 Años), se realiza los cálculos con la estación Cerro de Pasco, por ser este cercano y coincidir con los datos de precipitaciones evaluados en campo.

Cuadro Nº 7: REGISTROS MENSUALES DE PRECIPITACION (mm)

ESTUDIO HIDROLOGICO

AÑO

ENE.

FEB.

MAR.

ABR.

MAY.

JUN.

JUL

AGO.

SET.

OCT.

NOV.

DIC.

TOTAL

1975

122.0

207.0

166.0

65.0

S/D

18.5

15.5

30.0

52.5

59.0

62.3

145.5

943.30

S/D

S/D

340.0

211.0

63.0

191.0

180.0

123.0

86.0

213.0

1,448.80

57.0

17.0

14.0

95.0

50.0

90.0

180.0

72.0

1,406.00

S/D

S/D

88.0

97.0

209.0

152.0

1,046.00

1976

S/D

41.8

1977

256.0

276.0

223.0

76.0

1979

S/D

134.0

304.0

S/D 59.0

3.0

1980

215.0

272.0

287.0

S/D

69.0

S/D

67.4

39.0

64.0

314.0

260.0

289.0

1,876.40

1981

381.0

543.0

231.0

171.0

40.0

26.0

6.0

159.0

94.0

250.0

438.0

230.0

2 ,569.00

1983

309.0

197.0

310.0

178.0

S/D

92.0

30.0

46.0

110.0

206.0

269.6

226.0

1,973.60

1984

252.0

434.0

272.0

102.0

42.0

55.0

31.0

57.0

68.0

132.0

220.0

90.0

1,755.00

1985

136.0

92.0

142.0

S/D 26.0

48.0

68.0

44.0

S/D

10.0

161.0

139.0

866.00

1986

261.0

202.0

200.0

85.0

69.0

24.0

15.0

119.0

174.0

222.0

234.0

262.4

1,867.40

1987

239.9

157.9

150.9

51.9

73.9

36.7

41.2

31.4

67.9

88.3

101.3

164.6

1 ,205.90

1988

232.2

153.1

122.7

140.8

33.7

7.2

0.0

12.6

46.8

210.6

165.2

241.7

1 ,366.60

1989

195.5

162.2

222.0

102.4

31.9

91.4

24.9

36.4

110.4

114.0

96.3

75.8

1,263.20

1990

60.2

157.1

129.0

69.1

52.5

74.3

7.3

12.6

97.1

102.7

172.7

179.1

1,113.70

1991

89.5

44.2

219.7

66.7

44.7

47.5

12.1

0.7

57.6

163.0

1 28.2

58.4

932.30

1992

100.0

78.1

106.0

76.0

8.5

29.9

3.2

48.5

60.8

S/D

604.20

S/D 1 40.5

170.7

139.9

64.9

1.9

12.0

41.9

53.6

218.1

254.1

207.4

1,305.00

1993

93.2

S/D

1994

234.8

194.6

149.2

109.1

69.2

47.5

51.8

32.0

54.4

121.0

103.1

133.2

1 ,299.90

1995

109.0

109.1

196.7

72.2

40.2

6.2

7.4

0.6

48.4

88.4

129.1

105.9

913.20

1998

91.5

214.2

112.0

72.2

15.7

11.4

0.0

1.5

25.4

130.5

1 03.7

69.0

847.10

1999

135.6

176.8

146.3

68.9

32.5

21.6

5.9

3.3

87.4

70.7

116.6

124.0

989.60

2000

189.1

153.1

132.5

42.8

43.6

5.5

11.4

29.0

25.1

118.2

48.2

114.0

912.50

2001

178.9

142.9

160.0

52.7

62.0

5.7

32.4

13.3

34.5

97.8

88.9

163.6

1,032.70

2002

37.0

172.5

150.1

72.8

44.3

10.9

41.7

11.6

52.0

136.2

102.3

131.8

963.20

2003

124.2

125.6

174.7

114.0

39.2

26.2

5.0

20.2

50.7

24.8

98.4

141.9

944.90

2004

69.6

163.9

69.1

62.0

36.7

30.6

24.0

29.6

112.6

88.7

130.8

151.5

969.10

2005

93.6

138.4

159.2

53.3

12.2

6.8

7.8

20.3

32.2

79.7

85.9

85.3

774.70

2006

97.2

110.4

150.4

97.0

13.3

37.9

5.6

15.1

62.7

169.0

134.2

126.4

1,019.20

2007

92.8

76.4

183.9

80.5

63.9

0.0

17.1

5.4

30.4

88.0

101.1

97.4

836.90

2008

135.8

94.1

50.2

63.7

11.6

26.8

6.2

13.2

58.4

103.3

S/D

S/D

563.30

543.0

310.0

178.0

340.0

211.0

68.0

191.0

180.0

314.0

438.0

289.0

2569.0

PROMEDIO 164.39 172.13 175.53 87.88

53.45

35.19

21.62

39.97

70.65

126.97 152.86 149.64 1186.96

8.50

0.00

0.00

0.60

25.10

10.00

MAXIMO 381.0

MINIMO

37.00

41.80

50.20

42.80

Figura 06: Diagrama de Precipitación media mensual (mm)

48.20

58.40

563.30

ESTUDIO HIDROLOGICO

PRECIPITACION MENSUAL Estacion: Cerro de Pasco

Pp(mm) 600.00

500.00

400.00

300.00

200.00

100.00

0.00 E NE .

F EB .

M AR.

A BR.

M AY .

JUN.

JUL

A GO.

S ET.

O CT.

NOV .

DIC.

MESES P ROM

M AX

M IN

De la Figura se observa que la estación más lluviosa se da entre los meses de octubre a marzo y la estación seca o de estiaje se produce entre los meses de abril a setiembre. A nivel medio mensual se registran precipitaciones que van desde 21.62 mm (Julio) hasta 175.53 mm (Marzo). Así se tiene valores máximos que ascienden hasta 543.0 mm (Febrero) y valores mínimos que descienden hasta 0 mm a lo largo del año. El promedio anual es de 1186.96 mm.

7.3.2.- TEMPERATURA Ejercen influencia sobre la temperatura: La variación diurna, distribución latitudinal, variación estacional, tipos de superficie terrestre y la variación con la altura. A través de la primera parte de la

atmósfera,

llamada

normalmente con la altura.

troposfera,

la

temperatura

decrece

ESTUDIO HIDROLOGICO

Este decrecimiento de la temperatura con la altura recibe la denominación de Gradiente Vertical de Temperatura (G.V.T.), definido como un cociente entre la variación de la temperatura y la variación de altura, entre dos niveles. En la troposfera el G.V.T. medio es de aproximadamente 6,5° C / 1000 m. Para el análisis de la temperatura media mensual se ha hecho uso de la estación Cerro de Pasco cuyos registros a nivel mensual se pueden apreciar en el cuadro Nº 08 y Figura N° 07. Cuadro Nº 8 REGISTROS MENSUALES DE TEMPERATURA PROMEDIO (°C) AÑO

ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SET

OCT

NOV

DIC

ANUAL

1993

S/D

5.2

4.2

4.7

4.8

4.7

4.2

3.9

4.1

3.7

4.8

5.1

4.49

1994

5.1

4.5

5.1

5

4.6

3.2

3.4

3.4

4.7

4.9

5.4

6.2

4.63

1995

5.6

5.9

5.6

5.8

5.3

5

5

5

5

5.8

5.7

5.6

5.44

1996

6.7

7.2

7.4

7.5

6.4

5.1

4.1

5.1

5.6

6.1

5.9

6

6.09

1999

5.6

5.3

5.4

5.1

5

4.6

3.6

4.1

4.5

4.7

5.7

5.5

4.93

2000

4.8

4.4

4.7

4.5

4.6

5.2

4

4.4

5.4

5.3

6

5.4

4.89

2001

5.1

5.6

5.6

5.1

5.3

3.6

4.1

3.3

4.8

6.1

6.2

6.2

5.08

2002

6.5

5.9

5.8

5.8

5.3

4.1

4.2

4.2

5.1

5.4

5.7

6

5.33

2003

6.5

6.1

5.5

5.9

5.5

4.9

4.1

4.2

5

5.9

5.9

5.8

5.44

2004

6.2

6.2

6.2

5.8

5.6

3.8

4.1

3.6

4.2

5.6

6.1

6.2

5.30

2005

6.4

6.5

6.2

6.2

5.9

5

4.4

4.5

5.6

6

6.1

5.9

5.73

2006

6.1

6.3

6

5.8

5.2

4.7

3.8

5

4.9

5.9

6

6.1

5.48

2007

6

5.6

5.1

5.2

5

4.2

3.8

4.6

4.3

5

5.3

5.4

4.96

2008

5.1

5

4.8

4.9

4.6

4.3

4

4.8

4.9

5.4

S/D

S/D

4.78

MAXIMO

6.70

7.20

7.40

7.50

6.40

5.20

5.00

5.10

5.60

6.10

6.20

6.20 6.09

PROMEDIO

5.82

5.69

5.54

5.52

5.22

4.46

4.06

4.29

4.86

5.41

5.75

5.80 5.18

MINIMO

4.80

4.40

4.20

4.50

4.60

3.20

3.40

3.30

4.10

3.70

4.80

5.10 4.49

De la Figura Nº 04 se aprecia que las mayores temperaturas medias se presentan en los meses de diciembre a marzo, mientras que la estación más fría corresponde a los meses de junio a agosto, siendo el mes de julio el que presenta las menores temperaturas entre 4.06 °C, estas temperaturas bajas generan en las noches las heladas típicas del clima de la sierra.

ESTUDIO HIDROLOGICO

Figura 07 REGISTROS DE TEMPERATURA MEDIA PROMEDIO (°C) TEMPERATURA MENSUAL Estacion: Cerro de Pasco

T(ºC) 8.00

7.00

6.00

5.00

4.00

3.00

2.00 ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SET

OCT

NOV

DIC

MESES P ROM

MAX

M IN

Como se puede apreciar que la Estación Meteorológica de Pariamarca meteorológicamente e hidrológicamente son semejantes ya que se encuentran a una altitud promedio.

7.4.- ANÁLISIS DE EVENTOS HIDROMETEOROLÓGICOS La Microcuenca del Rio Condorgaga se ve expuesta a una gran variabilidad climática y a fenómenos relacionados con cambios abruptos en el clima a lo largo del año tales como: Inundaciones, huaycos, deslizamientos, etc. que constituyen una amenaza para las actividades productivas agrícola y pecuaria principalmente la actividad de transporte. También, como producto de las excesivas lluvias se presenta la erosión, principalmente en las laderas con

ESTUDIO HIDROLOGICO

mucha pendiente, que conllevará a un deterioro del camino vial, cambios de uso obligados y transitabilidad reducida.

7.5.- CLASIFICACIÓN CLIMÁTICA El clima es uno de los factores que mayor influencia ejerce sobre el suelo, la flora y la fauna. Los componentes que se toman en cuenta para el conocimiento del clima son la temperatura y la precipitación; sin embargo, no dejan de ser importantes los otros factores climáticos como son los vientos, la insolación, la humedad relativa, la evaporación y la nubosidad.

8.- ANALISIS HIDROLOGICO 8.1.- INFORMACIÓN BÁSICA La información básica que se ha utilizado para la elaboración del análisis hidrológico es la siguiente:

a. Información Cartográfica: Se utilizó la siguiente información: 

Carta Nacional proporcionada por Cartas nacionales del Ministerio

de Educación del Perú (MINEDU), a escala 1:100 000, habiéndose empleado las siguientes: Cerro de Pasco Hoja 22 – n 

Planos

proporcionados

por

la

Municipalidad

Distrital

de

Pallanchacra, a escala 1:25 000, habiéndose empleado las siguientes: Plano Geográfico

Lamina – 01 - 01

ESTUDIO HIDROLOGICO

Plano Catastral

Lamina – 01 - 01

Plano de Zonificación

Lamina – 01 – 01

b. Información Pluviométrica: Se refiere a precipitaciones máximas en 24 horas registradas en las estaciones pluviométricas cercanas a la zona de estudio, habiéndose utilizado la siguiente información: 

Información complementaria proporcionada por Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI). -

Precipitación máxima en 24 horas de la Estación Pluviométrica CERRO DE PASCO.

La ubicación y características de las estaciones pluviométricas localizadas en la zona de estudio o cercanas a ella, se presentan a continuación en el Cuadro N° 09. CUADRO N°

09

ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS EN LA ZONA DE ESTUDIO

Estación Latitud

Cerro de Pasco

10°41' S

Longitud

76°15' W

Ubicación Distrito

Chaupimarca

Provincia

Pasco

Departamento

Pasco

Altitud (msnm)

4260

Variables

Periodo de Registro

Precipitacion Total Mensual

1975 - 2008

Temperatura

1993 - 2008

Humedad Relativa

2001 - 2008

Evaporacion

1955 - 1964

Velocidad del Viento

2001 - 2008

En el cuadro Nº 10 se presentan las series históricas de precipitaciones máximas en 24 horas, proporcionadas por Senamhi.

ESTUDIO HIDROLOGICO

CUADRO N° 10

SERIE HISTÓRICA DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS EN 24 HORAS (mm) – ESTACIÓN CERRO DE PASCO

ESTUDIO HIDROLOGICO

c. Información Hidrométrica: Se han identificado pocas quebradas que interceptan el trazo del tramo en estudio, de las cuales la microcuenca de los riachuelos no cuenta con una estación de aforo o medición de caudales, referente a niveles medios, solo se contaba con un estación en el mismo Distrito de San Rafael dicha información ha sido proporcionada por el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI) y servirá como referencia de los tirantes calculados mediante el modelamiento hidráulico.

8.2.- HIDROLOGÍA ESTADÍSTICA El análisis de frecuencias referido a precipitaciones máximas diarias, tiene la finalidad de estimar precipitaciones máximas para diferentes períodos

de

retorno,

mediante

la

aplicación

de

modelos

probabilísticos, los cuales pueden ser discretos o continuos, cuya estimación de parámetros se ha realizado mediante el Método de Momentos. Los métodos probabilísticos que mejor se ajustan a valores extremos máximos, utilizados en la formulación del presente Estudio son: 

Distribución Log Normal



Distribución Valor Extremo Tipo I o Ley de Gumbel



Distribución Log – Pearson Tipo III

8.2.1.- DISTRIBUCIÓN DE FRECUENCIA GUMBEL La distribución de Valores Tipo I conocida como Distribución Gumbel o Doble Exponencial, tiene como función de distribución de probabilidades la siguiente expresión:

ESTUDIO HIDROLOGICO

Siendo:

Donde: : :

Parámetro de concentración. Parámetro de localización.

Según Ven Te Chow, la distribución puede expresarse de la siguiente forma:

Donde:

8.2.2.- DISTRIBUCIÓN DE FRECUENCIA TIPO LOG NORMAL La función de distribución de probabilidad es:

Donde X y S son los parámetros de la distribución. Si la variable x de la ecuación (1) se reemplaza por una función y = f(x), tal que y = log(x), la función puede normalizarse, transformándose en una ley de probabilidades denominada log – normal, N(Y, Sy). Los valores originales de la variable aleatoria x, deben ser transformados a y = log x, de tal manera que:

ESTUDIO HIDROLOGICO

Donde Y es la media de los datos de la muestra transformada.

Dónde: Sy es la desviación estándar de los datos de la muestra transformada. Asimismo; se tiene las siguientes relaciones:

Dónde: Cs es el coeficiente de oblicuidad de los datos de la muestra transformada. (Monsalve, 1999).

8.2.3.- DISTRIBUCIÓN DE FRECUENCIA TIPO LOG PEARSON TIPO III. Esta distribución es una de las series derivadas por Pearson. La función de distribución de probabilidades es:

Asimismo; se tiene las siguientes relaciones adicionales:

Siendo  el sesgo.

ESTUDIO HIDROLOGICO

8.2.4.- PRECIPITACIÓN DE DISEÑO

a) Análisis de Consistencia de datos: La utilización de los registros de precipitaciones mensuales y las precipitaciones máximas en 24 horas de las estaciones meteorológicas proporcionada

por

el

SENAMHI,

permitieron

el

análisis

de

consistencia, extensión de datos y generación de datos ubicadas zona del proyecto vial como son en la microcuenca. Cuadro Nº 11: Ubicación de la Estacion para el estudio Estación:

CERRO DE PASCO

Tipo de Estación:

Latitud:

10° 41' 37''

Altitud:

Longitud:

76° 15' 1''

Periodo:

Metereologica

Distrito:

4260 m.s.n.m. 2011 - 2016

CHAUPIMARCA

Provincia:

PASCO

Departamento:

PASCO

b) Precipitación Mensual y Máxima en 24 Horas: La precipitación mensual es la cantidad de lluvia acumulada en un mes. La Pmax. Es la cantidad de lluvia máxima diaria ocurrida en el mes de registro diario. La Estaciones Meteorológicas mencionadas registra dicho parámetro, según en el cuadro adjunto. Cuadro Nº 12: Precipitación mensual total (mm).

c) Precipitación Generada: Tomando como base a las Estaciones Meteorológica para el cálculo hidrológico de la Carretera Fundición – la Merced de Jarria ha sido generada la precipitación máxima en 24 horas con la ecuación

ESTUDIO HIDROLOGICO

establecida de las relaciones de precipitación (mensual y máxima diaria en 24 horas) y con el factor de corrección “C” (latitud, longitud

y altitud de la zona de ubicación de los puentes). d) Análisis de Frecuencia de la Precipitación:

Se concluye que los datos de la precipitación máxima de los registros de la Estación Pluviométrica generados se ajustan a la Distribución normal de Gumbel con un nivel de significación del 5 % o una probabilidad del 95 %, se muestra en el cuadro adjunto la distribución normal de Gumbel.

8.2.5.- SALIDAS DE PROGRAMAS HIDROESTA

A) Distribución de Frecuencia Gumbel: Figura Nº 08: Reporte de la Distribución Gumbel

ESTUDIO HIDROLOGICO

Resultados Ajuste de una serie de datos a la distri bución Gumbel

Serie de datos X: ---------------------------------------N° X ---------------------------------------1 145.5 2 340.0 3 276.0 4 304.0 5 314.0 6 287.0 7 543.0 8 309.0 9 434.0 10 142.0 11 262.4 12 239.9 13 241.7 14 222.0

ESTUDIO HIDROLOGICO

15 179.1 16 219.7 17 106.0 18 207.4 19 234.8 20 196.7 21 214.2 22 176.8 23 189.1 24 178.9 25 172.5 26 174.7 27 163.9 28 159.2 29 169.0 30 183.9 31 135.8 ----------------------------------------

Cálculos del ajuste Smirnov Kolmogorov: ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---m X P(X) G(Y) Ordinario G(Y) Mom Lineal Delta ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---1 106.0 0.0313 0.0408 0.0319 0.0096 2 135.8 0.0625 0.1220 0.1080 0.0595 3 142.0 0.0938 0.1454 0.1311 0.0517 4 145.5 0.1250 0.1595 0.1451 0.0345 5 159.2 0.1563 0.2200 0.2061 0.0638 6 163.9 0.1875 0.2424 0.2290 0.0549 7 169.0 0.2188 0.2674 0.2547 0.0486 8 172.5 0.2500 0.2849 0.2727 0.0349 9 174.7 0.2813 0.2960 0.2842 0.0147 10 176.8 0.3125 0.3066 0.2952 0.0059 11 178.9 0.3438 0.3174 0.3063 0.0264 12 179.1 0.3750 0.3184 0.3074 0.0566 13 183.9 0.4063 0.3431 0.3330 0.0632 14 189.1 0.4375 0.3700 0.3610 0.0675 15 196.7 0.4688 0.4092 0.4020 0.0596 16 207.4 0.5000 0.4636 0.4588 0.0364 17 214.2 0.5313 0.4973 0.4940 0.0340 18 219.7 0.5625 0.5238 0.5218 0.0387 19 222.0 0.5938 0.5347 0.5331 0.0591 20 234.8 0.6250 0.5928 0.5937 0.0322 21 239.9 0.6563 0.6146 0.6164 0.0416 22 241.7 0.6875 0.6221 0.6242 0.0654 23 262.4 0.7188 0.7013 0.7062 0.0174 24 276.0 0.7500 0.7460 0.7520 0.0040 25 287.0 0.7813 0.7780 0.7846 0.0032

ESTUDIO HIDROLOGICO

26 304.0 0.8125 0.8207 0.8277 0.0082 27 309.0 0.8438 0.8317 0.8389 0.0120 28 314.0 0.8750 0.8422 0.8493 0.0328 29 340.0 0.9063 0.8877 0.8944 0.0186 30 434.0 0.9375 0.9687 0.9723 0.0312 31 543.0 0.9688 0.9932 0.9943 0.0244 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------- Ajuste con momentos ordinarios: ------------------------------------------------------Como el delta teórico 0.0675, es menor que el delta tabular 0.2443. Los datos se ajustan a la distribución Gumbel, con un nivel de significación del 5% ------------------------------------------------------Parámetros de la distribución Gumbel: ------------------------------------------------------Con momentos ordinarios: Parámetro de posición (µ)= 188.6973 Parámetro de escala (alfa)= 71.1192 Con momentos lineales: Parámetro de posición (µl)= 190.3699 Parámetro de escala (alfal)= 68.2215

-----------------------------Caudal de diseño: -----------------------------El caudal de diseño para un periodo de retorno de 50 años, es 230

B) Distribución de Frecuencia Tipo Log Normal: Figura Nº 9: Reporte de la Distribución Log Normal.

ESTUDIO HIDROLOGICO

Resultados Ajuste de una serie de datos a la distri bución lognormal de 2 parámetros

Serie de datos X: ---------------------------------------N° X ---------------------------------------1 145.5 2 304.0 3 276.0 4 304.0 5 314.0 6 287.0 7 543.0 8 309.0 9 434.0 10 142.0 11 262.4 12 239.9 13 241.7

ESTUDIO HIDROLOGICO

14 222.0 15 179.1 16 219.7 17 106.0 18 207.4 19 234.8 20 196.7 21 214.2 22 176.8 23 189.1 24 178.9 25 172.5 26 174.7 27 163.9 28 159.2 29 169.0 30 183.9 31 135.8 ----------------------------------------

Cálculos del ajuste Smirnov Kolmogorov: --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------m X P(X) F(Z) Ordinario F(Z) Mom Lineal Delta ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---1 106.0 0.0313 0.0206 0.0199 0.0107 2 135.8 0.0625 0.0924 0.0909 0.0299 3 142.0 0.0938 0.1156 0.1141 0.0219 4 145.5 0.1250 0.1299 0.1283 0.0049 5 159.2 0.1563 0.1931 0.1915 0.0368 6 163.9 0.1875 0.2169 0.2154 0.0294 7 169.0 0.2188 0.2438 0.2424 0.0251 8 172.5 0.2500 0.2628 0.2614 0.0128 9 174.7 0.2813 0.2749 0.2735 0.0064 10 176.8 0.3125 0.2865 0.2852 0.0260 11 178.9 0.3438 0.2982 0.2970 0.0455 12 179.1 0.3750 0.2994 0.2981 0.0756 13 183.9 0.4063 0.3264 0.3253 0.0798 14 189.1 0.4375 0.3560 0.3550 0.0815 15 196.7 0.4688 0.3992 0.3986 0.0695 16 207.4 0.5000 0.4593 0.4590 0.0407 17 214.2 0.5313 0.4964 0.4964 0.0349 18 219.7 0.5625 0.5256 0.5258 0.0369 19 222.0 0.5938 0.5376 0.5378 0.0562 20 234.8 0.6250 0.6011 0.6018 0.0239 21 239.9 0.6563 0.6249 0.6257 0.0313 22 241.7 0.6875 0.6331 0.6339 0.0544 23 262.4 0.7188 0.7182 0.7195 0.0006 24 276.0 0.7500 0.7653 0.7668 0.0153

ESTUDIO HIDROLOGICO

25 287.0 0.7813 0.7986 0.8001 0.0173 26 304.0 0.8125 0.8420 0.8436 0.0295 27 304.0 0.8438 0.8420 0.8436 0.0017 28 309.0 0.8750 0.8531 0.8547 0.0219 29 314.0 0.9063 0.8635 0.8651 0.0427 30 434.0 0.9375 0.9789 0.9796 0.0414 31 543.0 0.9688 0.9963 0.9965 0.0276 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------- Ajuste con momentos ordinarios: ------------------------------------------------------Como el delta teórico 0.0815, es menor que el delta tabular 0.2443. Los datos se ajustan a la distribución logNormal 2 parámetros, con un nivel de significación del 5% -----------------------------------------------------------Parámetros de la distribución logNormal: -----------------------------------------------------------Con momentos ordinarios: Parámetro de escala (µy)= 5.37 Parámetro de forma (Sy)= 0.346 Con momentos lineales: Parámetro de escala (µyl)= 5.37 Parámetro de forma (Syl)= 0.3437

-----------------------------Caudal de diseño: -----------------------------El caudal de diseño para un periodo de retorno de 50 años, es 202.7

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C) Distribución de Frecuencia Tipo Log Pearson Tipo III: Figura Nº 10: Reporte de la Distribución Log Pearson Tipo III.

Resultados Ajuste de una serie de datos a la distr ibución Log-Pearson tipo II I

Serie de datos X: ---------------------------------------N° X ---------------------------------------1 145.5 2 340.0 3 276.0 4 304.0 5 314.0 6 287.0 7 543.0 8 309.0 9 434.0

ESTUDIO HIDROLOGICO

10 142.0 11 262.4 12 239.9 13 241.7 14 222.0 15 179.1 16 219.7 17 106.0 18 207.4 19 234.8 20 196.7 21 214.2 22 176.8 23 189.1 24 178.9 25 172.5 26 174.7 27 163.9 28 159.2 29 169.0 30 183.9 31 135.8 ----------------------------------------

Cálculos del ajuste Smirnov Kolmogorov: ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---m X P(X) G(Y) Ordinario G(Y) Mom Lineal Delta --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1 106.0 0.0313 0.0050 0.0022 0.0263 2 135.8 0.0625 0.0745 0.0703 0.0120 3 142.0 0.0938 0.1022 0.0999 0.0085 4 145.5 0.1250 0.1196 0.1185 0.0054 5 159.2 0.1563 0.1969 0.2008 0.0406 6 163.9 0.1875 0.2258 0.2312 0.0383 7 169.0 0.2188 0.2579 0.2649 0.0391 8 172.5 0.2500 0.2802 0.2881 0.0302 9 174.7 0.2813 0.2943 0.3027 0.0130 10 176.8 0.3125 0.3077 0.3166 0.0048 11 178.9 0.3438 0.3212 0.3305 0.0226 12 179.1 0.3750 0.3225 0.3318 0.0525 13 183.9 0.4063 0.3530 0.3631 0.0532 14 189.1 0.4375 0.3857 0.3963 0.0518 15 196.7 0.4688 0.4323 0.4433 0.0365 16 207.4 0.5000 0.4944 0.5052 0.0056 17 214.2 0.5313 0.5315 0.5419 0.0003 18 219.7 0.5625 0.5601 0.5698 0.0024 19 222.0 0.5938 0.5716 0.5811 0.0222 20 234.8 0.6250 0.6312 0.6391 0.0062

ESTUDIO HIDROLOGICO

21 239.9 0.6563 0.6529 0.6601 0.0033 22 241.7 0.6875 0.6603 0.6672 0.0272 23 262.4 0.7188 0.7353 0.7392 0.0166 24 276.0 0.7500 0.7757 0.7777 0.0257 25 287.0 0.7813 0.8037 0.8045 0.0225 26 304.0 0.8125 0.8402 0.8393 0.0277 27 309.0 0.8438 0.8495 0.8482 0.0058 28 314.0 0.8750 0.8583 0.8566 0.0167 29 340.0 0.9063 0.8959 0.8927 0.0103 30 434.0 0.9375 0.9637 0.9595 0.0262 31 543.0 0.9688 0.9878 0.9849 0.0190 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Ajuste con momentos ordinarios: ------------------------------------------------------Como el delta teórico 0.05322, es menor que el delta tabular 0.2443. Los datos se ajustan a la distribución Log-Pearson tipo 3, con un nivel de significación del 5% ----------------------------------------------------------------Los 3 parámetros de la distribución Log-Pearson tipo 3: ----------------------------------------------------------------Con momentos ordinarios: Parámetro de localización (Xo)= 4.1843 Parámetro de forma (gamma)= 11.5254 Parámetro de escala (beta)= 0.1032 Con momentos lineales: Parámetro de localización (Xol)= 4.4168 Parámetro de forma (gammal)= 7.2605 Parámetro de escala (betal)= 0.1318


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D) Distribución de Frecuencia Tipo Log Gumbel: Figura Nº 11: Reporte de la Distribución Log Gumbel.

Resultados Ajuste de una serie de datos a la distr ibución logGumbel o distribución de Fréchet

Serie de datos X: ---------------------------------------N° X ---------------------------------------1 145.5 2 340.0 3 276.0 4 304.0 5 314.0 6 287.0 7 543.0

ESTUDIO HIDROLOGICO

8 309.0 9 434.0 10 142.0 11 262.4 12 239.9 13 241.7 14 222.0 15 179.1 16 219.7 17 106.0 18 207.4 19 234.8 20 196.7 21 214.2 22 176.8 23 189.1 24 178.9 25 172.5 26 174.7 27 163.9 28 159.2 29 169.0 30 183.9 31 135.8 ----------------------------------------

Cálculos del ajuste Smirnov Kolmogorov: ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---m X P(X) G(Y) Ordinario G(Y) Mom Lineal Delta --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1 106.0 0.0313 0.0005 0.0011 0.0307 2 135.8 0.0625 0.0472 0.0573 0.0153 3 142.0 0.0938 0.0749 0.0869 0.0189 4 145.5 0.1250 0.0934 0.1062 0.0316 5 159.2 0.1563 0.1817 0.1952 0.0254 6 163.9 0.1875 0.2158 0.2288 0.0283 7 169.0 0.2188 0.2540 0.2660 0.0352 8 172.5 0.2500 0.2804 0.2917 0.0304 9 174.7 0.2813 0.2971 0.3078 0.0158 10 176.8 0.3125 0.3129 0.3231 0.0004 11 178.9 0.3438 0.3287 0.3384 0.0151 12 179.1 0.3750 0.3302 0.3398 0.0448 13 183.9 0.4063 0.3657 0.3740 0.0405 14 189.1 0.4375 0.4032 0.4100 0.0343 15 196.7 0.4688 0.4556 0.4602 0.0132 16 207.4 0.5000 0.5233 0.5251 0.0233 17 214.2 0.5313 0.5624 0.5627 0.0312 18 219.7 0.5625 0.5919 0.5910 0.0294

ESTUDIO HIDROLOGICO

19 222.0 0.5938 0.6036 0.6023 0.0098 20 234.8 0.6250 0.6629 0.6596 0.0379 21 239.9 0.6563 0.6838 0.6799 0.0276 22 241.7 0.6875 0.6909 0.6867 0.0034 23 262.4 0.7188 0.7605 0.7547 0.0418 24 276.0 0.7500 0.7965 0.7901 0.0465 25 287.0 0.7813 0.8210 0.8144 0.0398 26 304.0 0.8125 0.8524 0.8456 0.0399 27 309.0 0.8438 0.8603 0.8536 0.0166 28 314.0 0.8750 0.8677 0.8610 0.0073 29 340.0 0.9063 0.8994 0.8931 0.0068 30 434.0 0.9375 0.9575 0.9532 0.0200 31 543.0 0.9688 0.9811 0.9785 0.0123 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Ajuste con momentos ordinarios: ------------------------------------------------------Como el delta teórico 0.0465, es menor que el delta tabular 0.2443. Los datos se ajustan a la distribución logGumbel, con un nivel de significación del 5% -----------------------------------------------------------Parámetros de la distribución logGumbel: -----------------------------------------------------------Con momentos ordinarios: Parámetro de posición (µ)= 5.216 Parámetro de escala (alfa)= 0.2731 Con momentos lineales: Parámetro de posición (µl)= 5.2097 Parámetro de escala (alfal)= 0.2841


ESTUDIO HIDROLOGICO

E) Distribución de Frecuencia Gama: Figura Nº 12: Reporte de la Distribución Gamma.

Resultados Ajuste de una serie de datos a la distri bución Gamma de 2 parámetros

Serie de datos X: ---------------------------------------N° X ---------------------------------------1 145.5 2 340.0 3 276.0 4 304.0

ESTUDIO HIDROLOGICO

5 314.0 6 287.0 7 543.0 8 309.0 9 434.0 10 142.0 11 262.4 12 239.9 13 241.7 14 222.0 15 179.1 16 219.7 17 106.0 18 207.4 19 234.8 20 196.7 21 214.2 22 176.8 23 189.1 24 178.9 25 172.5 26 174.7 27 163.9 28 159.2 29 169.0 30 183.9 31 135.8 ----------------------------------------

Cálculos del ajuste Smirnov Kolmogorov: ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -------------------m X P(X) G(Y) Ordinario G(Y) Mom Lineal Delta -------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------1 106.0 0.0313 0.0343 0.1292 0.0030 2 135.8 0.0625 0.1056 0.2279 0.0431 3 142.0 0.0938 0.1266 0.2504 0.0329 4 145.5 0.1250 0.1393 0.2633 0.0143 5 159.2 0.1563 0.1948 0.3145 0.0386 6 163.9 0.1875 0.2157 0.3322 0.0282 7 169.0 0.2188 0.2392 0.3515 0.0205 8 172.5 0.2500 0.2559 0.3647 0.0059 9 174.7 0.2813 0.2665 0.3730 0.0147 10 176.8 0.3125 0.2768 0.3810 0.0357 11 178.9 0.3438 0.2872 0.3889 0.0566 12 179.1 0.3750 0.2882 0.3896 0.0868 13 183.9 0.4063 0.3123 0.4076 0.0940 14 189.1 0.4375 0.3388 0.4269 0.0987 15 196.7 0.4688 0.3781 0.4549 0.0907 16 207.4 0.5000 0.4337 0.4933 0.0663

ESTUDIO HIDROLOGICO

17 214.2 0.5313 0.4688 0.5171 0.0624 18 219.7 0.5625 0.4969 0.5360 0.0656 19 222.0 0.5938 0.5085 0.5438 0.0853 20 234.8 0.6250 0.5712 0.5857 0.0538 21 239.9 0.6563 0.5952 0.6017 0.0610 22 241.7 0.6875 0.6035 0.6073 0.0840 23 262.4 0.7188 0.6922 0.6677 0.0265 24 276.0 0.7500 0.7431 0.7037 0.0069 25 287.0 0.7813 0.7798 0.7306 0.0015 26 304.0 0.8125 0.8286 0.7685 0.0161 27 309.0 0.8438 0.8413 0.7788 0.0025 28 314.0 0.8750 0.8532 0.7887 0.0218 29 340.0 0.9063 0.9039 0.8347 0.0024 30 434.0 0.9375 0.9834 0.9368 0.0459 31 543.0 0.9688 0.9984 0.9814 0.0297 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------ Ajuste con momentos ordinarios: ------------------------------------------------------Como el delta teórico 0.0987, es menor que el delta tabular 0.2443. Los datos se ajustan a la distribución Gamma de 2 parámetros, con un nivel de significación del 5%. ----------------------------------------------------------------Los 2 parámetros de la distribución Gamma: ----------------------------------------------------------------Con momentos ordinarios: Parámetro de forma (gamma)= 8.058 Parámetro de escala (beta)= 28.5117 Con momentos lineales: Parámetro de forma (gammal)= 3.6764 Parámetro de escala (betal)= 62.4935


9.0.- RECONOCIMIENTO DE CAMPO 9.1.- ESTRUCTURAS EXISTENTES Y PROYECTADAS EN CURSO DEFINIDOS.

ESTUDIO HIDROLOGICO

9.1.1.- OBRAS DE DRENAJE EXISTENTES

A. Introducción El sistema de drenaje existente de la vía en estudio está constituido principalmente por cunetas laterales de tierra, alcantarillas, badenes, las que en su mayoría se encuentra operativo y algunos se regular estado, y en algunos puntos de la carretera no existen obras de arte y drenaje.

B. Alcantarillas El reconocimiento en campo permitió constatar el déficit en la existencia de Alcantarillas de tierra.

Foto Nº 06:

Vista de la alcantarilla de tierra, caja de ingreso obstruida por colapso

Foto Nº 07:

alcantarilla artesanal, saturado la plataforma a caido.

ESTUDIO HIDROLOGICO

CUADRO N° 13: INVENTARIO VIAL Tipo antarilla: A Tajea: T

Mat. Obra Arte o Drenaje Puente: P

Badén: B

Muro: M

rogresiv

Tierra: T Madera: Mad

Pontón: Ptn Mamp. Piedra: M

unetas: C

Es tado

C° Simple: C

Operativ idad

Bueno: B

Limpia: L

Piedra: P

Regular: R

Semi Obst.: S

TMC

Malo: M

Obstruida: O

C° Armado: CA Metálico: Me t

Tipo

Material

Estado

Operativ. Dimens. Daño

Largo, Alto y/o Observaciones / Comentarios

PROYECTAR

196.0 X 3.00

PROYECTAR

4.50X 1.72

PROYECTAR

4.50X 1.72

0+210

M

0+250

A

TMC 36"

0+385

A

TMC 36"

0+420

PTN

0+440

M

0+460

M

CA

0+510

M

CA

B

S

18.00 X 2.8

0+530

M

CA

B

S

8.00 X 2.9

0+560

M

CA

B

S

6.87 X 1.80

0+600

M

CA

B

L

14.00 X 0.95

0+622

A

TMC 36"

0+670

M

RUSTICO

B

0+950

B

C

1+040

M

CA

B

1+175

A

TMC 36"

PROYECTAR

4.50X 1.72

1+580

A

TMC 36"

PROYECTAR

4.50X 1.72

1+710

A

TMC 36"

PROYECTAR

4.50X 1.72

1+822

A

TMC 36"

PROYECTAR

4.50X 1.72

2+130

A

TMC 36"

PROYECTAR

4.50X 1.72

2+640

A

TMC 36"

PROYECTAR

4.50X 1.72

2+960

A

TMC 36"

PROYECTAR

4.50X 1.72

3+355

A

TMC 36"

PROYECTAR

4.50X 1.72

3+505

A

TMC 36"

PROYECTAR

4.50X 1.72

3+685

A

TMC 36"

PROYECTAR

4.50X 1.72

3+850

A

TMC 36"

PROYECTAR

4.50X 1.72

4+500

A

TMC 36"

PROYECTAR

4.50X 1.72

4+760

A

TMC 36"

PROYECTAR

4.50X 1.72

CA

B

S

4.72 X 4.20

PROYECTAR

41.34 X 3.00 35.00 X 1.8

PROYECTAR S

4.50X 1.72 46.22 X 1.00

PROYECTAR S

9.00 X 4.00 12.00 X1.10

9.1.2.- OBRAS DE DRENAJE PROYECTADAS

ESTUDIO HIDROLOGICO

A. Introducción

En los acápites siguientes se detallan las obras propuestas para la corrección y complementación de los sistemas de drenaje y protección actualmente en operación, en concordancia con la importancia de la vía y la consecuente necesidad de una operación estable y segura durante todas las épocas del año. Las obras que se proponen para el mejoramiento de los sistemas de drenaje cubren tanto la modificación y reparación de estructuras existentes como su sustitución por otras de tipo o características más apropiadas para las condiciones de operación a que estarán sometidas. De la misma forma se está proponiendo obras nuevas que cubrirán áreas protegidas por los sistemas existentes o para reemplazar aquellas que están severamente deterioradas o colapsadas en su totalidad. Enseguida

se

detallan

las

obras

y

estructuras

previstas

independizadas de acuerdo a los tipos específicos de las mismas. B. ALCANTARILLAS

La instalación de estas nuevas alcantarillas, unas complementarias y adyacentes a la existente y otras como reemplazo, se han hecho a una cota superior al nivel de lecho obstruido. Se evitó, en todos los casos encontrados, proponer la elevación de las estructuras existentes por encima del nivel de la rasante actual de la carretera, a fin de evitar

ESTUDIO HIDROLOGICO

la mayor inversión que representa la sobreelevación de la actual vía. No obstante, en el caso de las nuevas alcantarillas propuestas en lugares de la vía desprovistos de protección, que es en su mayor parte, no se ha podido evitar elevar la rasante de la actual vía, porque a ambos lados existen áreas agrícolas cuyos desagües van a la plataforma de la carretera, causando los consiguientes daños, por cuya razón se ha elevado lo suficiente para una adecuada evacuación del agua, haciendo que la vía no sufra daños por acción de la escorrentía superficial, estos son lugares donde necesariamente se debe rellenar la carretera, elevando la rasante. CUADRO N° 14: INVENTARIO VIAL ALCANTARILLAS PROYECTADAS

ESTUDIO HIDROLOGICO

TIPO DE PROGRESIVA ESTRUCTURA DE ITEM (Km) DRENAJE EXISTENTE

MATERIAL

ESTADO OPERATIVO

DIMESIONES (Largo, Ancho y Alto).

SINGULARIDAD (TIPO Y NOMBRE)

ALTERNATIV AS DE SOLUCION

1 0+279

Alcantarilla N° 01 ARTESANAL

R

Operativ.

3.90 X 1.30 X 1.20

Quebrada

Reemplazar Alcantar illa

2 0+544


R

Operativ.

4.10 X 1.00 X 0.60

Quebrada


3 1+134


R

Operativ.

4.50 X 1.10 X 1.00

Quebrada


4 2+235


R

Operativ.

4.40 x 0.60 x 0.80

Quebrada


5 2+689


R

Operativ.

5.10 X 0.80 X 0.60

Quebrada


6 3+178


R

Operativ.

4.10 X 0.70 X 0.40

Quebrada


7 3+270


R

Operativ.

3.30 X 0.70 X 0.60

Quebrada


8 4+505


R

Operativ.

3.70 X 0.70 X 0.70

Quebrada


9 5+105


R

Operativ.

4.40 X 1.50 X 0.70

Quebrada


10 5+549


R

Operativ.

3.80 X 0.60 X 0.80

Quebrada


11 5+732


R

Operativ.

4.70 X 1.00 X 0.90

Quebrada


12 5+840


R

Operativ.

4.00 X 0.90 X 0.90

Quebrada


13 6+161


R

Operativ.

3.40 X 0.80 X 0.60

Quebrada


14 6+437


R

Operativ.

3.90 X 1.00 X 1.00

Quebrada


15 7+225


R

Operativ.

5.00 X 1.50 X 1.50

Quebrada


16 7+286


R

Operativ.

5.00 X 1.20 X 0.70

Quebrada


17 7+380


R

Operativ.

4.20 X 1.00 X 1.20

Quebrada


18 7+441


R

Operativ.

4.00 X 1.10 X 1.10

Quebrada


19 7+611


R

Operativ.

3.80 X 1.20 X 1.30

Quebrada


20 8+062


R

Operativ.

3.50 X 1.20 X 1.50

Quebrada


21 8+145


R

Operativ.

4.20 X 1.00 X 1.10

Quebrada


22 8+518


R

Operativ.

4.50 X 1.20 X 1.80

Quebrada


23 8+667


R

Operativ.

4.50 X 0.90 X 0.80

Quebrada


24 8+711


R

Operativ.

4.50 X 1.00 X 1.40

Quebrada


25 9+335


R

Operativ.

4.60 X 1.10 X 1.50

Quebrada


26 10+137


R

Operativ.

4.70 X 1.30 X 1.10

Quebrada


27 10+221


R

Operativ.

4.40 X 1.20 X 1.00

Quebrada


28 10+367


R

Operativ.

4.90 X 1.10 X 1.20

Quebrada


29 10+432


R

Operativ.

3.70 X 1.20 X 1.80

Quebrada


30 10+826


R

Operativ.

4.00 X 1.30 X 1.30

Quebrada


31 11+060


R

Operativ.

5.20 X 1.20 X 1.70

Quebrada


32 11+175


R

Operativ.

4.30 X 1.10 X 1.10

Quebrada


33 11+293


R

Operativ.

5.30 X 1.80 X 0.80

Quebrada


34 11+343


R

Operativ.

3.60 X 1.20 X 1.10

Quebrada


35 11+380


R

Operativ.

4.10 X 1.50 X 1.00

Quebrada


36 11+459


R

Operativ.

5.00 X 1.90 X 2.70

Quebrada


37 11+520


R

Operativ.

4.70 X 1.80 X 1.60

Quebrada


38 11+640


R

Operativ.

4.30 X 1.60 X 0.50

Quebrada


39 11+792


R

Operativ.

3.50 X 1.30 X 0.80

Quebrada


40 12+279


R

Operativ.

4.40 X 1.20 X 0.90

Quebrada


41 12+468


R

Operativ.

4.70 X 0.80 X 1.10

Quebrada


42 12+784


R

Operativ.

5.00 X 0.90 X 0.60

Quebrada


43 13+000


R

Operativ.

4.50 X 1.30 X 1.00

Quebrada


44 13+136


R

Operativ.

4.10 X 1.50 X 0.90

Quebrada


45 13+218


R

Operativ.

4.70 X 1.10 X 0.50

Quebrada


46 13+269


R

Operativ.

4.10 X 1.20 X 0.90

Quebrada


47 13+335


R

Operativ.

4.50 X 1.10 X 0.90

Quebrada


48 18+120


R

Operativ.

4.60 X 1.20 X 0.60

Quebrada


49 18+294


R

Operativ.

4.60 X 1.10 X 0.60

Quebrada


50 19+100


R

Operativ.

3.10 X 0.80 X 0.50

Quebrada


51 19+200


R

Operativ.

4.80 X 1.10 X 0.60

Quebrada


ESTUDIO HIDROLOGICO

MEMORIA DE CÁLCULO HIDRÁULICO En el presente Estudio se han diseñado alcantarillas nuevas, exclusivamente para el encauzamiento de flujos de agua superficial que atraviesan la carretera, en ubicaciones elegidas tales como curva cóncava y para reemplazo de otras que ya no funcionan. Cabe anotar que la cantidad de alcantarillas existentes con intervalos razonables no cubren las necesidades para el drenaje superficial tanto de cauces como de cunetas, por lo que hubo necesidad de incorporar muchas estructuras. Los parámetros hidráulicos de cada alcantarilla fueron calculados usando la fórmula de Manning para los caudales mínimo y máximo determinados y presentados en el estudio hidrológico. Las dimensiones de los bordes libres para los requerimientos hidráulicos como se puede observar en la mayoría de los casos están sobredimensionadas para facilitar la limpieza y evitar los atoros continuos en los períodos de lluvia ya que, por las pendientes, la naturaleza de los suelos y geomorfología de la zona, las quebradas y torrenteras arrastran material sólido y palizadas. CUADRO N° 15: MEMORIA DE CALCULO ITEM

PROGRESIVA (Km)

1 0+279 2 0+544 3 1+134 4 2+235

TIPO DE ESTRUCTURA DE DRENAJE EXISTENTE

Alcantarilla N° 01 Alcantarilla N° 02 Alcantarilla N° 03 Alcantarilla N° 04

DIMESIONES (Largo, Ancho y Alto).

SINGULARIDAD (TIPO Y NOMBRE)

3.90 X 1.30 X 1.20

Quebrada

Reemplazar Alcantarilla

0.712

4.10 X 1.00 X 0.60

Quebrada


0.713

4.50 X 1.10 X 1.00

Quebrada


0.723

4.40 x 0.60 x 0.80

Quebrada


0.733

ALTERNATIVAS DE SOLUCION

Q diseño (m3/s)

ESTUDIO HIDROLOGICO

5 2+689 6 3+178 7 3+270 8 4+505 9 5+105 10 5+549 11 5+732 12 5+840 13 6+161 14 6+437 15 7+225 16 7+286 17 7+380 18 7+441 19 7+611 20 8+062 21 8+145 22 8+518 23

8+667

24

8+711

25

9+335

26

10+137

27

10+221

28

10+367

29

10+432

30

10+826

31

11+060

32

11+175

33

11+293

Alcantarilla N° 05 Alcantarilla N° 06 Alcantarilla N° 07 Alcantarilla N° 08 Alcantarilla N° 09 Alcantarilla N° 10 Alcantarilla N° 11 Alcantarilla N° 12 Alcantarilla N° 13 Alcantarilla N° 14 Alcantarilla N° 15 Alcantarilla N° 16 Alcantarilla N° 17 Alcantarilla N° 18 Alcantarilla N° 19 Alcantarilla N° 20 Alcantarilla N° 21 Alcantarilla N° 22 Alcantarilla N° 23 Alcantarilla N° 24 Alcantarilla N° 25 Alcantarilla N° 26 Alcantarilla N° 27 Alcantarilla N° 28 Alcantarilla N° 29 Alcantarilla N° 30 Alcantarilla N° 31 Alcantarilla N° 32 Alcantarilla N° 33

5.10 X 0.80 X 0.60

Quebrada


0.743

4.10 X 0.70 X 0.40

Quebrada


0.753

3.30 X 0.70 X 0.60

Quebrada


0.722

3.70 X 0.70 X 0.70

Quebrada


0.732

4.40 X 1.50 X 0.70

Quebrada


0.742

3.80 X 0.60 X 0.80

Quebrada


0.752

4.70 X 1.00 X 0.90

Quebrada


0.762

4.00 X 0.90 X 0.90

Quebrada


0.772

3.40 X 0.80 X 0.60

Quebrada


0.722

3.90 X 1.00 X 1.00

Quebrada


0.732

5.00 X 1.50 X 1.50

Quebrada


0.742

5.00 X 1.20 X 0.70

Quebrada


0.752

4.20 X 1.00 X 1.20

Quebrada


0.722

4.00 X 1.10 X 1.10

Quebrada


0.732

3.80 X 1.20 X 1.30

Quebrada


0.742

3.50 X 1.20 X 1.50

Quebrada


0.752

4.20 X 1.00 X 1.10

Quebrada


0.762

4.50 X 1.20 X 1.80 Quebrada


0.772

4.50 X 0.90 X 0.80

Quebrada


0.722

4.50 X 1.00 X 1.40

Quebrada


0.732

4.60 X 1.10 X 1.50

Quebrada


0.742

4.70 X 1.30 X 1.10

Quebrada


0.752

4.40 X 1.20 X 1.00

Quebrada


0.762

4.90 X 1.10 X 1.20

Quebrada


0.772

3.70 X 1.20 X 1.80

Quebrada


0.732

4.00 X 1.30 X 1.30

Quebrada


0.742

5.20 X 1.20 X 1.70

Quebrada


0.752

4.30 X 1.10 X 1.10

Quebrada


0.762

5.30 X 1.80 X 0.80

Quebrada


0.772

ESTUDIO HIDROLOGICO

34

11+343

35

11+380

36

11+459

37

11+520

38

11+640

39

11+792

40

12+279

41

12+468

42

12+784

43

13+000

44

13+136

45

13+218

46

13+269

47

13+335

48

18+120

49

18+294

50

19+100

51

19+200

Alcantarilla N° 34 Alcantarilla N° 35 Alcantarilla N° 36 Alcantarilla N° 37 Alcantarilla N° 38 Alcantarilla N° 39 Alcantarilla N° 40 Alcantarilla N° 41 Alcantarilla N° 42 Alcantarilla N° 43 Alcantarilla N° 44 Alcantarilla N° 45 Alcantarilla N° 46 Alcantarilla N° 47 Alcantarilla N° 48 Alcantarilla N° 49 Alcantarilla N° 50 Alcantarilla N° 51

3.60 X 1.20 X 1.10

Quebrada


0.742

4.10 X 1.50 X 1.00

Quebrada


0.752

5.00 X 1.90 X 2.70

Quebrada


0.762

4.70 X 1.80 X 1.60

Quebrada


0.772

4.30 X 1.60 X 0.50

Quebrada


0.742

3.50 X 1.30 X 0.80

Quebrada


0.752

4.40 X 1.20 X 0.90

Quebrada


0.762

4.70 X 0.80 X 1.10

Quebrada


0.732

5.00 X 0.90 X 0.60

Quebrada


0.742

4.50 X 1.30 X 1.00

Quebrada


0.752

4.10 X 1.50 X 0.90

Quebrada


0.762

4.70 X 1.10 X 0.50

Quebrada


0.772

4.10 X 1.20 X 0.90

Quebrada


0.742

4.50 X 1.10 X 0.90

Quebrada


0.752

4.60 X 1.20 X 0.60

Quebrada


0.762

4.60 X 1.10 X 0.60

Quebrada


0.752

3.10 X 0.80 X 0.50

Quebrada


0.752

4.80 X 1.10 X 0.60

Quebrada


0.762

ESTUDIO HIDROLOGICO

C. BADÉN La fase de reconocimiento de campo permitió constatar la presencia de quebradas que interceptan la vía donde las condiciones topográficas no han sido favorables para el emplazamiento de un pontón o alcantarilla. La estructura tipo Baden ha sido diseñado de tal manera de hacer coincidir el nivel de la rasante de la vía con el lecho de fondo de la quebrada en la zona de contacto entre ellas;

ESTUDIO HIDROLOGICO

permitiendo que tanto la carretera como las quebradas tengan un adecuado funcionamiento.

Consideraciones hidráulicas Asumimos al badén como un canal trapezoidal por donde transcurrirá el caudal máximo de las subcuencas consideradas, las cuales han sido identificadas en la información topográfica utilizada y que interceptan la carretera. Se han empleado las fórmulas de Manning ya que se ha idealizado al badén como un canal de sección trapezoidal.

b) Ubicación En el Cuadro Nº 16, se presenta la ubicación de la estructura tipo alcantarilla-badén proyectada. CUADRO N° 16: UBICACIÓN DEL BADEN PROYECTADO ITEM

OBRA DE ARTE

1

BADEN

PROGRESIVA 14+640.00

MICROCUENCA

QUEBRADA S/N

TIPO CONCRETO 10.00 X 6.00 MT

Se detalla el baden a construirse en el tramo, como se detalla a continuación:

ESTUDIO HIDROLOGICO

CuadroN°17:ProyeccióndebadénKm:14+460. IT 1

OBRA DE ARTE BADEN

TIPO CONCRETO

PROGR.

UBICACIÓN

Q diseño

Km

MICROCUENCA

(m3/s)

14+640

QUEBRADA S/N

2.53

D. CUNETAS Las estructuras de drenaje longitudinal denominadas cunetas laterales se proyectan con el objetivo de captar las aguas de escorrentía superficial tanto de la calzada como del talud natural superior que inciden directamente sobre la vía. De esta manera toda la recolección del agua será conducida hasta las estructuras de drenaje transversal y luego hacia el dren natural de la zona. Para el diseño hidráulico de las cunetas laterales se ha tenido en cuenta las siguientes consideraciones climáticas y geométricas.

Determinación de la zona húmeda de influencia Luego del reconocimiento de campo, revisión de información meteorológica, consulta a los lugareños y del análisis de precipitación, se determinó que la zona presenta una precipitación máxima de diseño igual 202.5 mm para el caso de diseño hidráulico de cunetas.

Bombeo o pendiente transversal de la carretera Con el fin de facilitar el ingreso de las aguas de escorrentía superficial que discurren sobre la superficie de rodadura y facilitar su orientación hacia las cunetas, se ha considerado una pendiente mínima de 2% en el sentido transversal de la plataforma de la carretera en todos sus tramos.

ESTUDIO HIDROLOGICO

Pendiente longitudinal de la carretera En lo que respecta a la pendiente longitudinal y por tratarse de una carretera de penetración se constató que todo el tramo de la carretera supera la pendiente mínima de 0.5%, especificado en las Normas Peruanas de Carreteras.

Sección geométrica típica de la cuneta Para el presente Estudio, se ha diseñado solo un tipo de estructuras, de acuerdo a las condiciones hidrológicas y topográficas. Cuneta TRIANGULAR de 0.50 m x 0.50 m, para los tramos de carretera con presencia en ambos lados en toda la zona de la vía.

10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES  El proyecto vial comprende las microcuencas Rio

Pariamarca, que se originan de pequeños Riachuelos que se forman cerca de la vía en estudio, estas se van formando de las precipitaciones fuertes que se generan en la zona encausándose a través de escurrimientos superficiales de la depresión de la microcuenca del área en estudio teniéndose unas cotas de 4 234 msnm máxima.  Para la elaboración de los planos en planta y

secciones transversales se utilizó los siguientes softwares de ingeniería: Autocad Civil 3D 2015.

HIDROLOGIA - shaura

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