1
MEMORI MEM ORIA A DE CA CALCU LCULO LO DRE DRENAJ NAJE E PLUVIAL PLUVIAL 1. GEN GENERALI RALIDA DADE DES S El drenaje pluvial está comprendido dentro de la especialidad de hidráulica, que consiste en la evacuación de las aguas acumuladas a través de los techos de las viviendas, las mismas que escurren escurren superficialm superficialmente, ente, para para ser captadas en el curso de la vía vehicular. vehicular. La captación captación se realiza mediante mediante canales canales abiertos abiertos a ambos ambos lados de de la vía vehicular, vehicular, para luego luego acumular acumularlos los a un canal canal principal principal y evacuarlos evacuarlos hasta su disposición disposición final final por medio de un colector colector hasta la quebrada quebrada que desemboca desemboca en Rio Aguaytia, Aguaytia, el objetivo objetivo de un sistema sistema de drenaje drenaje es evitar la infiltra infiltración ción hacia la estructura del pavimento, que pueda ocasionar daños a la sub-rasante, base y sub-base. Además el objetivo es evacuar en forma adecuada el agua precipitada, evitando la que se inunde asi como la formación formación de charcos charcos que pueden ser expulsados expulsados violentamen violentamente te por los vehículos, con el efecto hacia los peatones y la inseguridad de los vehículos. El factor factor fundam fundamental ental es el coeficiente coeficiente de infiltraci infiltración ón de los paviment pavimentos, os,
que está está
relacionado con la rugosidad del concreto Hidraulico.
2. COMPO COMPONE NENTE NTES S DEL DEL DRENAJ DRENAJE E PLUV PLUVIAL IAL El drenaje pluvial estará compuesto por los siguientes elementos: BOMBEO DE CALZADA La calzada evacua desde el eje central o desde un extremo hacia las cunetas laterales. Para ello se proporcionar proporcionará á una pendiente pendiente adecuada adecuada teniendo teniendo en cuenta los mínimos mínimos recomenda recomendados dos (1% - 3%, tomado de Pavement Analysis And Desing, Huang). CUNETAS LATERALES Las cunetas serán canales de concreto hidráulicos, que recibirán las aguas de la calzada. Estas Estas recorren la vía en ambos lados en los tramos tangentes y a un lado de la vía en los tramos de curvatura horizontal horizontal (Ver Plano ……) Las dimensiones de la sección transversal superficial son: Ancho
= 0.40 m – 0.60 m
Profundidad
= 0.50 m – 0.80 m
2
ALCANTARILLAS DE CONCRETO En los cruces de esquinas donde no pueden continuar las cunetas se han proyectado alcantarillas de concreto, con un ancho de 0.75 m-0.85 y profundidad de 0.80 m.-1.00m (para alcantarillas tipo marco) 3.
HIDROLOGIA
3.1
GENERALIDADES El recorrido y reconocimiento de campo de área del proyecto JUNTA VECINAL LAS PALMERAS,
motivo del presente Expediente Técnico así como la magnitud misma no precisan de un estudio Hidrológico minucioso, pero cumpliendo con la metodología de estudio propuesto por el consultor, se ha efectuado una evaluación Hidrológica exhaustiva sobre todo con el fin de tener la mayor aproximación posible a los eventos a suscitarse en este tipo de estudios 3.2
HIDROGRAFIA DEL AREA DEL PROYECTO
El Area del proyecto “MEJORAMIENTO DEL JR. LAS PALMERAS CD.1, 2, 3 Y 4, CALLE Nº 7 CD. Nº 1, CALLE Nº 6 CD 1, CALLE N 4 CD, CALLE 1ª CD. 2, Y MALECON LAS PALMERAS CD. 1 Y 2 EN LA JUNTA VECINAL LAS PALMERAS, DISTRITO DE PADRE ABAD, PROVINCIA DE PADRE ABAD – UCAYALI” Se
encuentra ubicado en el la localidad de la JUNTA VECINAL LAS PALMERAS-AGUAYTIA Distrito de
Padre Abad, Provincia de Padre Abad, Departamento de Ucayali, las pendientes de las calles varían de 0.02% a 14% , las mismas que en la actualidad direccionan el sentido del escurrimiento superficial del agua pluvial, sirviendo de colectores primarios a través de las cunetas existentes y de acuerdo a la pendiente del terreno.
3.3
PRECIPITACIONES
De acuerdo al Mapa de Clasificacion Climatica del Peru elaborado por SENAMHI, el territorio pertenece a la region natural del selva Baja u Omagua de clima calido humedo lluvioso con una zona de vida de bosque muy humedo tropical que propicia el crecimiento de abundante vegetacion arborea y arbustiva. Segun SENAMHI la precipitacion total en el año 2003 fue 4583.2 mm. Los meses con mayor precipitacion fluvial se encuentra de Noviembre a Marzo. La humedad relativa mensual promedio es 89% y su ritmo de variacion esta de acuerdo al ciclo de lluvias.
3
Calculo de la Precipitación de Acuerdo al Mapa de Subdivisión del Territorio en Zona y Subzonas Pluviométricas en Respecto al Máximo Anual de la Altura de Lluvia Diaria en un Punto (en mm) Estimación de los Parámetros a, n y K’ que Definen la Curva de Probabilidad Pluviométrica en un Punto Simbología y Definiciones hg
=
máximo anual de la altura de lluvia diaria en un punto (en mm)
ht
=
máximo anual de la altura de lluvia en un intervalo de tiempo t (en mm)
g
=
valor modal de la distribución de probabilidad del máximo anual de la altura de lluvia diaria (en mm).
=
t
valor modal de la distribución de probabilidad del máximo anual de la altura de lluvia en el tiempo t (en mm).
h t,T
=
máximo valor de la altura de lluvia ht que puede asumirse una vez cada T años (en mm) .
h t,T i t,T = ______ =
máximo valor de la intensidad media de lluvia i t en un intervalo de
t h t,T,r
tiempo igual a t que puede asumirse una vez cada T años (en mm/horas) =
máximo valor de la altura de lluvia ht que puede asumirse una vez cada T años con un riesgo r (en mm).
i t,T,r =
máximo valor de la intensidad de lluvia i t que puede asumirse una vez cada T años con un riesgo r (en mm/horas).
Para cada valor del período de retorno T, h t,T,r varia en función de la duración t de la lluvia con ley presentada por medio de la curva de probabilidad pluviométrica que corresponde a T , definida por la ecuación. h t,T = a (1+k’ log T) tn Por lo tanto las características pluviométricas del punto resultan definidas cuando sean conocidos los valores de los parámetros: k’
k’t k’g = característica de la funciones de repartición valor de t, y a
{ht} , para cualquier
{hg}
= valor modal 1 de la distribución de probabilidad {h1} máximo anual de la altura de lluvia en una hora h1
del
4
n
= exponente de la curva de probabilidad pluviométrico
Mapa Pluviometrico del Peru
5
MAGNITUDES O
NUMERO
DE
PARAMETROS QUE ORDEN DE LA SE
OPERACIONES
SUPONEN YA OPERACIÓN
DEFINIDOS PLANO
A
Estima de los parámetros a,n,k’
Cuadro 4.2.2.2-01
A1
Cuadro 4.2.2.2-02
A2
De la comparación con el plano se ubica la zona y la subzona en la cual recae el punto del cuadro 4.2.2.2-01 se determina si en la zona pluviométrica en la cual recae el punto : -hipótesis A2 a): resulta k’ = k’g = constante; - hipótesis A2 b): resulta k’g función del valor g que varia en función de un parámetro Z asumido para caracterizar la posición del punto Si se verifica la hipótesis A2 a) se asume k’=k’g igual al valor
A3
que se deduce del cuadro 4.2.2.2-01 Si se verifica la hipótesis A2 b) se deduce el valor asumido por el parámetro Z con las indicaciones suministradas por el cuadro 4.2.2.2-01: Se calcula g = f(Z) A4a A4b A5
A6 A7
A8
Se asume k’ = k’g igual al valor k’g que, en la ley k’g(g ) característica de la zona, corresponde al valor de g calculado en el puntoA4a Con las indicaciones del cuadro 4.2.2.2-02 se reconoce si en la subzona el parámetro <
> : hipótesis A5a): resulta constante; hipótesis A5b): resulta función de un parámetro Z Si se verifica la hipótesis A5a) se asume <> igual al valor que se extrae del cuadro 4.2.2.2-02 Si se verifica la hipótesis A5b), con las indicaciones del cuadro 4.2.2.2-02 se asume para <> el valor que se deduce de la ley a (Z) característica de la subzona en función del valor de Z en el punto Del cuadro 4.2.2.2-02 se deduce el valor del exponente <> correspondiente a la subzona
A,n,k’
A,n,k’
B
Estima de ht,T y de it,T
B1
Para cualquier valor de t y de T se asume : ht,T = a(1+k’logT)tn y it,T = a(1+k’logT)tn-1
C
Estima de ht,T,r y de it,T,r
C1
Para cada par de valores de T y r se calcula el período de retorno ficticio. 1 T* = -----------1-(1-r) 1/T Se asume :
C2
Ht,T,r = a(1+k’logT*)tn Y it,T,r = a(1+k’logT*) t n-1
CUADRO 4.2.2.2-01 Subdivisión del Territorio en Zonas y Subzonas Pluviométricas y Valores de los Parámetros K’g Y ε g Que Definen la Distribución de Probabilidad de hg en cada Punto de Estas ZONA
K’g
SUBZONA 1231
g
= 85.00
1232
g
= 75.00
1233
g
= 100-0.022Y
g
= 70-0.019Y
g
= 24.00
g
= 30.50
g
= -2+0.006Y
g
= 26.60
g
= 23.30
g
= 6+0.005y
g
= 1+0.005y
g
= 75.00
g
= 70.00
41
g
= 20.00
5 a1
g
= -7.6+0.006 Y (Y>2300)
5 a2
g
= 32-0.177 Dc
5 a3
g
= -13+0.010 Y (Y>2300)
g
= 3.8+0.0053 Y (Y>1500)
g
= -6+0.007 Y
g
= 1.4+0.0067 Y
g
= -2+0.007 Y
g
= 24+0.0025 Y
g
= 9.4+0.0067 Y
g
= 18.8+0.0028 Y
g
= 32.4+0.004 Y
g
= 19+0.005 Y
g
= 23+0.0143 Y
g
= 4+0.010 Y
5b1
g
= 4+0.010 Y (Y>1000)
5b2
g
= 41
5b3
g
= 23+0.143 Y
g
= 32.4+0.004 Y
g
= 9.4+0.0067 Y
61
g
= 30-0.50 Dc
91
g
= 61.5
92
g
= -4.5+0.323Dm (30Dm110)
93
g
= 31+0.475 (Dm-110) (Dm<110)
101
g
= 12.5+0.95 Dm
1234 1235 1236 123
K’g =0.553
1237 1238 1239 12310 12311 12312 12313
4
K’g = 0.861
5 a4 5 a5 5 a6 5 a7 5 a8 5ª
K’g = 11 g -0.85
5 a9 5 a10 5 a11 5 a12 5 a13 5 a14
5b
K’g = 130 g -1.4
5b4 5b5 6 9 10
K’g = 5.4 g -0.6 K’g =
22.5 g -0.85
K’g = 1.45
g
(Y>2300) (Y>2000)
CUADRO 4.2.2.2-02 Valores de los Parametros a y n que ,Junto con K’ , Definen las Curvas de Probabilidad Pluviometrica en cada Punto de las Subzonas
SUBZONA
ESTACION
NUMERO TOTAL
VALOR DE n
VALOR DE a
DE ESTACIONES 1231
321-385
2
0.357
32.2
1233
384-787-805
3
0.405
a=37.85-0.0083 Y
12313
244-193
2
0.432
1235
850-903
2
0.353
9.2
1236
840-913-918-958
4
0.380
11
1238
654-674-679-709
9
0.232
14
713-714-732-745 752 1239
769
1
0.242
12.1
12310
446-557-594-653
14
0.254
a=3.01+0.0025 Y
5
0.286
a=0.46+0.0023 Y
672-696-708-711 712-715-717-724 757-773 12311
508-667-719-750 771
5 a2
935-968
2
0.301
a=14.1-0.078 Dc
5 a5
559
1
0.303
a= -2.6+0.0031 Y
5 a10
248
1
0.434
a= 5.8+0.0009 Y
CUADRO DE VALORES h t,T,r Y i t,T,r DE LA CURVA DE PROBABILIDAD PLUVIOMETRICA SEGÚN SENAMHI ZONA 123 , SUBZONA 1233 ; DONDE : Eg = 92.38 para una altitud de 346msnm K = 0.553 a = 34.98 n = 0.405 r = factor de riesgo h t,T,r = maximo valor de la altura de lluvia h t que puede asumirse una vez cada T años con un riesgo r (en mm) i t,T,r = maximo valor de la intensidad media de lluvia i t en un intervalo de tiempo igual a t que puede asumirse una vez cada T años con riesgo r (mm/hora) 1/T T* = periodo de retorno ficticio = 1/(1-(1-r)^ ) VALORES DE ALTURA DE LLUVIA EN (mm) n h t,T,r = a(1+logT*)t Periodo de retorno en años T* 5 10 15 25 2.71 4.86 7.03 11.37 18.322 21.569 23.614 26.284 24.260 28.559 31.267 34.802 28.590 33.655 36.847 41.013 32.122 37.814 41.400 46.081 37.855 44.563 48.789 54.304 44.611 52.516 57.496 63.996 50.124 59.005 64.600 71.904 56.317 66.296 72.583 80.789 61.644 72.567 79.448 88.430 66.368 78.128 85.537 95.207
50 22.22 30.006 39.731 46.822 52.607 61.996 73.060 82.088 92.232 100.955 108.692
VALORES DE INTENSIDAD MEDIA EN (mm/hora) n-1 h t,T,r = a(1+logT*)t Periodo de retorno en años T* 2 5 10 15 25 1.46 2.71 4.86 7.03 11.37 178.769 219.865 258.823 283.366 315.402 118.353 145.560 171.352 187.601 208.810 92.983 114.359 134.622 147.388 164.051 78.355 96.367 113.443 124.200 138.242 61.559 75.710 89.126 97.577 108.609 48.363 59.481 70.021 76.661 85.328 40.755 50.124 59.005 64.600 71.904 34.343 42.238 49.722 54.437 60.592 30.073 36.986 43.540 47.669 53.058 26.981 33.184 39.064 42.768 47.604
50 22.22 360.075 238.386 187.286 157.822 123.992 97.413 82.088 69.174 60.573 54.346
t (min.)
5 10 15 20 30 45 60 80 100 120
t (min.)
5 10 15 20 30 45 60 80 100 120
2 1.46 14.897 19.725 23.246 26.118 30.780 36.273 40.755 45.791 50.122 53.963
Del cuadro de valores de la curva de probabilidad pluviométrica según SENAMHI, para el uso del calculo de caudales de aporte se toma para un periodo de retorno de 10 años cuya precipitación es 59.005 mm/h
CAUDALES DE APORTE
3.4
Para el cálculo de los caudales de aporte se ha utilizado el método racional, por que las características del área en estudio esta definido por las edificaciones existentes y asentadas en manzanas por lo cual se tuvo en consideración para el cálculo del coeficiente de impermeabilidad lo siguiente:
VALORES DEL COEFICIENTE DE IMPERMEABILIDAD BASADOS EN LAS CARACTERISTICAS DEL AREA CARACTERISTICAS DEL AREA 1.
COEFICIENTE
Área residencial
2.
Unifamiliar con Casas aisladas
0.30 - 0.50
Unifamiliar, conjunto de casas
0.40 - 0.60
Multifamiliar, edificios
0.50 - 0.70
Área comercial
3.
Zona central con vías y aceras pavimentadas
0.70 - 0.95
Zona adyacente a la central
0.50 - 0.70
Area sub urbana
0.25 - 0.40
Área industrial Área industrial ligera
0.50 - 0.80
Área industrial pesada
0.60 - 0.90
4.
parques, con jardines , campos de deporte Superficies arborizadas.
0.10 - 0.25
Consideramos que el área de aporte esta compuesta por las superficies siguientes: Techos
45 %
Pavimentos
25 %
Superficies no pavimentadas
15 %
Jardines
15 %
Para el calculo del coeficiente de impermeabilidad se pondera: Techos
0.40 x 0.90
=
0.405
Pavimentos
0.25 x 0.95
=
0.2375
Superficies no pavimentadas
0.15 x 0.20
=
0.03
Jardines
0.15 x 0.25
=
0.0375
Total
0.71
CAUDAL ACUMULADO EN CALLES Se adopta un coeficiente = 0.71
CALCULO DE CAUDALES DE APORTE CONJUNTO DE VIVIENDAS UNIFAMILIARES COEFICIENTE "C" = 0.71 Q= m3/s 59.00515
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44
Area (m2) 144.92 800.71 1007.43 440.91 740.81 818.00 227.77 79.91 697.31 436.39 1171.16 634.12 625.23 1148.86 1245.45 581.84 698.60 635.40 704.49 669.40 505.72 912.90 1035.66 474.74 1188.51 476.23 1183.24 701.88 655.10 1328.51 1271.34 629.62 736.58 899.18 736.70 694.73 673.76 1195.82 1295.87 615.25 712.28 1473.58 1430.29 607.96
Caudal (Q) 0.002 0.009 0.012 0.005 0.009 0.010 0.003 0.001 0.008 0.005 0.014 0.007 0.007 0.013 0.015 0.007 0.008 0.007 0.008 0.008 0.006 0.011 0.012 0.006 0.014 0.006 0.014 0.008 0.008 0.015 0.015 0.007 0.009 0.010 0.009 0.008 0.008 0.014 0.015 0.007 0.008 0.017 0.017 0.007
I (mm/h) =
45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80
Area (m2) 737.07 1462.58 607.96 470.39 686.69 2409.86 2476.98 737.57 714.50 1133.29 1227.46 695.94 793.79 1505.34 1662.71 695.94 891.11 1532.27 2014.52 597.88 747.28 2472.98 2483.53 642.95 594.09 2448.93 2856.08 661.36 730.33 1480.76 1502.57 731.63 854.27 2198.49 2119.30 474.85
Caudal (Q) 0.009 0.017 0.007 0.005 0.008 0.028 0.029 0.009 0.008 0.013 0.014 0.008 0.009 0.018 0.019 0.008 0.010 0.018 0.023 0.007 0.009 0.029 0.029 0.007 0.007 0.029 0.033 0.008 0.009 0.017 0.017 0.009 0.010 0.026 0.025 0.006
59.0051498
Area (m2)
Caudal (Q)
CALLE CALLE 9 y CALLE 1A
CALLE 8 y CALLE 1A
CALLE 3 y CALLE 1A
CALLE 2 y CALLE 1A
AV. LAS PALMERAS y CALLE 1A
MALECON LAS PALMERAS y CALLE 1A
Mza N° 1 3 9
14
Q(m/s) 0.027 0.008
Mza N° 6 19 22
Q(m/s) 0.028
CALLE 9
Caudal parcial 11 12 25 10 15 31 16 13 17 18 35 20 21 Caudal parcial 36 34 47 33 29 30 32 43 26 27 28 38 Caudal parcial 45 46 48 62 41 42 44 58 39 40 54 37 Caudal parcial 61 63 64 74 57 59 60 70 53 55 56 49 51 52 66 Caudal parcial 65 67 68 69
0.035 0.040 CALLE 8 y 0.043 CALLE 1A 0.038 0.121 0.034 CALLE 8 y 0.047 CALLE 1A 0.041 0.123 0.049 0.050 0.043 0.142 0.058 AV. LAS 0.065 PALMERAS y 0.031 CALLE 11 0.074 0.228 0.045 MALECON LAS 0.007 PALMERAS y CALLE 6
Caudal parcial
0.028
Caudal parcial
0.000
Caudal parcial
0.000
Caudal parcial 64 63
0.000 0.030
Caudal parcial 71 72 73 75 76 77 79 80
0.030 0.041 0.035 0.040
Caudal parcial
0.052
Caudal parcial
0.116
RESUMEN Analizando en la calle Recolectora (CALLE 1A) Desde de la Calle 9 hasta Malecon Las Palmeras se tiene un caudal de salida Q(m3/s)=
0.559
m3/s
ANALISIS DE CANAL DE DRENAJE PLUVIAL-ALCANTARILLA TIPO MARCO
Con estos datos calculados se opto por tener la dimensiones de la alcantarilla tipo marco de profundidad 0.80m @ 1.00 x 0.75m de ancho
