Memoria Hidrologia e Hidraulica

MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE TOCACHE

MEMORIA DESCRIPTIVA Y ESTUDIO DE BÁSICOS

3.3. ESTUDIO DE HIDROLOGÍA E HIDRÁULICA

LUGAR

:

TOCACHE DISTRITO

:

TOCACHE PROVINCIA

:

TOCACHE REGIÓN

:

SAN MARTIN PROPIETARIO

:

MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE TOCACHE CONSULTOR

:

ING. DIDIAR PEREZ HILARIO

ING. DIDIAR PEREZ HILARIO CIP: 78139

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN CAPITULO I (GENERALIDADES) 1.1. Ubicación del proyecto 1.2. Descripción del proyecto 1.3. Objetivos 1.4. Evaluación Hidráulica y Planteamiento de Soluciones 1.5. Metodología 1.6. Alcance 1.7. Marco Teórico CAPITULO II (HIDROLOGÍA E HIDRÁULICA) 2.1. Cuencas Hidrográficas 2.2. Estudio de Hidrología 2.3. Cartografía 2.4. Pluviometría 2.5. Periodo De Diseño Para Obras De Drenaje 2.6. Hidrología Estadística 2.6.1. Calculo del Tiempo de concentración concentración 2.6.2. Calculo de la Intensidad de Lluvia (I) 2.7. Cuencas Hidrográficas 2.8. Caudal De Diseño 2.9. Diseño Hidráulico De Estructuras De Drenaje ANEXOS

CREACIÓN CREACIÓN DE PISTAS Y VEREDAS DE LAS CA LLES PRINCIPALES DE L A CIUDAD DE TOCA CHE DISTRITO DE TOCACHE, PROVINCIA PROVINCIA DE TOCA CHE - SAN MA RTIN


ÍNDICE

INTRODUCCIÓN CAPITULO I (GENERALIDADES) 1.1. Ubicación del proyecto 1.2. Descripción del proyecto 1.3. Objetivos 1.4. Evaluación Hidráulica y Planteamiento de Soluciones 1.5. Metodología 1.6. Alcance 1.7. Marco Teórico CAPITULO II (HIDROLOGÍA E HIDRÁULICA) 2.1. Cuencas Hidrográficas 2.2. Estudio de Hidrología 2.3. Cartografía 2.4. Pluviometría 2.5. Periodo De Diseño Para Obras De Drenaje 2.6. Hidrología Estadística 2.6.1. Calculo del Tiempo de concentración concentración 2.6.2. Calculo de la Intensidad de Lluvia (I) 2.7. Cuencas Hidrográficas 2.8. Caudal De Diseño 2.9. Diseño Hidráulico De Estructuras De Drenaje ANEXOS



INTRODUCCIÓN El principal objetivo del estudio es la obtención de las secciones de obras de drenaje a partir del caudal de diseño obtenido del estudio hidrológico y de las propiedades de los materiales a emplear en las obras de drenaje (cunetas, alcantarillas, etc.). El caudal de diseño se obtendrá a partir de las características geomorfológicas del área en análisis, periodo de vida de la estructura y entre otros parámetros que aseguraran el diseño optimo de las estructuras que constituyen el sistema de drenaje de la pavimentación. Bajo este marco se emplearan los pro cedimientos y recomendaciones del “manual de hidrología, Hidráulica Hidráulica y Drenaje” del MTC.

El estudio de hidrología se realizara zonificando cada micro cuencas por cada estructura a plantear y dependiendo del periodo de diseño a asumido se obtendrá un caudal de diseño para dicha estructura, cada micro cuenca cuenta con características geomorfológicas diferentes pero la misma condiciones meteorológicas. La información hidrológica y meteorológica a utilizar en el estudio fueron proporcionados por el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI). (SENAMHI).



GENERALIDADES



1. GENERALIDADES 1.1.

Ubicación Del Proyecto El área de estudio esta ubicado en    

LUGAR DISTRITO PROVINCIA REGIÓN

: : : :

CIUDAD DE TOCACHE TOCACHE TOCACHE SAN MARTIN.

IMAGEN DE GOOGLE EARTH



1.2.

Descripción Del Proyecto La municipalidad Provincial de Tocache como parte de su programación de mejorar la calidad de vida de los habitantes de la cuidad, ha previsto la elaboración del expediente técnico “CREACIÓN DE PISTAS Y VEREDAS DE LAS CALLES PRINCIPALES DE LA CIUDAD DE TOCACHE DISTRITO DE TOCACHE, PROVINCIA DE TOCACHE - SAN MARTIN ”. Parte de este estudio consiste en evaluar el sistema de drenaje actual de calles del área en estudio, especificar la correcta evacuación de los flujos de agua que se espera se produzcan a un determinado nivel de riesgo El expediente técnico de la pavimentación, en su recorrido, atraviesa una topografía sin irregularidades de pendientes suaves. Es de especial importancia indicar la pluviosidad que, en años normales, puede hallarse en el cuidad. Sin embargo, debe considerarse además la ocurrencia del Fenómeno El Niño, el cual, al crear condiciones ambientales totalmente distintas, produce situaciones anómalas de precipitación en algunas zonas del territorio, no siempre previsibles, siendo recomendable adoptar criterios algo conservadores en la evaluación hidrológica de las obras de drenaje a reconstruirse o mantenerse. Parte de este proyecto consiste en evaluar el sistema de drenaje actual de las calles de la ciudad y especificar los cambios que deben realizarse para la correcta evacuación de los flujos de agua que se espera se produzcan a un determinado nivel de riesgo, y que inciden sobre la pavimentación de las calles en estudio.

CREACIÓN DE PISTAS Y VEREDAS DE LAS CA LLES PRINCIPALES DE L A CIUDAD DE TOCA CHE DISTRITO DE TOCACHE, PROVINCIA DE TOCA CHE - SAN MA RTIN


1.3.

Objetivos 

Proyectar obras de drenaje longitudinal nuevas, para la evacuación de los flujos de aguas.



Proyectar obras de drenaje enterrado que evacue los flujos de agua provenientes de los drenajes longitudinales.



La determinación del régimen climatológico en el área objeto del proyecto.



Variación de la Precipitación.



Caudales de las avenidas en los tramos de interés del proyecto.



Hidrógrafa de Avenidas para los períodos de retorno requeridos en la zona de estudio.

1.4.



Tránsito de la avenida en cauces.



Determinar Sección de las obras de arte (cunetas y alcantarillas)

Evaluación Hidráulica y Planteamiento de Soluciones A lo largo de las vías a pavimentar se ha observado problemas de drenaje que compromete a las actuales vías. Así mismo se observado que se necesita un sistema de drenaje de las aguas pluviales, debido a que el sistema existente es ineficiente y rustico. Entre las 09 calles a pavimentar el drenaje existente no es unilateral sino es múltiples salidas Así mismo Parte del Jr.: Esteban Delgado, Jr. Pedro Gómez y Jr. Jorge Chávez no cuentan con un sistema de drenaje de salida o cuenta con un sistema de drenaje obsoleto (sistema de canal cerrado que atraviesa las manzanas de forma inadecuada), para este tramo se planta cambiar el drenaje de salida por uno salida que comience entre Esteban Delgado y Chorro san Juan, Termine en San Martin y Chorro San Juan El Jr. Progreso, Jorge Chávez C-4, Jr. Esteban Delgado c-7 a c-8, Jr. German Rengifo C-6 a C-5, Aviación C-4 a C-5 y Jr. Ramón Castilla C-5 a C-6 tienen como punto de



desfogue la esquina de Amazonas y Pedro Gómez. El resto de las calles tienen como desfogue la Av. Ricardo Palma. Además el drenaje existente delimita la zona estudio, Por el norte es Delimitado por el Jr. Amazonas, por el Sur por la Av. Ricardo Palma, por el Este con la avenida Belaunde y es oeste por Rio Huallaga.

E M O G O R D E P . R J

6 C Z E V A H C E G R O J . R J

J R . T O C A CH E C -2

6 C N A U J N A S . R J

J R. C H O R R O S A N 7 C I S E N G O L O B . R J

8 C

J U A N C -2

DRENAJE EXISTENTE

A V . R I C A R D O P A LM A C -3

6 C N I T R A M N A S . R J

DETALLE DE DRENAJE OBSOLETO


-

.

I

-

.


.

I -

.

.

I -

I I .

T

T

m

.

I

.

- -

. - 2 C U R A M A C A

J R . A M A Z O N A S C - 5

9 C E D N U A L E B . V A

.

J R . F R E D Y A L I A G A C - 1 0

1 1 C E D N U A L E B . V A

-

.

5 C N O I C A I V A . V A

J R . F R E D Y A L A I G A C -8

7 C O D A G L E D N A B E T S E . R J

J R . P R O G R E SO C - 7

7 C Z E M O G O R D E P . R J

7 C O F I G N E R N A M R E G . R J

J R. A M A Z O N A S C -5


J R . J A C I N T A C A RT A G EN A C - 1

2 C I S E N G O L O B . R J 2 C N A U J N A S . R J

J R . A M A Z O N A S C - 2

J R . P R O G R E SO C -5

J R . T OC A CH E C - 9 J R . F R E D Y A L A I G A C- 6

8 C A L L I T S A C N O M A R . R J J R . C H O R R O

4 C Z E V A

J R . P R O G R E SO C -3

H C E G R O J . R J

J R . T O C A C H E C -7

J R . F R E D Y A L A I G A C -4

S A N J U A N C -9

J R . P R O G R E SO C -2 J R . P R O G R E SO C -2

4 C I S E N G O L O B . R J


J R . T O C A C H E C - 4

8 C N O I C A I V A . V A

A V . R I C A R D O P A LM A C - 9

0 1 C O F I G N E R N A M R E G . R J

-

J R . C H O RR O S A N J U A N C - 6

0 1 C Z E M O G O R D E P . R J


J R . T O C A CH E C -2


J R . C H O R R O

.

A V. R I C A R D O P A LM A C - 6 -


J R . F R E D Y A L A I G A C - 2


1 1 C O D A G L E D N A B E T S E . R J

P L A Z A T OC A CH E

RESERVOR IO EXIS TENTE V:150m FUER A DESERVICIO

S A N J U A N C - 2

7 C I S E

N G O L O B . R J

DRENAJ E EXISTENTE

6 C N I T

PLANO DE DELIMITACIÓN .

-

.

I -

.

Por la zona Sur (Delimitación Av. Ricardo Palma) en este tramo existe una cuneta .

.

I

-

-

-

existente la cuales trae flujo de agua pluviales de zona aledañas, esta influencia se .

.

tendrá en consideración a la hora del calculo 1.5.


Metodología

Con el fin de reunir los criterios adecuados que permitan conocer las características hidrológicas de la zona en análisis, el estudio se realizo en tres etapas, Pre campo, campo y gabinete. Pre-campo.- Básicamente se recopilo de información de estudios hechos años

anteriores en obras similares en la ciudad de Tocache, así mismo, se observo que información es de poca confiabilidad debido a que las obas existentes poseen problemas. Por ello, se planteara un diseño bastante conservador a la hora de diseño.



Trabajos de Campo.- En el trabajo de campo de recolecto información del drenaje

existente así como del sentido del flujo y delimitación del área de influencia. Así se concluyo del trabajó de campo que las obras de arte existente tienen que ser remplazados por nuevas y la construcción de un drenaje pluvial que lleve las aguas de los Jirones: Esteban Delgado, Pedro Gómez y Jorge Chávez por la avenida chorro san Juan y derivada en Jr. San Martin Fase de Gabinete.- Consiste en el análisis hidrológico e hidráulico que comprende

aspectos tales como régimen pluvial de la zona, características físicas de las cuencas, determinación de los parámetros hidrológicos y dimensionamiento de las obras de drenaje. Dela revisión de los antecedentes y estudios de reconocimiento de campo, se obtiene la información sobre los régimen hídricos de la zona que involucren las micro-cuencas hidrográficas cuyos cursos de agua interceptan la vía. Se estima las magnitudes de los eventos hidrológicos máximos, según información hidrológica disponible y datos de campo a través de huellas dejadas por las avenidas anteriores e información de lugareños. Este estudio se detalla en el siguiente informe, así como los cálculos realizados. 1.6.

Alcance Dimensionar las obras de drenaje longitudinales a proyectarse indicando las obras de Protección necesarias en cada caso. Evaluar el curso de canales, cunetas en aquellos tramos en los cuales estos atraviesen las calles beneficiadas. Estas estructuras modifican el flujo de agua, así mismo, esto modificara el área de influencia de las obras de artes a plantear.



1.7.

Marco Teórico HIDROLOGÍA

1) Factores Hidrológicos y Geológicos que inciden en el Diseño Hidráulico de las Obras de Drenaje El presente ítem describe los factores que influyen en la obtención de diseños adecuados que garanticen el buen funcionamiento del sistema de drenaje proyectado, acorde a las exigencias hidrológicas de la zona de estudio. El primer factor a considerar se refiere al tamaño de la cuenca como factor hidrológico, donde el caudal aportado estará en función a las condiciones climáticas, fisiográficas, topográficas, tipo de cobertura vegetal, tipo de manejo de suelo y capacidad de almacenamiento. Los factores geológicos e hidrogeológicos que influyen en el diseño se refieren a la presencia de aguas subterráneas, naturaleza y condiciones de las rocas permeables y de los suelos: su homogeneidad, estratificación, conductividad hidráulica, compresibilidad, etc. y también a la presencia de zonas proclives de ser afectadas por fenómenos de geodinámica externa de origen hídrico. 2) Estudios de Campo Los estudios de campo deben efectuarse con el propósito de identificar, obtener y evaluar la información referida: al estado actual de las obras de drenaje existentes, condiciones topográficas e hidrológicas del área de su emplazamiento. Asimismo el estudio de reconocimiento de campo permite identificar y evaluar los sectores críticos actuales y potenciales, de origen hídrico como deslizamientos, derrumbes, erosiones, huaycos, áreas inundables, asentamientos, etc. que inciden negativamente en la conservación y permanencia de la estructura vial (carreteras y/o puentes). Se debe evaluar las condiciones de las estaciones pluviométricas e hidrométricas, así como la consistencia de los datos registrados. Por otro lado, el estudio de reconocimiento de campo permite localizar y hacer el estudio correspondiente de todas las cuencas y/o micro cuencas hidrográficas, cuyos cursos naturales de drenaje principal interceptan el eje vial en estudio.



Para la elaboración de un estudio o informe de Hidrología, la actividad de estudio de campo a lo largo del proyecto vial, es de carácter obligatorio, por parte del o los especialista (s) a cargo de los estudios hidrológicos e hidráulicos. 3) Evaluación de la Información Hidrológica Dado que el país tiene limitaciones en la disponibilidad de datos ya sea hidrométrico como pluviométricos y la mayor parte de las cuencas hidrográficas no se encuentran instrumentadas, generalmente se utilizan métodos indirectos para la estimación del caudal de diseño. De acuerdo a la información disponible se elegirá el método más adecuado para obtener estimaciones de la magnitud del caudal, el cual será verificado con las observaciones directas realizadas en el punto de interés, tales como medidas de marcas de agua de crecidas importantes y análisis del comportamiento de obras existentes. La representatividad, calidad, extensión y consistencia de los datos es primordial para el inicio del estudio hidrológico, por ello, se recomienda contar con un mínimo de 25 años de registro que permita a partir de esta información histórica la predicción de eventos futuros con el objetivo que los resultados sean confiables, asimismo dicha información deberá incluir los años en que se han registrado los eventos del fenómeno “El Niño”, sin

embargo dado que durante el evento del fenómeno del niño la información no es medida ya que normalmente se estiman valores extraordinarios, esta información debe ser evaluada de tal manera que no se originen sobredimensionamientos en las obras. Indiscutiblemente, la información hidrológica y/o hidrometeorológica básica para la realización del estudio correspondiente, deberá ser representativa del área en dónde se emplaza el proyecto vial. 4) Área del Proyecto - Estudio de la(s) Cuenca(s) Hidrográfica(s) El estudio de cuencas está orientado a determinar sus características hídricas y geomorfológicas respecto a su aporte y el comportamiento hidrológico. El mayor conocimiento de la dinámica de las cuencas permitirá tomar mejores decisiones respecto al establecimiento de las obras viales.



Es importante determinar las características físicas de las cuencas como son: el área, forma de la cuenca, sistemas de drenaje, características del relieve, suelos, etc. Estas características dependen de la morfología (forma, relieve, red de drenaje, etc.), los tipos de suelos, la cobertura vegetal, la geología, las prácticas agrícolas, etc. Estos elementos físicos proporcionan la más conveniente posibilidad de conocer la variación en el espacio de los elementos del régimen hidrológico. El estudio de cuencas hidrográficas deberá efectuarse en planos que cuenta el IGN en escala 1:100,000 y preferentemente a una escala de 1/25,000, con tal de obtener resultados esperados. 5) Selección del Período de Retorno El tiempo promedio, en años, en que el valor del caudal pico de una creciente determinada es igualado o superado una vez cada “T” años, se le denomina Período de Retorno “T”. Si se supone que los eventos anuales son independientes, es posible

calcular la probabilidad de falla para una vida útil de n años. Para adoptar el período de retorno a utilizar en el diseño de una obra, es necesario considerar la relación existente entre la probabilidad de excedencia de un evento, la vida útil de la estructura y el riesgo de falla admisible, dependiendo este último, de factores económicos, sociales, técnicos y otros. El criterio de riesgo es la fijación, a priori, del riesgo que se desea asumir por el caso de que la obra llegase a fallar dentro de su tiempo de vida útil, lo cual implica que no ocurra un evento de magnitud superior a la utilizada en el diseño durante el primer año, durante el segundo, y así sucesivamente para cada uno de los años de vida de la obra. El riesgo de falla admisible en función del período de retorno y vida útil de la obra está dado por:

      (   )

Si la obra tiene una vida útil de n años, la fórmula anterior permite calcular el período de retorno T, fijando el riesgo de falla admisible R, el cual es la probabilidad de ocurrencia del pico de la creciente estudiada, durante la vida útil de la obra. (Ver Figura Nº 01)



En la Tabla Nº 01 se presenta el valor T para varios riesgos permisibles R y para la vida útil n de la obra.

R 0.01 0.02 0.05 0.10 0.20 0.25 0.50 0.75 0.99

TABLA Nº 01: Valores de Período de Retorno T (Años) VIDA ÚTIL DE LAS OBRAS (n años) 1 2 3 5 10 20 25 50 100 200 100 199 299 498 995 1990 2488 4975 9950 19900 50 99 149 248 495 990 1238 2475 4950 9900 20 39 59 98 195 390 488 975 1950 3900 10 19 29 48 95 190 238 475 950 1899 5 10 14 23 45 90 113 225 449 897 4 7 11 18 35 70 87 174 348 695 2 3 5 8 15 29 37 73 154 289 1.3 2 2.7 4.1 7.7 15 18 37 73 144 1 1.11 1.27 1.66 2.7 5 5.9 11 22 44 Fuente: MONSALVE, 1999.

De acuerdo a los valores presentados en la Tabla Nº 01 se recomienda utilizar como máximo, los siguientes valores de riesgo admisible de obras de drenaje:



TABLA Nº 02: VALORES RECOMENDADOS DE RIESGO ADMISIBLE DE OBRAS DE DRENAJE TIPO DE OBRA RIESGO ADMISIBLE (**) ( %) 22 Puentes (*) 39 Alcantarillas de paso de quebradas importantes y badenes 64 Alcantarillas de paso quebradas menores y descarga de agua de cunetas 64 Drenaje de la plataforma (a nivel longitudinal) 72 Subdrenes 22 Defensas Ribereñas (*) - Para obtención de la luz y nivel de aguas máximas extraordinarias. - Se recomienda un período de retorno T de 500 años para el cálculo de socavación. (**) - Vida Útil considerado n=25 años. - Se tendrá en cuenta, la importancia y la vida útil de la obra a diseñarse. - El Propietario de una Obra es el que define el riesgo admisible de falla y la vida útil de las obras.



6) Análisis Estadístico de Datos Hidrológicos  Modelos de distribución El análisis de frecuencias tiene la finalidad de estimar precipitaciones, intensidades o caudales máximos, según sea el caso, para diferentes períodos de retorno, mediante la aplicación de modelos probabilísticos, los cuales pueden ser discretos o continuos. El análisis de frecuencias tiene la finalidad de estimar precipitaciones, intensidades o caudales máximos, según sea el caso, para diferentes períodos de retorno, mediante la aplicación de modelos probabilísticos, los cuales pueden ser discretos o continuos. a) Distribución Normal b) Distribución Log Normal 2 parámetros c) Distribución Log Normal 3 parámetros d) Distribución Gamma 2 parámetros e) Distribución Gamma 3 parámetros f) Distribución Log Pearson tipo III g) Distribución Gumbel h) Distribución Log Gumbel a) Distribución Normal La función de densidad de probabilidad normal se define como:

Donde



b) Distribución Log Normal 2 Parámetros La función de distribución de probabilidad es:

Donde X y S son los parámetros de la distribución. Si la variable x de la ecuación (2) se remplaza 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:

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

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

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



c) Distribución Log Normal 3 Parámetros La función de densidad de x es:

Para x > x0 Donde:

X0: parámetro de posición Uy: parámetro de escala o media Sy²: parámetro de forma o varianza d) Distribución Gamma 2 Parámetros La función de densidad es:

Válido para: 0≤x<∞ 0<γ<∞ 0<β<∞

Donde: γ : parámetro de forma β : parámetro de escala

e) Distribución Gamma 3 Parámetros La función de densidad es:



Válido para: x0 ≤ x < ∞

-∞ < x0 < ∞ 0<β<∞ 0<γ<∞

Donde:

x0: origen de la variable x, parámetro de posición γ : parámetro de forma β : parámetro de escala

f) Distribución Log Pearson Tipo III La función de densidad es:

Válido para: x0 ≤ x < ∞ -∞ < x0 < ∞ 0<β<∞ 0<γ<∞ Donde:

x0: parámetro de posición γ : parámetro de forma β : parámetro de escala

g) Distribución Gumbel La distribución de Valores Tipo I conocida como Distribución Gumbel o Doble Exponencial, tiene como función de distribución de probabilidades la siguiente expresión:



Utilizando el método de momentos, se obtienen las siguientes relaciones:

Donde:  Parámetro de concentración. : Parámetro de localización.

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

Donde: x : Valor con una probabilidad dada. x : Media de la serie. k : Factor de frecuencia.

h) Distribución Log Gumbel La variable aleatoria reducida log Gumbel, se define como:

Con lo cual, la función acumulada reducida log Gumbel es:



Pruebas de bondad de ajuste Las pruebas de bondad de ajuste son pruebas de hipótesis que se usan para evaluar si un conjunto de datos es una muestra independiente de la distribución elegida.



En la teoría estadística, las pruebas de bondad de ajuste más conocidas son la 2 y la Kolmogorov – Smirnov, las cuales se describen a continuación.

a) Prueba  Esta prueba fue propuesta por Karl Pearson en 1900, se aplica para verificar bondad de las distribuciones normales y log normales. Para aplicar la prueba, el primer paso es dividir los datos en un número k de intervalos de clase. Luego se calcula el parámetro estadístico:

Donde: i : es el número observado de eventos en el intervalo i y i es el número

esperado de eventos en el mismo intervalo. i se calcula como:

Asimismo; F(Si) es la función de distribución de probabilidad en el límite superior del intervalo i, F(Ii) es la misma función en el límite inferior y n es el número de eventos. Una vez calculado el parámetro D para cada función de distribución considerada, se determina el valor de una variable aleatoria con distribución χ2 para ν = k -1-m grados de libertad y un nivel de significancia , donde m

es el número de parámetros estimados a partir de los datos. Para aceptar una función de distribución dada, se debe cumplir:

El valor de

se obtiene de tablas de la función de distribución

χ2.



Cabe recalcar que la prueba del X 2, desde un punto de vista matemático solo debería usarse para comprobar la normalidad de las funciones normal y Log normal. b) Prueba Kolmogorov – Smirnov Método por el cual se comprueba la bondad de ajuste de las distribuciones, asimismo permite elegir la más representativa, es decir la de mejor ajuste. Esta prueba consiste en comparar el máximo valor absoluto de la diferencia D entre la función de distribución de probabilidad observada Fo (xm) y la estimada F (xm):

       Con un valor crítico d que depende del número de datos y el nivel de significancia seleccionado (Tabla Nº 03). Si D d, se acepta la hipótesis nula. Esta prueba tiene la ventaja sobre la prueba de X2 de que compara los datos con el modelo estadístico sin necesidad de agruparlos. La función de distribución de probabilidad observada se calcula como:

         Donde m es el número de orden de dato xm en una lista de mayor a menor y n es el número total de datos. (Aparicio, 1996) TABLA Nº 03: Valores críticos d para la prueba Kolmogorov – Smirnov TAMAÑO DE LA =0.10 =0.05 =0.01 MUESTRA 0.51 0.56 0.67 5 0.37 0.41 0.49 10 0.30 0.34 0.40 15 0.26 0.29 0.35 20 0.24 0.26 0.32 25 0.22 0.24 0.29 30 0.20 0.22 0.27 35 0.19 0.21 0.25 40 Fuente: Aparicio, 1999.

7) Determinación de la Tormenta de Diseño Uno de los primeros pasos en muchos proyectos de diseño es la determinación del evento de lluvia a usar.



Una tormenta de diseño es un patrón de precipitación definido para utilizarse en el diseño de un sistema hidrológico. Usualmente la tormenta de diseño conforma la entrada al sistema, y los caudales resultantes a través de éste se calculan utilizando procedimientos de lluvia-escorrentía y tránsito de caudales. Una tormenta de diseño puede definirse mediante un valor de profundidad de precipitación en un punto, mediante un hietograma de diseño que especifique la distribución temporal de la precipitación durante una tormenta. Las tormentas de diseño pueden basarse en información histórica de precipitación de una zona o pueden construirse utilizando las características generales de la precipitación en regiones adyacentes. Su aplicación va desde el uso de valores puntuales de precipitación en el método racional para determinar los caudales picos en alcantarillados de aguas lluvias y alcantarillas de carreteras, hasta el uso de hietogramas de tormenta como las entradas para el análisis de lluvia-escorrentía en embalses de detención de aguas urbanas. Para determinación de la tormenta de diseño sería recomendable contar con información obtenida a través de un pluviógrafo, ya que este equipo provee información instantánea, sin embargo, la mayoría de estaciones de medición de precipitaciones solo cuentan con pluviómetros que solo proveen de valores medios. Curvas Intensidad – Duración – Frecuencia

La intensidad es la tasa temporal de precipitación, es decir, la profundidad por unidad de tiempo (mm/h). Puede ser la intensidad instantánea o la intensidad promedio sobre la duración de la lluvia. Comúnmente se utiliza la intensidad promedio, que puede expresarse como:

Donde P es la profundidad de lluvia (mm) y Td es la duración, dada usualmente en horas. La frecuencia se expresa en función del período de retorno, T, que es el intervalo de tiempo promedio entre eventos de precipitación que igualan o exceden la magnitud de diseño.



Las curvas intensidad – duración – frecuencia son un elemento de diseño que relacionan la intensidad de la lluvia, la duración de la misma y la frecuencia con la que se puede presentar, es decir su probabilidad de ocurrencia o el periodo de retorno. Para determinar estas curvas IDF se necesita contar con registros pluviográficos de lluvia en el lugar de interés y seleccionar la lluvia más intensa de diferentes duraciones en cada año, con el fin de realizar un estudio de frecuencia con cada una de las series así formadas. Es decir, se deben examinar los hietogramas de cada una de las tormentas ocurridas en un año y de estos hietogramas elegir la lluvia correspondiente a la hora más lluviosa, a las dos horas más lluviosas, a las tres horas y así sucesivamente. Con los valores seleccionados se forman series anuales para cada una de las duraciones elegidas. Estas series anuales están formadas eligiendo, en cada año del registro, el mayor valor observado correspondiente a cada duración, obteniéndose un valor para cada año y cada duración. Cada serie se somete a un análisis de frecuencia, asociando modelos probabilísticas según lo descrito en el ítem 3.7. Así se consigue una asignación de probabilidad para la intensidad de lluvia correspondiente a cada duración, la cual se representa en un gráfico único de intensidad vs. duración, teniendo como parámetro el período de retorno, tal como se muestra en el ejemplo (Ver Figura Nº 02). Cabe indicar que formar las series anuales es un proceso largo y laborioso, que involucra el examen cuidadoso de los rollos pluviográficos, la lectura de los valores, la digitación de la información, la contrastación y verificación de los valores leídos con los registros pluviométricos cercanos y el análisis de las tormentas registradas para encontrar los máximos valores registrados para cada una de las duraciones seleccionadas.



Las curvas de intensidad – duración – frecuencia también pueden expresarse como ecuaciones con el fin de evitar la lectura de la intensidad de lluvia de diseño en un una gráfica. Un modelo general es el siguiente:

Donde I es la intensidad de lluvia de diseño, D es la duración y a, b y m son coeficientes que varían con el lugar y el período de retorno, asimismo para su determinación se requiere hacer una linealización previa de la ecuación para luego hallar los parámetros a, b y m por medio de regresión lineal. La duración de la lluvia de diseño es igual al tiempo de concentración (tc) para el área de drenaje en consideración, dado que la escorrentía alcanza su pico en el tiempo de concentración, cuando toda el área está contribuyendo al flujo en la salida. En nuestro país, debido a la escasa cantidad de información pluviográfica con que se cuenta, difícilmente pueden elaborarse estas curvas. Ordinariamente solo se cuenta con lluvias máximas en 24 horas, por lo que el valor de la Intensidad de la precipitación pluvial máxima generalmente se estima a partir de la precipitación máxima en 24 horas, multiplicada por un coeficiente de duración; en la Tabla Nº 04 se muestran coeficientes de duración, entre 1 hora y 48 horas, los mismos que podrán usarse, con criterio y cautela para el cálculo de la intensidad, cuando no se disponga de mejor información.



TABLA Nº 04: Coeficientes de duración Lluvias entre 48 horas y una hora DURACIÓN DE LA PRECIPITACIÓN EN COEFICIENTE HORAS 0.25 1 0.31 2 0.38 3 0.44 4 0.50 5 0.56 6 0.64 8 0.73 10 0.79 12 0.83 14 0.87 16 0.90 18 0.93 20 0.97 22 1.00 24 1.32 48 Fuente: Manual para el Diseño de Carreteras Pavimentadas de Bajo Volumen de Tránsito

Se puede establecer como un procedimiento lo siguiente: 1. Seleccionar las lluvias mayores para diferentes tiempos de duración. 2. Ordenar de mayor a menor. 3. Asignar a cada valor ordenado una probabilidad empírica. 4. Calcular el tiempo de retorno de cada valor. 5. Graficar la curva intensidad-frecuencia-duración. Para el caso de duraciones de tormenta menores a 1 hora, o no se cuente con registros pluviográficos que permitan obtener las intensidades máximas, estas pueden ser calculadas mediante la metodología de Dick Peschke (Guevara, 1991) que relaciona la duración de la tormenta con la precipitación máxima en 24 horas. La expresión es la siguiente:



Donde:

Pd = precipitación total (mm) d = duración en minutos P24h = precipitación máxima en 24 horas (mm) La intensidad se halla dividiendo la precipitación Pd entre la duración. Las curvas de intensidad-duración-frecuencia, se han calculado indirectamente, mediante la siguiente relación:

Donde:

I = Intensidad máxima (mm/h) K, m, n = factores característicos de la zona de estudio T = período de retorno en años t = duración de la precipitación equivalente al tiempo de concentración (min)

8) Tiempo de Concentración Es el tiempo requerido por una gota para recorrer desde el punto hidráulicamente más lejano hasta la salida de la cuenca. Transcurrido el tiempo de concentración se considera que toda la cuenca contribuye a la salida. Como existe una relación inversa entre la duración de una tormenta y su intensidad (a mayor duración disminuye la intensidad), entonces se asume que la duración crítica es igual al tiempo de concentración tc. El tiempo de concentración real depende de muchos factores, entre otros de la geometría en planta de la cuenca (una cuenca alargada tendrá un mayor tiempo de concentración), de su pendiente pues una mayor pendiente produce flujos más veloces y en menor tiempo de concentración, el área, las características del suelo, cobertura vegetal, etc. Las fórmulas más comunes solo incluyen la pendiente, la longitud del cauce mayor desde la divisoria y el área. El tiempo de concentración en un sistema de drenaje pluvial es:



     Donde:

to: tiempo de entrada, hasta alguna alcantarilla. tf: tiempo de flujo en los alcantarillados hasta el punto de interés =Σ

Li / Vi. Las ecuaciones para calcular el tiempo de concentración se muestran en la Tabla Nº 05. TABLA Nº 05: Fórmulas para el cálculo del tiempo de concentración MÉTODO Y FECHA

Kirpich (1940)

California Culverts Practice (1942)

Izzard (1946)

Federal Aviation Administration (1970) Ecuaciones de onda cinemática Morgali y Linsley (1965) Aron y Erborge (1973)

FÓRMULA PARA tc (minutos)

L = longitud del canal desde aguas arriba hasta la salida, m. S = pendiente promedio de la cuenca, m/m

OBSERVACIONES Desarrollada a partir de información del SCS en siete cuencas rurales de Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3 a 10%); para flujo superficial en superficies de concreto o asfalto se debe multiplicar tc por 0.4; para canales de concreto se debe multiplicar por 0.2; no se debe hacer ningún ajuste para flujo superficial en suelo descubierto o para flujo en cunetas. Esencialmente es la ecuación de Kirpich; desarrollada para pequeñas cuencas montañosas en California.

L = longitud del curso de agua más largo, m. H = diferencia de nivel entre la divisoria de aguas y la salida, m.

i = intensidad de lluvia, mm/h c = coeficiente de retardo L = longitud de la trayectoria de flujo, m. S = pendiente de la trayectoria de flujo, m/m.

C = coeficiente de escorrentía del método racional. L = longitud del flujo superficial, m. S = pendiente de la superficie, m/m

L = longitud del flujo superficial, m. n = coeficiente de rugosidad de Manning. I = intensidad de lluvia, mm/h.

Bureau of Public Roads para flujo superficial en caminos y Áreas de céspedes; los valores del coeficiente de retardo varían desde 0.0070 para pavimentos muy lisos hasta 0.012 para pavimentos de concreto y 0.06 para superficies densamente cubiertas de pasto; la solución requiere de procesos iterativos; el producto de i por L debe ser 3800. Desarrollada de información sobre el drenaje de aeropuertos recopilada por el Corps of Engineers: el método tiene como finalidad el ser usado en problemas de drenaje de aeropuertos pero ha sido frecuentemente usado para flujo superficial en cuencas urbanas. análisis de onda cinemática de la escorrentía superficial desde superficies desarrolladas; el método requiere iteraciones debido a que tanto I (Intensidad de lluvia) como tc son desconocidos, la superposición de una curva de intensidad – duración – frecuencia da una solución gráfica directa para tc.



S = pendiente promedio del terreno-m/m.

Ecuación de retardo SCS (1973)

L = longitud hidráulica de la cuenca (mayor trayectoria de flujo), m. CN = Número de curva SCS S = pendiente promedio de la cuenca, m/m.

Ecuación desarrollada por el SCS a partir de información de cuencas de uso agrícola; ha sido adaptada a pequeñas cuencas urbanas con áreas inferiores a 800 Ha; se ha encontrado que generalmente es buena cuando el área se encuentra completamente pavimentada; para áreas mixtas tiene tendencia a la sobrestimación; se aplican factores de ajuste para corregir efectos de mejoras en canales e impermeabilización de superficies; la ecuación supone que tc = 1.67 x retardo de la cuenca.

Fuente: * SCS Soil Conservation Service

9) Hietograma de Diseño En ocasiones no es suficiente el dato de que (por ejemplo) la precipitación máxima para las 5 horas más lluviosas es de 100 mm. Es posible que necesitemos conocer la evolución de esos 100 mm. A lo largo de esas 5 horas. Los métodos hidrológicos más modernos requieren no sólo del valor de lluvia o intensidad de diseño, sino de una distribución temporal (tormenta), es decir el método estudia la distribución en el tiempo, de las tormentas observadas. Una de las maneras de obtenerlo es a partir de las curvas IDF, dentro de ellas el Método del Bloque Alterno, es una manera sencilla. (alternating block method, Chow et al).

a) Método del Bloque Alterno

El método del bloque alterno es una forma simple para desarrollar un hietograma de diseño utilizando una curva-duración-frecuencia. El hietograma de diseño producido por este método especifica la profundidad de precipitación en n intervalos de tiempo sucesivos de duración t, sobre una duración total de Td=n. t. Después de seleccionar el periodo de retorno de diseño, la intensidad es leída en una curva IDF para cada una de las duraciones t, 2t, 3t, 4t, … y la profundidad de precipitación correspondiente se encuentra al multiplicar la intensidad y la duración. Tomando diferencias entre valores sucesivos de profundidad de precipitación, se encuentra la cantidad de precipitación que debe añadirse por cada loques se reordenan en una secuencia temporal de modo que la intensidad máxima ocurra en el centro de la



duración requerida Td y que los demás bloques queden en orden descendente alternativamente hacia la derecha y hacia la izquierda del bloque central para formar el hietograma de diseño (Figura Nº03).

10) Precipitación total y efectiva El exceso de precipitación o precipitación efectiva (Pe), es la precipitación que no se retiene en la superficie terrestre y tampoco se infiltra en el suelo. Después de fluir a través de la superficie de la cuenca, el exceso de precipitación se convierte en escorrentía directa a la salida de la cuenca bajo la suposición de flujo superficial hortoniano. Las gráficas de exceso de precipitación vs. el tiempo o hietograma de exceso de precipitación es un componente clave para el estudio de las relaciones lluvia-escorrentía. La diferencia entre el hietograma de lluvia total y el hietograma de exceso de precipitación se conoce como abstracciones o pérdidas. Las pérdidas son primordialmente agua absorbida por filtración con algo de intercepción y almacenamiento superficial. El hietograma de exceso de precipitación puede calcularse a partir del hietograma de precipitación en una o dos formas, dependiendo de si existe o no información de caudales disponibles para la tormenta.



11) Estimación de Caudales Cuando existen datos de aforo en cantidad suficiente, se realiza un análisis estadístico de los caudales máximos instantáneos anuales para la estación más cercana al punto de interés. Se calculan los caudales para los períodos de retorno de interés (2, 5, 10, 20, 50, 100 y 500 años son valores estándar) usando la distribución log normal, log pearson III y Valor Extremo Tipo I (Gumbel), etc., según el ítem 3.7 Cuando no existen datos de aforo, se utilizan los datos de precipitación como datos de entrada a una cuenca y que producen un caudal Q. cuando ocurre la lluvia, la cuenca se humedece de manera progresiva, infiltrándose una parte en el subsuelo y luego de un tiempo, el flujo se convierte en flujo superficial. A continuación se presentan algunas metodologías: a) Método IILA

Son escasas las estaciones que ofrecen información automatizada de registros pluviales, por lo que existe bastante dispersión en los datos. Con el método IILA, la intensidad de lluvia que tiene una duración t (en horas), para un periodo de retorno T (en años), es:

Y la precipitación Pt,T tiene la siguiente relación:

Según la metodología empleada las fórmulas son válidas para 3 ≤ t ≤ 24 horas. Para t ≤ 3 horas se usa:

Las constantes a, b, K y n fueron determinadas en el “Estudio de la Hidrología del Perú” realizado por el convenio IILA -SENAMHI-UNI (Plano n.2-C), 1983.

Otra expresión que se utiliza es:



Nuevamente t y K son valores característicos de cada sub-región hidrológica. Muchas veces t es función de la altitud Y. (Mayor información se puede hallar en el realizado por el convenio IILASENAMHIUNI, 1983). b) Método Racional

Estima el caudal máximo a partir de la precipitación, abarcando todas las abstracciones en un solo coeficiente c (coef. escorrentía) estimado sobre la base de las características de la cuenca. Muy usado para cuencas, A<10 Km2. Considerar que la duración de P es igual a tc. La descarga máxima de diseño, según esta metodología, se obtiene a partir de la siguiente expresión: Donde:

Q : Descarga máxima de diseño (m3/s) C : Coeficiente de escorrentía (Ver Tabla Nº 08) I : Intensidad de precipitación máxima horaria (mm/h) A: Área de la cuenca (Km2).



TABLA Nº 08: Coeficientes de escorrentía método racional COBERTURA VEGETAL

TIPO DE SUELO Impermeable Semipermeable Permeable Impermeable Semipermeable Permeable Impermeable Semipermeable Permeable Impermeable Semipermeable Permeable Impermeable Semipermeable Permeable

Sin vegetación Cultivos Pastos, vegetación ligera Hierba, grama Bosques, densa vegetación

PRONUNCIADA > 50% 0.80 0.70 0.50 0.70 0.60 0.40 0.65 0.55 0.35 0.60 0.50 0.30 0.55 0.45 0.25

PENDIENTE DEL TERRENO ALTA MEDIA SUAVE > 20% > 5% > 1% 0.75 0.70 0.65 0.65 0.60 0.55 0.45 0.40 0.35 0.65 0.60 0.55 0.55 0.50 0.45 0.35 0.30 0.25 0.60 0.55 0.50 0.50 0.45 0.40 0.30 0.25 0.20 0.55 0.50 0.45 0.45 0.40 0.35 0.25 0.20 0.15 0.50 0.45 0.40 0.40 0.35 0.30 0.20 0.15 0.10

DESPRECIABLE < 1% 0.60 0.50 0.30 0.50 0.40 0.20 0.45 0.35 0.15 0.40 0.30 0.10 0.35 0.25 0.05

El valor del coeficiente de escorrentía se establecerá de acuerdo a las características hidrológicas y geomorfológicas de las quebradas cuyos cursos interceptan el alineamiento de la carretera en estudio. En virtud a ello, los coeficientes de escorrentía variarán según dichas características. Método Racional Modificado

Es el método racional según la formulación propuesta por Témez (1987, 1991) adaptada para las condiciones climáticas de España. Y permite estimar de forma sencilla caudales punta en cuencas de drenaje naturales con áreas menores de 770 km2 y con tiempos de concentración (Tc) de entre 0.25 y 24 horas, la fórmula es la siguiente:

Donde:

Q : Descarga máxima de diseño (m3/s) C : Coeficiente de escorrentía para el intervalo en el que se produce I. I : Intensidad de precipitación máxima horaria (mm/h) A : Área de la cuenca (Km2) K : Coeficiente de Uniformidad CREACIÓN DE PISTAS Y VEREDAS DE LAS CA LLES PRINCIPALES DE L A CIUDAD DE TOCA CHE DISTRITO DE TOCACHE, PROVINCIA DE TOCA CHE - SAN MA RTIN


Las fórmulas que definen los factores de la fórmula general, son los siguientes: A) Tiempo de Concentración (Tc)

Donde:

L= Longitud del cauce mayor (km) S= Pendiente promedio del cauce mayor (m/m) B) Coeficiente de Uniformidad

Donde: Tc= Tiempo de concentración (horas)

C) Coeficiente de simultaneidad o Factor reductor (kA)

Donde:

A : Área de la cuenca (Km2) D) Precipitación máxima corregida sobre la cuenca (P)

Donde:

kA : Factor reductor Pd : Precipitación máxima diaria (mm)

E) Intensidad de Precipitación ( I )



Donde:

P : Precipitación máxima corregida (mm) Tc : Tiempo de concentración (horas)

F) Coeficiente de Escorrentía ( C )

Donde:

Pd : Precipitación máxima diaria (mm) Po : Umbral de escorrentía =

  

CN : Número de curva 12) Avenida de Diseño La Avenida de Diseño es el caudal que se escoge, mediante diversas consideraciones, para dimensionar un proyecto (o una parte de él). Para su determinación se usa la información básica proporcionada por el estudio hidrológico (Estimación de Caudales) y se incorporan los conceptos correspondientes a riesgo, vulnerabilidad, importancia y costo de obra y muchos otros más, como por ejemplo el tipo de río y de puente. En nuestro país, existe escasez de datos, por lo que juegan un papel muy importante la experiencia y el buen tino del ingeniero proyectista para escoger la Avenida de Diseño. Dentro de los criterios para la selección de los valores posibles están los relativos al máximo nivel alcanzado por el agua, la capacidad del encauzamiento, si fuese el caso las máximas socavaciones y muchas otras más. La Avenida de Diseño debe escogerse de modo de garantizar la estabilidad del río y del puente y teniendo en cuenta la evaluación de los daños potenciales involucrados en una potencial falla. Se debe tener en cuenta además que los dos últimos meganiños (1983 y 1998), tuvo como característica, desde el punto de vista hidrológico y en relación con la estabilidad de las estructuras, es la aparición de avenidas de larga duración, de varios días.



HIDRÁULICA Y DRENAJE 1) Drenaje Superficial a. Drenaje transversal de la Vía El elemento básico del drenaje transversal se denomina alcantarilla, y el longitudinal se llama cunetas El objetivo principal en el diseño hidráulico de una obra de drenaje transversal y longitudinal es determinar la sección hidráulica más adecuada que permita el paso libre del flujo líquido y flujo sólido que eventualmente transportan los cursos naturales y conducirlos adecuadamente, sin causar daño a la carretera y a la propiedad adyacente. b. Diseño hidráulico El cálculo hidráulico considerado para establecer las dimensiones mínimas de la sección para las alcantarillas a proyectarse, es lo establecido por la fórmula de Robert Manning para canales abiertos y tuberías, por ser el procedimiento más utilizado y de fácil aplicación, la cual permite obtener la velocidad del flujo y caudal para una condición de régimen uniforme mediante la siguiente relación.

Donde:

Q: Caudal (m3/s) V : Velocidad media de flujo (m/s) A : Área de la sección hidráulica (m2) P : Perímetro mojado (m) R : Radio hidráulico (m) S : Pendiente de fondo (m/m) n : Coeficiente de Manning (Ver Tabla Nº 09)



TABLA Nº 09: Valores del Coeficiente de Rugosidad de Manning (n) A.1. METÁLICOS O T N E I M I R R O U N C S E E L L N E O T C N E O M D L A A I R C R E R C A P O T C U D N O C

A.2 NO METÁLICOS

. A

B.1 METAL

S O D I T S E V E R S E L A N A C . B

O D A V A C X E . C

B.2 NO METÁLICO

TIPO DE CANAL a. Bronce Polido b. Acero soldado con remaches c. Metal corrugado sub - dren dren para aguas lluvias a. Concreto tubo recto y libre de basuras tubo con curvas, conexiones afinado tubo de alcantarillado con cámaras, entradas. Tubo con moldaje de acero. Tubo de moldaje madera cepillada Tubo con moldaje madera en bruto b. Madera duelas laminada y tratada c. Albañilería de piedra. a. Acero liso sin pintar pintado b. Corrugado a. Madera Sin tratamiento Tratada Planchas b. Concreto afinado con plana afinado con fondo de grava sin afinar excavado en roca de buena calidad excavado en roca descompuesta c. Albañilería piedra con mortero piedra sola a. Tierra, recto y uniforme nuevo grava con algo de vegetación b. Tierra, sinuoso sin vegetación con malezas y pasto maleza tupida, plantas fondo pedregoso - malezas. c. Roca suave y uniforme irregular d. Canales sin mantención maleza tupida

MÍNIMO 0.009

NORMAL 0.010

MÁXIMO 0.013

0.010 0.013

0.012 0.016

0.014 0.017

0.017 0.021

0.019 0.024

0.021 0.030

0.010 0.011 0.011 0.013

0.011 0.013 0.012

0.013 0.014 0.014

0.012 0.012 0.015

0.015 0.013 0.014 0.017

0.017 0.014 0.016 0.020

0.010 0.015 0.018

0.012 0.017 0.025

0.014 0.020 0.030

0.011 0.012 0.021

0.012 0.013 0.025

0.014 0.017 0.030

0.010 0.011 0.012

0.012 0.012 0.015

0.014 0.015 0.018

0.011 0.015 0.014 0.017 0.022

0.013 0.017 0.017 0.020 0.027

0.015 0.020 0.020

0.017 0.023

0.025 0.032

0.030 0.035

0.016 0.022 0.022

0.018 0.025 0.027

0.020 0.030 0.033

0.023 0.025 0.030 0.025

0.025 0.030 0.035 0.035

0.030 0.033 0.040 0.040

0.025 0.035

0.035 0.040

0.040 0.050

0.050

0.080

0.120



Fondo limpio, bordes con vegetación

D.1. CORRIENTES MENORES (ANCHO SUPERF. < 30 m)

S E L A R U T A N S E T N E I R R O C . D

D.2 PLANICIES DE INUNDACIÓN

D3 Ríos Principales (ancho superior a 30 m)

a. Ríos en planicies rectos, sin zonas muertas rectos sin zonas muertas con piedras y malezas Sinuoso, vegetación y piedras Sinuoso, vegetación y bastante pedregoso Abundante vegetación, sinuoso. b. Torrentes de montaña, sin vegetación, bordes abruptos. Árboles y arbustos sumergidos Parcialmente en crecidas con piedras y Pocas rocas grandes rocas y piedras en el fondo. a. con pasto sin arbusto pastizales bajos pastizales altos b. áreas cultivadas sin cultivo con cultivos c. Arbustos y Malezas escasos densos d. Arboles sauces tierra despejada con troncos Secciones Regulares Secciones Irregulares

0.040

0.050

0.080

0.025 0.030 0.035 0.045 0.075

0.030 0.036 0.045 0.050 0.100

0.033 0.040 0.050 0.060 0.150

0.030 0.040

0.040 0.050

0.050 0.070

0.025 0.030

0.030 0.035

0.035 0.050

0.020 0.030

0.030 0.040

0.040 0.050

0.040 0.070

0.060 0.100 0.150

0.080 0.160

0.110 0.030 0.025 0.035

0.040 -

0.200 0.050 0.060 0.100

Fuente: Hidráulica de Canales Abiertos, Ven Te Chow, 1983.

Se debe tener en cuenta la velocidad, parámetro que es necesario verificar de tal manera que se encuentre dentro de un rango, cuyos límites se describen a continuación. TABLA Nº 10: Velocidades máximas admisibles (m/s) en conductos revestidos TIPO DE REVESTIMIENTO VELOCIDAD (M/S) 3.0 – 6.0 Concreto 2.5 – 3.5 Ladrillo con concreto 2.0 Mampostería de piedra y concreto Fuente: HCANALES, Máximo Villon B.

Se deberá verificar que la velocidad mínima del flujo dentro del conducto no produzca sedimentación que pueda incidir en una reducción de su capacidad hidráulica, recomendándose que la velocidad mínima sea igual a 0.25 m/s.



Asimismo, se debe tener muy en cuenta la velocidad de flujo a la salida de la alcantarilla, generalmente esta velocidad es mayor que la velocidad de escurrimiento en el cauce natural y debe limitarse a fin de evitar procesos de socavación del cauce aguas abajo de la estructura y no afecte su estabilidad. A continuación, se presenta una tabla con valores máximos admisibles de velocidades de flujo según el tipo de material donde se desplaza. TABLA Nº 11: Velocidades máximas admisibles (m/s) en canales no revestidos TIPO DE TERRENO FLUJO FLUJO INTERMITENTE PERMANENTE (M/S) (M/S) 0.75 0.75 Arena fina (no coloidal) 0.75 0.75 Arcilla arenosa (no coloidal) 0.90 0.90 Arcilla limosa (no coloidal) 1.00 1.00 Arcilla fina 1.20 1.00 Ceniza volcánica 1.50 1.20 Grava fina 1.80 1.40 Arcilla dura (coloidal) Material graduado (no coloidal) Desde arcilla a grava 2.00 1.50 Desde limo a grava 2.10 1.70 Grava 2.30 1.80 Grava gruesa 2.40 2.00 Desde grava a piedras (< 15 cm) 2.70 2.10 Desde grava a piedras (> 20 cm) 3.00 2.40 Fuente: Manual de Carreteras de California



HIDROLOGIA E HIDRA ULICA



2. HIDROLOGÍA 2.1.

Cuencas Hidrográficas El expediente de la pavimentación delas principales calles de ciudad de Tocache se encuentra ubicada en la cuenca del rio Huallaga en la entrada de la ciudad de Tocache departamento de San Martin

2.2.

Estudio de Hidrología En la ciudad de Tocache se cuenta con 03 estaciones meteorológicas de las cuales solo 2 vienen funcionando.

Localización de las estaciones meteorológicas

2.3.

Cartografía El proyecto se encuentra dentro del mapa del Instituto Geográfico Nacional (IGN) , carta nacional 1:100,000, además se cuenta con información del levantamiento topográfico de la zona y Mapas satelitales de la zona. Tocache

Hoja 17-j



2.4.

Pluviometría La escorrentía existente y producida en el área de estudio, proviene exclusivamente de las precipitaciones pluviales caídas en la zona. Un primer aspecto en el análisis de las características pluviométricas de la región en estudio lo constituyó la recopilación de antecedentes básicos y el procesamiento primario de la información recolectada. Desafortunadamente, la información pluviométrica del área en estudio resulta limitada en virtud de que solamente se dispone de series de datos colectados en estaciones totalizadoras de lluvia (equipadas únicamente con pluviómetro), pero sin registros continuos de la evolución temporal de la precipitación (pluviógrafos). CUADRO Nº 01-a ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS EN LA ZONA DE ESTUDIO

ESTACIÓN PLUVIOMÉTRICA TOCACHE

UBICACIÓN LATITUD LONGITUD SUR OESTE 08º 11’ 24’’

76º 32’ 58’’

PROVINCIA

DPTO.

ALTITUD msnm

PERIODO DE REGISTRO

TOCACHE

San Martin

528

2001-2010

ESTACIÓN PLUVIOMÉTRICA TOCACHE

Imagen Nº 01 Ubicación de estación Pluviométrica



CUADRO Nº 01-b TABLA DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS EN 24 HORAS MESES ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SETIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE

A O 2001 120 55.1 46.1 25.1 50.4 29.4 6.4 24. 0 68.1 50.4 29.8 93. 0

A O 2002 71.2 59.1 92.7 80.6 21.9 19.1 45.1 21.8 32.8 116.9 58.5 40.9

A O 2003 133. 0 124.1 72. 0 47. 9 39.9 31.2 13.3 38.9 102.9 X X X

A O 2004 X X 45.9 35.1 8.9 54.8 42.3 41. 0 45.5 80. 0 51.2 92.9

A O 2005 48.5 60.5 49.5 35.5 24.3 X X X X X X X

A O 2006 X X X X X X X X X X 78.2 71.8

A O 2007 X X X X 57.3 43.6 47.3 5.7 37.1 106.2 61.3 94

A O 2008 63.2 162. 0 50.3 81.1 35.6 X X X 60. 0 48.4 78.3 86.6

A O 2009 85.8 X 68. 0 46.5 17.7 29. 0 17.4 71.3 X 51.7 52.8 6.4

En el cuadro Nº 02, se presenta la serie Histórica de precipitaciones máximas de 24 horas. CUADRO Nº 02 ESTACIÓN TOCACHE PRECIPITACIÓN MÁXIMA DE 24 HORAS AÑO

PRECIPITACIÓN MÁXIMA 24 HORAS MES Pmax (mm)

2001

ENERO

120.0

2002

OCTUBRE

116.9

2003

ENERO

133.0

2004

DICIEMBRE

92.9

2005

FEBRERO

80.5

2006

NOVIEMBRE

78.2

2007

OCTUBRE

106.2

2008

FEBRERO

162.0

2009

MARZO

85.8

2010

MAYO

86.4


A O 2010 83. 0 74.2 46.6 36.7 86.4 15.5 68.2 7.7 71.3 70.5 52.2 60.2


PRECIPITACION MAXIMA 24 HORAS 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

Grafico Nº 01.- l histograma se expresa la variación de la precipitación en función con el tiempo (años), se observa que la variación precipitación máxima se da en el año 2008 (Febrero), con una lectura máxima de 162.0 en una banda de datos de 10 años.

2.5.

Periodo De Diseño Para Obras De Drenaje Los periodos de diseño de las obras de drenaje fueron calculados a partir de la tabla Nº 01 y Nº 02 del MANUAL DE HIDROLOGÍA, HIDRÁULICA Y DRENAJE del Ministerio de Transporte y comunicaciones. De la Tabla Nº2 se tiene un R=64% (Drenaje de plataforma y Alcantarilla de paso) Y una vida útil del proyecto de 20 años se tiene:

      (   )     √   

T=20 años



2.6.

Hidrología Estadística Con el registro de precipitación máxima en 24 horas, se procedió a calcular las alturas de precipitación extrema probable a diferentes periodos de retorno, sobre cuya base se estimaran los caudales máximos para el diseño de las obras de drenaje que requiere el proyecto. El análisis de frecuencias se basa en los diferentes de distribuciones de probabilidad teórica, se ha seleccionado las funciones de distribución Normal, Log,-normal, LogPearson III y Gumbel, por ser las mas usadas en la hidrología para casos de eventos máximos. De las diferentes funciones de distribución de probabilidad se elige la de Gumbel Normal ya que es la mas se ajusta a este tipo de muestras. En el cuadro Nº 03, se presenta las precipitaciones máximas en 24 horas obtenidas a partir de la distribución de probabilidad teórica (Ver anexo H-01).

CUADRO Nº 03 PRECIPITACIÓN MÁXIMA 24 HORAS PARA DIFERENTES PERIODOS DE RETORNO PERÍODO DE RETORNO PRECIPITACIONES MAX EN AÑOS DE 24 h (mm) 205.57 500 100 190.92 50 176.21 161.40 25 20 156.59 10 141.43 2.6.1. Calculo del Tiempo de concentración Debido a que la intensidad de la lluvia disminuye con la duración de la tormenta, el tiempo critico de duración será el tiempo de concentramiento. Para calcular el tiempo de concentración critico se utilizo la formula de Kirpich, U.S. Corps of Engineers, Hathaway

    CREACIÓN DE PISTAS Y VEREDAS DE LAS CA LLES PRINCIPALES DE L A CIUDAD DE TOCA CHE DISTRITO DE TOCACHE, PROVINCIA DE TOCA CHE - SAN MA RTIN


2.6.2. Calculo de la Intensidad de Lluvia (I) Se recurrió al principio conceptual, referente a que los valores extremos de lluvia alta intensidad y corta duración aparecen, en el mayor de los casos, marginalmente dependientes de la localización geográfica, con base en el hecho de que estos eventos de lluvia están asociados con celdas atmosféricas las cuales tienen propiedades físicas similares en la mayor parte del mundo. Las estaciones de lluvia en la zona, no cuentan con registro pluviograficos que permitan obtener las intensidades máximas. Sin embargo estas pueden ser calculadas a partir de las lluvias máximas sobre la base del modelo de Frederich Bell que permite calcular la lluvia máxima en función del periodo de retorno, duración de 10 años. La expresión es la siguiente:

    Donde: t = duración en minutos T = periodo retorno en años

 = precipitación caída en t minutos con periodo de retorno de T años.  = precipitación caída en 60 minutos con periodo de retorno de 10 años. , se calcula a partir de Yance Tueros, que estima la El valor de  intensidad máxima horaria a partir de la precipitación máxima en 24 horas.

    I=intensidad máxima en mm/h a, b = parámetros del modelo, (0.4602, 0876, respectivamente)

 = precipitación máxima en 24 horas. Para un periodo de retorno de 10 años,

 de 141.74 mm (obtenidos de la

distribución Normal), se tiene una altura de lluvia de 35.52 mm, correspondiente a una duración de 60 minutos



CUADRO Nº 04 LLUVIAS MÁXIMAS (mm) – ESTACIÓN TOCACHE T Pmax (años) de 24h 200 100 50 25 20 10 5

205.57 190.92 176.21 161.40 156.59 141.43 125.62

P1060 48.88 45.81 42.70 39.54 38.51 35.22 31.75

5 24.54 20.95 17.62 14.54 13.61 10.87 8.38

Duración (t en min) 10 15 20 36.73 44.90 51.23 31.36 38.33 43.73 26.37 32.24 36.78 21.77 26.61 30.36 20.37 24.90 28.41 16.27 19.89 22.69 12.54 15.33 17.49

30 60.95 52.03 43.76 36.12 33.80 27.00 20.81

60 80.03 68.32 57.46 47.43 44.38 35.45 27.32

Las intensidades máximas calculadas para estas alturas de lluvia máximas y diferentes duraciones de lluvia, se muestran en el cuadro Nº 5 CUADRO Nº 05 Intensidades máximas (mm/h) – ESTACIÓN TOCACHE T Pmax I= aPb24 (años) de 24h 200 100 50 25 20 10 5

205.57 190.92 176.21 161.40 156.59 141.43 125.62

48.88 45.81 42.70 39.54 38.51 35.22 31.75

5 294.44 251.37 211.39 174.50 163.28 130.43 100.51

Duración (t en min) 10 15 20 30 60 220.37 179.61 153.68 121.90 80.03 188.13 153.34 131.20 104.06 68.32 158.21 128.95 110.33 87.51 57.46 130.60 106.45 91.08 72.24 47.43 122.20 99.60 85.22 67.60 44.38 97.62 79.56 68.07 54.00 35.45 75.23 61.31 52.46 41.61 27.32

Fuente: Modelo de Bell Las curvas de intensidad – duración – frecuencia, se han calculado indirectamente, mediante la siguiente relación:

Donde:

    

I= Intensidad máxima (m/min) K, m, n = factores característicos de la zona de estudio. T = periodo retorno en años t = duración de la precipitación equivalente al tiempo de concentración (min)



Si se toman los logaritmos de la ecuación anterior se obtiene:

    CUADRO Nº 06 Intensidades máximas – Duración – Periodo de Retorno Duración (t) (min) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

20 118.99 82.25 66.27 56.86 50.48 45.81 42.20 39.30 36.91 34.90 33.17 31.67

Periodo de Retorno (T) en años 50 100 146.94 172.36 101.57 119.14 81.84 96.00 70.21 82.36 62.34 73.13 56.57 66.36 52.11 61.13 48.53 56.93 45.58 53.47 43.09 50.55 40.96 48.05 39.10 45.87

200 202.18 139.76 112.61 96.61 85.78 77.84 71.70 66.78 62.72 59.29 56.36 53.81

250

) m200 m ( s a m150 i x M s e d 100 a d i s n e t 50 n I

T=20 T=50 T=100 T=200

0 10

100

Duracion (min)



2.7.

Cuencas Hidrográficas Del levantamiento de campo, planos catastrales y chequeo de las obras existentes se han identificado un total de 68 cunetas y 01 alcantarilla de desfogue, según se indicada en el siguiente cuadro. CUADRO Nº 07 Parámetros Geomorfológicos de las Subcuentas Obra de incidencia

Sub Tipo de cuenca cuenca

Área (Km2)

Cota Cota Longitud Pendiente Superior Inferior de cauce S (m/m) (msnm) (msnm) L (Km)

ALC. DESFOGUE 01

PRINCIPAL-A

0.2013

509

496

0.494

0.026

C01

06

PRINCIPAL-B

0.0747

509

505

0.526

0.008

C02

27

SECUNDARIO-B

0.0039

507

505

0.116

0.017

C03

28

SECUNDARIO-B

0.0038

505.7

505

0.093

0.008

C04

29

SECUNDARIO-B

0.0027

505.7

505

0.09

0.008

C05

09

SECUNDARIO-A

0.0033

507

506

0.12

0.008

C06

10

SECUNDARIO-A

0.0045

507

506

0.123

0.008

C07

30

SECUNDARIO-B

0.0024

506.5

506

0.088

0.006

C08

31

SECUNDARIO-B

0.0027

506.5

506

0.089

0.006

C09

32

SECUNDARIO-B

0.0010

506

505

0.052

0.019

C10

33

SECUNDARIO-B

0.0010

506

505

0.053

0.019

C11

34

SECUNDARIO-B

0.0022

505

504

0.077

0.013

C12

35

SECUNDARIO-B

0.0022

505

504

0.078

0.013

C13

07

PRINCIPAL-B

0.0278

505

503

0.351

0.006

C14

08

PRINCIPAL-B

0.0080

505

503

0.178

0.011

C15

11

SECUNDARIO-A

0.0065

508

507

0.215

0.005

C16

12

SECUNDARIO-A

0.0116

508

507

0.214

0.005

C17

40

SECUNDARIO-B

0.0007

506

505

0.052

0.019

C18

41

SECUNDARIO-B

0.0010

506

505

0.051

0.020

C19

02

PRINCIPAL-A

0.0562

506

504

0.649

0.003

C20

03

PRINCIPAL-A

0.0489

508

504

0.665

0.006

C21

02

PRINCIPAL-A

0.0562

506

504

0.649

0.003

C22

03

PRINCIPAL-A

0.0489

508

504

0.665

0.006

C23

13

SECUNDARIO-A

0.0059

508

507

0.214

0.005

C24

14

SECUNDARIO-A

0.0091

508

507

0.213

0.005

C25

42

SECUNDARIO-B

0.0025

507.5

507

0.09

0.006

C26

43

SECUNDARIO-B

0.0050

507.5

507

0.19

0.003

C27

55

SECUNDARIO-B

0.0022

507

506

0.077

0.013



Obra de incidencia


Área (Km2)


C28

56

SECUNDARIO-B

0.0022

507

506

0.078

0.013

C29

21

SECUNDARIO-A

0.0051

507

506

0.183

0.005

C30

22

SECUNDARIO-A

0.0091

507

506

0.183

0.005

C31

15

SECUNDARIO-A

0.0068

509

507

0.217

0.009

C32

14

SECUNDARIO-A

0.0109

508

507

0.213

0.005

C33

44

SECUNDARIO-B

0.0028

508.5

508

0.094

0.005

C34

16

SECUNDARIO-A

0.0042

509

508

0.141

0.007

C35

45

SECUNDARIO-B

0.0011

508.5

508

0.054

0.009

C36

19

SECUNDARIO-A

0.0024

509

508

0.102

0.010

C37

59

SECUNDARIO-B

0.0024

508

507

0.08

0.013

C38

60

SECUNDARIO-B

0.0024

508

507

0.079

0.013

C39

23

SECUNDARIO-A

0.0055

508

507

0.183

0.005

C40

24

SECUNDARIO-A

0.0088

509

507

0.181

0.011

C41

17

SECUNDARIO-A

0.0074

509

507

0.278

0.007

C42

18

SECUNDARIO-A

0.0117

509

505

0.236

0.017

C43

17

SECUNDARIO-A

0.0074

509

507

0.278

0.007

C44

18

SECUNDARIO-A

0.0117

509

505

0.236

0.017

C45

20

SECUNDARIO-A

0.0020

509

508

0.1

0.010

C46

52

SECUNDARIO-B

0.0008

509

508

0.052

0.019

C47

63

SECUNDARIO-B

0.0021

509

508

0.076

0.013

C48

64

SECUNDARIO-B

0.0021

509

508

0.076

0.013

C49

25

SECUNDARIO-A

0.0047

509.5

509

0.177

0.003

C50

26

SECUNDARIO-A

0.0047

509.5

509

0.177

0.003

C51

04

PRINCIPAL-A

0.0581

508

504

0.76

0.005

C52

05

PRINCIPAL-A

0.0908

509

504

0.63

0.008

C53

04

PRINCIPAL-A

0.0581

508

504

0.76

0.005

C54

05

PRINCIPAL-A

0.0908

509

504

0.63

0.008

C55

51

SECUNDARIO-B

0.0021

509

508

0.092

0.011

C56

50

SECUNDARIO-B

0.0026

509

508

0.092

0.011

C57a

49

SECUNDARIO-B

0.0011

509

508

0.047

0.021

C57b

48

SECUNDARIO-B

0.0011

509

508

0.047

0.021

C58a

47

SECUNDARIO-B

0.0013

509

508

0.047

0.021

C58b

46

SECUNDARIO-B

0.0013

509

508

0.047

0.021

C59

65

SECUNDARIO-B

0.0023

510

508

0.091

0.022

C60

66

SECUNDARIO-B

0.0025

510

508

0.091

0.022



Obra de incidencia


Área (Km2)


C61

61

SECUNDARIO-B

0.0023

508

507

0.092

0.011

C62

62

SECUNDARIO-B

0.0025

508

507

0.091

0.011

C63

57

SECUNDARIO-B

0.0023

508

506

0.094

0.021

C64

58

SECUNDARIO-B

0.0027

508

506

0.094

0.021

C65

54

SECUNDARIO-B

0.0026

506

504

0.098

0.020

C66

53

SECUNDARIO-B

0.0028

506

504

0.099

0.020

C67a

37

SECUNDARIO-B

0.0012

504.5

504

0.05

0.010

C67b

36

SECUNDARIO-B

0.0012

504.5

504

0.05

0.010

C68a

39

SECUNDARIO-B

0.0011

504.5

504

0.05

0.010

C68b

38

SECUNDARIO-B

0.0011

504.5

504

0.05

0.010

2.8.

Caudal De Diseño La estimación de caudal de diseño, se ha determinado de acuerdo a la precipitación y las características de las cuencas. De los diferentes métodos que existen para la determinación de caudales, se empleara el Método racional para la determinación del caudal (el cual esta limitado para cuencas no mayores a 5 km2). Donde:

 Q=Caudal de diseño (m3/s) C=Coeficiente de escorrentía I=Intensidad de precipitación (mm/hr) A=Área de cuenca (Km2)

A continuación se presentan los diferentes caudales para las diferentes obras de arte



CUADRO Nº 08 Caudal De Diseño Para Las Obras De Arte OBRA DE INCIDENCIA ALC. DESFOGUE C01 C02 C03 C04 C05 C06 C07 C08 C09 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22 C23 C24 C25 C26 C27 C28 C29 C30 C31 C32 C33 C34 C35 C36 C37 C38 C39 C40 C41 C42

SUB CUENCA 01 06 27 28 29 09 10 30 31 32 33 34 35 07 08 11 12 40 41 02 03 02 03 13 14 42 43 55 56 21 22 15 14 44 16 45 19 59 60 23 24 17 18

Coef. Tiempo ÁREA Longitud de Pendiente Intensidad Caudad Escorrentía de Conc. (Km2) cauce L (Km) S (m/m) de Lluvia Q=0.278CiA C (min) 0.2013 0.0747 0.0039 0.0038 0.0027 0.0033 0.0045 0.0024 0.0027 0.0010 0.0010 0.0022 0.0022 0.0278 0.0080 0.0065 0.0116 0.0007 0.0010 0.0562 0.0489 0.0562 0.0489 0.0059 0.0091 0.0025 0.0050 0.0022 0.0022 0.0051 0.0091 0.0068 0.0109 0.0028 0.0042 0.0011 0.0024 0.0024 0.0024 0.0055 0.0088 0.0074 0.0117

0.49 0.53 0.12 0.09 0.09 0.12 0.12 0.09 0.09 0.05 0.05 0.08 0.08 0.35 0.18 0.22 0.21 0.05 0.05 0.65 0.67 0.65 0.67 0.21 0.21 0.09 0.19 0.08 0.08 0.18 0.18 0.22 0.21 0.09 0.14 0.05 0.10 0.08 0.08 0.18 0.18 0.28 0.24

0.03 0.01 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.02 0.02 0.00 0.01 0.00 0.01 0.00 0.00 0.01 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02

0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80

3.75 6.34 1.45 1.68 1.62 1.96 2.02 1.79 1.81 0.75 0.76 1.18 1.19 5.19 2.37 3.85 3.83 0.75 0.73 10.56 8.32 10.56 8.32 3.83 3.81 1.84 4.36 1.18 1.19 3.20 3.20 2.98 3.81 1.93 2.36 1.02 1.63 1.23 1.21 3.20 2.42 3.97 2.51

200.70 151.63 333.44 308.00 314.28 283.28 279.01 297.41 295.35 473.89 468.37 372.20 369.25 168.71 256.21 197.87 198.44 473.89 479.58 115.59 131.26 115.59 131.26 198.44 199.01 293.32 185.21 372.20 369.25 218.50 218.50 226.80 199.01 285.58 256.52 401.65 313.07 363.55 366.37 218.50 253.59 194.74 248.29


8.99 2.52 0.29 0.26 0.19 0.21 0.28 0.16 0.18 0.10 0.10 0.18 0.18 1.04 0.45 0.28 0.51 0.08 0.10 1.45 1.43 1.45 1.43 0.26 0.40 0.17 0.21 0.19 0.18 0.25 0.44 0.34 0.48 0.18 0.24 0.10 0.17 0.20 0.19 0.27 0.50 0.32 0.65


OBRA DE INCIDENCIA C43 C44 C45 C46 C47 C48 C49 C50 C51 C52 C53 C54 C55 C56 C57a C57b C58a C58b C59 C60 C61 C62 C63 C64 C65 C66 C67a C67b C68a C68b

2.9.

SUB CUENCA 17 18 20 52 63 64 25 26 04 05 04 05 51 50 49 48 47 46 65 66 61 62 57 58 54 53 37 36 39 38

Coef. Tiempo ÁREA Longitud de Pendiente Intensidad Caudad Escorrentía de Conc. (Km2) cauce L (Km) S (m/m) de Lluvia Q=0.278CiA C (min) 0.0074 0.28 0.01 0.80 3.97 194.74 0.32 0.0117 0.24 0.02 0.80 2.51 248.29 0.65 0.0020 0.10 0.01 0.80 1.59 316.91 0.14 0.0008 0.05 0.02 0.80 0.75 473.89 0.08 0.0021 0.08 0.01 0.80 1.16 375.20 0.18 0.0021 0.08 0.01 0.80 1.16 375.20 0.18 0.0047 0.18 0.00 0.80 4.02 193.47 0.20 0.0047 0.18 0.00 0.80 4.02 193.47 0.20 0.0581 0.76 0.01 0.80 9.70 120.91 1.56 0.0908 0.63 0.01 0.80 7.17 142.06 2.87 0.0581 0.76 0.01 0.80 9.70 120.91 1.56 0.0908 0.63 0.01 0.80 7.17 142.06 2.87 0.0021 0.09 0.01 0.80 1.44 333.59 0.16 0.0026 0.09 0.01 0.80 1.44 333.59 0.19 0.0011 0.05 0.02 0.80 0.66 504.30 0.12 0.0011 0.05 0.02 0.80 0.66 504.30 0.13 0.0013 0.05 0.02 0.80 0.66 504.30 0.14 0.0013 0.05 0.02 0.80 0.66 504.30 0.14 0.0023 0.09 0.02 0.80 1.09 387.15 0.20 0.0025 0.09 0.02 0.80 1.09 387.15 0.22 0.0023 0.09 0.01 0.80 1.44 333.59 0.17 0.0025 0.09 0.01 0.80 1.43 335.84 0.19 0.0023 0.09 0.02 0.80 1.13 379.50 0.20 0.0027 0.09 0.02 0.80 1.13 379.50 0.23 0.0026 0.10 0.02 0.80 1.19 369.89 0.21 0.0028 0.10 0.02 0.80 1.20 367.59 0.23 0.0012 0.05 0.01 0.80 0.93 421.13 0.11 0.0012 0.05 0.01 0.80 0.93 421.13 0.11 0.0011 0.05 0.01 0.80 0.93 421.13 0.10 0.0011 0.05 0.01 0.80 0.93 421.13 0.10

Diseño Hidráulico De Estructuras De Drenaje En este capitulo se aborda la definición y dimensionamiento de las estructuras de drenaje para el control de los flujos de agua superficial y subsuperfical que discurran en el área de la pavimentación. Para ello se ha tenido en cuenta la evaluación hidráulica y las condiciones de las obras de drenaje existente, características del área del proyecto y el estudio hidrológico realizado. Para cálculo hidrológico se empleara el método de Robert Manning para canales abiertos y alcantarilla.



Para el cálculo de la sección de cunetas y alcantarillas se tendrá en cuenta el borde libre el cual esta en función del caudal de diseño tal como se muestra en el cuadro nº 09 Tabla Nº 09 Borde libre en función del caudal Caudal m3/seg < 0.05 0.05 – 0.25 0.25 – 0.50 0.50 – 1.00 > 1.00

Revestido (cm) 7.5 10 20 25 30

Sin revestir (cm) 10 20 40 50 60

Fuente: Villón Béjar, Máximo; "Hidráulica de canales"

En el siguiente cuadro se muestra el cálculo de sección de las cunetas y alcantarillas para diferentes tramos de la pavimentación. Tabla Nº 10 Diseño de la secciones geométricas para las cunetas y alcantarillas Cale Ancho Peralte Caudad Velocidad Capacidad de y/o Numero Obra Asumido Asumido pendiente manning conducción Qh=0.278CiA del flujo jiron (b) (h) Qd ALC. DESFOGUE 8.99 1.50 1.70 1.00% 0.01 4.77 10.02 C01 2.52 0.80 1.40 0.74% 0.01 2.92 2.57 C-07 E Z E C02 0.29 0.40 0.60 0.74% 0.01 1.73 0.28 G V R Á O C03 0.26 0.40 0.60 0.81% 0.01 1.81 0.29 H J C C-06 C04 0.19 0.40 0.60 0.81% 0.01 1.89 0.38 C05 0.21 0.40 0.60 0.77% 0.01 1.84 0.37 C-11 C06 0.28 0.40 0.60 0.77% 0.01 1.76 0.28 C07 0.16 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22 Z C-10 E C08 0.18 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22 M Ó C09 0.10 0.40 0.35 1.00% 0.01 1.78 0.18 G C-09 O C10 0.10 0.40 0.35 1.00% 0.01 1.78 0.18 R D C11 0.18 0.40 0.40 1.20% 0.01 2.05 0.25 E C-08 P C12 0.18 0.40 0.40 1.20% 0.01 2.05 0.25 C13 1.04 0.60 0.90 1.00% 0.01 2.63 0.95 C-07 C14 0.45 0.60 0.90 1.00% 0.01 2.72 1.14 C15 0.28 0.40 0.80 1.50% 0.01 2.66 0.64 C-11 C16 0.51 0.40 0.80 1.50% 0.01 2.62 0.58 O N D A C17 0.08 0.40 0.40 1.25% 0.01 2.09 0.25 A B E G C-09 T L C18 0.10 0.40 0.40 1.25% 0.01 2.09 0.25 S E E D C19 1.45 0.80 1.00 1.09% 0.01 3.23 1.81 C-08 C20 1.43 0.80 1.00 1.09% 0.01 3.23 1.81


observaci ón oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks


Cale y/o Numero jiron C-07 O F I G N E R N A M R E G

C-10 C-09 C-07 C-06 C-08 C-07

N Ó I C A I V A

C-06 C-05 C-04 C-09

A L L I T S A C N Ó M A R

C-08 C-07 C-06 C-05

O A D M R L A A C I P R

C-10 C-09 C-10

E H C A C O T

O S E R G O R P

C-09

C-10 C-09 C-08

Obra C21 C22 C23 C24 C25 C26 C27 C28 C29 C30 C31 C32 C33 C34 C35 C36 C37 C38 C39 C40 C41 C42 C43 C44 C45 C46 C47 C48 C49 C50 C51 C52 C53 C54 C55 C56 C57a C57b C58a C58b C59 C60 C61 C62 C63 C64

Ancho Peralte Capacidad de Caudad Velocidad Asumido Asumido pendiente manning conducción Qh=0.278CiA del flujo (b) (h) Qd 1.45 0.80 1.00 0.60% 0.01 2.39 1.34 1.43 0.80 1.00 0.60% 0.01 2.39 1.34 0.26 0.40 0.80 0.70% 0.01 1.82 0.44 0.40 0.40 0.80 0.70% 0.01 1.82 0.44 0.17 0.40 0.60 0.70% 0.01 1.76 0.35 0.21 0.40 0.60 0.70% 0.01 1.76 0.35 0.19 0.40 0.60 0.30% 0.01 1.15 0.23 0.18 0.40 0.60 0.30% 0.01 1.15 0.23 0.25 0.40 0.60 0.30% 0.01 1.15 0.23 0.44 0.40 0.90 0.52% 0.01 1.60 0.45 0.34 0.60 0.70 0.87% 0.01 2.35 0.71 0.48 0.60 0.70 0.87% 0.01 2.35 0.71 0.18 0.60 0.60 0.65% 0.01 2.03 0.61 0.24 0.60 0.60 0.65% 0.01 2.03 0.61 0.10 0.60 0.50 0.65% 0.01 1.91 0.46 0.17 0.60 0.50 0.65% 0.01 1.91 0.46 0.20 0.60 0.50 0.65% 0.01 1.91 0.46 0.19 0.60 0.50 0.65% 0.01 1.91 0.46 0.27 0.60 0.75 0.44% 0.01 1.71 0.56 0.50 0.60 0.75 0.44% 0.01 1.71 0.56 0.32 0.40 0.70 1.06% 0.01 2.16 0.43 0.65 0.60 0.70 1.06% 0.01 2.52 0.68 0.32 0.40 0.70 1.06% 0.01 2.16 0.43 0.65 0.60 0.70 1.06% 0.01 2.52 0.68 0.14 0.40 0.40 0.52% 0.01 1.35 0.16 0.08 0.40 0.40 0.52% 0.01 1.35 0.16 0.18 0.40 0.40 0.69% 0.01 1.55 0.19 0.18 0.40 0.40 0.69% 0.01 1.55 0.19 0.20 0.40 0.40 0.69% 0.01 1.55 0.19 0.20 0.40 0.40 0.69% 0.01 1.55 0.19 1.56 0.80 1.50 1.43% 0.01 4.12 3.96 2.87 0.80 1.50 1.43% 0.01 4.12 3.96 1.56 0.80 1.50 1.43% 0.01 4.12 3.96 2.87 0.80 1.50 1.43% 0.01 4.12 3.96 0.16 0.40 0.40 2.00% 0.01 2.65 0.32 0.19 0.40 0.40 2.00% 0.01 2.65 0.32 0.12 0.40 0.40 0.50% 0.01 1.32 0.16 0.13 0.40 0.40 0.50% 0.01 1.32 0.16 0.14 0.40 0.40 0.50% 0.01 1.32 0.16 0.14 0.40 0.40 0.50% 0.01 1.32 0.16 0.20 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22 0.22 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22 0.17 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22 0.19 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22 0.20 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22 0.23 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22


observaci ón oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks oks


Cale y/o Numero jiron C-07

C-06

Obra C65 C66 C67a C67b C68a C68b

Ancho Peralte Capacidad de Caudad Velocidad Asumido Asumido pendiente manning conducción Qh=0.278CiA del flujo (b) (h) Qd 0.21 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22 0.23 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22 0.11 0.40 0.40 0.50% 0.01 1.32 0.16 0.11 0.40 0.40 0.50% 0.01 1.32 0.16 0.10 0.40 0.40 0.50% 0.01 1.32 0.16 0.10 0.40 0.40 0.50% 0.01 1.32 0.16


observaci ón oks oks oks oks oks oks

Memoria Hidrologia e Hidraulica

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