2.5 Estudio Hidrologico Chincheros - Huaccana
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MEJORAMIENTO CARRETERA AFIRMADO CHINCHEROS - MOYACCASA - HUACCANA, PROVINCIA DE CHINCHEROS - APURIMAC
PROYECTO: “MEJORAMIENTO CARRETERA CHINCHEROS - HUACCANA”
ESTUDIO HIDROLÓGICO
INFORME FINAL
CONSULTOR: ING. ANGEL MALDONADO MENDIVIL
MEJORAMIENTO CARRETERA AFIRMADO CHINCHEROS - MOYACCASA - HUACCANA, PROVINCIA DE CHINCHEROS - APURIMAC
ESTUDIO HIDROLÓGICO
1.0 Generalidades
Dentro de la documentación precontractual del contrato para el diseño de la vía, no constan los estudios
hidrológicos e hidráulicos, sin embargo se establecerán algunos parámetros que servirán para el diseño de
pases de agua, alcantarillas y puentes pequeños, así como se anexarán planos tipo que podrían ser
utilizados para este propósito.
A lo largo del proyecto se pueden identificar cauces de esteros (bofedales), ríos y pequeñas quebradas, las
mismas que en época invernal conducen un volumen significativo de agua, sitios en donde serán ubicados
los pases de agua, las alcantarillas y estructuras de puentes.
Un estudio hidrológico está destinado a disponer del régimen hídrico de la región por donde cruza la
carretera y la determinación de los desagües en los lugares por donde se construirán las obras de arte.
2.0 Objetivo
El objetivo del presente estudio es evaluar las características hidrológicas, Hidráulicas y climatológicas del la
rehabilitación de la carretera Chincheros - Huaccana para fines de mejoramiento de dicha Carretera que se
ubica en el distrito de Chincheros, Provincia de Andahuaylas, Departamento de Apurímac.
3.0 Alcances
La Carretera tiene un emplazamiento por las faldas de los cerros pachanja, jerusalen y laguna pataccocha en
un recorrido de 39,799.31 kilómetros, en los cual se considero para el presente estudio 08 cuencas
hidrográficas que atraviesan el eje de la carretera de los cuales se han obtenido sus caudales de afluencia de
dichas cuencas por medios estadísticos con datos de la estación meteorológica de Andahuaylas, que es la
estación más cercana y que es la cuenca más cercana en estudio.
Dichas Cuencas son de características torrentosas en los meses de lluvias con caudales considerable en
época de presencia de las lluvias de Noviembre a abril, así mismo cabe indicar se observa quebradas secas
en época de lluvias.
Así mismo dichas cuencas tienen crecidas instantáneas cuando se producen las lluvias instantáneas en la
parte alta donde se encuentran los cerros elevados, como es el caso de chaparrones las quebradas secas
tienen caudales de agua, que transportan piedras tierra debido a la pendiente pronunciada del terreno.
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La compleja función hidrológica de una cuenca depende de sus características físicas y climáticas que
ejercen efectos determinantes en su comportamiento, dichas características influirán en el reparto de la
escorrentía superficial a lo largo de los cursos de agua, siendo la responsable del comportamiento y
magnitud de las avenidas que se presentan en la cuenca.
4.0 Caracterización de las cuencas en el ámbito del Proyecto
La caracterización de las cuencas se realizó tomando como base el trazo del eje de la carretera obtenido de
la topografía.
Identificación de la zona de Estudio
Así mismo se ubicó las zonas de cruce del eje con los afluentes, arrollos, ríos y quebradas en los cuales se
ha de ubicar las alcantarillas, tajeas, badenes y pontones para el cual el objetivo de este estudio es
determinar los caudales mas importantes para la construcción de dichas estructuras.
Identificación de Recursos Hídricos
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Identificación de cuencas en el Ámbito de Influencia del Proyecto.
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CARACTERIZACION DE LAS CUENCAS EN EL AMBITO DEL PROYECTO
Ubicación
Progresiva Id Cuenca Área (m2) Área (km2) Longitud (m) Longitud (km)
39+795 Cuenca 01 2,409,220.17 2.41 3346.51 3.35
24+150 Cuenca 02 878,928.89 0.88 1331.01 1.33
22+600 Cuenca 03 1,246,338.08 1.25 1759.04 1.76
14+400 Cuenca 04 3,378,045.20 3.38 2195.28 2.20
14+000 Cuenca 05 3,008,955.79 3.01 2513.28 2.51
02+000 Cuenca 06 398,365.87 0.40 761.39 0.76
0+800 Cuenca 07 220,648.16 0.22 696.802 0.70
0+100 Cuenca 08 1,519,562.11 1.52 2138.99 2.14
Los datos anteriores se obtuvieron georeferenciadose en el sistema GIS y CAD en el sistema WGS 84 Zona
sur 18S.
Estudio Hidrológico e Hidráulico
3.1 Estudio Hidrológico
3.1.1 Metodología
Las investigaciones hidrológicas deben ser orientadas a la determinación de parámetros de apoyo para los
cálculos respectivos, con la ayuda de observaciones de campo complementarias a los datos obtenidos en el
cálculo hidrológico. La secuencia de actividades es la siguiente:
o Acopio de información
o Procesamiento de la información
o Determinación de caudales de diseño
3.1.2 Recopilación de la información
PRECIPITACIÓN
Del análisis desarrollado y empleo de la ecuación anterior; se obtuvo la precipitación media anual para las
zonas del proyecto; calculo a partir de los registros de las estaciones de Andahuaylas, Huancabamba,
Pecope y Zurite cuya información ha sido afectada por un factor de corrección proveniente de la relación
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entre la precipitación total anual correspondiente a la altura media de la cuenca y la altitud de las estaciones
base y un factor de influencia geográfica.
La identificación de los principales cauces que son interceptados por la vía debe ser realizada a través de
inspecciones de campo y la medición de áreas de aportaciones mediante el empleo de fotografías aéreas.
La información hidrológica de la zona debe ser obtenida de estaciones que suministren datos del caudal o
escorrentía superficial.
Se debe disponer de datos para la precipitación máxima registrada durante 24 horas, curvas intensidad –
duración, caudales de crecida para períodos de retorno de 50 y 100 años, longitud y desnivel de los cursos
de agua.
DATOS OBTENIDOS PARA LA ZONA DEL PROYECTO
Año P.Max Año P.Max Año P.Max
24 horas 24 horas 24 horas
1964 58 1975 36.5 1994 23.8
1965 39.1 1976 52.1 1995 32
1966 43 1977 35.7 1996 22.5
1967 26 1978 35.6 1997 22.2
1968 52 1979 45 1998 32.7
1969 28 1980 38.1 1999 23.8
1970 28.6 1989 18.9 2000 30.5
1971 33 1990 21.8 2001 25.8
1972 31.2 1991 23.5 2002 24.8
1973 41.6 1992 29.8
1974 46.5 1993 24.4
Fuente: SENAMHI
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3.1.3 Procesamiento de la información
Con la información obtenida, para el caso de cuencas hidrográficas pequeñas, se podrían calcular los
caudales mediante la aplicación de la fórmula racional, cuya expresión es la siguiente:
Q = C x I x A/360
Donde :
Q = Caudal de diseño (m3/sg)
C = Coeficiente de escorrentía
I = Intensidad de precipitación (milímetros/hora)
A = Area de drenaje (Ha)
Los parámetros de intensidad de precipitación y coeficiente de escorrentía deben ser estudiados
separadamente.
3.1.4 Intensidad – Duración – frecuencia
Estos datos pueden ser obtenidos en base a registros efectuados en estaciones meteorológicas cercanas al
centro de gravedad del proyecto o que sean representativas de la zona en estudio.
Se ha conseguido datos de la Estación meteorológica de la Estacion Andahuaylas el período 1964 – 2002,
así como se dispone del valor correspondiente a la precipitación máxima en 24 horas = 58,00 mm., valor que
se registró de los datos durante el Fenómeno del Niño. (Ver cuadros de precipitaciones)
El método empleado para el análisis estadístico, corresponde a Ven The Chow, quien proporciona la
definición, en base a los datos registrados, de la siguiente expresión analítica:
I = KT m x Pmax 24
tn
Donde:
I = Intensidad de precipitación (milímetros por hora)
T = Período de retorno (años)
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t = Tiempo de duración de la tormenta o tiempo de concentración (minutos)
K,m,n = Constantes de ajuste de las ecuaciones
Pmax= Precipitación máxima en 24 horas
3.1.5 Período de retorno
El período de retorno puede ser definido de la siguiente manera:
Tipo de drenaje Período de retorno
Tr (años)
Estructuras menores de drenaje (alcantarillas) 25
Estructuras de drenaje superficial (cunetas) 5
3.1.6 Tiempo de concentración
El tiempo de concentración, o tiempo que se demora una partícula de agua en recorrer desde el punto mas
alejado de la cuenca hasta el punto donde intercepta la vía, se calcula por medio de fórmulas, siendo la mas
utilizada en carreteras la expresión de Clark:
0.385
tc = 0.0195 L 3
H
Donde:
tc = Tiempo de concentración (minutos)
L = longitud del cauce máximo (metros)
H = Diferencia de nivel entre los puntos extremos del curso de agua (metros)
Para las áreas de reducidas dimensiones se deben asumir valores mínimos de concentración, de acuerdo
con los siguientes criterios:
Tipo de drenaje Tiempo de concentración
Tc (minutos)
Para alcantarillas los valores que se adoptan dependen
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de la forma, gradiente y extensión del área de drenaje) 10 – 20
Para cunetas (los valores que se adoptan dependen de las
Gradientes longitudinales de la vía y de las alturas de corte) 5 – 10
3.1.7 Coeficiente de escorrentía
Este coeficiente o porcentaje, que representa la cantidad de escurrimiento superficial que efectivamente se
desplaza (el resto se pierde por filtración, evaporación y otros factores) se debe establecer en base a
observaciones directas de campo, correlacionadas con los factores establecidos en tablas existentes mismas
que varían de acuerdo a factores como: topografía del terreno (pendiente), tipo de suelo (permeable,
semipermeable o impermeable) y cobertura vegetal (sin vegetación, cultivos, hierbas, bosques, pastos).
Se asume para el presente un valor de C ponderado de cual se le hace la corrección tipo B para poder
determina la precipitación efectiva.
3.1.8 Determinación de caudales de diseño
Empecemos calculando el valor correspondiente a Intensidad
Para un tiempo de concentración entre 5 < t < 40 minutos:
I = KT m x Pmax 24
tn
Conocemos que Pmax 24 horas = 55,82 mm/hora
Se asume:
o T = 25 años
o t = 15 años
Luego:
Q = C x I x A/360
CUADROS DE PROCESAMIENTO DE DATOS CON LA INFORMACION PLUVIOMETRICA
a).- Lluvias máximas en 24 horas según su duración en la estación meteorológica de
Andahuaylas.
Lluvias máximas .- Estación Andahuaylas (mm)
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Año P.Max Duración en minutos
24 horas 15 30 60 120 180 240
1964 58.0 18.5 22.0 26.2 31.2 34.5 37.1
1965 39.1 12.5 14.9 17.7 21.0 23.2 25.0
1966 43.0 13.7 16.3 19.4 23.1 25.6 27.5
1967 26.0 8.3 9.9 11.7 14.0 15.5 16.6
1968 52.0 16.6 19.8 23.5 27.9 30.9 33.2
1969 28.0 8.9 10.6 12.7 15.0 16.6 17.9
1970 28.6 9.1 10.9 12.9 15.4 17.0 18.3
1971 33.0 10.5 12.5 14.9 17.7 19.6 21.1
1972 31.2 10.0 11.9 14.1 16.8 18.6 19.9
1973 41.6 13.3 15.8 18.8 22.4 24.7 26.6
1974 46.5 14.9 17.7 21.0 25.0 27.6 29.7
1975 36.5 11.7 13.9 16.5 19.6 21.7 23.3
1976 52.1 16.6 19.8 23.5 28.0 31.0 33.3
1977 35.7 11.4 13.6 16.1 19.2 21.2 22.8
1978 35.6 11.4 13.5 16.1 19.1 21.2 22.7
1979 45.0 14.4 17.1 20.3 24.2 26.8 28.8
1980 38.1 12.2 14.5 17.2 20.5 22.7 24.3
1989 18.9 6.0 7.2 8.5 10.2 11.2 12.1
1990 21.8 7.0 8.3 9.8 11.7 13.0 13.9
1991 23.5 7.5 8.9 10.6 12.6 14.0 15.0
1992 29.8 9.5 11.3 13.5 16.0 17.7 19.0
1993 24.4 7.8 9.3 11.0 13.1 14.5 15.6
1994 23.8 7.6 9.0 10.8 12.8 14.2 15.2
1995 32.0 10.2 12.2 14.5 17.2 19.0 20.4
1996 22.5 7.2 8.5 10.2 12.1 13.4 14.4
1997 22.2 7.1 8.4 10.0 11.9 13.2 14.2
1998 32.7 10.4 12.4 14.8 17.6 19.4 20.9
1999 23.8 7.6 9.0 10.8 12.8 14.2 15.2
2000 30.5 9.7 11.6 13.8 16.4 18.1 19.5
2001 25.8 8.2 9.8 11.7 13.9 15.3 16.5
2002 24.8 7.9 9.4 11.2 13.3 14.7 15.8
Fuente: Elaboración Propia
b).- Intensidades máximas en 24 horas generadas según su duración para la estación
metereologicas de Andahuaylas.
Intensidades máximas .- Estación Andahuaylas (mm/hora)
Duración en minutos
15 30 60 120 180 240
MEJORAMIENTO CARRETERA AFIRMADO CHINCHEROS - MOYACCASA - HUACCANA, PROVINCIA DE CHINCHEROS - APURIMAC
74.1 44.1 26.2 15.6 11.5 9.3
50.0 29.7 17.7 10.5 7.7 6.2
54.9 32.7 19.4 11.6 8.5 6.9
33.2 19.8 11.7 7.0 5.2 4.2
66.5 39.5 23.5 14.0 10.3 8.3
35.8 21.3 12.7 7.5 5.5 4.5
36.5 21.7 12.9 7.7 5.7 4.6
42.2 25.1 14.9 8.9 6.5 5.3
39.9 23.7 14.1 8.4 6.2 5.0
53.2 31.6 18.8 11.2 8.2 6.6
59.4 35.3 21.0 12.5 9.2 7.4
46.6 27.7 16.5 9.8 7.2 5.8
66.6 39.6 23.5 14.0 10.3 8.3
45.6 27.1 16.1 9.6 7.1 5.7
45.5 27.1 16.1 9.6 7.1 5.7
57.5 34.2 20.3 12.1 8.9 7.2
48.7 28.9 17.2 10.2 7.6 6.1
24.2 14.4 8.5 5.1 3.7 3.0
27.9 16.6 9.8 5.9 4.3 3.5
30.0 17.9 10.6 6.3 4.7 3.8
38.1 22.6 13.5 8.0 5.9 4.8
31.2 18.5 11.0 6.6 4.8 3.9
30.4 18.1 10.8 6.4 4.7 3.8
40.9 24.3 14.5 8.6 6.3 5.1
28.8 17.1 10.2 6.0 4.5 3.6
28.4 16.9 10.0 6.0 4.4 3.5
41.8 24.8 14.8 8.8 6.5 5.2
30.4 18.1 10.8 6.4 4.7 3.8
39.0 23.2 13.8 8.2 6.0 4.9
33.0 19.6 11.7 6.9 5.1 4.1
31.7 18.8 11.2 6.7 4.9 4.0
Fuente: Elaboración Propia
c).- Generación de curvas IDF (Intensidad, Duración, Frecuencia)
Intensidades máximas ordenadas Estación Andahuaylas (mm/h)
N° orden T (años) Duración en minutos
15 30 60 120 180 240
1 32.00 74.1 44.1 26.2 15.6 11.5 9.3
2 16.00 66.6 39.6 23.5 14.0 10.3 8.3
3 10.67 66.5 39.5 23.5 14.0 10.3 8.3
MEJORAMIENTO CARRETERA AFIRMADO CHINCHEROS - MOYACCASA - HUACCANA, PROVINCIA DE CHINCHEROS - APURIMAC
4 8.00 59.4 35.3 21.0 12.5 9.2 7.4
5 6.40 57.5 34.2 20.3 12.1 8.9 7.2
6 5.33 54.9 32.7 19.4 11.6 8.5 6.9
7 4.57 53.2 31.6 18.8 11.2 8.2 6.6
8 4.00 50.0 29.7 17.7 10.5 7.7 6.2
9 3.56 48.7 28.9 17.2 10.2 7.6 6.1
10 3.20 46.6 27.7 16.5 9.8 7.2 5.8
11 2.91 45.6 27.1 16.1 9.6 7.1 5.7
12 2.67 45.5 27.1 16.1 9.6 7.1 5.7
13 2.46 42.2 25.1 14.9 8.9 6.5 5.3
14 2.29 41.8 24.8 14.8 8.8 6.5 5.2
15 2.13 40.9 24.3 14.5 8.6 6.3 5.1
16 2.00 39.9 23.7 14.1 8.4 6.2 5.0
17 1.88 39.0 23.2 13.8 8.2 6.0 4.9
18 1.78 38.1 22.6 13.5 8.0 5.9 4.8
19 1.68 36.5 21.7 12.9 7.7 5.7 4.6
20 1.60 35.8 21.3 12.7 7.5 5.5 4.5
21 1.52 33.2 19.8 11.7 7.0 5.2 4.2
22 1.45 33.0 19.6 11.7 6.9 5.1 4.1
23 1.39 31.7 18.8 11.2 6.7 4.9 4.0
24 1.33 31.2 18.5 11.0 6.6 4.8 3.9
25 1.28 30.4 18.1 10.8 6.4 4.7 3.8
26 1.23 30.4 18.1 10.8 6.4 4.7 3.8
27 1.19 30.0 17.9 10.6 6.3 4.7 3.8
28 1.14 28.8 17.1 10.2 6.0 4.5 3.6
29 1.10 28.4 16.9 10.0 6.0 4.4 3.5
30 1.07 27.9 16.6 9.8 5.9 4.3 3.5
31 1.03 24.2 14.4 8.5 5.1 3.7 3.0
Fuente: Elaboración Propia
Resultado del Análisis de Regresión:
Constante 2.33240 Log K= 2.3324 K= 214.98
Err. estándar de
est.Y 0.03640161 m= 0.332
R cuadrada 0.98442023 n= 0.740
Núm. de
observaciones 164 I= 214.98 T 0.332
Grado de libertad 161 Donde: t.0.740
I= mm/h
MEJORAMIENTO CARRETERA AFIRMADO CHINCHEROS - MOYACCASA - HUACCANA, PROVINCIA DE CHINCHEROS - APURIMAC
Coeficiente(s) X 0.3316444 -0.7398473 T= años
Error estándar de
coef. 0.00787999 0.00773814
t=
minutos
d).- Intensidades Maximas para tiempos de retorno de 20,50 y 100 años para la Estacion Andahuaylas.
Intensidades máximas.- Estación Andahuaylas (mm/h)
Duración (t) Período de Retorno (T) en años
(minutos) 20 50 100
10 105.69 143.22 180.24
20 63.29 85.76 107.93
30 46.88 63.53 79.95
40 37.90 51.35 64.63
50 32.13 43.54 54.79
60 28.07 38.04 47.88
70 25.05 33.94 42.72
80 22.69 30.75 38.70
90 20.80 28.18 35.47
100 19.24 26.07 32.81
110 17.93 24.30 30.58
120 16.81 22.78 28.67
Fuente: Elaboración Propia
e).- Grafico de las curvas IDF para Estación Andahuaylas.
hp
1
q
t
qp
Syntetic Unit Hidrographby Mockus, VictorUS. SCS.
de
de/2
tbtp
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3.1.8.1 Métodos de Cálculo para lluvias máximas
Método de Dyck y Peschke :
Pd= lluvia máxima de duración
5’<d<1440’
d = duración de la lluvia en min.
P24h= lluvia máxima diaria en mm.
Método del Hidrograma Unitario
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Para los datos hidrológicos de la estación Abancay se determino la curva IDF y que como la cuenca en
estudio se encuentra próxima a esta estación se ha determinado la siguiente ecuación para un tiempo de
retorno de 50 años
P=13.131 t0.260
Con los cuales se determino los caudales de diseño para las alcantarillas y puentes.
Con los siguientes datos de la Estación de Andahuaylas (Ver en cuadros ) se a determinado los caudales de
diseño para las siguientes puntos de estudio cuencas en estudio:
Cuadro de resultados con la información obtenida de la caracterización de la cuenca y datos de precipitación
de la estación Andahuaylas.
MEJORAMIENTO CARRETERA AFIRMADO CHINCHEROS - MOYACCASA - HUACCANA, PROVINCIA DE CHINCHEROS - APURIMAC
RESULTADOS:
Cuadro de Caudales en las cuencas identificadas.
Ubicación Nombre Area Desnivel Longitud Caudal
del cauce Máximo
A (km2) H (m.) L (m.) (m3/s)
1 39+795 Cuenca 01 2.41 200 3,347 2.25
2 24+150 Cuenca 02 0.88 190 1,331 0.73
3 22+600 Cuenca 03 1.25 120 1,759 1.13
4 14+400 Cuenca 04 3.38 190 2,195 3.11
5 14+000 Cuenca 05 3.01 170 2,513 2.79
6 02+000 Cuenca 06 0.40 120 761 0.27
7 0+800 Cuenca 07 0.22 150 697 0.13
8 0+100 Cuenca 08 1.52 750 2,139 1.24
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Cuadro de Inventario Vial para calculo Hidráulico.
LISTADO DE OBRAS DE ARTE
Listada de obras de arte que son las más importantes
Nº DESCRIPCION SECCION PROGRESIVA
1 Badén Nº 01 proyectado 00+730
2 Badén Nº 02 proyectado 01+960
3 Badén Nº 03 proyectado 02+270
4 Badén Nº 04 proyectado 12+940
5 Badén Nº 05 proyectado 13+260
6 Badén Nº 06 proyectado 13+870
7 Badén Nº 07 proyectado 13+900
8 Badén Nº 08 proyectado 14+450
9 Badén Nº 09 proyectado 14+620
11 Badén Nº 10 proyectado 15+220
12 Badén Nº 11 proyectado 17+960
14 Alc Nº 55 proyectado TMC 36" 21+510
15 Alc Nº 58 proyectado TMC 36" 22+520
16 Alc Nº 61 proyectado TMC 36" 23+140
17 Alc Nº 62 proyectado TMC 36" 23+500
18 Alc Nº 64 proyectado TMC 36" 24+070
19 Alc Nº 67 proyectado TMC 36" 24+800
20 Alc Nº 71 proyectado TMC 36" 25+740
21 Alc Nº 72 proyectado TMC 36" 25+920
22 Badén Nº 12 proyectado 30+570
23 Pontón Nº 01 proyectado Anch: 8 H: 3.80 32+536
24 Badén Nº 13 proyectado 32+700
25 Pontón Nº 02 proyectado Anch: 6 H: 4.10 37+337
26 Pontón Nº 03 proyectado Anch: 6 H: 2.80 37+984
3.2 Diseño Hidráulico
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3.2.1 Cálculo de caudales para alcantarillas
Las secciones mínimas de los conductos para evacuar los caudales de diseño, pueden ser obtenidas en
base a la fórmula de Manning que es la siguiente:
V = 1 R2/3 J1/2
n
Donde:
V = Velocidad (m/s)
N = Coeficiente de rugosidad del material ( para el caso de hormigón = 0,012 )
R = Radio hidráulico = A = Area mojada
P Perímetro mojado
J = Pendiente de la alcantarilla
Realizado los cálculos determinamos y adoptamos la sección de 1,00 x 1,20 metros, los cuales serán
colocados cada 500 metros y en los lugares en donde la topografía del terreno así lo requiere.
3.2.3 Cálculo de caudales para cunetas longitudinales
Para la construcción de cunetas longitudinales, en caso de requerirlas, las mismas deben transportar un
caudal máximo que no desborde sobre la vía, en una longitud máxima que depende directamente de su
capacidad hidráulica y sección aportante. Para el cálculo de la longitud de descarga se deben aplicar las
fórmulas descritas anteriormente en el presente capítulo.
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3.2.4 Cunetas longitudinales
Las cunetas longitudinales en caso de ser consideradas deben descargar en la alcantarilla luego de recorrer
la longitud máxima calculada.
Debido a que la zona del proyecto está conformada por zonas de cultivo existen en la parte alta canales de
conducción de Agua de riego, el cual sirven de interceptores de las aguas pluviales, por lo que el los sectores
de estudio se han considerado las areas de drenaje a entros los 50 y 70 metros de altura los cuales tendría
influencia hidrológica sobre la carretera.
Se ha determinado para la cuenca del sector 1 un caudal de 10 litros/seg, en cual por ser un terreno
altamente inestable se recomienda la construcción de una cuneta con las siguientes características
geométricas.
3.2.5 Cunetas o Zanjas de coronación
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No son consideradas para este proyecto, sin embargo durante la construcción de la vía podría definirse
ciertos tramos que el Ingeniero constructor juzgue convenientes con las siguientes características
geométricas.
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3.2.6 Criterios de diseño para obras de drenaje
El sistema de drenaje se puede clasificar en:
o Obras de drenaje menor (alcantarillas)
o Obras de drenaje superficial del camino (cunetas y alcantarillas de paso)
A continuación se exponen en detalle los criterios adoptados para establecer los diseños de las obras de
drenaje, tanto menor como superficial
3.2.7 Diseño de alcantarillas
Estas estructuras permiten resolver el flujo superficial que en forma esporádica atraviesa la faja del camino,
caudal que es acumulado por las áreas de aportación.
El diseño procurará tomar en consideración los siguientes criterios:
o No alterar en lo posible los patrones de drenaje natural
o Evitar cambios de pendiente que ocasionen variaciones de velocidad con provocación del fenómeno
de erosión u opuestamente sedimentación
o Impedir la erosión a la salida de las alcantarillas
o Procurar que las velocidades impidan el depósito de sedimentos.
Las obras de drenaje menor o alcantarillas se han clasificado de acuerdo a las funciones que desempeñan
en:
o Alcantarillas de drenaje de aguas de quebradas y hondonadas, y su dimensionamiento estará
condicionado a los caudales calculados utilizando las fórmulas descritas anteriormente.
o Alcantarillas de drenaje del agua proveniente de cunetas laterales, de la calzada y taludes, casos en
los cuales los reducidos caudales permiten adoptar secciones mínimas por exigencias de
mantenimiento. Estas dimensiones corresponden a un diámetro de 1.22 metros en el caso de
alcantarillas metálicas y sección de 1.00 x 1.20 metros en el caso de alcantarillas de hormigón
armado.
El resumen de alcantarillas se puede observar en el cuadro (hojas 1 y 2 ).
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Cuadro de Resultados
A.- Pontones
Nº DESCRIPCION SECCION PROGRESIVA
1Ponton Nº 01
proyectado
Anch:
8
H:
3.8032+536
2Ponton Nº 02
proyectado
Anch:
6
H:
4.1037+337
3Ponton Nº 03
proyectado
Anch:
6
H:
2.8037+984
SALIDA DEL MODELAMIENTO HIDRAULICO
Reach River Sta Profile Q total Min Ch El W.S. Elev Crit W.S. E.G. Slope Vel ChnlFlow
Area
Top
WichFroude
(m3/s) (m) (m) (m) (m/m) (m/s) (m2) (m) # Chl
1 32536 PF 1 8.750 2591.54 2592.1 2592.5 0.3161080 5.4 2.26 6.39 3.18
2 37337 PF 2 7.350 2591.54 2592.23 2592.17 0.3888294 6.3 3.07 6.42 3.66
3 37984 PF 3 9.500 2591.54 2592.34 2592.65 0.3242590 5.8 4.26 6.68 3.22
B.- Alcantarillado
MODELAMIENTO HIDRAULICO DE ALCANTARILLAS
Nº PROGRESIVA DESCRIPCION SECCION CAUDAL TIRANTE VELOCIDAD FROUDE
(m3/seg) (m) (m/s) #Fr
1 21+510 Alc Nº 55 proyectado TMC 36" 1.600 0.700 3.2 3.22
2 22+520 Alc Nº 58 proyectado TMC 36" 1.800 0.520 2.5 2.55
3 23+140 Alc Nº 61 proyectado TMC 36" 1.200 0.490 2.6 3.64
4 23+500 Alc Nº 62 proyectado TMC 36" 1.400 0.450 3.4 3.78
5 24+070 Alc Nº 64 proyectado TMC 36" 1.200 0.620 3.8 3.89
6 24+800 Alc Nº 67 proyectado TMC 36" 2.800 0.580 2.9 4.54
7 25+740 Alc Nº 71 proyectado TMC 36" 3.500 0.460 4.3 3.58
8 25+920 Alc Nº 72 proyectado TMC 36" 3.500 0.550 2.3 4.21
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C.- Badenes
Analizando los badenes como canal circular, considerando que trabajara al 80% de su capacidad hidráulica
tenemos un tirante de Y=0.24m, A=4.0 m2 y P=20.01m, Radio Hidraulico de R=0.20 m, pendiente 2.0% y un
coeficiente de rugosidad n=0.020 considerando material de arrastre y lodo.
Utilizando la fórmula de Manning obtenemos la capacidad de descarga de 5.96 m3
CARACTERISTICAS DE DISEÑO
Nº DESCRIPCION PROGRESIVA SECCIONLongitud
(m)Flecha(m) Observaciones
1Badén Nº 01
proyectado00+730
Badén de
Concreto20 0.3 Encauzar la salida 10.0m
2Badén Nº 02
proyectado01+960
Badén de
Concreto20 0.3 Encauzar en la salida 15.0m
3Badén Nº 03
proyectado02+270
Badén de
Concreto20 0.3 Encauzar entrada y Salida 15.00
4Badén Nº 04
proyectado12+940
Badén de
Concreto20 0.3 Encauzar entrada y Salida 15.00
5Badén Nº 05
proyectado13+260
Badén de
Concreto20 0.3 Encauzar entrada y Salida 15.00
6Badén Nº 06
proyectado13+870
Badén de
Concreto20 0.3 Encauzar la salida 10.0m
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7Badén Nº 07
proyectado13+900
Badén de
Concreto20 0.3 Encauzar entrada y Salida 15.00
8Badén Nº 08
proyectado14+450
Badén de
Concreto20 0.3 Encauzar entrada y Salida 15.00
9Badén Nº 09
proyectado14+620
Badén de
Concreto20 0.3 Encauzar la salida 10.0m
11Badén Nº 10
proyectado15+220
Badén de
Concreto20 0.3 Encauzar entrada y Salida 15.00
12Badén Nº 11
proyectado17+960
Badén de
Concreto20 0.3 Encauzar entrada y Salida 15.00
13Badén Nº 12
proyectado30+570
Badén de
Concreto20 0.3 Encauzar la salida 10.0m
14Badén Nº 13
proyectado32+700
Badén de
Concreto20 0.3 Encauzar entrada y Salida 15.00
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DISEÑO DE OBRAS DE ARTE
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RECOMENDACIONES PARA LAS OBRAS DE ARTE
Como un aporte a continuación se señala los principales temas que deben ser considerados en caso de
procederse a la contratación de los estudios. Se puede resumir las siguientes actividades:
o Antecedentes
o Emplazamiento del puente
o Estudios topográficos
o Levantamiento del eje
o Perfiles transversales 200 metros aguas arriba y 200 metros aguas abajo
o La zona deberá abarcar como mínimo un ancho de 50 metros a ambos lados del eje del
puente y un largo de 50 metros antes y después de los límites del cauce a salvar
o Cubicar las fuentes de materiales existentes
o Estudios geológicos y de suelos
o Contenido de humedad
o Límite líquido
o Límite plástico
o Análisis granulométrico
o Perfil estratigráfico
o Presión admisible
o Resistencia a corte directo y triaxial
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o Permeabilidad
DETALLE DE BADENES
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ALCANTARILLA TMC
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ANEXOS
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PLANOS
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REGISTRO FOTOGRAFICO
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REGISTRO FOTOGRAFICO
Foto N01. En la foto se aprecia al consultor verificando los afluentes en el ámbito del Proyecto.
Foto N02. En la foto se aprecia badenes existentes en los cuales se evaluó los caudales de descarga sobre los mismos
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Foto N03. En la foto se aprecia a los consultores haciendo la verificación de la infraestructura existente
Foto N04. En la foto se aprecia la infraestructura existente verificando la cimentación de los puentes existentes.
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Foto N05. En la foto se aprecia las alcantarillas existentes los cuales deberán ser reforzados
Foto N°06. El la vista se aprecia los badenes a considerar en el proyecto