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HIDROLOGIA APLICADA A CARRTERAS

Curso: IRRIGACIONES

Profesor: MANUEL CASASVILLALOBOS

Alumno: QUINTANA QUISPEJESUS

La Hidrologa en su definicin ms simple es la ciencia que estudia la distribucin, cuantificacin y utilizacin de los recursos hdricos que estn disponibles en el globo terrestre. Estos recursos se distribuyen en la atmsfera, la superficie terrestre y las capas del suelo.

La Hidrologa (del griego hydor-, agua) es la disciplina cientfica dedicada al estudio de las aguas de la Tierra, incluyendo su presencia, distribucin y circulacin a travs del ciclo hidrolgico, y las interacciones con los seres vivos. Tambin trata de las propiedades qumicas y fsicas del agua en todas sus fases.

La Hidrologa o Hidrografa es la ciencia de la naturaleza que estudia el agua dentro del planeta Tierra, tanto en los aspectos de ocurrencia como acumulacin y circulacin desde el punto de vista cualitativo, cuantitativo y estadstico.

2Hidrologa de CarreterasPara el proceso del Anlisis Hidrolgico se determinan caudales mximos probables que sirvan en el diseo de obras hidrulicas para cruces de corrientes, tales como; alcantarillas cajas y puentes las cuales sirven para asegurar la permanencia y vida til de la obra vial, para un perodo de retorno especfico basado en las caractersticas de la va y la intensidad de las precipitaciones.

En SntesisQue Logra determinar la Hidrologa???????

Q: Caudal de Diseo Caudal Hidrolgico.

AREA DE CUENCA O SUBCUENCA DEFINICION DE CUENCA O SUBCUENCA

Q = 0.2778*C * I * APara cuencas iguales o menores a 300 hectreas (3 km2). Donde:

Q: Caudal en m/seg.

A: rea de drenaje de la Cuenca o subcuenca en km2.

C: Coeficiente de escorrenta, adimensional.

I: Intensidad de la lluvia en mm/h.

El mtodo racional para calcular las crecidas mximas fue propuesto por Thomas Mulvaney en 1850, Ganguillet y Kutter determinaron el coeficiente de Chzy en 1869 y Manning propuso su ecuacin para el flujo en canales abiertos (1891). En noviembre de 1867 se organiza la primera medicin internacional de los caudales de un ro.

C =Us*Ts*PtC: Coeficiente de Escorrenta Us: Uso del Suelo

Ts: Tipo de Suelo

Pt: Pendiente del Terreno.

Tc =0.0041 (K) 0.77

Longitud del Cauce (L) La longitud se mide tomando en cuenta el cauce principal, que generalmente es el de mayor recorrido partiendo del punto ms remoto del punto de control. FORMULA DEL PROYECTO CENTROAMERICANO DEL INGENIERO BASSO

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Q = 0.2778*C * I * ASEGN VEN TE CHOW POR MEDIO DE ESTUDIOS MAS PROFUNDO DEMOSTRO QUE EL METODO RACIONAL FUNCIONA:

PARA CUENCAS MAYORES A LOS 5 KM2 (500 HA), PARA TIEMPOS DE CONCENTRACION MINIMOS DE 5 MINUTOS, O 10 KM2 (1000 HA), PARA TIEMPOS DE CONCENTRACION DE 10 KM2.

PARA CUENCAS MAYORES A LAS ANTERIORES, EL METODO RACIONAL NO ES FUNCIONAL.TRANSITO DE AVENIDAS MTODO DE MUSKINGUM El mtodo de Muskingum fue presentado por McCarthy (1938) y maneja relaciones caudal almacenamiento variables. Este mtodo modela el almacenamiento en un cauce mediante la combinacin de Tipos de almacenamientos, tal como se muestra en la Figura:

Separacin de la escorrenta de la lluvia total.

El mtodo propuesto en este estudio para separar la escorrenta de la lluvia total es el del U.S. Soil Conservacin Service, ahora National Research Conservation Service (NRCS) mediante relaciones de ecuaciones.La estimacin del caudal para cuencas mayores a 500 ha requiere de modelos hidrolgicos un poco ms complejos, en los cuales se simula el proceso de la formacin de las crecidas que pasa por la determinacin de la lluvia de diseo, separacin de la escorrenta, es decir el agua que escurre superficialmente de la lluvia total y a partir de la lmina de agua la transformacin en hidrogramas. Este proceso requiere de la combinacin de varios mtodos los que en su mayora han sido desarrollados por el Natural Resources Conservation Services (NRCS) antes USSCS, Natural Resources Conservation Services (NRCS) antes USSCS, El procedimiento se realiza de aguas arriba hacia aguas abajo partiendo del primer punto de control y utilizando el hidrogramas triangular sinttico

QUE SUCEDE CUANDO SE TIENE EL CAUDAL DE DISEO, BUENO EN ESTA ETAPA YA HEMOS CONCLUIDO LA PARTE HIDROLOGICA.EL PROXIMO PASO ES ENTRARLE AL DISEO HIDRAULICO, O DICHO DE OTRA FORMA, DIMENSIONAMIENTO DE LAS OBRAS DE DRENAJE, TALES COMO:Alcantarillas (Circulares, de cajn, abovedadas), estas pueden ser de concretos o metlicasPuentes Metlicos, de concretos, mixtos o atirantado.

Alcantarillas - Definicin: Son ductos que permiten el paso del agua de un lado a otro de la va.

Las alcantarillas deben clasificarse principalmente desde el punto de vista de su ubicacin. Capacidad (diseo hidrulico) y resistencia (diseo estructural).

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ESPECIFICACION PARA TUBERIAS CIRCULARES DE CONCRETO CON RESFUERZO

ALCANTARILLAS MAL CONSTRUIDAS

Conclusiones y Recomendaciones sobre su diseo Hidrulico, instalacin y Construccin de Obras de Drenaje de Cruce. Coloque los cruces de caminos sobre drenajes naturales, perpendiculares a la direccin del flujo a fin de minimizar la longitud del tubo y el rea afectada.

Use tubos individuales de gran dimetro o un cajn de concreto en vez de varios tubos de menor dimetro para minimizar potenciales taponamientos.

En cauces muy anchos los tubos mltiples son ms recomendables para mantener la distribucin del flujo natural a travs del canal.

Para sitios con altura limitada, use tubos aplastados o tubos de seccin enarco que maximizan la capacidad al mismo tiempo que minimizan la altura. Aspectos a considerar durante la etapa de construccin de alcantarillas.Seleccionar el punto de ubicacin de la alcantarilla.

Determinar la longitud de la alcantarilla de acuerdo con el ancho del camino.

Al localizar la alcantarilla, procurar no forzar los causes. Es decir, la direccin del alcantarillado, en lo posible, debe ser consecuente con la direccin dela quebrada.

Seleccionar el dimetro de los tubos de acuerdo con el caudal de diseo y con los sedimentos que son arrastrados por las aguas de lluvia o por pequeas quebradas. La alcantarilla deber permitir el paso del mximo caudal sin generar daos al camino.

Preparar la zanja de la alcantarilla con un ancho igual al dimetro externo del tubo ms 30 cm. A ambos lados mnimo.

Cimentar la alcantarilla a una profundidad igual al dimetro externo del tubo ms60 cm. De relleno mnimo sobre la corona del tubo.

Usar pendientes en las alcantarillas de un 2% a un 3%.

.Inspeccionar el alineamiento vertical y horizontal.

Agregar mortero (arena + cemento + agua) a las juntas de los tubos, si la tubera es de concreto.

Construir adecuadamente la cama en la cual se cimentar la tubera.

Compactar primero los lados sin tocar el tubo.

FINHY8http://www.fhwa.dot.gov/engineering/hydraulics/software.cfmVIDEO DE RIO Y CALLES REBASADASMUCHAS GRACIASHEC-RAShttp://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/hecras-download.htmlPresas

VminPtPtQtStVtVsedCtNiveles crticos Aplicaciones hidrolgicas Hidrologa superficialregulacinAplicaciones hidrolgicas Hidrologa superficialCanales

seccin Aplicaciones hidrolgicas Hidrologa superficialTuberas

seccinSaneamiento

Recogida de aguas pluvialesAplicaciones hidrolgicas Hidrologa superficialMinera

Canal de guarda44 Aplicaciones hidrolgicas Hidrologa subterrneaMinera

corteAA45Aplicaciones hidrolgicas Hidrologa subterrneaMinera

Corte AAnivelAplicaciones hidrolgicas Hidrologa subterrneaDrenajes en carreteras

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