UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCOPROGRAMA ACADEMICO INGENIERIA CIVIL

INDICE

CUENCA QUIQUIJANA

I. RESUMEN EJECUTIVO.

II. MEMORIA DESCRIPTIVA

1. ANTECEDENTES:

2. UBICACIN:

DEPARTAMENTO: CUSCO RIO: CACHIMAYO

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3. OBJETIVOS DEL PROYECTO

4. RESULTADOS OBTENIDOS

III. MEMORIA DE CLCULO

1. DELIMITACIN DE CUENCA Parmetros morfomtricos rea Permetro Longitud de cuenca Longitud de cauce Forma de la cuenca Coeficiente De Compacidad Factor De Forma

Parmetros de relieve

Histograma de frecuencias altimtricas La curva hipsomtrica Altitud media de la cuenca Rectngulo equivalente Pendiente cuenca Pendiente simple Pendiente mtodo antiguo Pendiente con permetro Criterio Alvord Criterio rectngulo equivalente Criterio Horton Criterio Nash ndice de pendiente

Pendiente cauce Pendiente cauce principal Pendiente mtodo antiguo

Red de drenaje

Orden de la corriente Densidad de corriente Densidad de drenaje

2. DETERMINACIN DE LA RED HIDRO METEOROLGICA Estaciones meteorolgicas Ubicacin Coordenadas Parmetros meteorolgicos que registra Plano de ubicacin red hidro meteorolgica

3. CLCULO PARMETROS METEOROLGICOS Anlisis de saltos Anlisis de tendencias Correccin informacin meteorolgica Calculo de medias y mximas de los parmetros meteorolgicos

4. ANLISIS ESTADSTICO DE LA INFORMACIN METEOROLGICA Anlisis de tendencias log Pearson Anlisis de tendencias log Feasher Proyeccin probabilstica de futuros eventos 10 aos 20 aos 50 aos 100 aos Resultados obtenidos

5. CLCULO DE LA PRECIPITACIN AREAL Promedio aritmtico Polgono de thiesen Isoyetas Resultado obtenido

6. CLCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACIN REAL Y POTENCIAL Frmula de Penman Montheit Frmula de Hargreaves Frmula de Thornthwaite. Frmula de Blaney-Criddle. Frmula de Makkink. Frmula de Jensen - Haise Frmula de Turc. Mtodo de Cotagne Resultados obtenidos

7. CLCULO GENERACIN DE CAUDALES CONCLUSIONES RECOMENDACIONES Clculo de riesgo de falla de la estructura Clculo de tiempo de retorno Clculo del tiempo de concentracin Mtodo de Agres Mtodo de la Soli Conservation Service Mtodo de Cormack Mtodo de California Culvert Practice Mtodo de Izzard Mtodo de la Federal Aviation Administration Mtodo de la Ecuacin de onda cinemtica Mtodo de Bransby-Williams, Mtodo de Ventura-Heras, Mtodo de Giandotti, Mtodo de Kirpich, Mtodo de Passinni Mtodo de la Direccin General de Carreteras (Espaa). Resultados obtenidos

Coeficientes de escorrenta Uso de tablas Raws, Molchanov Prevert Uso de ecuaciones Ecuacin de Nadal Frmula de Keler Frmula de la Direccin carreteras de Espaa

Precipitacin efectiva Mtodo de la Soil Conservation Service

Clculo de caudales Mtodos empricos Frmula racional Mtodo de Mac Math Mtodo de Burkli Zeiger Mtodo de Kresnik Frmula de Manning Frmula de Snyder Mtodo de Hidrograma unitario Mtodo del nmero de curva Mtodos estadsticos Mtodo de Gumbel Mtodo de Nash Mtodo de Levediev Mtodo Plan MERISS Resultados obtenidos

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Anlisis de resultados obtenidos Interpretacin de las variables obtenidas Correlacin de los resultados obtenidos Eleccin del resultado (seleccionar un mtodo) Interpretacin de los resultados Efectos sobre la estructura ingenieril Recomendaciones propuestas

Parmetros morfomtricos reaEl resultado fue 15066309.6677 m (15.067 km, cuenca pequea) PermetroResultado 17428.7915m (17.428 km),

Longitud de cuencaLongitud Axial = 5.187

Longitud de cauce

Fue de 6.465 km

Forma De La Cuenca

el resultado de fue de 1.267= 1.3 lo cual quiere decir asumimos lo que se muestra en el cuadro respectivo la forma de la cuenca.

Coeficiente De Compacidad

Factor De Forma

Parmetros De Relieve Histograma de frecuencias altimtricasALTITUD DE INTERVALO MSNMALTITUD MEDIA DEL INTERVALOAREA KM2AREA ACUMULADA KM2% DE AREA% ACUMULADO ALTITUD MEDIA* AREA

4400.0004500.0004450.0000.2190.2191.4541.454974.550

4300.0004400.0004350.0000.4880.7073.2394.6922122.800

4200.0004300.0004250.0001.2261.9338.13712.8295210.500

4100.0004200.0004150.0001.6493.58210.94423.7746843.350

4000.0004100.0004050.0002.3855.96715.82939.6039659.250

3900.0004000.0003950.0002.0047.97113.30152.9047915.800

3800.0003900.0003850.0001.8399.81012.20565.1097080.150

3700.0003800.0003750.0001.55011.36010.28775.3975812.500

3600.0003700.0003650.0001.21812.5788.08483.4804445.700

3500.0003600.0003550.0000.94813.5266.29289.7723365.400

3400.0003500.0003450.0000.68414.2104.54094.3122359.800

3300.0003400.0003350.0000.45814.6683.04097.3521534.300

3200.0003300.0003250.0000.39915.0672.648100.0001296.750

15.067100.00058620.850

La curva hipsomtricaALTITUD DE INTERVALO MSNMALTITUD MEDIA DEL INTERVALOAREA KM2AREA ACUMULADA KM2% DE AREA% ACUMULADO ALTITUD MEDIA* AREA

4400.0004500.0004450.0000.2190.2191.4541.454974.550

4300.0004400.0004350.0000.4880.7073.2394.6922122.800

4200.0004300.0004250.0001.2261.9338.13712.8295210.500

4100.0004200.0004150.0001.6493.58210.94423.7746843.350

4000.0004100.0004050.0002.3855.96715.82939.6039659.250

3900.0004000.0003950.0002.0047.97113.30152.9047915.800

3800.0003900.0003850.0001.8399.81012.20565.1097080.150

3700.0003800.0003750.0001.55011.36010.28775.3975812.500

3600.0003700.0003650.0001.21812.5788.08483.4804445.700

3500.0003600.0003550.0000.94813.5266.29289.7723365.400

3400.0003500.0003450.0000.68414.2104.54094.3122359.800

3300.0003400.0003350.0000.45814.6683.04097.3521534.300

3200.0003300.0003250.0000.39915.0672.648100.0001296.750

15.067100.00058620.850

Altitud media de la cuenca

AREA KM2ALTITUD MEDIA DEL INTERVALOA*EA x E = 58620.850AREA =15.067

0.2194450.000974.550

0.4884350.0002122.800ELEVACIN MEDIA = = 3890.678msnm.

1.2264250.0005210.500

1.6494150.0006843.350

2.3854050.0009659.250

2.0043950.0007915.800

1.8393850.0007080.150

1.5503750.0005812.500

1.2183650.0004445.700MEDIANA3927msnm. del grfico de la curva Hipsomtrica.

0.9483550.0003365.400

0.6843450.0002359.800

0.4583350.0001534.300

0.3993250.0001296.750

15.06758620.850

Rectngulo equivalenteALTITUD DE INTERVALO MSNMAREA KM2Li

4400.0004500.0000.2190.081

4300.0004400.0000.4880.180

4200.0004300.0001.2260.451

4100.0004200.0001.6490.607

4000.0004100.0002.3850.878

3900.0004000.0002.0040.737

3800.0003900.0001.8390.677

3700.0003800.0001.5500.570

3600.0003700.0001.2180.448

3500.0003600.0000.9480.349

3400.0003500.0000.6840.252

3300.0003400.0000.4580.169

3200.0003300.0000.3990.147

5.544

L=5.544

l=2.718

Pendiente cuenca

Pendiente simple

S= (4600-3200)/5187S=0.2699S=26.99%

Pendiente mtodo antiguoFalta hacerPendiente con permetro

S=(2*(4600-3200)/ 17428.7915m)S=0.1606S=16.06%

Criterio AlvordPROGRESIVACOTADESNIVELS

KM 0+0003200.00

KM 0+2003400.0090.000.451.49071198

KM 0+4003600.00135.000.6751.21716124

KM 0+6003800.0080.000.41.58113883

KM 0+8004000.00220.001.10.95346259

KM 1+0004200.00125.000.6251.26491106

KM 1+2004400.00150.000.751.15470054

KM 1+4004600.00130.000.7878787881.12660142

8.78868767

Criterio rectngulo equivalente

S=H/LS=(4400-3200)/5.548S=1.2/5.548S=0.2162S=21.62%

Criterio Horton (falta)Criterio Nashndice de pendiente

HM=4600mHm=3050mL=5.548m Ip=0.5286

Pendiente caucePendiente cauce principal

PROGRESIVACOTADESNIVELS

KM 0+0003200.00

KM 0+2003400.0090.000.451.49071198

KM 0+4003600.00135.000.6751.21716124

KM 0+6003800.0080.000.41.58113883

KM 0+8004000.00220.001.10.95346259

KM 1+0004200.00125.000.6251.26491106

KM 1+2004400.00150.000.751.15470054

KM 1+4004600.00130.000.7878787881.12660142

8.78868767

S=0.634377861

Red de drenaje

Orden de la corriente

Densidad de corriente

Densidad de drenaje

3.- ANLISIS DE LA CUENCA

HIDROGRAMA UNITARIO TRIANGULAR (MOKAS)HALLANDO EL TIEMPO DE CONCENTRACIN (TC) A = 15.067 Km2 Longitud del cauce principal = 6460 m Pendiente 0.06343 m/m Precipitacin en exceso 48mm

Como la cuenca es pequea entonces de=tc=0.8070 hrs=48.42 minHALLANDO EL TIEMPO AL PICO (TP)

HALLANDO EL TIEMPO BASE (TB)

CALCULANDO EL CAUDAL AL PICO (QP)

DETERMINACIN DE LOS CAUDALESCon los datos obtenidos en el trabajo inferior determinaremos los caudales para los diferentes empricos .Para lo cual el primer paso es hallar lo cual usaremos los mtodos empricos. Lo primordial es determinar la intensidad de precipitacin, es por eso que segn la formula siguiente podemos obtener este dato:

I es la intensidad de precipitacin en mm/hrhp es la altura de precipitacin para nuestra cuenca usaremos la mxima altura de precipitacin es 48 mm (segn la siguiente Tabla que se muestra a continuacin) tes el tiempo para lo cual nos indica que es un tiempo igual al tiempo de concentracin de la cuenca tc

FUENTE: Tendencias en los extremos de lluvias cerca a la ciudad del Cusco y su Relacin con las inundaciones de enero del 2010Para hallar el tiempo de concentracin dela cuenca tenemos bastantes mtodos los cuales desarrollaremos a continuacin:SEGN KIRPICHTc: Tiempo de concentracin (min)L: Mxima longitud del recorrido (m) del cauce6460 mH: Diferencia de elevacin entre punto extremos del cauce775 m

SEGN LA FORMULA AUSTRALIANAtcTiempo de concentracin (min)LLongitud de la corriente (km)6.460 kmArea de la cuenca (km2)15.067 km2HPendiente del cauce (m/km) 63.43m/km

SEGN LA FORMULA DE GEORGE RIVEROAREA DE COVERTURA VEGETAL 1.95KM2AREA SIN COVERTURA VEGETAL 8.85KM2

TcTiempo de concentracin (min)LLongitud del cauce (km)6.460 kmprea de cobertura vegetal / Area total de la cuenca HPendiente del cauce (m/km)63.43 m/km63.43m/km

0.129Entonces:

SEGN LA FORMULA DE SCSTcTiempo de concentracin (min)L100 A0.6 (m) 15.067

Area de la cuenca (Has)1506.7 hasNNmero de curvaSpendiente promedio de la cuenca (%)6.343 %

POR EL MTODO DE NMERO DE LA CURVA TENEMOS:

Reemplazando tenemos

Hallando el caudal por el mtodo racionalC= coeficiente de escorrenta I= intensidad A= rea (15.067km2)

AREA DE COVERTURA VEGETAL 1.95KM2AREA SIN COVERTURA VEGETAL 8.85KM2Pendiente 6.343 %

Tipo de vegetacinPendiente (%)Textura

Franco arenosoFranco arcillo limosoFranco limosoarcillosa

Forestal0 55 -1010 -300.100.250.300.300.350.500.400.500.60

Praderas0 55 -1010 -300.100.150.200.300.350.400.400.550.60

Terrenos cultivados0 55 -1010 -300.300.400.500.500.600.700.600.700.80

0.456

MTODO DE MAC MATH

Vegetacinsuelotopografa

Cobertura (%)C1TexturaC2Pendiente(%)C3

1000.08Arenoso0.080.0 0.20.04

80 1000.12Ligera0.120.2 0.50.06

50 800.16Media0.160.5 2.00.06

20 500.22Fina0.222.0 5.00.10

0 200.33rocosa0.305.0 10.00.15

AREA DE COVERTURA VEGETAL 1.95KM2 (18.055 %)pendiente promedio de la cuenca(%) 6.343%Q caudal mximo m3/sCcoheficiente de escorrenta mac mathI intencidad Tr=Tc mm/hrAarea cuenca en hc = (1506.7 hc)S pendiente promedio (0/100)(1000/10000)

MTODO DEL NMERO DE LA CURVAQ = escorrenta total acumulada en mmP = precipitacin de la tormenta en mm (48mm)N = numero de curva (0/100)(1000/10000)

Con los datos obtenidos en la tabla anterior se procedi a realizar los clculos de los caudales los cuales se muestran en la siguiente tabla.

Cuadro de resumen de resultados

Altura de precipitacin

Intensidad (mm/hr)

Mtodo racional

Mtodo del nmero de la curva

Segn kirpich

75.96Q=2.416 m3/s

Segn la Formula australiana

23.1198Q=0.7354m3/s

Segn la Formula de George Rivero

40.506

Q=1.2884 m3/s

Segn la Formula de SCS

29.208Q=0.9290 m3/s

rea15.067 Km2

Ccoheficiente de escorrenta (Para mtodo racional)

0.456

Ccoheficiente de escorrenta mac math

N = numero de curva

CAUDALES DE UN PERIODO DE 15 AOS

Con los datos obtenidos se hizo de la estimacin de crecientes de la frmula de Vente Chow:

X: Caudal para una probabilidad dada.: Media de la series de caudales.K: factor de frecuencia definido por la distribucin.: Desviacin estndar de la serie.Para lo cual usaremos las 2 distribuciones las cuales son 1. Log Person Tipo III1. Distribucion de GumbelEn nuestro caso hallaremos los caudales extremos (mximos) usando las SERIES PARCIALES, es as que ordenamos todos las datos de forma decreciente y se uso los 15 mayores caudales como se muestra en el siguiente cuadro

Con los datos obtenidos se procedi a determinar los caudales para un intervalo de 100 aos de recurrencias y se uso las dos distribuciones mencionadas anteriormenteSEGN LA DISTRIBUCIN LOG PERSON TIPO IIISegn la distribucin log person tipo 3 se obtuvo el siguiente cuadroNQlog(Q)log(Q)2Log(Q)3

1497.52.6977.27319.612

2490.42.6917.23919.477

3476.22.6787.17119.202

4398.72.6016.76417.590

5383.52.5846.67617.249

6381.42.5816.66417.202

7375.52.5756.62917.067

8372.92.5726.61317.006

9342.72.5356.42616.289

10332.42.5226.35916.035

11328.82.5176.33515.944

12320.42.5066.27915.733

13318.22.5036.26415.676

14310.62.4926.21115.479

15309.92.4916.20615.461

Sumatoria38.54399.106255.022

De dondeMedia:

DESVIACIN ESTNDAR:

SESGO O COEFICIENTE DE ASIMETRA:Con el seso se hallo el K mediante interpolacin con datos obtenidos de la tabla11-4:

De donde: g k0.82.8910.7663 X0.62.755

K = X = 2.868084

Los valores obtenidos se pueden ver en la siguiente tabla:Media2.569509

Desviacin estndar0.071112

sesgo0.7663396

K2.868084

Entonces:

SEGN LA DISTRIBUCIN GUMBELSegn la distribucin Gumbel se obtuvo el siguiente cuadroNQ(Q-)(Q -)2

1497.5121.514766.70254

2490.4114.413093.94893

3476.2100.310054.8338

4398.722.8519.1312003

5383.57.657.3569483

6381.45.530.05090089

7375.5-0.40.18081764

8372.9-3.19.377824292

9342.7-33.31105.761447

10332.4-43.51894.064271

11328.8-47.22225.257437

12320.4-55.53081.546415

13318.2-57.73332.015575

14310.6-65.44270.96833

15309.9-66.04361.110669

Sumatoria5639.258802.3071

De dondeMedia:

Desviacin estndar:Con el periodo de retorno y la longitud del registro, mediante interpolacin se hallo el coeficiente K de la tabla11-5:

De donde:Longitud del registro k303.65203.8415 X

K = X = 3.935

Los valores obtenidos se pueden ver en la siguiente tabla:Media375.9

Desviacin estndar64.808678

K3.935

Entonces:

.808678

CONCLUSIONES.1. La cuenca del ro QUIQUIJANA de acuerdo a sus dimensiones es considerada una cuenca pequea (< 250km)2. La pendiente de la cuenca es pronunciada, ya que el relieve de la zona es muy accidentada.3. De acuerdo a los datos recolectados, el ro presenta bastantes huaycos en poca de lluvias en el punto de inters.

HIDROLOGIA