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    CONSULTORIA FEM S.A. DE C.V. SIMAS NORTH AMERICAN DEVELOPMENT BANK

    PROYECTO EJECUTIVO DE DRENAJE PLUVIAL EN LA ZONA CENTRO DE LA CIUDAD

    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,1

    PROYECTO EJECUTIVO DE DRENAJE PLUVIAL EN LA ZONA CENTRO DE LACIUDAD DE PIEDRAS NEGRAS, COAHUILA.

    INFORME FINAL

    2008

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    PROYECTO EJECUTIVO INTEGRAL DE DRENAJE PLUVIAL EN LA ZONACENTRO DE LA CIUDAD DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,

    INDICE

    ANTECEDENTESOBJETIVOS Y ALCANCES

    1 RECOPILACIN, ANLISIS Y ACTUALIZACINDE INFORMACIN EXISTENTE.

    1.1 MARCO FISICO1.2 ASPECTOS SOCIO-ECONOMICOS1.3 USOS DEL SUELO EN EL PROGRAMA DE

    DESARROLLO URBANO2 ESTUDIOS BASICOS

    2.1 ESTUDIOS TOPOGRAFICOS.2.1.1 LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO EN ARROYOS Y

    CONDUCTOS DE DRENAJE PLUVIAL.2.1.2 LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO PARA CRUCES Y

    ESTRUCTURAS ESPECIALES.2.2 ESTUDIO DE GEOTECNIA

    2.2.1 GEOTECNIA EN ARROYOS Y CONDUCTOS DEDRENAJE PLUVIAL

    2.3 ESTUDIOS HIDROLGICOS2.4 ANALISIS HIDRULICO (TRANSITO DE

    AVENIDAS)3 ANLISIS DE FACTIBILIDAD TCNICO-

    ECONOMICA Y FINANCIERA DE LASALTERNATIVAS SELECCIONADAS.

    3.1 3.1 ALTERNATIVAS DE MANEJO INTEGRAL DELOS ESCURRIMIENTOS PLUVIALES

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    3.2 ANALISIS Y EVALUACION TECNICO-ECONOMICADE SISTEMA INTEGRAL DE DRENAJE PLUVIAL

    3.3 SELECCIN DE LA ALTERNATIVA

    4 PROYECTO EJECUTIVO DE DRENAJE PLUVIAL4.1 PROYECTO EJECUTIVO DE CONDUCTOS DE

    DRENAJE PLUVIAL.4.2 CATALOGO DE CONCEPTOS Y PRESUPUESTO BASE

    ANEXOS.A1 INFORMACION RECOPILADA.

    A2 CLIMATOLOGIA.A3 SOCIOECONOMICOS.A4 ANALISIS ALTERNATIVAS.A5 TOPOGRAFIA.A6 GEOTECNIA.A7 ESTUDIO HIDROLOGICO.A8

    ANALISIS HIDRAULICO.A9 EVALUACION PROYECTO.A10 PROYECTO EJECUTIVO, CATALOGO DE

    CONCEPTOS, PRESUPUESTO YESPECIFICACIONES.

    A11 INFORME FOTOGRFICO

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    PROYECTO EJECUTIVO DE DRENAJE PLUVIAL EN LA ZONA CENTRO DE LACIUDAD DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,

    ANTECEDENTES

    La Ciudad de Piedras Negras, Coahuila enfrenta los desafos que el modelo dedesarrollo basado en la acelerada industrializacin conlleva, entre los que se tiene elsostenido crecimiento de la poblacin, lo cual indudablemente genera entre otrascosas, una fuerte demanda de espacios para el desarrollo habitacional, no siempre enzonas propicias, como son las zonas de proteccin o Federales en las mrgenes de losarroyos que atraviesan la mancha urbana de la ciudad, por lo que las autoridadesmunicipales, responsables de reglamentar y prestar los servicios bsicos, entre losque destacan el drenaje pluvial, se ven obligados a realizar fuertes inversiones paraque los escurrimientos pluviales que se generan sean conducidos y vertidos a caucescon la capacidad adecuada.

    Tales escurrimientos han propiciado inundaciones en diferentes sectores de laciudad, como es el caso de la zona centro de la ciudadde Piedras Negras en la

    cual por su topografa actual provoca la concentracin de los escurrimientos en suparte baja en tres calles principales, Periodistas, Cuauhtmoc y Xicotncatlprovocando incluso con eventos comunes de lluvia el encharcamiento e inundacin degran parte del rea urbana para eventos mximos, ante su falta de capacidad para suadecuado desalojo hacia el colector principal El Tornillo, que posteriormente descargaal ro Escondido y este a su vez al ro Bravo, provocando daos a las viviendas, alsector comercial y a las vas de comunicacin.

    Por tal motivo, las autoridades estatales y municipales han solicitado el apoyo del

    Gobierno Federal por conducto de la Comisin Nacional del Agua y mediante uncrdito con el North American de Development Bank para la realizacin de losestudios tcnicos necesarios que permitan diagnosticar la problemtica actual deldrenaje pluvial de la zona centro, analizar diversas alternativas de solucin y laelaboracin de los proyectos ejecutivos correspondientes.

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    OBJETIVOS

    Realizar el catastro de la infraestructura pluvial existente

    Realizar el anlisis y diagnostico del funcionamiento de la infraestructurapluvial existente.

    Identificar las obras necesarias para resolver el problema de las inundaciones.

    Realizar el anlisis econmico y financiero de las obras necesarias paraestablecer su factibilidad tcnica, econmica y social, considerando losprogramas gubernamentales establecidos en la actualidad para el desarrollourbano de la ciudad de Piedras Negras, Coahuila.

    Disear, a nivel ejecutivo, las obras y acciones necesarias para resolver laproblemtica de las inundaciones en la zona centro de la ciudad de PiedrasNegras, Coahuila.

    ALCANCES.

    a)Identificar la infraestructura pluvial existente en la zona.

    b)Revisar la informacin climatolgica e identificar la red pluviomtrica-pluviogrficade la zona en estudio.

    c)Elaborar el estudio hidrolgico de todos y cada uno de los cauces que atraviesan oinciden sobre la mancha urbana de la ciudad de piedras negras y su zona conurbada,as como realizar el transito de avenidas que permita conocer por una parte, loslimites fsicos de la zona de proteccin y por la otra, la capacidad actual de dichoscauces.

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    d)Elaborar los proyectos ejecutivos de aquellas obras de drenaje pluvial necesarias

    para proteger la zona centro de la ciudad de Piedras Negras, Coahuila.

    e)Establecer la programacin y ejecucin apropiada de los proyectos, de tal maneraque garanticen un orden lgico y secuencial en el desarrollo de la infraestructurapropuesta.

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    1. RECOPILACIN, ANALISIS Y ACTUALIZACIN DE LA

    INFORMACION EXISTENTE.

    De la informacin recopilada destaca el estudio realizado en el 2004 denominadoPROYECTO EJECUTIVO INTEGRAL DE DRENAJE PLUVIAL DE LA CIUDAD DEPIEDRAS NEGRAS, COAHUILA elaborado por SIMAS, la informacinclimatolgica proporcionada por la Comisin Nacional del Agua, la red sanitaria contopografa por parte de SIMAS, los datos hidromtricos de la estacin de PiedrasNegras proporcionada por el CILA y la informacin detallada la infraestructuraexistente como fue lo relacionado con las redes de gas, telfonos y luz, adems delos datos socioeconmicos de INEGI (Anexo 1).

    1.1 MARCO FISICO

    Localizacin geogrfica.

    La Ciudad de Piedras Negras, Coahuila se ubica en la parte Norte de los estadosUnidos Mexicanos, en el norte del estado de Coahuila.

    Figura 1. Localizacin de la ciudad de Piedras Negras.

    Piedras Negras, Coahuila

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    Desde el punto de vista de la hidrografa regional las corrientes que influyen en lamancha urbana de acuerdo a su parteaguas natural describen una Regin con unaextensin superficial de 3,419 km2, destacando su colector principal el RoEscondido el cual atraviesa las orillas de la ciudad de Piedras Negras por su partesur para descarga al ro Bravo, cabe destacar la existencia de otro colector en laRegin, El Soldado, que drena un rea de menor tamao, pero relevante dentro delsistema de drenaje pluvial de la propia ciudad de Piedras Negras, al protegerla porsu parte norte, conduciendo estos escurrimiento tambin al ro Bravo.Geogrficamente la Regin queda comprendida entre los meridianos 100 34 35 delongitud Oeste, entre los paralelos 28 43 20 de latitud Norte con una altura de250 m.s.n.m.

    Figura 2. Cuenca hidrogrfica donde se ubica la ciudad de Piedras Negras.

    El rea propuesta para realizar el estudio, segn los trminos de referencia, serefiere a la parte centro de la ciudad de Piedras Negras, ubicada en su parteoriente norte, dicha zona inicialmente se delimito de la siguiente forma:

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    i. Por la parte oriente por la calle Padre de Las Casas y Ocampo, callesubicadas sobre el bordo de proteccin de la ciudad, para protegerla de lascrecientes del ro Bravo y con ello representa el parteaguas de la cuenca,que define el sentido de los escurrimientos a la zona centro de la ciudad y alcauce del ro Bravo.

    ii. Por el poniente, por la calle Anhuac que se considero como el parteaguasentre los Tornillos I, Periodistas y Tornillo II, Xicotncatl.

    iii. Por el norte, por la calle de Talamantes que representa el parteaguas entre lacuenca del Tornillo y el Interceptor Lzaro Crdenas.

    iv. Por el sur, la calle A. de La Fuente, que prcticamente representa elparteaguas entre los dos Tornillos I y II, hasta que confluyen para formar ElTornillo que conduce los dos escurrimientos hasta confluir al ro Bravo.

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    Figura 3. Delimitacin inicial propuesta a estudiar de laZona Centro de la ciudad de Piedras Negras, Coah.

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    El Clima.

    La Regin de Piedras Negras Coahuilaen la parte noroeste, oeste y suroeste seregistran subtipos de climas secos-clidos, y en la parte norte-sur y este existensubtipos de climas semi - secos templados; la temperatura media anual es de 20 a22 C y la precipitacin media anual en la parte noreste y sureste es de 500milmetros y en la parte noroeste y suroeste es 400 a 500 milmetros, con rgimende lluvias en los meses de abril a octubre y escasas en noviembre, diciembre; losvientos predominantes tienen direccin suroeste con velocidad de 19 a 26 km/h.

    La frecuencia de heladas es de 0 a 20 das y granizadas de uno a dos das alnoroeste del municipio y de cero un da al sureste, sur y centro. (Atlas Nacional delMedio Fsico INEGI).

    En la Regin se dispone de una red de medicin climatolgica integrada por una solaestacin que registra el comportamiento de sus diferentes parmetros climticos,como son: la precipitacin, evaporacin, temperatura, viento etc.

    Figura 4. Isoyetas en la cuenca hidrografica donde se encuentra la ciudad dePiedras Negras (Isoyetas Normales Anuales de la Republica Mexicana periodo 1931-

    1990).

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    En correspondencia a los objetivos del estudio, el parmetro climatolgico de mayorrelevancia es el de la Precipitacin, el cual de acuerdo a las observacionesmeteorolgicas en la Regin muestra un comportamiento espacial, plasmado en eltrazo de sus isoyetas medias anuales, curvas de igual altura de precipitacin, quemuestra en su parte oriente la precipitacin ms alta de 550 mm, en esta parte seubica la mancha urbana de Piedras Negras.

    Tomando en cuenta los registros histricos de los ltimos 50 aos (1955-2007) dela estacin climatolgica Piedras Negras, se obtuvo la precipitacin media anual de563 mm, en cuanto al comportamiento de aos hmedos se observan cuatroperiodos importantes: uno en los aos cincuenta, dos en los setenta, tres en losnoventas y cuatro en el 2004, con un mximo de 1,092 en 1958. En cuanto a los aossecos se observan dos periodos uno en los ochenta y otro ms prolongado en losnoventa, siendo el mnimo registrado en 1956 con 161 mm (Anexo 2).

    Figura 5. Precipitacin anual en la estacin. Piedras Negras Coah.

    En cuanto a la Evaporacin, para el periodo de 1976 al 2007 se describe una media

    de 164 mm considerando los seis aos sin registro, con un valor mximo de 231 mmregistrado en el 2001, y un valor mnimo de 119 mm registrado en el ao de 2004(Anexo 2).

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    Figura 6 Evaporacin anual en la estacin Piedras Negras Coah.

    En cuanto a la Temperatura, la media anual registrada para el periodo 1955-2001fue de 21.6 C, cabe destacar que en el ao 2000 la temperatura mxima cercana alos 24.4 C y la mnima de 19.4 C en el ao de 1957, como se observa en la graficacarece de informacin para once aos (Anexo 2).

    Figura 7. Temperatura anual en la estacin Piedras negras Coah.

    Evapotranspiracin

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    La evapotranspiracin es la perdida de agua observada en una superficie lquida oslida saturada por evaporacin y por transpiracin de las plantas. En la Regin laevapotranspiracin media anual es de 459 mm, la mxima se registr en el ao de1958 con 666 mm observndose tres periodos altos en el ao 57, 76, 92 y la mnimaen 1956 con 166 mm (Anexo 2). Los datos anteriores fueron calculados por lasiguiente formula:

    Frmula de Turc

    = P / (0.9+P2/[L(t)2])0.5

    En donde:E: Evapotranspiracin media anual (mm)P: Precipitacin media anual (mm)L(t): 300+25t+0.05t2T: Temperatura media anual (C)*HIDROLOGA EN LA INGENIERAGERMN MONSALVE SENS

    Figura 8 Evapotranspiracin determinada con datos de estacin Piedras NegrasCoah.

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    Precipitacin mxima en 24 hrs.

    El registro disponible es de 1961 2007, con un valor medio de 81 mm, con un valormnimo de 7 mm en 1972 y otros tres valores mnimos en 1971 de 19 mm, en 1973 de22 mm y en 1961 de 34 mm; con un mximo de 184 mm en 1999 y otros tres valoresmximos de 139 mm en 1970, de 154 mm en 1977 y 176 mm en el 2001 (Anexo 2).

    Figura 9. Precipitacin mxima anual en 24 hrs de la estacin de Piedras Negras Coah.

    Hidrografa.

    El colector principal de la Regin es el Ro Bravo y forma parte de la ReginHidrolgica No. 24, Bravo-Conchos, la subcuenca R. Bravo-San Antonio es de 3,419km2que representa el 6.59% de la superficie estatal, es del tipo no perenne, con undesarrollo de su cauce de 138 km, un desnivel topogrfico de 860 metros y unapendiente de 0.0062. De norte a sur fluye el Ro Bravo, formando el lmite delmunicipio con los Estados Unidos de Norteamrica.

    Al sur-poniente de la mancha urbana hace su entrada el ro Escondido, el cualproviene del municipio de Zaragoza; este ro pasa por el sur de la ciudad ydesemboca en el Bravo por el sur-oriente de Piedras Negras, el ro Escondido,drena 95.6% de la Regin. Este en su recorrido por la ciudad recibe por margenizquierda un colector secundario denominado Primavera que drena la parte poniente

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    Zona Alta

    Zona Baja

    Zona

    Media

    Figura 10. Plano de hidr

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    Obras hidrulicas.

    En la actualidad la regin dispone de un Sistema General de Drenaje Pluvialcaracterizado por ser prcticamente solo de conduccin. Este sistema se integrapor conductos construidos especficamente para la captacin y conduccin de losescurrimientos pluviales y por los cauces de los arroyos adecuados o modificados endiferentes grados para complementar el manejo de estos escurrimientos. Elsistema en general opera de este a oeste, manteniendo el sentido natural dedrenaje de la cuenca, definindose sus elementos por la forma de captar y conducirestos caudales en dos tipos:

    Interceptores, son conductos construidos perpendicularmente al sentido generalde operacin del drenaje pluvial, de norte a sur, para interceptar elescurrimiento y conducirlo a un colector.

    Colector, son conductos con un desarrollo paralelo al sentido general deoperacin del drenaje pluvial, prcticamente en todos los casos corresponden acauces de los arroyos que cruzan por la mancha urbana de norte a sur. En estecaso por la magnitud de su desarrollo, capacidad de conduccin y rea drenadase clasifican en dos tipos: Colectores Principales y Secundarios.

    Cabe sealar que la Regin dispone de dos Colectores Principales el cauce del ro el

    Soldado y ro Escondido sin embargo desde el punto de vista de los centros depoblacin ubicados en ella el drenaje pluvial se puede describir de la siguienteforma.

    El Sistema General de Drenaje Pluvial de la Cd. de Piedras Negras estaintegrado por:

    Dos Colectores Principales, de acuerdo al sentido general de drenaje de lacuenca o regin:

    El Soldado en la parte norte de la ciudad que confluye al ro Bravo y El Escondido, en la parte sur de la ciudad que tambin confluye en el

    ro Bravo, aguas abajo de la zona urbana.

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    Figura 11. Sistema General de Drenaje Pluvial de la ciudad de Piedras Negras, Coah.

    (Informacin base del Proyecto Ejecutivo Integral de Drenaje Pluvial de Piedras

    Negras.)

    Dos Colectores Secundarios, de acuerdo al sentido general del escurrimientodentro de la mancha urbana:

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    o Primavera, que drena su parte poniente y confluye al ro Escondido pormargen izquierda.

    o El Tornillo que drena la parte de la ciudad confinada por los conductosantes citados y confluye al ro Bravopor su margen derecha, con unsentido general de escurrimiento de norte a sur, conducto por el cualse drena la parte centro de la ciudad, zona de inters del presenteestudio.

    Un Interceptor, el de la Colonia Lzaro Crdenas en la parte norte de la zonacentro que descarga a El Soldado.

    En cuanto a la zona centro de la ciudad de Piedras Negras, sta cuenta con unsistema de drenaje pluvial que drena deficientemente los escurrimientos de sucuenca hacia el Tornillo y este desemboca al Ro Bravo, la salida de dichosescurrimientos es la parte alta por la calle de Periodistas, y la media y baja porXicotncatl y Cuauhtmoc, las cuales dirigen los escurrimientos hacia el cauce delarroyo el Tornillo, mismo que descarga hacia el Ro Bravo. Cabe mencionar que lasaportaciones de la cuenca de la zona centro media y baja rebasan la capacidad dedrenaje de las calles mencionadas, por lo que los escurrimiento se acumulan al serremansados e inundan el centro de la Ciudad de Piedras Negras.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,21

    219.82

    214.89

    219.77

    216.45

    219.60

    216.83

    220.33

    217.68

    220.83

    218.40

    221.90

    219.04

    223.25

    219.36

    222.68

    219.68

    220.48

    218.11

    219.86

    217.25

    219.91

    215.09

    221.12

    218.66

    220.15

    216.54

    220.04

    216.96

    219.91

    217.78

    220.49

    218. 54

    220.55

    218.16

    220.92

    218.94

    221.63

    219. 41

    219.96

    215.85

    220.35

    217.74

    220.61

    218.79

    221.04

    219.31

    221.86

    219.87

    223.43

    220.98223.18

    221.12

    222.26

    220.64221. 64

    219.92220.95

    219.08220.54

    218. 17

    220.50

    218.34

    220 .69

    218.71220.87

    218.67

    221.14

    219.42

    221.83

    220.35

    222. 55

    220.97

    220.31

    216.63

    221.02

    219.16

    220.89

    219.40

    2 2 0 .9 0

    219.16

    221.19

    218.00

    220.92

    218.59

    220.61

    216.67

    221.39

    217.69

    2 2 0 .9 8

    218.35

    221.04

    218.83

    221.31

    2 1 9 .3 3

    221.71

    219.73

    221.31

    219.33

    220.78

    216.66

    2 2 0 .8 4

    217.03

    221.91

    219.33

    222.89

    220.19

    221.16

    216.75

    221.05

    217.15

    221.19

    217.23

    221.20

    217.47

    221.48

    219.36

    222.18

    219.73

    222.70

    223.13

    220.76

    221.38

    217.64

    221.71

    219.95

    222.25

    220.21

    223.45

    221.42

    221.01

    216.93

    221.57

    217.76

    221.94

    220.60

    222.37

    220.81

    223.85

    221.42

    221.04

    217.01

    221.33

    219.05

    221.85

    219.8 1

    222.61

    221.17

    223.30

    221.59

    223.64

    221.70

    221.33

    219.05

    222. 81

    220.71

    221.94

    218.06

    220.77

    217.09

    222.97

    221.10

    222.37

    220.26

    222.60

    221.08

    221.37

    218.98

    221.61

    219.68

    222.54

    220.57

    222.53

    221.01

    222.53

    221.02

    220.97

    216.85

    221.11

    218.87

    221.26

    219.28

    222.29

    220.03

    222.61

    220.63

    221.92

    219.34

    222.81

    221.25

    223.54

    221.39

    220.97

    217.85

    221.09

    218.47

    221.52

    218.87

    223.34

    221.39

    222.91

    220.99

    222.34

    220.49

    221.68

    220.04

    221.10

    219.70220.56

    216.51

    222.78

    220.37

    222.20

    219.97219.93

    223.20

    221.27

    220.59

    219.09221.06

    218.21

    218.75

    220.75 218.69

    220.57

    217.78

    220.35 218.78

    220.35 218.77

    220.54

    220.34

    222.85

    220.11

    222.67

    217.40

    220.11

    217.84

    220.27

    215.65

    219.60

    215.41

    219.68

    215.29

    220.00

    218.05

    220.29 218.42

    220.61219.05

    221.39

    219.84

    222.19

    216.87

    220.00

    217.69

    220 .28

    219. 48

    221.87

    217.33

    220.10

    Figura 12 Calles que presentan el sistema de drenaje pluvial al momento de unaprecipitacin pluvial. (Plano preliminar de la cuenca)

    A TORNILLO

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,22

    Geologa.

    Las principales estructuras orogrficas de la regin es la Sierra El Burro,observndose estructuras con echados que van desde 0-10, 10-80, en las partesms altas, ejes anticlinal, as como fracturas y rasgo inferido. De la geologa de laRegin se puede destacar que se tiene un 51% de suelo aluvial, 0.4% de Roca Lutitaarenisca y 25% de Roca Caliza, 6% de conglomerado. El tipo de roca essedimentaria; la fractura ms relevante existe en la Sierra el Burro con una fallanormal con echados de 0-10 y 10-80 conformado por caliza.

    Geologa de la regin

    Figura 13. Geologa de la regin.

    Respecto a la zona de estudio, Zona Centro, se identifica como un suelo de origen

    de roca sedimentaria del cenozoico cuaternario.

    Figura 14. Geologa general de la Zona Centro de la ciudad de Piedras negras. Cartageolgica de INEGI.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,23

    Edafologa.

    Por corresponder el rea de estudio a una zona urbana en general se consideracomo tal.

    Fisiografa.

    De acuerdo a la topografa de la Regin, los rasgos fisiogrficos ms relevantes son:al Noreste, la Sierra el Burro con elevacin de 1,200 m.s.n.m., seguido por la Lomade En medio con una elevacin de 550 m.s.n.m., considerndose como lascaractersticas ms relevante de la Regin por su longitud, alturas, pendientes,aspectos que combinados con la ocurrencia de la mayor precipitacin de la Regindan origen a un sinnmero de escurrimientos de con direccin a la zona urbana de laCd. de Piedras Negras.

    Respecto a la zona de estudio la topografa es prcticamente plana, de tal formaque por elevacin solo destaca el bordo de proteccin del rio Bravo, que representael parteaguas de la Zona Centro por su parte oriente.

    1.2 ASPECTOS SOCIO-ECONMICOS

    Demografa.

    La Regin se ubica al Norte en el estado de Coahuila. De acuerdo a los censosoficiales de INEGI la poblacin en este municipio presenta un crecimiento histricodel 274%, registrndose en 1970 un asentamiento de 46,698 habitantes. Deacuerdo al censo del 2000 la poblacin incremento a 128,130 habitantes y en elcenso 2005 se tiene una poblacin total de 142,011 hab. Determinndose unaproyeccin de la poblacin por tres mtodos: de tendencia histrica, aritmtico ygeomtrico se determino un incremento del 200% en 20 aos para esperar un

    asentamiento de 255,838 habitantes que representara el 8% de la poblacin totalesperada en el estado (Anexo 3).

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    Grafica obtenida del proyecto ejecutivo integral de drenaje pluvial

    Crecimiento Urbano-Industrial.

    El crecimiento urbano segn el Plan Director de desarrollo urbano de PiedrasNegras muestra que la mayor concentracin de asentamiento industrial se localiza

    al norte de la ciudad; mientras que al noreste del municipio los asentamientos sernde reservas para crecimiento urbano sujetas a plan para fraccionamientos de casahabitacin.

    **PROGRAMA DE ORDENAMIENTO INTRAESTATAL DE LA ZONA CONURBADA SURESTE DE COAHUILA.

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    Plano obtenido del proyecto ejecutivo integral de drenaje pluvial

    Nivel de vida.

    El sector actividad ms productivo en Piedras Negras es el sector secundario conun 80% que consta de minera, extraccin de gas y petrleo, industriamanufacturera, electricidad, agua y construccin.

    Crecimientourbano acorto plazo

    Crecimientourbano alargo plazo

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,26

    Grafica obtenida del proyecto ejecutivo integral de drenaje pluvial.

    Hablando de Educacin, por ejemplo para los que terminaron la primaria en losltimos 30 aos el aumento fue de 260%, para los que llegan a la licenciatura son el9% de la poblacin registrada en el municipio de Piedras Negras. La educacinpromedio es el nivel medio (Secundaria) para el ultimo registro de los censos deINEGI ao 2000 el decremento de estudiantes en este nivel fue de 15%.

    Grafica obtenida del proyecto ejecutivo integral de drenaje pluvial.

    La poblacin Econmicamente Activa en los ltimos 30 aos se observa undecremento considerablemente para la zona en estudio, en la dcada de los 70as latasa de crecimiento increment al 42% mientras que en lo 80as fue del 21%, la PEAen los ltimos 10 aos tiene una tendencia a recuperarse del 14%.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,27

    Grafica obtenida del proyecto ejecutivo integral de drenaje pluvial

    Los ingresos en los aos 90as se observan menores a los del ao 2000, los salariorelevantes eran de salario mnimo a 5 s.m; en la actualidad la poblacin de PiedrasNegras gana de 1 a 5 s.m siguindole 5 a 10 s.m y ms de 10 s.m mayores a ladcada anterior como se observa en la grafica.

    Grafica obtenida del proyecto ejecutivo integral de drenaje pluvial

    Lo relevante de la migracin se presenta hasta el ao de 1980 en la ciudad dePiedras Negras, por ejemplo los nacidos en la entidad eran de 82% y los nacidos enotra entidad o de otro pas son el 18%; fue hasta el ao 2000 cuando el control de

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,28

    natalidad incremento considerablemente con un 127% nacidos en la entidad yaumento la inmigracin a 128% en los ltimos 10 aos.

    Grafica obtenida del proyecto ejecutivo integral de drenaje pluvial

    1.3 USOS DE SUELO EN EL PROGRAMA DE DESARROLLO URBANO

    Uso del suelo.

    Es importante hacer notar que los suelos influyen en el fenmeno del escurrimientopara el estudio hidrolgico, sus caractersticas importantes son su naturaleza, sucolor, y su tipo de vegetacin. Entre ms impermeable es el suelo ms rpido es elescurrimiento; claro que no se puede hablar de un suelo 100% impermeable. LaRegin presenta un uso del suelo en donde destaca el rea de matorral ocupando el78%, le siguen la Agricultura de Riego 4%, en Bosque 3%, Agricultura de Temporal1.5%, el Pastizal natural 0.5% y el Uso Urbano 0.3%.

    Uso de suelo en la regin

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,29

    Tabla obtenida del proyecto ejecutivo integral de drenaje pluvial

    En agricultura de temporal se tiene cultivos variables como son: frjol. girasol, maz,sorgo, etc. En la agricultura de riego se tienen los cultivos: acelga, aguacate, ajo,

    cebolla, cilantro, col, chcharo, chile, frjol, etc.; en forrajes: alfalfa, avena, guinea,gordura, sorgo, centeno. Bosque se tiene rboles como Encino, Palma, Gatuo ySotol.

    En la Zona Centro de la ciudad de Piedras Negras, el uso del suelo es totalmenteurbano, determinndose el tipo de rea de drenaje, como residencial con casasindividuales separadas.

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    2.ESTUDIOS BASICOS.

    Planteamientos generales del problema.

    Con el fin de realizar un anlisis general del problema de la distribucin espacialy temporal de la lluvia y las implicaciones que tiene en la zona centro de laciudad y tomando en cuenta lo siguiente:

    i) Que la red de estaciones pluviomtricas, est constituida por una solaestacin la de Piedras Negras y

    ii) La red hidromtrica por dos estaciones: una sobre el ro Bravo y otrasobre el ro Escondido.

    iii) Y que de acuerdo a la informacin general existente sobre las curvas denivel de la ciudad tomada del levantamiento a escala 1:50,000 del INEGI,es escasa para definir con detalle el sistema de drenaje de la zona deestudio.

    Se procedi a procesar la informacin recopilada en las oficinas de SIMAS,relacionada con el levantamiento de la red sanitaria de la zona, establecindose

    una topografa ms detallada con curvas de nivel a cada 10 cm, buscando conello establecer con mayor detalle las lneas flujo, adems de enriquecerse conlos levantamientos detallados de los interceptores y nivelacin de las calles deTalamantes y Acua para confirmar parteaguas norte.

    Con la topografa determinada se estableci las pendientes principales delterreno observndose los siguientes detalles:

    o La parte alta de la cuenca muestra una pendiente nica de

    ligeramente nor-oriente a sur-poniente hasta la calle deperiodistas, desde la calle de Acua hasta Bravo.

    o En la parte media, de la calle Bravo hasta Aldama presenta dospendientes una de nor-oriente a sur-poniente hasta la calle de

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,31

    Xicotncatl y otra de nor-poniente a nor-oriente, est cubriendola mayor parte del rea.

    o Y en la parte baja de la calle de Aldama hasta Fuente, presentams marcada las dos pendientes encontradas en las calles deCuauhtmoc y Xicotncatl.

    Figura 7. Topografa de la zona centro de la ciudad de Piedras Negras.

    Bajo estas condiciones el modelo de escurrimiento pluvial considerando la topografadetallada y la urbanizacin actual se estima de la siguiente forma:

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,32

    En la parte alta, definida por las calles de Acua hasta Bravo, se presenta unescurrimiento directo a Periodistas con un sentido nor-oriente a sur-poniente.

    En la parte media de la calle de Bravo a Tern, el escurrimiento principal empieza amostrar dos flujos: continua el de nor-oriente a sur-poniente de Hidalgo a Galeana yotro de de Victoria a Galeana de poniente a oriente, concentrndose el flujo en estaultima calle.

    En la parte baja de la calle de Tern hasta Fuente, el escurrimiento presenta dosflujos: el de nor-oriente a sur-poniente de la calle de Ocampo a Cuauhtmoc yXicotncatl y otro escurrimiento de nor-poniente a sur-oriente de las calles deVictoria y despus Galeana tambin a la parte baja en la calle de Xicotncatl.

    Figura 8. Drenaje pluvial general de la zona de estudio.

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    De acuerdo a la informacin topogrfica procesada y a los recorridos de campo de lazona en condiciones incluso de lluvia, se confirma que la infraestructura de desalojodel rea en cuestin queda constituida por:

    i) La calle de Periodistas que drena prcticamente el 100% de la parte altaantes descrita.

    ii) Y las calles de Galeana y posteriormente Cuauhtmoc y al finalXicotncatl drenan prcticamente el 100% de la parte media y baja de lazona centro.

    En consecuencia las zonas crticas de niveles bajos de la zona centro son las calles dePeriodistas, Xicotncatl y Cuauhtmoc en este mismo orden de importancia. Adems,se determino que prcticamente toda el rea estudiada es del tipo residencial, concasas individuales separadas y calles encarpetadas, en la parte baja es ms del tipocomercial.

    Anlisis probabilstico de la lluvia.

    De acuerdo a los resultados del estudio hidrolgico, para el anlisis se utilizaron losregistros histricos de la estacin climatolgica de Piedras Negras con un periodo deregistro de 1961 a 2007, aplicada a la precipitacin mxima anual de 24 horas (Anexo7).

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    A esta informacin se le realizo un anlisis estadstico con el ajuste de ladistribucin de probabilidad de valores extremos, considerando para ello lasdistribuciones Gumbel, Log Gumbel, Normal, Log Normal, Pearson Tipo III, LogPearson Tipo III, establecindose que la ms representativa es la de Gumbel.

    Grafica de ajustes de distribucin de probabilidad.

    Para establecimiento de la magnitud de la respuesta hidrolgica de la cuenca serecurri a la aplicacin del mtodo indirecto que relacionan la precipitacin con lascaractersticas fisiogrficas de la cuenca, establecindose como adecuada losresultados del mtodo de la formula racional.

    MTODO FORMULA VARIABLES

    FORMULA

    RACIONAL Qp = 0.278 C i A

    Qp GASTO MXIMO

    C COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO

    i INTENSIDAD MEDIA DE LA LLUVIA PARA UNADURACIN IGUAL AL tc DE LA CUENCA, mm/hr,PARA Tr DE DISEOA REA DE LA CUENCA, Km2

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,35

    Obtenindose la siguiente relacin de periodos de retorno Tr y gastos mximos paralas dos cuencas consideradas.

    Para la cuenca baja que aporta a las calles Xicotencatl y Cuauhtmoc:

    Tr Q MAX

    50 6.77

    25 5.92

    20 5.6510 4.795 3.89

    Tr Q MAX

    50 6.77

    25 5.92

    20 5.6510 4.795 3.89

    Para la cuenca alta que aporta a la calle periodistas.

    Tr Q MAX

    50 6.7

    25 5.9

    20 5.6

    10 4.8

    5 3.9

    Tr Q MAX

    50 6.7

    25 5.9

    20 5.6

    10 4.8

    5 3.9

    Para inferir la forma de la avenida de estas cuencas sin aforo se recurre a la teoradel hidrograma unitario, el cual se aplica a partir de las caractersticas fsicas de la

    cuenca con ayuda de hidrogramas unitarios obtenidos en otros lugares. En este casose decidi utilizar el propuesto por el Soil Conservation Service que permite definircon mayor detalle la forma del hidrograma.

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    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    0 1 2 3 4 5

    Gasto(m3/s)

    Tiempo(hr)

    HIDROGRAMA

    DE

    LA

    AVENIDA

    DE

    LA

    ZONA

    CENTRO

    CUENCABAJA

    Q10 Q2

    Q20 Q25

    Q50

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    Reconocimiento y localizacin del trazo de apoyo.

    Para el desarrollo de esta actividad se adquirieron cartas topogrficas de la zonade estudio escala 1:50 000 de INEGI, donde se incluyo la informacin topogrficarecopilada referente a el alcantarillado de la zona por estudiar proporcionada porparte de SIMAS, con ello fue posible obtener como resultado las curvas de nivel acada 10 cm de prcticamente toda la zona de estudio.

    Adems, se complemento esta informacin con los recorridos realizados en campopara definir los principales rasgos topogrficos, caractersticas hidrolgicas ehidrulicas, infraestructura existente y en particular la infraestructura de drenajepluvial que podra ser considerada en conjunto como parte de la solucin, como losrecorridos y levantamientos de la infraestructura en:

    i) La calle de Periodistas, El Tornillo 1, para definir su capacidad de desalojo enalgunos puntos de inters inicial.

    ii) En la calle Xicotncatl, Tornillo 2, una nivelacin para conocer su operacinhidrulica y posteriormente en el canal donde desemboca hasta su unincon Tornillo 1.

    iii)Laguna de regulacin de la colonia Lzaro Crdenas para establecer elparteaguas a considerar en la parte norte.

    iv)Adems, mediante los recorridos se confirmo el parteaguas de la parteponiente para buscar que el proyecto final maximice sus beneficios.

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    Carta topogrfica de INEGI escala 1: 50 000 de la zona de estudio.

    Para la generacin de las alternativas por analizar se considero la problemticaplanteada anteriormente, la propuesta original de SIMAS y los comentariosobtenidos en las reuniones de trabajo con su personal tcnico.

    En resumen podramos decir que estas alternativas buscan lo siguiente:

    i) Disminuir el impacto de aguas pluviales en el colector principal, la Calle dePeriodistas, Tornillo I.

    ii) Mejorar el desalojo de las aguas pluviales de la zona centro, aprovechando almximo la infraestructura actual.

    iii)Definir la geometra de un sistema de interceptores y colectores que permitaun adecuado manejo de las aguas pluviales.

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    Anlisis de alternativas:

    Se realizo el anlisis de cinco alternativas, siendo estas:

    i) La originalmente propuesta por SIMAS, que busca mediante tresinterceptores captar la lluvia y descargar al ro Bravo.

    ii) Una segunda, basada en la de SIMAS que busca mejorar la captacin con mscolectores a fin de disminuir los dimetros de las tuberas requeridas.iii)Una tercera, que busca cambiar el esquema, considerando la nuevainformacin de la topografa, aplicando solo interceptores a fin disminuir sudesarrollo y evitar las grandes excavaciones.

    iv)Y una cuarta, en donde se busca aprovechar los canales de desalojo deTornillo II, y con ello disminuir la longitud de los interceptores de la anterioralternativa.

    v) Revisar la posibilidad de adecuar el funcionamiento del canal de Tornillo IIpara desalojar toda el agua pluvial.

    Para cada una de ellas se propuso el trazo de los colectores e interceptores dedrenaje pluvial, se proceso el perfil en condiciones actuales del terreno, sedetermino el caudal a captar considerando un periodo de retorno de 25 aos, serealizo el anlisis hidrulico para la obtencin de dimetros y pendientes y seelaboraron las cantidades de obra y presupuestos para conocer el costo total decada alternativa y con ello disponer de elementos para definir la ms adecuada.

    ALTERNATIVA 1:Se considera la propuesta inicial de SIMAS, la cual busca

    drenar la zona centro mediante un sistema de colectores e interceptores queconduzcan el agua al ri Bravo. El resultado es una longitud total de los colectoresde 2.00 km con dimetros que van de 32 a 54 y de los interceptores de 2.50 kmcon dimetros que van de 54 a 64.

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    De acuerdo al anlisis hidrolgico se establecieron los gastos a conducir por cadaelemento y con ello se determinaron sus caractersticas hidrulicas, siendo estaslas siguientes.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,41

    AREA Q M3/SEG. Q SUMADO

    A1 1.44 48"

    A2 0.41 1.85 54"

    A3 0.43 2.28 56"

    A4 1.62 46"

    A5 0.69 2.31 54"

    A6 1.53 3.84 64"

    A7 0.57 32"

    A8 2.41 2.98 58"

    ALTERNATIVA 1TR = 25 AOS

    Una vez determinado los gastos a captar y el perfil correspondiente, Anexo 4, se

    realizo el anlisis hidrulico para definir los dimetros requeridos. Con estainformacin y considerando el catalogo de precios de la Comisin Nacional del Aguase elaboro el presupuesto de la obra, siendo este por partida principal.

    ALTERNATIVA 2:Se considera como base la propuesta inicial de SIMAS, solo seincrementa el nmero de colectores a fin de evitar el uso de dimetros grandes ylas grandes excavaciones, con el mismo objetivo de drenar la zona centro mediante

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,42

    un sistema de colectores e interceptores que conduzcan el agua al ri Bravo. Elresultado es una longitud total de los colectores de 3.7 km con dimetros que vande 40 a 56 y de los interceptores de 2.50 km con dimetros que van de 42 a 64.

    De acuerdo al anlisis hidrolgico se establecieron los gastos a conducir por cadaelemento y las caractersticas hidrulicas, siendo esta las siguientes.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,43

    AREA Q M3/SEG. Q SUMADO

    A1 0.87 42"

    A2 0.7 1.57 52"A3 0.69 2.26 56"

    A4 0.81 40"A5 1.9 2.71 56"A6 1.15 3.86 64"

    A7 1.13 42"A8 0.86 1.99 52"

    A9 0.99 2.98 58"

    ALTERNATIVA 2TR = 25 AOS

    Una vez determinado los gastos a captar y el perfil correspondiente, Anexo 4, serealizo el anlisis hidrulico para definir los dimetros requeridos. Con estainformacin y considerando el catalogo de precios de la Comisin Nacional del Aguase elaboro el presupuesto de la obra, siendo este por partida principal.

    ALTERNATIVA 3: Al disponer de una topografa mas detallada se observo quepodramos cambiar de estrategia y solo utilizar interceptores a fin de evitardimetros grandes y grandes excavaciones, y seguir con el mismo objetivo dedrenar la zona centro mediante un sistema interceptores que conduzcan el agua al

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,44

    ri Bravo. El resultado es una longitud total de los interceptores de 4.2 km condimetros que van de 20 a 56.

    De acuerdo al anlisis hidrolgico se establecieron los gastos a conducir por cadaelemento, siendo este el siguiente.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,45

    AREA Q M3/SEG. Q SUMADO

    A1 0.59 34"

    A2 0.4 0.99 38"

    A3 0.2 1.19 42"

    A4 0.27 26"

    A5 0.28 0.55 36"

    A6 0.54 1.09 48"

    A7 0.73 38"

    A8 0.67 1.4 48"

    A9 0.33 1.73 52"

    A10 0.64 64"

    A11 0.75 1.39 48"

    A12 0.73 2.12 56"

    A13 0.47 32"

    A14 0.44 0.91 42"

    A15 0.6 1.51 48"

    A16 0.23 26"

    A17 0.42 0.65 36"

    A18 0.38 1.03 44"

    ALTERNATIVA 3

    TR = 25 AOS

    Una vez determinado los gastos a captar y el perfil correspondiente, Anexo 4, serealizo el anlisis hidrulico para definir los dimetros requeridos. Con estainformacin y considerando el catalogo de precios de la Comisin Nacional del Aguase elaboro el presupuesto de la obra, siendo este por partida principal.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,46

    ALTERNATIVA 4:Considerando los comentarios vertidos en las reuniones tcnicascon el personal de SIMAS y mediante los recorridos realizados de la zona, enespecial en das con lluvia, se diseo esta alternativa parte de la alternativa 3, lacual se modifica al considerar el aprovechamiento de la infraestructura de TornilloII, y seguir con el mismo objetivo de drenar el resto de la zona centro mediante unsistema interceptores que conduzcan el agua al ri Bravo. El resultado es unalongitud total de los interceptores de 3.74 km con dimetros que van de 26 a 62.

    De acuerdo al anlisis hidrolgico se establecieron los gastos a conducir por cadaelemento, siendo este el siguiente.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,47

    AREA Q M3/SEG. Q SUMADO

    A1 0.59 32"

    A2 0.4 0.99 38"A3 0.2 1.19 42"

    A6 0.3 1.49 46"

    A4 0.27 28"

    A5 0.41 0.68 40"

    A6 1.49 2.17 62"

    A7 0.73 38"

    A8 0.67 1.4 48"

    A9 0.33 1.73 52"

    A10 0.64 34"

    A11 0.75 1.39 44"

    A12 0.73 2.12 52"

    A13 0.6 34"

    A14 0.27 26"

    A15 0.38 0.65 38"

    ALTERNATIVA 4TR = 25 AOS

    Una vez determinado los gastos a captar y el perfil correspondiente, Anexo 4, serealizo el anlisis hidrulico para definir los dimetros requeridos. Con estainformacin y considerando el catalogo de precios de la Comisin Nacional del Aguase elaboro el presupuesto de la obra, siendo este por partida principal.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,48

    ALTERNATIVA 5. A solicitud de la Comisin Nacional del Agua se propuso que seconsiderara la operacin y adecuacin del canal de Tornillo II como una alternativams; generndose con ello la alternativa 5.

    La cual consiste en mantener el mismo sistema que la alternativa 4 para la partealta y para la parte media y baja dejar que el canal de Tornillo 2 contine siendo eldren pluvial pero mejorado para evitar las inundaciones actuales.

    Para ello se realizo un levantamiento de la infraestructura y un anlisis hidrulicode las condiciones actuales de operacin hidrulica en especial para un evento con

    Tr de 25 aos, detalles de clculo en el Anexo 4, del cual se observo lo siguiente:

    i) Existe una pendiente del tipo subcrtica a lo largo de la calle deXicotncatl y continuando por el canal de Tornillo II, hasta la barda dela aduana.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,49

    ii) A partir de este punto existe un cambio de pendiente pasando a unadel tipo supercrtica.

    iii) Al realizar el anlisis hidrulica correspondiente se determino queexiste un punto de control hidrulico, ubicado en el punto donde sepresenta el cambio de pendiente, que coincide con la ubicacin de labarda de la aduana.

    iv) Con ello el flujo aguas arriba de este control, se clasifica como flujosubcrtico,y desde este se domina la magnitud de los tirantes de aguaque se presentan aguas arriba en el canal y en las calles de la ciudad,Xicotncatl, con valores que van de 60 cm para el manejo del evento deprecipitacin correspondiente a un tiempo de retorno de 25 aos.

    v) Tambin es claro que aguas abajo de la barda el canal presenta un flujosupercrtico, el control del tirante es de aqu a aguas abajo hasta elpuente 1.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,50

    232.00232.20232.40232.60232.80233.00233.20

    233.40233.60233.80234.00

    130.00132.50135.00137.50140.00142.50145.00147.50150.00

    ELEVACIONES

    CADENAMIENTO

    PERFIL HIDRAULICO BARDA-PTE 1

    Sa SUP. AGUA

    So RASANTE

    PUENTE1

    vi) De acuerdo a los resultados alcanzados del anlisis hidrulico la

    pendiente supercrtica favorece para que todos los puentes ubicadosen la aduana tengan capacidad para dar paso a un evento de estamagnitud, probablemente el problema sea las altas velocidades.

    Adems se analizaron otras opciones de modificacin:

    i) Unificando pendiente en la calle de Xicotncatl resultando que serequieren tirantes del orden de 40 cm para conducir el evento de 25aos.

    ii) Otra mejorando pendiente y seccin del canal hasta el puente 1. Sinlograr bajar los tirantes.iii) Tambin se contemplo bajar la rasante del canal por debajo de rasante

    de los puentes, sin embargo no se logra bajar los niveles del agua en lascalles a menos de 50cm e se requerira modificar dos puentes.

    iv) Otra opcin consisti en entubar el escurrimiento, requirindose dostubos y para pasar los puentes, como 100 metros, hacer un hincado deltubo de acero con el fin de no daarlos, sin embargo las cotizacionesde este trabajo es del orden de 20 millones de peso lo que encarece

    esta alternativa.

    Modelo Lluvia-Escurrimiento.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,51

    Con la informacin precedente se formulo un primer modelo de escurrimientoque permita explicar la concentracin del escurrimiento en las partes bajas delas cuencas, y con ello definir las cuencas a considerar en el estudio hidrolgico,de donde se confirma lo siguiente:

    i) El sentido del escurrimiento de la parte norte de la zona centro a la callede Periodistas, con un comportamiento hidrolgico de una cuenca derpida respuesta, acentuando con ello la magnitud de los gastos aconducir por la calle citada.

    ii) En la parte media y baja la presencia de escurrimientos encontrados deoriente a poniente del bordo de proteccin del ro Bravo a las calleXicotncatl y de poniente a oriente de la calle de Anhuac a esta misma.Y con ello la concentracin de los escurrimientos.

    iii) La deficiente operacin de drenado de los canales en que desembocan lascalles de Cuauhtmoc y Xicotncatl debido a los encarpetados de la callede Fuente.

    Problemtica:

    En conclusin de la problemtica identificada en la zona centro de PiedrasNegras puede destacarse lo siguiente:

    i) En el colector principal de la zona, la Calle de Periodistas, por conducirel agua superficialmente es decir por la misma calle, presenta tirantesde agua que impacta a la poblacin incluso para periodos de retornomuy bajos, provocando problemas en la circulacin vehicular y paralluvias con periodos de retorno importantes de plano la interrumpe eincluso provoca afectaciones a las viviendas y comercio de la zona; por

    ello sera importante disminuir las aportaciones a este conducto.ii) La zona centro de la ciudad impacta sustancialmente a la calle de

    Periodista por su margen izquierda, especialmente la parte norte,desde la calle de Acua hasta la calle Bravo, la cual escurre

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,52

    directamente a ella comportndose por su topografa en una cuenca derpida respuesta.

    iii) La zona media y baja de la zona centro desde la calle Bravo a Fuente,concentra sus escurrimiento en las calles de Cuauhtmoc y Xicotncatl,escurrimientos que no son drenados adecuadamente por los canales alos que desembocan ambas calles, provocando el almacenamiento de losmismos en la zona urbana, incluso con eventos de periodo de retornobajos y para valores altos afecta a las viviendas y al sector comercioubicado en esta rea especialmente en las inmediaciones de la calleFuente. Situacin provocada por la dificultad para cruzar la calle deFuente.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,53

    2.1 ESTUDIOS TOPOGRAFICOS.

    2.1.1LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO EN ARROYOS Y CONDUCTOSDE DRENAJE PLUVIAL. Levantamiento de interceptores.

    Una vez habiendo conocido los condiciones anteriores se trazaron 6 interceptores,para los cuales se procedi a realizar el levantamiento topogrfico de cada uno deellos, teniendo como primicia conocer a detalle la infraestructura con la que secuenta, para poder determinar la lnea de proyecto de los mismos, dicholevantamiento se realizo mediante el uso de estacin total, realizando una poligonalabierta en la cual se dejaron marcados y se levantaron con equipo GPS lasreferencias de los mismos.

    Las calles que se levantaron para la proyeccin de los interceptores son:

    1. Calle Puebla de la Calle Galeana hasta la Calle Padre de las Casas.2. posteriormente bajara 2 Calles por la Calle de Padre de las Casas hasta

    topar con el siguiente interceptor que va por Calle Colon.3. Calle de Colon iniciando este en la Calle de Idelfonso Vzquez y terminando

    hasta una barda que colinda con la margen del rio bravo en la parte alta delbordo.

    4. Calle Jimnez iniciando este en la Calle de Victoria y terminando hasta laCalle de Ocampo

    5. Calle Tern iniciando en la Calle de Galeana y terminando en Calle Ocampo.6. Calle Rayn iniciando en Calle Galeana y terminando despus de Calle

    Ocampo.7. Calle Dr. Coss iniciando en Calle Cuauhtmoc y terminando despus de la

    Calle Ocampo.

    Para ello se realizaron los trabajos con la brigada de topografa, posteriormente

    se realizo el trabajo de gabinete para procesar la informacin y obtener losplanos de la planta topogrfica de las calles para los interceptores en estudio,as como conocer su perfil y secciones marcadas a cada 20 m, como se muestranen el Anexo 5.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,54

    A continuacin tenemos un plano en planta de la parte del centro de la cuidad delpiedras negras donde se observa las Calles a las cuales se les levanto topografa(Planos del levantamiento en el Anexo 5).

    Plano General de la zona de estudio y trazos preliminares de los levantamientos,

    Una vez realizados los trabajos en campo se procedi a generar las curvas de nivelcon los datos que SIMAS proporciono y la topografa que se levanto de losinterceptores para tener mayor informacin para la traza del proyecto.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,56

    = 230.039 ubicada en la colonia doa pura, en medio del jardn que est en elboulevard Fidel Villarreal con Blvd. Repblica, en Piedras Negras Coah., las cuales setrasladaron a la planta potabilizadora de SIMAS Piedras Negras, para utilizarlacomo base para el levantamiento los puntos de referencia de los interceptores.

    Banco de nivel de CILA, existente en la cuidad de piedras negras Coahuila, Mex.

    BANCO DE NIVEL

    COORDENADASX = 352213.198

    Y= 3176290.057Z = 223.316

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,57

    Punto trasladado del banco de nivel de CILA y Placa de INEGI a SIMAS,

    Puntos referencia levantados con GPS, en zona de estudio.

    Punto Base SIMAS

    COORDENADAS

    X = 351145.3030

    Y = 3178169.3750

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,58

    X Y Z

    PUEBLA A 351519.889 3176916.553 222.013

    B 351818.961 3176931.421 222.900

    1 351984.307 3176944.502 222.4212 352114.349 3176954.942 219.631

    3 352315.568 3176956.684 212.004

    4 352302.346 3176882.451 214.205

    5 351364.830 3176904.082 221.485

    COLON C 351447.057 3176718.136 221.552

    D 351627.547 3176726.872 221.815

    E 351822.322 3176738.680 222.322

    F 351831.923 3176742.905 222.281

    G 352025.485 3176763.829 223.666

    H 352131.578 3176770.246 221.894

    I 352336.042 3176748.671 214.049

    J 352394.951 3176742.959 213.654JIMENEZ K 351560.592 3176424.363 220.967

    L 351939.289 3176434.137 222.481

    M 352035.142 3176443.722 222.798

    J1 352245.478 3176473.999 213.312

    J2 352244.899 3176473.979 212.539

    J3 352254.254 3176490.212 212.821

    TERAN N 351679.778 3176080.814 220.636

    352065.108 3176091.992 222.521

    R2 352285.418 3176096.248 212.857

    R 352314.295 3175799.167 212.266

    RAYON O 351786.838 3175756.881 220.087

    P 351969.362 3175770.441 220.887

    Q 352223.851 3175789.882 223.224

    R 352314.295 3175799.167 212.266

    V 352352.733 3175463.993 214.634

    Dr. COSS S 351809.021 3175558.663 219.760

    T 351986.559 3175574.348 220.520

    U 352223.899 3175591.764 223.170

    V 352352.733 3175463.993 214.634W 352341.686 3175540.938 212.923

    COORDENADASPUNTOINTERCEPTOR

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,60

    Punto de estacin total, para posteriormente ser levantado con el GPS,referenciado a la placa de INEGI 050250001 y banco de CILA ubicado en Puente

    Internacional No. I

    Levantamiento de esquinas en cordones y paramentos de construcciones.

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    Levantamiento de infraestructura existente, postes de luz y telfonos.

    Levantamiento de infraestructura existente, pozos de visita y cajas de vlvulas(calle Jimnez)

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,62

    Levantamiento de secciones transversales y trazo de la lnea de gas (para cotejarcon planos oficiales)

    2.1.2

    LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO PARA CRUCES YESTRUCTURAS ESPECIALES. Tornillo II.

    Dentro de la recopilacin de informacin tenemos la planta topogrfica, perfil ysecciones topogrficas del arrollo el Tornillo II, el cual fue levantado en su seccincomo en las estructuras a lo largo de este para su anlisis. Se levantaron con GPSlas estructuras y se cintearon con el fin de conocer el rea hidrulica de las mismasy su localizacin del trazo del mismo el cual se puede ver en el Anexo 4 detopografa.

    A continuacin se presenta la planta topogrfica levantada as como secciones de

    las estructuras perfil y galera fotogrfica del levantamiento de estructuras sobreel Arroyo el Tornillo II.

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    Se empieza la nivelacin del canal Tornillo II, con equipo satelital GPS en el iniciocon la Calle de Fuente.

    Nivelacin y cinteado de la Barda 1 que se encuentra a lo largo del Tornillo II.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,64

    Se coloca Base GPS entre Puente 1 y Puente 2, para evitar cualquier interferencia.

    Nivelacin de cinteado aguas arriba del Puente vehicular 3.

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    Nivelacin del Puente 3 aguas abajo.

    Nivelacin y cinteado del Puente peatonal 4

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    Nivelacin y cinteado de Barda 2, sobre Canal El Tornillo II

    Puente de ferrocarril, aguas abajo del arroyo el tornillo

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,67

    Revisin de estructuras en el tope de la calle Cuauhtmoc con Fuente

    .

    Revisin de estructuras en el tope de la calle Cuauhtmoc con Fuente

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,68

    Revisin del Tornillo II hasta la unin con el Tornillo I.

    Planta nivelacin de Tornillo II y estructuras levantadas.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,69

    1.1

    0

    BARDA-2

    4.75 3.20

    3.15 3.156.60

    1.0

    0

    BARDA-1

    1.701.70

    4.40

    1.6

    7

    5.15

    PUENTE-1

    4.77

    4.40

    1.2

    3

    PUENTE-2

    8.600.40

    4.43 3.63

    1.2

    0

    PUENTE-3 VISTA AGUAS ARRIBA

    5.05

    1.2

    0

    4.53

    PUENTE-3 VISTA AGUAS ABAJO

    5.70

    1.50 1.50 1.50

    0.2

    0

    0.7

    5

    PUENTE-4

    DETALLES DE PUENTES

    Secciones de estructuras levantadas.

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    2.2 . ESTUDIOS DE GEOTECNIA.

    2.2.1GEOTECNIA EN ARROYOS Y CONDUCTOS DE DRENAJEPLUVIAL.

    De acuerdo a los trminos de referencia los principales objetivos del estudio degeotecnia a nivel de proyecto ejecutivo para colectores e interceptores, son lossiguientes:

    Realizar la exploracin geotcnica, para definir los tipos de materiales porexcavar, los volmenes involucrados en la excavacin de cada tipo de materialdetectado, la estabilidad de las paredes de la zanja en donde se alojarn los

    conductos de drenaje pluvial, la estabilidad de taludes en cortes y laderasnaturales.

    Realizar el anlisis de socavacin en los cauces naturales.

    Las actividades a realizarse sern las siguientes:

    Recopilacin de informacin

    No se dispuso de informacin actual de los sitios.

    2.2.1.1 Trabajos de campo.

    Una vez autorizado los sitios donde se realizaran los muestreos y elprocedimiento por aplicar de acuerdo a lo indicado en los trminos de referencia:mediante sondeos o pozos a cielo abierto, tal como se muestra a continuacin, seprocedi a llevar a cabo el trabajo de campo.

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    Plano de ubicacin de los sitios de muestreo, mediante sondeos o pozos a cieloabierto.

    Sondeos y muestreos, propuestos:

    a) Muestreo mediante perforacin o sondeos:

    Sondeo 1: Ubicado en la esquina de Puebla y Padre de las Casas en la esquinaNor-poniente.

    Sondeo 2: Ubicado en la esquina de Colon y Cuauhtmoc en la esquina Nor-poniente,

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    Sondeo 3: Ubicado en la esquina de Jimnez y Cuauhtmoc en la esquina Nor-

    poniente.

    Sondeo 4: Ubicado en la esquina de Tern y Cuauhtmoc en la esquina Nor-poniente.

    Sondeo 5: Ubicado en la esquina de Rayn y Morelos en la esquina Nor-poniente.

    Sondeo 6: Ubicado en la esquina de Dr. Coss y Padre de las Casas en laesquina Nor-poniente.

    b) Muestreo de pozos a cielo abierto:

    Sondeo 1 A: Ubicado en la parte final del interceptor de la calle Pueblaantes de la llegada al arroyo el soldado

    Sondeo 2 A: Ubicado en la parte final del interceptor de la calle Colonsobre la margen derecha del rio Bravo, siguiendo el perfil del terreno natural, fueradel cauce piloto a la fecha del muestreo.

    Sondeo 3 A: Ubicado en la parte final del interceptor de la calle Jimnezsobre la margen derecha del rio Bravo, siguiendo el perfil del terreno natural, fueradel cauce piloto a la fecha del muestreo

    Sondeo 4 A: Ubicado en la parte final del interceptor de la calle Ternsobre la margen derecha del rio Bravo, siguiendo el perfil del terreno natural, fueradel cauce piloto a la fecha del muestreo.

    Sondeo 5 A: Ubicado en la parte final del interceptor de la calle Rayn

    sobre la margen del rio Bravo, siguiendo el perfil del terreno natural, fuera delcauce piloto a la fecha del muestreo.

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    Sondeo 6 A: Ubicado en la parte final del interceptor de la calle Dr. Cosssobre la margen derecha del rio Bravo, siguiendo el perfil del terreno natural, fueradel cauce piloto a la fecha del muestreo.

    2.2.1.1 Geotecnia en las mrgenes del ro Bravo.

    Trabajos de geotecnia en el ri Bravo, en cada uno de los interceptores que van adesembocar en el ri segn el proyecto de drenaje pluvial de la zona centro dePiedras Negras, Coah, para conocer el perfil estratigrfico, as como la clasificacinsegn el SUCS.

    Se realizaron los cinco sondeos citados como se muestra a continuacin, y el detalle

    de cada uno se puede observar en el Anexo 6.

    Sondeo 4 A la llegada al Rio en Calle Tern.

    Se muestreo siguiendo el perfil del terreno hasta llegar al un costado del

    cauce piloto.

    2.2.1.2 Geotecnia en los interceptores en la zona centro de Piedras Negras.

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    Trabajos de geotecnia en cada unos de los interceptores, segn el proyecto dedrenaje pluvial de la zona centro de Piedras Negras Coahuila, para conocer el perfilestratigrfico, as como la clasificacin segn el SUCS.

    El mtodo empleado y autorizado fue el de muestro mediante perforacin paracuidar la infraestructura existente que se encuentra en las calles como son lasredes de agua potable, la red de alcantarillado, red de telefona y fibra ptica, lared de suministro de gas natural, comisin federal de electricidad, compaa decable, a esto previamente se realizaron recorridos con personal autorizado de cadauna de las dependencias en cuestin para conocer la ubicacin de cada una de laslneas. Como muestra se presenta el procedimiento en uno de los sondeos y eldetalle del resto se dispone en el Anexo 6:

    Interceptor 6, en la esquina de la Calle Dr. Coss y Padre de las Casas en laesquina Nor-poniente, primeramente personal de SIMAS, el antes mencionado, sedio a la tarea de romper la carpeta asfltica y la capa de concreto hidrulico con elcompresor para poder sondear la lnea de agua potable de fofo de 3 de dimetroque pasa sobre la calle de padre de las casas para no daar la tubera, como semuestra en la foto.

    Ruptura de pavimento asfaltico ehidrulico, para sondeo de lnea de fofo de 3

    de dimetro.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,75

    Primeramente se ancla al suelo en sus cuatro extremos la estructura, einmediatamente se instala la primera barra helicoidal y se comienza a hacer la

    perforacin.

    Se levanta la barra para tomar la muestra de suelo, ya que se tena abierto elsondeo de la lnea de SIMAS y el material producto de la perforacin quedaba en elfondo del sondeo y ya se encontraba contaminado.

    2.2.1RESULTADOS DE LABORATORIO

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,76

    Una vez llevada a cabo la preparacin de las muestras en el laboratorio, se procedia la realizacin de las pruebas correspondientes para determinar la humedad,propiedades, ndice y granulometra.

    Con los resultados de las pruebas de granulometra y lmites se aplico el sistemaunificado de clasificacin de suelos (S.U.C.S.) para identificar el tipo de suelo, sesiguieron los procedimientos que se marcan en las normas mexicanascorrespondientes a cada una de las pruebas.

    A continuacin se muestran un ejemplo de los datos de laboratorio obtenidos en unode los sondeos realizados en los interceptores, y todos los resultados a detalle sepueden consultar en el Anexo 6.

    Interceptor 1, en la esquina de Calle Puebla y Padre de las Casas, se obtuvieron lossiguientes resultados, se muestra en el Anexo B de geotecnia los planos con laplanta y el perfil de geotecnia correspondiente.

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    Perfil estratigrfico encontrado:

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    2.2.3 TRABAJOS DE GABINETE

    De acuerdo a los resultados obtenidos en los anlisis de laboratorio para lostrabajos de introduccin de tubera de drenaje pluvial se hacen las siguientesrecomendaciones:

    - Debido a la composicin limo arenoso del suelo es necesario utilizar unaproteccin en los taludes en la excavacin, como lo es un ademe o bien daral corte un talud con relacin de 1:3, para proteccin de la obra y del

    personal que se encuentre dentro de la zanja.

    - Para la colocacin de la tubera se deber compactar la plantilla el 90% desu peso volumtrico seco mximo obtenido mediante la prueba AASHTOmodificado.

    - El arrope y acostillado del tubo deber ser con arena No.3 y compactado

    con pisn de mano.

    - Para el relleno sobre el lomo del tubo la primer capa deber de ser de0.25 m de espesor con arena No.3 compactada con pisn y una segundacapa de 0.15m de material producto de la excavacin que se encuentre conla humedad optima de compactacin y esta ser con pisn de mano.

    - El relleno de la excavacin ser en capas no mayores a 0.25 m con materialproducto de la excavacin que se encuentre con humedad optima ycompactada al 95% de su peso volumtrico seco mximo obtenidomediante la prueba AASHTO modificada, se deber seguir esteprocedimiento en las capas siguientes.

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    - Se deber colocar una base con material de banco con tamao mximo de

    1.5 y con espesor de 0.40 m en dos capas de 0.20 m compactada al 100%de su peso volumtrico seco mximo obtenido mediante la pruebaAASHTO modificado.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,81

    2.3 ESTUDIO HIDROLOGICO.

    Dado que en las cuencas por analizar no se dispone de medicin hidromtrica serecurri al mtodo de Anlisis Climatolgico, el cual consiste en un anlisis de losregistros de precipitacin de la estacin climatolgica de la Cd. de Piedras Negrasmediante el ajuste de distribuciones de probabilidad a los registros mximosanuales de la precipitacin en 24 horas. Posteriormente se recurri a mtodosindirectos para establecer la avenida de diseo de las cuencas analizadas,seleccionndose como adecuada la Formula Racional la cual requiere de lascaractersticas fisiogrficas de las cuencas y los resultados del anlisis de laprecipitacin (El detalle de los clculos se presentan en el Anexo 7).

    El procedimiento detallado que se aplico en los estudios hidrolgicos fue:

    i) Determinacin de las caractersticas fisiogrficas de las cuencas.

    Es de importancia sealar que la cuenca del estudio hidrolgico se traz segn lascurvas obtenidas de la topografa proporcionada por SIMAS, siguiendo las callesque definen el parteaguas de la cuenca. Es importante tambin mencionar que paraeste estudio se tom en cuenta las cuencas de la corriente principal de la zona

    centro en su parte norte y de la parte media y baja, es decir, la calle Xicotncatl.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,82

    Plano de cuencas Hidrolgicas de la Zona Centro.

    Cuenca norte de la zona centro:

    rea de la Cuenca = 0.43 km2Longitud de la corriente principal = 651 mDesnivel = 3.5 mPendiente = desnivel / Longitud = 0.005

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,84

    X = Xm + (( Y Yn ) / Tn )S

    donde:X valor buscadoXm, S media y desviacin de la serieYn, Tn constantes tericas, segn n

    n numero total de datos considerados

    Grafica resumen del ajuste de distribuciones de poblacin a precipitacionesmximas anuales en 24 horas.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,85

    Resultados obtenidos de la relacin Tr vs PM24 con la distribucin Gumbel.

    iii) Duracin de la tormenta.

    Para deducir el tiempo de tormenta, ste se considero igual al tiempo deconcentracin del escurrimiento de la cuenca en estudio, el tiempo deconcentracin tc se define como el tiempo que requiere una partcula de agua enrecorrer la distancia ms alejada del parteaguas a la salida de la cuenca. Loscriterios utilizados para su determinacin fueron seis.

    Para cuenca norte de la zona centro.

    METODO FORMULAUNIDADES

    DE LASVARIABLES

    CUENCA

    CANTIDAD UNIDAD HRS

    KIRPICHtc= 0.0195 ( ( (L**3)/H) **.5 )** 0.77 L(m), H(m) 21.40 minutos 0.357

    KIRPICH (CFE)tc = ( (0.86(L)**3) / H)** 0.325 L(km), H(m) 0.42 hrs 0.417

    R.R. ROWEtc = ( (0.86 (L) **3) / AH)** 0.385 L(km), AH (m) 0.35 hrs 0.4

    US ARMY CORPSOF ENGINEERS

    (TEMEZ)

    tc = 0.0661 ( L /

    (S)**0.25 ) ** 0.76 L(m), S(%) 10.23 min 0.170

    CHOWtc=tR= 0.00505(L/(S)**.5)**.64 L(m), S(%) 0.39 hrs 0.389

    SOILCONSERVATIONSERVICE

    tc= ( (L)**1.15 ) / (3085(AH**0.38)

    AH (m), L(m) 0.35 hrs 0.346

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    PROMEDIO 0.34

    Para cuenca media y baja de la zona centro

    METODO FORMULAUNIDADES DE

    LASVARIABLES

    CUENCA

    CANTIDAD UNIDAD HRS

    KIRPICHtc= 0.0195 ( ( (L**3)/H )**.5 )** 0.77 L(m), H(m) 56.49 minutos 0.942

    KIRPICH (CFE)tc = ( (0.86(L)**3) / H) **0.325 L(km), H(m) 0.95 hrs 0.947

    R.R. ROWEtc = ( (0.86 (L) **3) / AH)** 0.385 L(km), AH (m) 0.94 hrs 0.9

    US ARMY CORPSOF ENGINEERS

    (TEMEZ)

    tc = 0.0661 ( L /

    (S)**0.25 ) ** 0.76 L(m), S(%) 22.00 min 0.367

    CHOWtc=tR= 0.00505(L/(S)**.5)**.64 L(m), S(%) 0.87 hrs 0.873

    SOILCONSERVATIONSERVICE

    tc= ( (L)**1.15 ) / (3085(AH**0.38)

    AH (m), L(m) 0.91 hrs 0.910PROMEDIO 0.83

    iv) Determinacin de la intensidad.

    Sin embargo los valores de la precipitacin relacionadas con Tr son a 24horas, requirindose ajustar estos valores a la duracin de las tormentascaractersticas de cada cuenca, para lo cual la Comisin Nacional del Aguarecomienda aplicar el criterio segn Emil Kuishling y Ce Gransky.

    v) Determinacin de los gastos mximo relacionados con su periodo de retorno.

    Mtodos indirectos o empricos:

    Para establecimiento de la magnitud de la respuesta hidrolgica de la cuenca serecurri a la aplicacin de mtodos indirectos que relacionan la precipitacin con

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,87

    las caractersticas fisiogrficas de la cuenca, aplicndose el mtodo de laformula Racional.

    MTODO FORMULA VARIABLES

    FORMULARACIONAL

    (1889) Qp = 0.278 C i A

    Qp GASTO MXIMOC COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO

    i INTENSIDAD MEDIA DE LA LLUVIA PARA UNA DURACINIGUAL AL tc DE LA CUENCA, mm/hr, PARA Tr DE DISEO

    A REA DE LA CUENCA, Km2FUENTE: INSTRUCTIVO DE HIDROLOGIA PARA DETERMINAR LA AVENIDA MAXIMA ORDINARIA.

    Para cuenca norte de la zona centro.

    Para cuenca media y baja de la zona centro.

    vi) Mtodo del Hidrograma Unitario Adimensional.

    Para inferir la forma de la avenida de estas cuencas sin aforo se recurre a lateora del hidrograma unitario, el cual se aplica a partir de las caractersticasfsicas de la cuenca con ayuda de hidrogramas unitarios obtenidos en otroslugares.

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,89

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    0 1 2 3 4 5

    Gasto(m3/s)

    Tiempo

    (hr)

    HIDROGRAMADELAAVENIDADELAZONACENTRO

    CUENCABAJA

    Q10 Q2

    Q20 Q25

    Q50

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    DE PIEDRAS NEGRAS, COAH,90

    Anlisis de qu (gasto unitario) para la Cuenca Alta

    Para el anlisis de las avenidas de cada subcuenca dentro de la cuenca alta, serealiz el clculo