01 Estudio de Hidrologia y Drenaje Camino Vecinal Jayave-reyner Castillo

RCT

CAPITULO VIIHIDROLOGIA, HIDRAULICA Y DRENAJEPROYECTO:CREACION DEL CAMINO VECINAL EMP. PE-30C (KM. 98 CARR. PTO MALDONADO CUSCO) COMUNIDAD DE JAVAYE, DISTRITO DE INAMBARI, PROVINCIA DE TAMBOPATA, DPTO MADRE DE DIOS

REGLAMENTO NACIONAL DE GESTION DE INFRAESTRUCTURA VIAL APROBADO MEDIANTE DECRETO SUPREMO N 034-2008-MTC

El presente estudio hidrolgico se ha realizado para el mbito del proyecto denominado CREACION DEL CAMINO VECINAL EMP. PE-30C (KM. 98 CARR. PTO MALDONADO CUSCO) COMUNIDAD DE JAVAYE, DISTRITO DE INAMBARI, PROVINCIA DE TAMBOPATA, DPTO MADRE DE DIOS ubicado ntegramente en el departamento de Madre de Dios.El estudio Hidrolgico, nos permite conocer caudales mximos de diseo a partir de los datos de pluviomtricos, con el fin de realizar un adecuado diseo de las obras de arte. Para determinar las avenidas de diseo se han utilizado los datos pluviomtricos de la estacin meteorolgica de Puerto Maldonado, con una longitud de registro histrico de 28 aos, as mismo para la clasificacin climtica de la zona de estudio se han utilizado los datos de precipitacin media mensual, temperatura (media, mxima y mnima) con las que calculamos la evapotranspiracin.Con la finalidad de que la informacin disponible de precipitacin mensual sea confiable, se ha realizado el respectivo anlisis de consistencia solo para la precipitacin media mensual, por lo que dicha informacin se ha completado los datos faltantes, tanto de las precipitaciones medias mensuales y la precipitacin mxima en 24 horas, con el programa hidroesta2, desarrollado por el Msc. Mximo Villn Bjar por el mtodo de regresin polinomial de 2do grado.El anlisis de frecuencia de la precipitacin mxima en 24 horas, se ha realizado utilizando el software Hidroesta, de este anlisis se seleccion la distribucin Log-Gumbel o distribucin de Frchet por presentar menor porcentaje de error respecto a las otras distribuciones tericas, con la distribucin seleccionada se ha obtenido las precipitaciones mximas en 24 horas para 5, 10, 20, 50 y 100 aos de periodo de retorno, luego de este anlisis se procedi a realizar el clculo de la curva Intensidad Duracin Periodo de Retorno, utilizando los modelos del criterio de Frederich Bell y finalmente la estimacin de caudales mximos de diseo se realiz mediante el mtodo racional. Estos ltimos resultados obtenidos se emplearan para el diseo de las obras de arte requeridas en todo el mbito del proyecto.

1.0 ASPECTOS GENERALES1.1 INTRODUCCION

El presente estudio analiza las variaciones espaciales y temporales de las condiciones climticas, meteorolgicas y ecolgicas del rea del proyecto vial, mediante la caracterizacin de las principales variables climticas que estn presentes en el rea de estudio. Se incide en el comportamiento de parmetros determinantes para la seguridad de las obras viales y el medio ambiente, como la precipitacin y temperatura, aunque se presenta tambin informacin sobre variables de importancia ms especfica, como el caso de vientos, humedad, relativa, etc.

Por su especial importancia para el proyecto vial el captulo incide en el anlisis de la precipitacin, variable sobre la cual se evalan volmenes e intensidades de lluvia para perodos climticos normales y de lluvia excesiva, tanto sobre la base de anlisis de condiciones promedio, como de ocurrencia de tormentas mximas.

El anlisis climtico se ha desarrollado para la ciudad de Puerto Maldonado.

2.0 DESCRIPION GENERAL DEL AREA DE ESTUDIO

3.0 CLIMA Y METEOROLOGIA

El clima de este sector corresponde al de la selva baja suroriental del pas. Para efectuar este anlisis, se tomaron datos de las estaciones meteorolgicas Iberia e Iapari, se tom tambin los datos de Puerto Maldonado la cual se halla directamente en el tramo evaluado, emplendose como apoyo para el presente anlisis. La ubicacin y detalles descriptivos de estas estaciones se muestran en el cuadro N 01.

Cuadro 01. Estaciones meteorolgicas empleadas

EstacinPropietarioLatitud SurLongitudOesteAltitud(msnm)DepartamentoPeriodo

IberiaSENAMHI1121'6934'180Madre de Dios1960-1974

IapariSENAMHI1057'6936'200Madre de Dios1965-2002

Puerto MaldonadoSENAMHI1237'6912'256Madre de Dios1961-1990

3.1 PARAMETROS CLIMATOLOGICOS3.1.1 Precipitacin

La precipitacin promedio anual en esta zona vara entre 1600 mm y 2000 mm. Estos valores son propios de la selva baja y se deben principalmente a la influencia de los vientos clidos y hmedos que provienen del este. Los vientos provenientes de la Amazona, a su paso por el bosque tropical, se calientan y se elevan generando condensacin por frecuentes mecanismos conectivos y rpida saturacin. Bajo este mecanismo se produce la precipitacin caracterstica de la selva baja. El volumen de precipitacin media anual del rea se ve representado en la figura 01.

Figura 01. Valores de precipitacin media anual comparados entre estaciones

3.1.2 Rgimen de la Precipitacin Estacional

Las figuras 02 muestran los valores promedio de precipitacin total mensual para las estaciones de Iapari, Iberia y Puerto Maldonado. Aqu se observa claramente que los valores ms altos de precipitacin se registran en la estacin veraniega y los ms bajos, en invierno. En verano, los rayos solares caen perpendicularmente sobre el hemisferio sur, esto favorece el calentamiento por lo que la convergencia intertropical del aire se desplaza ligeramente hacia sur, provocando una elevacin constante del aire, un descenso de la presin (bajas ecuatoriales), y un consiguiente enfriamiento del aire en altitud, lo que a su vez ocasiona constantes condensaciones por ascensos convectivos y formacin de nubes y lluvia.

En invierno, sobre el Per se posicionan las altas presiones subtropicales, y en estas condiciones hay un predominio de descenso de aire de la alta troposfera, el cual por los efectos dinmicos del descenso se calienta, y el aumento de temperatura disminuye la humedad relativa del aire que llega a los niveles inferiores. El aire que llega es muy seco en invierno por este proceso, y por ello el invierno es poco lluvioso, incluyendo la posibilidad de que eventualmente algn mes no llegue a presentar ninguna precipitacin, como se ve en la figura 02, en que Iberia registra 0 mm como mnimo extremo para el mes de julio. Son tambin muy bajos los valores de junio y agosto, cosa que tambin sucede en Iapari.

Figura 02 Precipitacin total mensual para las estaciones de Iapari, Iberia y Puerto Maldonado

Teniendo en cuenta que la pluviometra anual es similar en todo el tramo de sierra evaluado, se puede sumar los totales de cada estacin, para obtener un total anual de 5 705,1 mm para la regin evaluada. Dividiendo este total entre las tres estaciones, se tiene que la lluvia promedio anual para cada lugar del rea de estudio es de 1 901,7 mm. Del total de lluvia anual para la regin, el periodo lluvioso de diciembre a marzo representa un total de 3 077,3 mm, lo que da un promedio de 256,4 mm para el total de la estacin lluviosa en cada punto de la regin evaluada. Esto quiere decir, que los cuatro meses de la estacin lluviosa totalizan el 53,9 % de la lluvia que precipita anualmente.En cambio la estacin seca (considerando como tal a los ocho meses que van de mayo a noviembre), totaliza 2 627,9 mm, lo que representa el 46,1 % del total anual. En trminos mensuales promedio, cada mes de la estacin lluviosa precipita 256,4 mm, es decir, 8,5 mm diarios. Cada mes de la estacin seca aporta 109,5 mm, es decir, 4,2 mm diariamente. Es decir, en un mes del periodo esto se refleja la lluvioso precipita el doble de lo que precipita en un mes del periodo seco. Con estacionalidad de la regin.

3.1.3 Anlisis de Tormentas

Se revis datos de precipitacin mxima en 24 horas de Iapari, Iberia y Puerto Maldonado. Con esta informacin se pueden evaluar las condiciones climticas para anlisis de erosin e inundabilidad de la zona, porque los valores de mximas diarias por precipitaciones totales en 24 horas pueden dar una idea de las magnitudes y posibilidades erosivas. Sin embargo, esta informacin debe tomarse con reservas, ya que sus mximos valores pueden producirse en breves minutos u horas del da de registro, hecho que no se refleja en el dato; asimismo, el valor mximo puede haberse producido luego de varios das de lluvia intensa, bajo condiciones de suelo completamente saturado, y todas estas posibilidades no se llegan a conocer con este tipo de registros.

El cuadro 02 presenta las precipitaciones mximas en 24 horas, ocurridas en las estaciones climatolgicas del rea de estudio; indicando tambin el ao en que se registr este valor.

Cuadro 02. Precipitacin mxima en 24 horas (PDMax)

LocalidadEneroFebreroMarzoAbrilMayoJunioJulioAgostoSeptiembreOctubreNoviembreDiciembre

Iapari621973115197563,4196759,9196649,2200155197552,8196836,4196770,41969109,719661001975731965

Iberia831962100197094,11962120196053,5196669196334196776197374,5196666197211219731101962

PuertoMaldonado1671985220198236619821821984144196614619681271982971972107,51976169198412419851341962

Para la figura 03 se tom el ao ms lluvioso para cada estacin y se compar con la precipitacin mxima en 24 horas para ese mismo ao. En el mes de octubre de 1972 en Iapari llovi en un da 40% del total para ese mes; sin embargo, 97 mm no es una cifra alarmante para esta zona. En Iberia, en abril de 1960, la lluvia de un da fue la mitad del total para ese mes. Cabe mencionar adems que ese valor es el ms alto registrado en un da para esa zona, convirtindolo en un evento anmalo.Para Puerto Maldonado la precipitacin registrada en 24 horas equivale al 65% del total de precipitacin de marzo de 1982, es un 10% del total de ese ao (3728 mm), lo que lo convierte en un evento fuera de lo normal si tomamos en cuenta que la precipitacin promedio para esta zona es de 2000 mm. Este tipo de eventos no pueden predecirse pero s deben tomarse en cuenta para la ejecucin de las obras viales.

Figura 03 Precipitacin mxima en 24 horas comparada con la precipitacin total mensual

3.1.4 Temperatura

La temperatura es uno de los parmetros ms importantes para la caracterizacin climtica. En la selva baja este elemento es uno de los que tiene menor variabilidad a lo largo del tiempo y el espacio; es decir, no hay aos en que las anomalas trmicas sean tan extremas que cambien la caracterizacin de una zona y su ecologa.

Estacionalidad y Factores Locales de la Temperatura

En la figura N 04 se observa que tanto para Iapari como para Iberia la temperatura promedio es ligeramente mayor en los meses de primavera subsiguientes al invierno, aunque los valores a lo largo del ao no difieren mucho. Siendo el verano la estacin que deba contener los valores ms elevados, es a la vez la estacin climtica que registra la mayor nubosidad, lo que reduce los valores mximos. Por el contrario, el invierno es seco y soleado, y la temperatura diurna se eleva sensiblemente por esta circunstancia.

Respecto a las temperaturas medias mximas extremas, el cuadro 03 muestra que entre agosto y noviembre, las temperaturas estn por encima de 33C en promedio, llegando casi a 35C en octubre para Puerto Maldonado, pero las mximas extremas registradas superan los 40C, sobre todo en estos meses secos, cuando la insolacin es constante, se producen quemas en los bosques adyacentes y es un hecho que debe tomarse en cuenta, especialmente para el diseo del asfalto.

Las temperaturas medias mnimas extremas se ven en el cuadro 04, y son valores promedio compatibles con las de un bosque tropical; sin embargo, el fenmeno conocido como surazo o friaje se presenta principalmente entre junio y agosto, y es cuando los vientos fros provenientes del Anticicln del Pacfico sur llegan hasta esta zona haciendo que la temperatura descienda por debajo de 10 C. Son descensos momentneos y de corta duracin, que no se ven reflejados en los valores de medias extremas.

Figura N 04 Rgimen de temperaturas para las estaciones meteorolgicas

Cuadro 02 Temperatura promedio mensual mxima extrema para Iapari, Iberia y Puerto Maldonado

EFMAMJJASOND

Iapari32,232,031,431,531,431,231,332,633,833,933,231,9

Iberia32,732,132,832,032,231,333,534,835,233,234,732,2

PuertoMaldonado32,832,532,531,631,831,131,734,434,534,933,632,4

Cuadro 03 Temperatura promedio mensual para Iapari, Iberia y Puerto Maldonado

EFMAMJJASONDAnual

Iapari25,725,225,125,225,024,023,324,625,125,825,725,425,0

Iberia26,025,825,625,223,722,722,423,925,625,825,925,924,9

PuertoMaldonado26,726,426,426,225,524,323,925,526,926,827,126,526,0

Cuadro 04Temperatura promedio mensual mnima extrema para Iapari, Iberia y Puerto Maldonado

EFMAMJJASOND

Iapari17,216,916,716,214,915,113,013,514,415,917,316,8

Iberia20,420,820,018,913,413,612,213,617,817,920,019,7

PuertoMaldonado17,317,417,416,513,915,314,415,415,318,219,218,3

3.1.5 Clasificacin Climtica (Basado en el sistema de Thornthwaite)

El cuadro 05 muestra los resultados de aplicar el sistema de Thornthwaite para realizar una clasificacin climtica. Este sistema emplea los parmetros precipitacin promedio mensual y temperatura media mensual relacionndolos en las siguientes frmulas:

Donde, P = Precipitacin promedio mensual

T = Temperatura media mensual

De cada mes se obtiene una P-E; al sumar estos valores resulta el ndice de precipitacin efectiva. Este nuevo valor se ubica en alguna de las cinco provincias de humedad como se ve en la tabla adjunta. Del mismo modo se suman los valores de T-E a lo largo del ao y se obtiene el ndice de temperatura efectiva el cual se ubica en una de las seis provincias de temperatura.

Las estaciones de Puerto Maldonado, Iberia e Iapari representan el clima de selva baja. A estas estaciones les corresponde la provincia de humedad hmedo (B) y la provincia de temperatura tropical (A).

Cuadro N05:Clasificacin Climtica basada en el Sistema de Thornthwaite

EneFebMarAbrilMayJunJulAgoSepOctNovDic

Puerto Maldonado

Precip388.5377.2279.5182.6101.762.167.772.7112.8198.3261.4286.6ndice P-EProv de Humedad

P-E21.220.614.89.34.93.03.33.45.310.013.515.2124.4HmedoB

Temp26.726.426.426.225.524.323.925.526.926.827.126.5ndice T-EProv. de Temperatura

T-E12.011.911.911.811.510.910.811.512.112.112.211.9140.5TropicalA'

Iberia

Precip205.2226.1212.2164.179.148.024.058.881.0151.7183.4207.7ndice P-EProv. de Humedad

P-E10.611.911.28.53.92.31.12.83.87.69.410.884.0HmedoB


T-E11.711.611.511.310.710.210.110.811.511.611.711.7134.3TropicalA'

Iapari

Precip244.8268.7229.7151.185.239.121.830.785.3114.3207.7194.5ndice P-EProv. de Humedad

P-E13.014.712.47.74.11.81.01.34.15.610.910.286.7HmedoB


T-E

11.611.311.311.311.310.810.511.111.311.611.611.4135.0TropicalA'

3.1.6 Vientos

Si bien la precipitacin y temperatura son parmetros muy importantes que definen los caracteres regionales de la selva, existen otros parmetros importantes, aunque de manera ms restringida o localizada, como los vientos, y humedad relativa entre otros.

El cuadro 06 muestra los valores que registran las estaciones para direccin, frecuencia y velocidad media de los vientos slo de dos estaciones por no contar con datos de este parmetro para la estacin Iapari.CREACION DEL CAMINO VECINAL EMP. PE-30C (KM. 98 CARR. PTO MALDONADO CUSCO) COMUNIDAD DE JAVAYE, DISTRITO DE INAMBARI, PROVINCIA DE TAMBOPATA, DPTO MADRE DE DIOS

Cuadro N06Direccin, frecuencia y velocidad media de los vientos (km/h)

IBERIA

EFMAMJJASONDAnual

FVFVFVFVFVFVFVFVFVFVFVFVFV

N136,4145,8156,0125,9135,5125,9126,0126,0136,6155,8156,7157,01616,1

NE14,814,8

SE16,014,826,014,855,4

S13,6112,019,634,0112,067,3

SW112,0

PUERTO MALDONADO

EFMAMJJASONDAnual

FVFVFVFVFVFVFVFVFVFVFVFVFV

N812,0710,259,829,0410,7410,2211,5412,0610,6410,0811,2711,16110,6

NE110,0110,0

E29,5410,259,659,059,038,329,0111,0279,4

S110,0110,0310,0113,0115,019,018,029,51110,5

W110,0110,018,0310,6211,5211,5311,0110,01410,3

NW211,5113,019,0113,0112,0611,7

Se observa que para estas estaciones los vientos son suaves y de acuerdo a la escala de Beaufort se clasifican como brisa muy dbil; es decir, este tipo de viento no representa ningn obstculo para el desempeo de actividades en la zona.

Figura N 04 Direccin media estacional de los vientos para Puerto Maldonado

3.1.7 Humedad Relativa

La humedad relativa es un parmetro que est fuertemente influenciada por la estacionalidad, como se ve en la Figura 05 Los meses de agosto y setiembre son los que registran los valores ms bajos de humedad relativa en las cuatro estaciones a pesar de ser meses de invierno, hecho que se debe a la ausencia de nubosidad en estos meses.

Adems se observa que los valores son mayores en las zonas en que es mayor la precipitacin. Por ejemplo, en Puerto Maldonado el promedio anual es de 76 % mientras que en Iberia la humedad relativa promedio anual es de 61%. Sin embargo, esto no se cumple en Iapari donde la precipitacin es ligeramente menor que en Puerto Maldonado pero registra un promedio anual de 87% esto puede deberse su ubicacin. Iapari recibe los vientos clidos y hmedos que hacen que el medio se mantenga con elevado porcentaje de humedad relativa.

Figura N 05 Humedad relativa

4.0 ZONAS DE VIDA

Debido a la amplia variedad climtica, en el rea de estudio se ha registrado 15 zonas de vida natural segn el sistema de clasificacin desarrollado por Leslie R. Holdridge y que es utilizado en el pas desde la dcada de los setenta. Segn este sistema, se prev qu formaciones vegetales y ecolgicas pueden estar presentes en una zona a partir de promedios de biotemperatura y precipitacin anuales, segn los pisos y zonas latitudinales.

4.1 Bosque Hmedo Subtropical (bh-S)

Se distribuye entre los 500 y casi 2000 msnm para la Selva Alta y entre 150 y 250 msnm para la Selva Baja. La biotemperatura media anual vara entre 18.4 C y 24.5 C. El promedio de la precipitacin total anual vara entre 1200mm y 1959mm.

La vegetacin es un bosque siempre verde alto y tupido. Aqu se diferencia hasta cuatro estratos arbreos. La vegetacin del sotobosque es escasa debido a la fuerte competencia radicular y a la sombra predominante. Los ipales o pacales son indicadores del bosque hmedo-subtropical y son muy frecuentes en Madre de Dios.

Por sus caractersticas presenta condiciones para desarrollar la actividad agrcola y/o pecuaria.

4.2 Bosque Hmedo Subtropical Transicional a Bosque Hmedo Tropical (bh-S/bh-T)

Se caracteriza por una biotemperatura media anual entre 24 C y 25.5 C y el promedio de precipitacin total al ao vara entre 1800 y 2000 mm. Por sus caractersticas presenta condiciones para desarrollar la actividad agrcola y/o pecuaria.

4.3 Bosque Muy Hmedo Subtropical (bmh-S)

Se sita entre 600 y casi 2000 msnm para la Selva Alta y 200 y 400 para la Selva Baja. Por lo general, las laderas de esta zona de vida poseen una fuerte pendiente (70% a 100%). La biotemperatura media anual vara entre 23.4 C y 20.2 C. La precipitacin total anual promedio mxima es de 3374.7 mm.

La vegetacin es siempre verde con lianas y bejucos. Se diferencia cuatro estratos arbreos; los ms altos llegan a medir hasta 45m de altitud. Presenta una composicin florstica muy heterognea (hasta 50 especies diferentes).

5.0 ESTUDIO DE PRECIPITACION MAXIMA EN 24 HORAS5.1 GENERALIDADESLas lluvias violentas puedes ocasionar importantes daos, degradacin de la estructura del suelo, erosin, inundaciones, daos mecnicos en cultivos, daos de vas construidas, etc. La precipitacin mxima en 24 horas, con los datos disponibles, sin recurrir a localizar las bandas de fluvigrafo, en ocasiones son ms interesantes las precipitaciones mximas en periodos de tiempo ms cortos, por lo que se debe acudir a sistemas de estimacin.El estudio de las precipitaciones mximas es necesario en mltiples aplicaciones. As en hidrologa para la estimacin de avenidas es necesario conocer el valor de la mxima precipitacin probable registrada para un determinado periodo de retorno. El periodo de retorno o de recurrencia (T) es el intervalo medio expresado en aos en el que un valor extremo alcanza o supera al valor x, al menos una vez (Elas y Ruiz, 1979).Cuadro N 5.1 Serie Histrica de las precipitaciones mximas en 24 horas

ParmetrosMuestralesPoblacionalesMomentos Lineales

Media: 125.176125.176125.176

Varianza: 3326.36943193.3146636.4352

Desviacin Estndar: 57.674756.509425.2277

Coeficiente Variacin: 0.46070.45140.2015

Coeficiente de Sesgo: 3.23913.04140.4182

Coeficiente de Curtosis: 15.8313.350.3663

Grafico N 5.1 Hidrograma de la precipitacin mxima en 24 hr

5.2 COMPLETACION DE LA INFORMACION HISTORICA

La completacin de los datos pluviomtricos se realiz mediante una correlacin mltiple entre estaciones consistentes para cada periodo, para este proceso se utiliz el Software Hidroesta 2.Los resultados se muestran a continuacin:

Cuadro 5.2 Precipitacin mxima en 24 horas registro histrico completado

Parmetros Muestrales Poblacionales Momentos Lineales

Media: 124.4981124.4981124.4981

Varianza: 2896.30922799.7656556.7807





GRAFICO 5.2 HIDROGRAMA DE LA PRECIPITACION MAXIMA EN 24HRS-REGISTRO HISTORICO COMPLETADO

6.0 ANALISIS DE MAXIMAS AVENIDAS6.1 INTRODUCCIONLos eventos extremos mximos con una probabilidad de ocurrencia en funcin de la vida til y el riesgo de falla de la obra, son la base para el dimensionamiento de toda estructura hidrulica (defensas ribereas, puentes, presas, bocatomas, alcantarillas, etc.).Los complejos problemas sociales econmicos que se derivan por el colapso de una obra hidrulica (prdida de vidas y propiedades), impiden cualquier procedimiento arbitrario; como base de sus estudios, el U.S. Corps of Engineers, usa una Avenida estndar de Proyecto definida como:La descarga que puede esperarse para la ms severa combinacin de condiciones meteorolgicas, y que con consideradas como razonable caractersticas de la regin geogrfica en estudio, con la exclusin de las combinaciones extremadamente raras (LINSLEY FRANZINI, 1972).Usualmente la avenida estndar de proyecto es el 50% de la avenida mxima probable para el rea; la magnitud de la mxima avenida probable (usada mayormente en el diseo de vertedero de grandes presa) se determina por estimaciones meteorolgicas del lmite fsico de la lluvia cada en la cuenca de drenaje.El hecho de que exista una diversidad de mtodos y procedimientos de clculo para determinar los eventos mximos, indica la magnitud y complejidad del problema.La no suficiente extensin de las series hidrometeorolgicas disponibles y la falta de garanta de los datos, particularmente de los valores extremos, es probable que haya dado lugar a la no uniformidad de criterios en el estudio de los eventos mximos, adems de la oposicin de criterios y resultados que supone la consideracin de los elementos primordiales ligados al proyecto de toda obra: seguridad y economa.El objetivo principal es calcular el caudal mximo (instantneo) para diferentes periodos de retorno: 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 5000, 10000 aos segn la obra de arte a proyectar; en forma global, se requiere para ello de ciertos datos bsicos tales como la serie de descargas mximas diarias e instantneas, la serie de precipitaciones mximas de 6, 12 y 24 horas y datos de la geomorfologa de la cuenca.En cuanto al anlisis de mximas avenidas nos encontramos generalmente frente a dos situaciones como primer caso es cuando el rio tiene registro de dtos histricos de caudales mximos y el segundo caso es cuando el rio no tiene este tipo de informacin. En la zona de estudio no se cuenta con registro de caudales mximos, solo se dispone de la precipitacin mxima en 24 horas de la estacin de Puerto Maldonado, controladas por el SENAMHI PUERTO MALDONADO, esta estacin meteorolgica es la ms cercana a la zona de estudio. Dicha informacin se ha utilizado para la estimacin de mximas avenidas en los diferente puntos donde estarn ubicadas las obras de arte, empleando el modelo hidrolgico de precipitacin escorrenta, para as alcanzar el objetivo del estudio y proporcionar los elementos de juicio hidrolgico, ara la toma de decisiones en el diseo de las obras de arte ubicadas en el trayecto de la carretera. En la actualidad existen varios mtodos para determinar el caudal pico de diseo, en el cuadro 6.1 se muestran los ms conocidos.Cuadro n 6.1 Mtodos para determinar el caudal pico de diseoLugares instrumentados Lugares no instrumentados

Distribucin NormalEcuaciones de regresin de la USGS

Distribucin Log-Normal 2 parmetrosEcuaciones de regresin de la FHWA

Distribucin Log-Normal 3 parmetrosMtodo de descarga pico de la SCS

Distribucin Gamma 2 parmetrosMtodo Racional

Distribucin Gamma 3 parmetrosMtodos de flujos pico regionales

Distribucin Log-Pearson tipo III

Distribucin Gumbel

Distribucin Log-Gumbel

6.2 METODO RACIONAL6.2.1 Introduccin

El uso de este El uso de este mtodo, tiene una antigedad de ms de 100 aos, se generalizado en todo el mundo. En mayo de 1989, la universidad de Virginia, realiz una Conferencia Internacional, en conmemoracin del Centenario de la Formula Racional.El mtodo puede ser aplicado a pequeas cuencas de drenaje agrcola, aproximadamente si no exceden a 1300 has o 13 km2.En el mtodo racional, se supone que la mxima escorrenta ocasionada por una lluvia, se produce cuando la duracin de esta es igual al tiempo de concentracin (tc). Cuando as ocurre, toda la cuenca contribuye con el caudal en el punto de salida. Si la duracin es mayor que el tiempo de concentracin (tc), contribuye as mismo toda la cuenca, pero en ese caso la intensidad de la lluvia es menor, por ser mayor su duracin y, por tanto, tambin es menor el caudal.Si la duracin de la lluvia es menor que el tc la intensidad de la lluvia, es mayor, pero en el momento en el que acaba la lluvia, el agua cada en los puntos ms alejados an no ha llegado a la salida; solo contribuye una parte de la cuenca a la escorrenta, por lo que el caudal ser menor.

6.2.2 Parmetros de mtodo racional

Del planteamiento mencionado anteriormente, el caudal mximo se calcula por medio de la siguiente expresin, que representa la formula racional:

Donde:Q = caudal mximo, en m3/seg.C = coeficiente de escorrenta, que depende de la cobertura vegetal, la pendiente y el tipo de suelo, sin dimensiones.I = intensidad mxima de la lluvia, para una duracin igual al tiempo de concentracin, y para un periodo de retorno dado, en mm/hr.A = rea de la cuenca en has.El coeficiente 1/360 corresponde a la transformacin de unidades.

Para el caso en que el rea de la cuenca est expresado en Km2 la frmula es:

Siendo los dems parmetros con las mismas unidades.6.2.2.1 Tiempo de concentracin (tc)

Se denomina tiempo de concentracin, al tiempo transcurrido, desde que una gota de agua cae en el punto ms alejado de la cuenca hasta que llega a la salida de esta (estacin de aforo). Este tiempo es funcin de ciertas caractersticas geogrficas y topogrficas de la cuenca.El tiempo de concentracin debe incluir los escurrimientos sobre terrenos, canales, cunetas y los recorridos sobre la misma estructura que se disea.Todas aquellas caractersticas de la cuenca tributaria, tales como dimensiones, pendientes, vegetacin y otras en menor grado, hacen variar el tiempo de concentracin.Existen varias formas de hallar el tiempo de concentracin de una cuenca.A. Medida directa usando trazadores Durante una lluvia intensa, colocar un trazador radioactivo, en la divisoria de la cuenca. Medir el tiempo que toma el agua en llegar al sitio de inters.B. Medida directa usando trazadores Durante una lluvia intensa, colocar un trazador radioactivo, en la divisoria de la cuenca. Medir el tiempo que toma el agua en llegar al sitio de inters.C. Estimando velocidades Calcular la pendiente media del curso principal, dividiendo el desnivel total entre la longitud total.De la Tabla N 6.1, escoger el valor de la velocidad media en funcin a la pendiente y cobertura.

Usando la velocidad media y la longitud total encontrar el tiempo de concentracin.

Tabla N 6.1 Velocidades medias de escurrimiento por laderas (m/min)Pendiente (%)Vegetacin densa o cultivosPastos o vegetacin ligeraSin vegetacin

0 - 5254070

5 - 105070120

10 - 156090150

15 - 2070110180

D. Usando formulas empricas

Existen entre las ms usadas la formula Australiana, de George Rivero, del SCS, de Kirpich, esta ltima es la ms conocida y la ms aplicada en diferentes estudios y es la que se utilizara en el presente reporte.

Segn Kirpich, la frmula para el clculo del tiempo de concentracin es: Donde:tc = tiempo de concentracin (Hr).L = Longitud del cauce principal (m)S = Pendiente del cauce principal (m)

6.2.2.2 Intensidad de lluvia

Este valor se determina a partir de la curva intensidad duracin periodo de retorno. La frmula utilizada en USA, que relaciona la Intensidad mxima Imx, con la duracin t, y el periodo de retorno T, es: Donde:Imax = intensidad mxima (mm/hr).m, n, K = parmetros.T = periodo de retorno (aos).t = duracin (min).Los parmetros a, b, K, se obtienen a partir de datos medidos, aplicando una correlacin potencial mltiple, a una ecuacin del tipo:

6.2.2.3 Coeficiente de escorrenta (C)

La escorrenta, es decir, el agua que llega al cauce de evaluacin representa una fraccin de la precipitacin total. A esta fraccin se le denomina coeficiente de escorrenta, que no tiene dimensiones y se representa por la letra C.

El valor de C depende de factores topogrficos, edafolgicos, cobertura vegetal, etc.En la Tabla N 6.2 se presenta valores del coeficiente de escorrenta en funcin de la cobertura vegetal, pendiente y textura.En la Tabla N 6.3, se muestran coeficientes de escorrenta para zonas urbanas, los cuales son bastante conservadores, para que puedan ser usados para diseo.Tabla N 6.2 Valores del coeficiente de escorrentaTipo de vegetacinPendiente (%)Textura

Franco arenosaFranco arcillolimosa franco limosaArcillosa

Forestal0 - 50.100.300.40

5 - 100.250.350.50

10 - 300.300.500.60

Praderas0 - 50.100.300.40

5 - 100.150.350.55

10 - 300.200.400.60

Terrenos Cultivados0 - 50.300.500.60

5 - 100.400.600.70

10 - 300.500.700.80

Fuente: Manual de Conservacin del suelo y del agua, Chapingo, Mxico, 1977

Tabla N 6.3 Valores del coeficiente de escorrenta para zonas urbanasTipo de rea drenadaCoeficiente C

reas comerciales

Cntricas0.70 - 0.95

Vecindarios0.50 - 0.70

reas residenciales

Familiares simples0.30 - 0.50

Multifamiliares separadas0.40 - 0.60

Multifamiliares concentrados0.60 - 0.75

Semi - urbanos0.25 - 0.40

Casas de habitacin0.50 - 0.70

reas industriales

Densas0.60 - 0.90

Espaciadas0.50 - 0.80

Parques, cementerios0.10 - 0.25

Campos de juego0.10 - 0.35

Patios de ferrocarril0.20 - 0.40

Zonas sub-urbanas0.10 - 0.30

Calles

Asfaltadas0.70 - 0.95

De concreto hidrulico0.80 - 0.95

Adoquinadas0.70 - 0.85

Estacionamientos0.75 - 0.85

Techados0.75 - 0.95

Cuando la cuenca se compone de superficies de distintas caractersticas, el valor de C, se obtiene como una media ponderada, es decir:

Donde:C = coeficiente de escorrenta ponderadoCi = coeficiente de escorrenta para el rea AiAi = rea parcial in = numero de reas parciales

6.3 DETERMINACION DE MAXIMAS AVENIDASEn la determinacin de mximas avenidas instantneas de diseo en los diferentes puntos de inters para el diseo de las obras de arte, se ha utilizado en METODO RACIONAL, anteriormente expuesto. La aplicacin del mtodo Racional, requiere de los siguientes pasos: Anlisis de Frecuencia de la Precipitacin mxima en 24 horas. Determinacin del tiempo de concentracin. Determinacin de la intensidad de lluvias. Determinacin del coeficiente de escorrenta (C). Calculo de la avenida de diseo para diversos periodos de diseo.

6.3.1 Anlisis de frecuencia de la precipitacin mxima en 24 horas

En el anlisis de frecuencia de la precipitacin mxima en 24 horas se ha utilizado la informacin de la estacin de Puerto Maldonado, es la estacin ms cercana a la zona del proyecto dicha informacin se muestra en el siguiente cuadro.

Cuadro N 6.2 Precipitacin Mxima en 24 horas (mm) Estacin Puerto Maldonado

Parmetros Muestrales Poblacionales Momentos Lineales

Media: 124.4981124.4981124.4981

Varianza: 2896.30922799.7656556.7807





Para el anlisis de frecuencia de la precipitacin mxima en 24 horas se ha empleado el software HHIDROESTA, es un programa que permite calcular la precipitacin mxima en 24 horas para diferentes periodos de retorno, considerando las funciones de distribucin de probabilidades como: Log-normal de 2 y 3 parmetros, Gama de 2 y 3 parmetros, Gumbel y Log Gumbel, y Log Pearson III.

a. AJUSTE DE SERIE DE DATOS A LA DISTRIBUCIN NORMAL

Ajuste con momentos ordinarios:

Como el delta terico 0.1690, es menor que el delta tabular 0.2483. Los datos se ajustan a la distribucin Normal, con un nivel de significacin del 5%

Ajuste con momentos ordinarios:Como el delta terico 0.1690, es menor que el delta tabular 0.2483. Los datos se ajustan a la distribucin Normal, con un nivel de significacin del 5%

Parmetros de la distribucin normal:

Con momentos ordinarios:Parmetro de localizacin (Xm)= 124.4981Parmetro de escala (S)= 53.8174

Con momentos lineales:Media lineal (Xl)= 124.4981Desviacin estndar lineal (Sl)= 41.8232

b. AJUSTE DE SERIE DE DATOS A LA DISTRIBUCIN LOG NORMAL DE 2 PARMETROS.


Como el delta terico 0.1088, es menor que el delta tabular 0.2483. Los datos se ajustan a la distribucin logNormal 2 parmetros, con un nivel de significacin del 5%

Parmetros de la distribucin logNormal:

Con momentos ordinarios:Parmetro de escala (y)= 4.7655Parmetro de forma (Sy)= 0.3206

Con momentos lineales:Parmetro de escala (yl)= 4.7655Parmetro de forma (Syl)= 0.2993

c. AJUSTE DE SERIE DE DATOS A LA DISTRIBUCIN LOG NORMAL DE 3 PARMETROS

Ajuste con momentos ordinarios: Como el delta terico 0.0776, es menor que el delta tabular 0.2483. Los datos se ajustan a la distribucin logNormal 3 parmetros, con un nivel de significacin del 5%

Parmetros de la distribucin lognormal: Parmetro de posicin (xo)= 64.0893 Parmetro de escala (y)= 3.8431 Parmetro de forma (Sy)= 0.7191

d. AJUSTE DE SERIE DE DATOS A LA DISTRIBUCIN GUMBEL

Ajuste con momentos ordinarios:Como el delta terico 0.1497, es menor que el delta tabular 0.2483. Los datos se ajustan a la distribucin Gumbel, con un nivel de significacin del 5%

Parmetros de la distribucin Gumbel: Con momentos ordinarios:Parmetro de posicin ()= 100.2774Parmetro de escala (alfa)= 41.9612

Con momentos lineales:Parmetro de posicin (l)= 104.8485Parmetro de escala (alfal)= 34.0421

e. AJUSTE DE SERIE DE DATOS A LA DISTRIBUCIN DE LOG-GUMBEL


Como el delta terico 0.0679, es menor que el delta tabular 0.2483. Los datos se ajustan a la distribucin logGumbel, con un nivel de significacin del 5%

Parmetros de la distribucin logGumbel:

Con momentos ordinarios:Parmetro de posicin ()= 4.6212Parmetro de escala (alfa)= 0.25

Con momentos lineales:Parmetro de posicin (l)= 4.6248Parmetro de escala (alfal)= 0.2436

ELECCION DE MEJOR AJUSTE DEL ANALISIS DE FRECUENCIADel anlisis de frecuencia resulta que la serie de precitacion mxima en 24 horas, se ajusta mejor a la distribucin LOG-GUMBEL, por mostrar menor porcentaje de error estndar que las otras distribuciones. A continuacin se muestra las precipitaciones mximas en 24 horas para diferentes periodos de retorno.

Cuadro N 6.4 Precipitacin mxima en 24 horas

T(aos)Pmx 24h (Mx)

10178.34

20213.5

50269.5

100320.89

6.3.2 Determinacin del tiempo de concentracin

Para la determinacin del tiempo de concentracin de las diferentes micro cuencas encontradas en la zona de estudio se ha utilizado la frmula de Kirpich, los datos que se ha utilizado son las caractersticas del cauce principal, entre estos la longitud, altitud mxima y altitud mnima, los resultados se muestran en la hoja de clculo de caudales por el mtodo racional.

6.3.3 Determinacin de la intensidad de lluvias.6.3.3.1 Curvas Intensidad Duracin Periodo de RetornoEl clculo de una avenida de diseo en estructuras cuya cuenca es pequea: Presas de almacenamiento Derivacin o control de avenidas Alcantarillas y puentes pequeos Obras de drenaje agrcola, urbano y aeropuertos.

Debe basarse en el anlisis disponible sobre lluvias mximas y en las caractersticas de la cuenca.La metodologa a utilizar para obtener las curvas Intensidad Duracin-Periodo de Retorno, se basa en el procesamiento estadstico de los registros de lluvias mximas en 24 horas disponibles.El procesamiento estadstico tiene por objetivo cuantificar las lluvias en 24 horas de diversos periodos de retorno. Los periodos de retorno determinan de manera que cubran las necesidades de diseo de las estructuras hidrulicas. En la tabla N 6.4, se muestra los periodos de retorno para obras de drenaje en carreteras de bajo volumen de trnsito.Tabla N 5.4 periodos de retorno para obras de drenaje

Tipo de obraPeriodo de retorno en aos

Puentes y pontones100 (mnimo)

Alcantarillas de paso y badenes50

Alcantarilla de alivio10 - 20

Drenaje de la plataforma10

Fuente: Manual para el diseo de carreteras pavimentadas de Bajo Volumen de Trnsito

Tabla N 6.5 periodos de retorno para cuencas ruralesSistemaPeriodo de retorno (aos)

Cunetas5

Alcantarillas10

Box - Culvert y pontones10

Puentes50

Fuente: Gaviln Len Germn Eduardo. Manual de diseo de drenajes superficiales y subsuperficiales en Vas 2001.

Para la construccin de las curvas IDF, se utilizaron los modelos de Frederich Bell, donde el valor de , puede ser calculado a partir del modelo de yance Tueros, que estima la intensidad mxima horaria a partir de las precipitaciones mximas en 24 horas.

Donde: I = intensidad mxima en mm/ha, b = parmetros del modelo; 0.4602, 0.876, respectivamente.P24 = precipitacin mxima en 24 horas.

El modelo de Bell a utilizar en el presente estudio es el siguiente:

Donde:

= Precipitacin de duracin t min, perodo de retorno T, (mm). = Precipitacin de duracin 60 min, perodo de retorno 10 aos, (mm).

Con las precipitaciones de diseo elegidas para diferentes periodos de retorno, ajustada con la distribucin terica Gumbel, mostrado en el Cuadro N 6.6, y utilizando el modelo de Yance Tueros, se elabor el Cuadro N 6.8, donde se muestra las Intensidades mximas para diferentes duraciones y periodos de retorno.

Cuadro N 6.8 Intensidades mximas (mm) para diferentes duraciones y periodo de retornoProbabilidad Excedencia (%)TDuracin en Minutos

(aos)5101520253060

101043.2951.4856.9761.2264.7467.7580.57

52051.8361.6368.2173.2977.5081.1196.46

25065.4277.8086.1092.5297.83102.39121.76

110077.8992.63102.52110.16116.48121.91144.98

Para la determinacin de la intensidad mxima de diseo se ha utilizado una correlacin potencial mltiple utilizando los datos de intensidades mximas horarias para diferentes duraciones y periodos de retorno. De las cuales el resultado se muestra a continuacin (HIDROESTA).

CLCULOS CON ECUACIONES DE REGRESIN MLTIPLE, CON 2 VARIABLES INDEPENDIENTES

Tros de valores X1, X2 e Y:

------------------------------------------------------------------------------------- Tro X1 X2 Y------------------------------------------------------------------------------------- 110.05.0519.48 210.010.0308.88 310.015.0227.88 410.020.0306.1 510.025.0155.376 610.030.0135.5 710.060.080.57 820.05.0621.96 920.010.0369.78 1020.015.0272.84 1120.020.0366.45 1220.025.0186.0 1320.030.0162.22 1420.060.096.46 1550.05.0785.04 1650.010.0466.8 1750.015.0344.4 1850.020.0462.6 1950.025.0234.792 2050.030.0204.78 2150.060.0121.76 22100.05.0934.68 23100.010.0555.78 24100.015.0410.08 25100.020.0550.8 26100.025.0279.552 27100.030.0243.82 28100.060.0144.98-------------------------------------------------------------------------------------

Ecuaciones de ajuste de correlacin mltiple:

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Correlacin Ecuacin R R^2 Se --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Lineal Mltiple Y = 456.6069 +2.1023 *X1-8.9159 *X2 0.8088 0.6542 128.6811 Potencial MltipleY= 1004.2336*X1^(0.2550)*X2^(-0.7379) 0.9573 0.916466.0788--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Clculo de Y para un valor de X1 y X2:Correlacin potencial mltiple:Para X1 = 5 yPara X2 = 60El valor de Y es: Y = 73.7971

RESULTANDONOS EL SIGUIENTE CUADRO DE INTENSIDAD DURACION Y PERIODO DE RETORNO.Tr aosPERIODO DE RETORNO

DURACION5 AOS10 AOS20 AOS50 AOS100 AOS

5 min461.665550.921657.4331830.4733991.0325

6 min403.555481.5756574.6808725.9401866.2894

7 min360.168429.8005512.8958647.8929773.153

8 min326.373389.4725464.771587.1014700.6084

9 min299.507357.0535426.0842538.2321642.291

10 min276.827330.3471394.2146497.9742594.2498

11 min258.028307.9133367.4435464.1568553.8944

12 min241.982288.7657344.5941435.2938519.4505

13 min228.104272.2049324.8315410.3291489.6599

15 min205.247244.9285292.2816369.2119440.5933

18 min179.4123214.0989255.4916322.7385385.135

19 min172.3957205.7257245.4996310.1165370.0728

26 min136.7776163.2214194.7777246.044293.6133

38 min103.3731123.3587147.2082185.9543221.9056

42 min96.0143114.5772136.7289172.7167206.1088

45 min91.2488107.8903129.9426164.1442195.879

GRAFICO INTENSIDAD DURACION Y PERIODO DE RETORNO

6.3.3.2 Periodo de Retorno.Se define en correspondencia con un valor numrico que mide la magnitud de un fenomero (intensidad de lluvia, caudal de avenida, etc), y es un intervalode tiempo de una duracin tal que el valor referencial es alcanzado o superado en media, al menos una vez cada intervalo de esa duracin en que puede subdividirse en una serie definida de dicho fenmeno.La seleccin de un caudal de referencia para el que debe proyectarse un elemento de drenaje esta relacionada con la frecuencia de su aparicin, que se puede definir por su periodo de retorno: cuando mayor sea este, mayor ser el caudal.Las condiciones de funcionamiento de los elementos de drenaje superficial pueden verse alteradas por su obstruccin debida a cuerpos arrastrados por la corriente, arbustos, piedras.eetc para evitarlo se necesita un adecuado diseo, un cierto sobredimensionamiento y una eficaz consevacion. Por este motivo se adoptara un periodo de retorno de aos para los elementos de drenaje superficial e la via proyectada.

6.3.3.3 Determinacin del coeficiente de escorrenta (C).

Para la eleccin del coeficiente de escorrenta, se ha utilizado la tabla 6.2 y los resultados se muestran en la tabla de clculo de caudales mximos para cada alcantarilla y obra de arte que contempla el proyecto.

6.3.3.4 Calculo de Avenida e Hidrograma de diseo de las obras de Arte

Para la determinacin de las avenidas de diseo de las obras de arte, se utiliz la frmula del mtodo racional mencionado anteriormente, utilizando los valores de la intensidad mxima de diseo determinado por el modelo de Bell, coeficiente de escorrenta y el rea de la micro cuenca.Con los parmetros mencionados se calcula las mximas avenidas para diferentes periodos de retorno segn el tipo de obra, y parmetros geomorfolgicos.El procedimiento y resultados del diseo hidrulico se muestran en el capitulo 07 junto al diseo hidrulico.

7.0 DISEO HIDRAULICO

7.1 DETERMINACION DE LOS PARAMETROS GEOMORFOLOGICOS DE LAS MICROCUENCAS.Para determinar los parmetros de las cuencas se procedi a delinearlas mediante la ayuda del Global Mapper v15, Arc Gis 10.2, Imgenes Satelitales y la base de cartas nacionales, que luego exportndose superficies se determin los parmetros de rea, Longitud de cauce, pendiente, longitud critica del cauce, altitudes mximas y mnimas.

7.2 Duracin de la Tormenta critica.Debido a que la intensidad de lluvia disminuye con la duracin de la tormenta, el tiempo critico de duracin ser el tiempo de concentracin. Para calcular el tiempo de concentracin crtico se us la ecuacin de Bransby Williams. Se calcul el tiempo el tiempo en el cual una partcula recorrera una cuenca desde el punto ms alejado hasta la zona de cruce con el camino vecinal, usando el mtodo de Bransby Williams. La duracin crtica sirvi para establecer el tiempo de duracin de la tormenta de diseo.La Frmula de Bransby Williams se presenta a continuacin.

Esta frmula ha sido utilizada en varios pases, en un trabajo en el que analizo las descargas en aliviaderos en la India y que fue publicada en el Journal The Engineer en Londres. Otro procedimiento es utilizar la sumatoria de los tiempos que tarda el agua en recorrer cada tramo desde el punto ms alejado hasta la salida, tc= i Li /Vi, donde Li es la longitud del tramo recorrido y vi esta dado en tablas para las condiciones del terreno (pendiente, tipo de cobertura vegetal, etc). (Concretamente en la Tabla 5.7.1 del Libro pplied Hydrology de Ven te Chow et al. Por otro lado, se ha empleado el mtodo de Dick y Pescke (Guevara, 1991) para hallar las intensidades de diseo tomando como base la precipitacin mxima en 24 horas cuyo periodo de retorno es de 20 aos. Este mtodo permite hallar intensidades de precipitacin en zonas en las que no se dispone fluvigrafos y es una envolvente de precipitaciones registradas en el mundo. Por lo tanto incluye zonas tropicales donde las lluvias son intensas.

7.3 CLCULO HIDRULICO DE CANALES

Del estudio hidrolgico y Topogrfico, ya que tanto pendiente y caudal que transporta el canal estn predefinidos, para calcular la conductividad de las secciones se utiliz la ecuacin de Manning, para determinar la ecuacin de Factor de Seccin para el clculo de flujo uniforme y de esta manera calcular la profundidad normal del caudal normal.

Canales de Evacuacin de Aguas PluvialesPara el diseo hidrulico de canal de evacuacin de aguas pluviales se tom caudal de diseo por tramos de acuerdo a las condiciones topogrficas del tramo, precipitacin mxima horaria, se us del software H-Canales, para la obtencin de las caractersticas hidrulicasEcuacin de Manning:

Donde,V: Velocidad media en direccin del flujo.S: Pendiente de la lnea de energa.R: Radio hidrulico.n : Coeficiente de rugosidad de ManningEntonces, de la ecuacin de continuidad para flujo uniforme se tiene:

Luego,

Donde,Q: Caudal transportado.S: Pendiente de la lnea de energa.K: Conductividad.

De todo lo anterior, al igualar la ecuacin de Manning con la de conductividad se tiene,

Donde;A: rea mojada de la seccin transversal del canal.R: Radio hidrulico.n: Coeficiente de rugosidad de Manning.Luego, podemos obtener de estas relaciones el Factor de Seccin para el clculo de flujo uniforme de manera que,

Al reemplazar los valores de los elementos geomtricos e hidrulicos del canal se puede obtener la profundidad normal del caudal normal.

Entonces, para la construccin del canal se define con concreto sin revestir (encofrado), por lo que el coeficiente de rugosidad de Manning se consider como n = 0,014 y pendiente S= variable (tramos). Adems, si consideramos todos los valores definidos tanto de elementos hidrulicos como geomtricos del canal se tiene los siguientes valores de profundidad normal para las diferentes secciones que componen el proyecto.

SECCIN HIDRULICA PTIMA Determinacin de Mxima Eficiencia HidrulicaSe dice que un canal es de mxima eficiencia hidrulica cuando para la misma rea y pendiente conduce el mayor caudal posible, sta condicin est referida a un permetro hmedo mnimo, la ecuacin que determina la seccin de mxima eficiencia hidrulica es:

Siendo el ngulo que forma el talud con la horizontal, arctan (1/z), b plantilla del canal e y tirante o altura de agua.

DISEO DE SECCIONES HIDRULICASSe debe tener en cuenta ciertos factores, tales como: tipo de material del cuerpo del canal, coeficiente de rugosidad, velocidad mxima y mnima permitida, pendiente del canal, taludes, etc. La ecuacin ms utilizada es la de Manning o Strickler, y su expresin es:

Dnde: Q = Caudal (m3/s) n = Rugosidad A = rea (m2) R = Radio hidrulico = rea de la seccin hmeda / Permetro hmedo.

DISEO HIDRAULICOClculo Hidrulico Alcantarillas de Drenaje de Aguas Pluviales, Caudal Mximo Probable en Periodo de Retorno T = 10 aos.A. Quebrada 01

B. Quebrada 02

C. Quebrada 03

D. Quebrada 04

E. Quebrada 05

F. Quebrada 06

G. Quebrada 07

H. Quebrada 08

I. Quebrada 09

J. Quebrada 10

K. Quebrada 11

L. Quebrada 12

M. Quebrada 13

N. Quebrada 14

O. Quebrada 15

P. Quebrada 16

Q. Quebrada 17

R. Quebrada 18

S. Quebrada 19

T. Quebrada 20

U. Quebrada 21

V. Quebrada 22

W. Quebrada 23

X. Quebrada24

Y. Quebrada 25

Z. Quebrada 26

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01 Estudio de Hidrologia y Drenaje Camino Vecinal Jayave-reyner Castillo