1-evacuacion pluvial

Expediente Técnico: Construcción de Pistas, Veredas, Desagüe Pluvial y Recuperación de Áreas Verdes en el Sector 2 del AA.HH. Túpac Amaru

ESTUDIO DE DRENAJE

1.0 INTRODUCCIÓN

Uno de los aspectos más importantes en el presente expediente técnico “CONSTRUCCIÓN DE PISTAS, VEREDAS, DESAGÜE PLUVIAL Y RECUPERACIÓN DE ÁREAS VERDES EN EL SECTOR 2 DEL AA.HH. TÚPAC AMARU”, es el estudio de drenaje el cual está orientado a determinar los caudales de diseño de las obras de drenaje transversal y longitudinal, ante condiciones de lluvias extremas que caen sobre el pavimento y posibles afluentes. En tal sentido el estudio hidrológico está enfocado a determinar la máxima precipitación pluvial de la zona del proyecto.

Además contaremos con la información de precipitaciones del departamento de Pasco con distintos periodos de retorno como se muestra en la siguiente tabla.

CUADRO Nº 1

Duración i1 i (mm/hr) i (mm/hr) i (mm/hr)

(d) min. Tr=5 Años Tr=20 Años Tr=50 Años

1 4.04 3.8107 3.8178 3.8219

7 4.04 0.2407 0.2634 0.2776

15 4.04 0.0699 0.0795 0.0858

30 4.04 0.0208 0.0247 0.0272

45 4.04 0.0099 0.0120 0.0134

60 4.04 0.0057 0.0070 0.0079

75 4.04 0.0037 0.0046 0.0052

90 4.04 0.0026 0.0032 0.0037

94 4.04 0.0023 0.0030 0.0034

105 4.04 0.0019 0.0024 0.0028

120 4.04 0.0014 0.0018 0.0021

135 4.04 0.0011 0.0014 0.0017

139 4.04 0.0010 0.0014 0.0016

150 4.04 0.0009 0.0012 0.0014

165 4.04 0.0007 0.0010 0.0011

180 4.04 0.0006 0.0008 0.0009

195 4.04 0.0005 0.0007 0.0008

210 4.04 0.0004 0.0006 0.0007

225 4.04 0.0004 0.0005 0.0006

240 4.04 0.0003 0.0004 0.0005

255 4.04 0.0003 0.0004 0.0005

270 4.04 0.0002 0.0003 0.0004

285 4.04 0.0002 0.0003 0.0004

300 4.04 0.0002 0.0003 0.0003

315 4.04 0.0002 0.0002 0.0003

330 4.04 0.0002 0.0002 0.0003

345 4.04 0.0001 0.0002 0.0002

360 4.04 0.0001 0.0002 0.0002Dada la importancia y categoría de la vía proyectada, se ha asumido un riesgo de falla del 20% y una vida útil entre 20 años para las estructuras de drenaje.

Memoria de Calculo: Evacuación Pluvial 1


Para fines de cálculo de los caudales de diseño de las estructuras de drenaje a proyectar en el presente Estudio, se ha establecido adoptar como período de retorno de dichas estructuras de acuerdo al criterio de 25 años para cunetas y demás obras menores.

2.0 OBJETIVO

El objetivo del estudio de Drenaje del tramo de vía en estudio, es el de controlar los problemas que generan los flujos de agua superficial al discurrir sobre la plataforma del pavimento, e infiltrarse causando deterioro y por ende acordar su periodo de vida útil.

La solución de drenaje del tramo de vía en estudio, es planteada de acuerdo a dos aspectos importantes como son el tipo de flujo de agua presente en la carretera (superficial) y el sentido de recorrido de dichos flujos de agua sobre la misma, ya sea longitudinal o transversal al eje de la superficie de rodadura.

El sistema de drenaje propuesto está constituido por obras de drenaje longitudinal y transversal. La ubicación y características de las obras de drenaje proyectadas se detallan en los planos que forman parte del presente expediente técnico.

El sistema de drenaje longitudinal proyectado se destina a la recolección del agua pluvial que incide directamente sobre la superficie de rodadura del pavimento. Dicho flujo superficial es ordenadamente evacuado con estructuras de drenaje que siguen el sentido longitudinal de la vía. Tales estructuras de drenaje para el Sistema de Drenaje Longitudinal son las denominadas, cunetas laterales.

Las cunetas laterales proyectadas son de sección triangular.

3.0 ANTECEDENTES

Según nuestro medio y teniendo en consideración los estudios hechos en el

presente proyecto como:

- El estudio previo de análisis de trafico

- El estudio previo de la mecánica de suelos el cual evalúa la resistencia del

terreno, esto nos da mucha confiabilidad y garantiza el diseño de la

estructura de la pavimentación.

- Teniendo estas consideraciones ahora nos proponemos a realizar el estudio

de drenaje de acuerdo a las características de la zona debido a los agentes

atmosféricos y meteorología. el cual es de mucha importancia para

determinar el caudal transitable para un drenaje superficial en el caso de

lluvias fuertes.



4.0 CARACTERISTICAS DE LA ZONA EN ESTUDIO

UBICACIÓN DEL PROYECTO

Región : Pasco

Localidad : Jr. San Martin de Porras, Calle 7 y Jr. Huaricapcha

AA. HH. : Túpac Amaru Sector 2 y 3

Provincia : Pasco

Distrito : Chaupimarca

ALTITUD

El proyecto se encuentra entre las altitudes de 4358.483 y 4369.977 msnm.

COORDENADAS

El proyecto está ubicado entre las siguientes coordenadas:

E= 363582.734; N= 8818339.369 E= 363689.102; N= 8818698.404

CLIMA

Existen dos variaciones o estaciones bien definidas

- Temporada de lluvia durante los meses de diciembre – marzo, caracterizado

por ser una época de alta precipitación pluvial.

- Durante los meses Abril – Noviembre presenta clima frígido (seco frio), el

cual es propicio para la ejecución de obras civiles.

5.0 TRABAJOS REALIZADOS

Teniendo en consideración los trabajos realizados como:

- Exploración del campo (mediante 2 calicatas) y una de cantera

- Ensayos de laboratorios que permiten característicos físicas y mecánicas

de cada muestra y obtención del CBR.

Procedemos al estudio del drenaje pluvial

5.1 SANEAMIENTO

Según información de parte de la Municipalidad Provincial hace constar que las

instalaciones de agua y desagüe se encuentran debidamente instaladas siendo

factible la ejecución del proyecto previa coordinación con las autoridades locales de

la zona.

Dichos calles cuenta con buzones y haremos necesario considerar las cotas de los

buzones según planos establecidos.



5.2 DATOS DE ESTACIONES METEOROLÓGICOS

- Para nuestro estudio hemos considerados como datos referencial los datos

proporcionados por la DISA Pasco cuya precipitación mensual promedio en

las épocas de lluvias es 210 mm/mes <> 0.292 mm/h

- El tipo de precipitación está considerado como“ precipitación convectiva”

- Los datos antes mencionados se detallan en el siguiente cuadro.

CUADRO Nº 2

PROMEDIOS MENSUALES EPOCAS DE LLUVIAS

DATE WS PK RF BP EV RH TP

FechaVelocidad del Viento

Velocidad de Viento Max.

Precipitación

Presión Barométrica

Evaporación

Humedad relativa

Temperatura

m/s m/s mm milibar mm % ºC

ENERO 1.64 4.19 142.00 956.62 58.27 77.50 5.39FEBRERO 1.24 3.74 109.00 956.62 41.91 79.35 5.44

MARZO 1.46 3.96 210.00 956.62 64.36 79.70 5.14

ABRIL 1.31 3.80 58.00 956.62 64.82 77.69 5.20

MAYO 1.36 3.75 31.00 956.62 50.10 76.15 4.66Promedio 1.40 3.89 110.00 956.62 55.89 78.08 5.17

MAX 1.64 4.19 210.00 956.62 64.82 79.70 5.44

MIN 1.24 3.74 31.00 956.62 41.91 76.15 4.66

5.3 PRECIPITACIÓN CONVECTIVAS

Causada por el asenso del aire más liviano que el aire puro de los alrededores; es

puntual y su intensidad puede variar en lluvias ligeras y aguaceros.

6.0 DRENAJE

6.1 DRENAJE SUPERFICIAL

- viene hacer la forma adecuada para drenar aguas superficiales, en nuestro caso

sea previsto diseñar el pavimento con una inclinación promedio del 2.0 % de

tal manera que las aguas discurran así hacia las cunetas laterales.

- El objetivo principal es la eliminación de agua o humedad que en cualquier

circunstancia permite dañar al pavimento.

- El drenaje superficial está en la orientación Noreste a Suroeste.



DESLIZAMIENTO

Los deslizamientos en la zona del proyecto no existen debido lógicamente a que la

partes laterales de la calle están pobladas y estas a su vez cuentan con veredas

perimétricas.

7.0 FILOSOFÍA DEL DISEÑO

El caudal máximo para nuestro diseño cuya proyección es fundamentada y está en

función de la precipitación (I) y el área de drenaje

- En nuestro proyecto hemos asumido los datos tabulados en el cuadro Nº 1 para

una altitud promedio de 4366.426 m.s.n.m.

7.1 EVALUACIÓN DEL CAUDAL DEL DISEÑO

Para la determinación del caudal de diseño se ha tomado como base teórica el

método Racional ampliamente usado en los estudios de esta clase.

7.2 METODO RACIONAL

Establece que el caudal superficial producido por una precipitación es necesario

definir la frecuencia de la lluvia y su duración.

Q= CIA donde

Q = Caudal Superficial (m3/s)

C = Coeficiente escorrentía (adimensional)

I = Intensidad promedio de la lluvia (mm /hr)

A = Área de Drenaje (ha)

7.3 Coeficiente C

Equivalente al coeficiente del retorno (Cr) ya que no toda llega a un sistema de

evacuación pluvial, si no que aparte se pierde en evaporación de tensiones

superficial a través de cunetas.

7.4 INTENSIDAD DE LLUVIA

El valor obtenido a través de un estudio hidrológico que se realiza en una zona

permiten obtener curvas de intensidad, dirección y frecuencia.

Es inversamente proporcional al tiempo y directamente proporcional al tiempo y

directamente proporcional a la frecuencia par nuestro caso consideramos una

intensidad de I=210 mm/mes que equivales a I = 0.292 mm/hr valor asignado



para nuestro calculo ya que el tipo de precipitación es “PRECIPITACIÓN

COMVECTIVA”.

7.5 AREA DE DRENAJE

Para determinar el área de drenaje del área de influencia del proyecto tómanos

como principio el área tributaria paralelo a las cunetas laterales del pavimento y el

área tributaria de la población paralelo a la vía que tenga incidencia en los cálculos.

7.6 DIRECCIÓN DE FLUJO EN AGUAS EN CUNETAS

- Las cunetas hacen la función de recoger el agua y esta a su vez fluir con

direcciones a través de dichas pendientes.

- Las cunetas serán proyectadas en base a: capacidad, forma, dimensión,

pendiente, conservación.

- Finalmente el paso transversal hacia una calle principal a través de rejillas de

perfiles metálicos convenientemente diseñados con una separación mínima 5

cm.

- Los datos y tablas utilizados para los cálculos se detallan a continuación:



VALORES DE C

TABLA N° 3



CARACTERISTICAS DE LA SUPERFICE C

- Pavimento Asfáltico.

- Pavimento de concreto

- Pavimento de adoquines

- Veredas y pasajes

- Tejados y azotea

- Patios y pavimentos

- Caminos de grava

0.70 – 0.95

0.80 – 0.95

0.70 – 0.85

0.70 – 0.85

0.75 – 0.85

0.85 - 0.30

PARQUES CON SUELO ARENOSO

- Planos hasta 2% de pendiente

- De 2% a 7%

- Más de 7%

0.05

0.1 – 0.15

0.15 – 0.20

PARQUES CON SUELO ARCILLOSO

- Hasta 2%

- 2 % - 7%

- Más de 7%

- Praderas

0.13 – 0.17

0.18 – 0.27

0.25

0.20

ZONIFICACIÓN

- Comercial en el centro de la localidad

- Comercial en otra ubicación

- Residencia uní familiar

- Residencia multifamiliar separadas

- Residencia multifamiliar agrupadas

- Residencia zona suburbana

- Residencia zona industrial

- Parques y comentarios

- Parques de diversión

0.70 – 0.95

0.50 – 0.70

0.30 – 0.50

0.40 – 0.60

0.60 – 0.75

0.25 – 0.40

0.50 – 0.80

0.10 – 0.25

0.20 – 0.35

VALORES DE C

TABLA N° 4



DE ACUERDO A LA TOPOGRAFÍA DEL

TERRENOC

TipoOndulada

S = 5 – 10 %

Inclinada

5= 10-30 %

- Cultivos

- Cultivos y pastos

- Bozales

- Áreas desnudas

0.60

0.30

0.18

0.80

0.72

0.42

0.21

0.90

DE ACUERDO AL AREA DRENAJE

- zonas residenciales

- Multi familiares separados

- Unifamiliares

- Multifamiliares

0.40 – 0.60

0.30 – 0.50

0.60 – 0.75

ZONA RESIDENCIAL DE DEPARTAMENTOS

- Zonas industriales

- Poco densas

- Densas

- Asfalto

0.50 - 0.80

0.60 - 0.90

0.85

COEFICIENTE DE ESCORRENTIA TIPICOS

TABLA 5

TIPO DE SUPERFICIE C

- ZONAS COMERCIALES

- DESARROLLO RESIDENCIALES CON CASAS CONTIGUAS Y

PREDOMINIO DE ZONAS DURAS.

- DESARROLLOS RESIDENCIALES MULTIFAMILIARES CON

0.90

0.75



BLOQUE CONTIGUOS Y ZONAS DURAS ENTRE ELLOS.

- DESARROLLO RESIDENCIAL UNIFAMILIAR CON CASAS

CONTIGUAS Y PREDOMINIO DE JARDINES

- DESARROLLO RESIDENCIAL CON CASAS RODEADAS DE

JARDINES MULTIFAMILIARES APRESIABLEMEMNTE SEPARADAS.

- AREAS RESIDENCIALES CON PREDOMINIO DE ZONAS VERDES

Y CEMENTERIOS TIPO JARDINES.

- LADERAS DESPROVISTAS DE VEGETACIÓN

- LADERAS PROTEGIDAS CON VEGETACIÓN

0.75

0.55

0.45

0.30

0.60

0.30

PROCEDIMIENTO DE LOS CALCULOS REALIZADOS

RESUMEN

Para el cálculo del caudal de diseño y del diseño geométrico de las cunetas y

alcantarilla se uso el programa para cálculos hidrográficos (HIDROESTA) y el CIVIL

DESING respectivamente.

CALCULO DEL CAUDAL DE DISEÑO



Haciendo uso del paquete informático HIDROESTA y seleccionando el método

racional que considera los siguientes parámetros y ecuación de diseño introducimos

los datos del cuadro Nº 1

METODO RACIONAL

C : Constante de acuerdo a la tablas.

I : Intensidad, tomando I (mm/hr)

A : Área en Ha

Q : Caudal (m3/seg)

Ventana mostrando las principales herramientas del programa informático

HIDROESTA

Ventana mostrando el ingreso de datos del cuadro Nº 1 y obteniendo resultados del

tiempo de concentración (Tc) e intensidad (I)


C I AQ =

360

C I AQ =

360


Luego procedemos a calcular el coeficiente de escorrentía ponderado como se

muestra en la siguiente ventana para ello introducimos las aéreas tributarias por

lado contribuyente y los tipos de suelos obteniendo un coeficiente de escorrentía

ponderado de Cp.= 0.70 y un área total de 89.06 has.



Una vez obtenido estos datos calculamos el caudal tributario máximo, estos

resultados se muestra en la siguiente ventana mostrando un caudal máximo de

0.019 m3/s que sería lo mismo que 19 litros por segundo, adema se muestra el

coeficiente de escorrentía ponderado de 0.70 y una intensidad máxima de 0.11

mm/hr.



Con el caudal máximo obtenido procedemos a calcular las dimensiones del canal

pluvial para ello asemos uso como indicado anteriormente el programa de computo

CIVIL DESING. En este paquete se realizaran cálculos interactivos modificando datos

de sección para así obtener una sección óptima para la evacuación de aguas

pluviales como se muestra a continuación.



Los datos introducidos al programa son los taludes de la parte derecha e izquierda

del canal que estamos diseñando, también se ingresa el coeficiente de rugosidad de

Manning el tirante de agua y la altura del canal, como se muestra en la ventana

anterior y los resultados en la ventana siguiente, el cual garantizan la optima

evacuación e aguas pluviales. Además obtenemos la curva de función del canal.

\

En la ventana siguiente se muestra como mencionamos anteriormente la curva de

funcionamiento del canal. Deducimos de esta que el canal con un tirante máximo



puede evacuar hasta 37.5 litros por segundo de aguas pluviales que es superior

desde luego al caudal máximo de diseño.

9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1. En todo el estudio de drenaje lo más importante es la obtención de los

parámetros de diseño las cuales definen secciones respectivas de las

cunetas.

2. El uso de las cunetas permite conducir volúmenes de aguas que fluye por

estas a través de las lluvias caídas por precipitación y de los bordes

perimetrales.

3. Necesariamente las características topográficas y agentes meteorológicas,

tipo de suelo y uso de un valor “C” de acuerdo al material, influye en la

filosofía del diseño.

4. Todo estudio de drenaje permite mejorar las condiciones sanitarias y

pluviales de los techos, además se obtendrá ahorros de operación durante

la ejecución del proyecto.

5. El empleo de paquetes informáticos así como de los algoritmos

eficientemente desarrollados que utilizan estos permiten al diseñador

establecer un criterio para su diseño.

6. La dirección del flujo a través de las cunetas conducen los caudales en

función a sus pendientes.

7. Se debe contar con un EMISOR al final de los colectores para descargar el

cauce natural sea un río o laguna.



8. En todo diseño del drenaje se debe establecer un criterio en el cual el

diseñador asumirá valores y ara un análisis comparativo de las formulas

matemáticas establecidas y de las normas


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