3.- estudio hidrologico +defensas ribereÑas nieva 2014 - 18-10-14

1ELABORACIN DEL ESTUDIO DE PRE INVERSION A NIVEL DEPERFIL DEL PROYECTO:

INSTALACION DEL PUENTE PEATONAL DE 180 ML SOBRE EL RIONIEVA,

ENTRE EL PUEBLO JOVEN JUAN VELASCO ALVARADO Y VILLA SANTAMARIA DE NIEVA, DISTRITO DE NIEVA, PROVINCIA DE CONDORCANQUI,

REGION AMAZONAS

INFORME TECNICO

HIDROLOGIA E HIDRAULICADEL PUENTE PEATONAL SOBRE EL RO NIEVA

Realizado por: Mgst. Pedro Leonidas Castro CelisIngeniero Civil Especialista en Hidrulica

Agosto, 2014

2ESTUDIO DE HIDROLOGIA E HIDRAULICA

3ESTUDIO DE HIDROLOGIA E HIDRAULICACondorcanqui - Amazonas

INDICEPg. N

1.0 Introduccin 04

2.0 Anlisis Hidrolgico 04-24

3.0 Defensas Ribereas 25-31

4.0 Clculo de Socavacin 32-36

4ESTUDIO DE HIDROLOGIA E HIDRAULICA

1. INTRODUCCIONLa concepcin de este proyecto ha previsto un estudio hidrolgico para garantizar que la infraestructuraplanteada cumpla con condiciones de seguridad dentro del periodo ptimo de diseo.

El ro Nieva es tributario del ro Maran por la margen derecha y tiene una longitud total de 212 km.aproximadamente, desde sus nacientes en la Cordillera de Campanquiz hasta su desembocadura en elMaran. El ro Nieva nace al Noreste de la Provincia de Bongar cerca al lmite con la Regin San Martn,en los cerros Shingbunza y Suanza. Su recorrido inicial tiene una orientacin Sureste-Noroeste hasta suconfluencia con el ro Cachiyacu, posteriormente toma el rumbo Suroeste-Noreste hasta su desembocaduraen el ro Maran, a la altura del poblado de Santa Mara de Nieva. Se reporta un mdulo hdrico medio anualde 323 m/s para el ro Nieva (ONERN citado en INADE s/f). En este estudio se ha determinado que el reade su cuenca es de 357,350 H; que representa el 8.50 % del territorio de la Regin Amazonas.

Para el ro Nieva, Reinosa (2001) estima una ancho promedio de 80 m, con una profundidad promedio de 4.5m, aforo promedio de 252 m3/s y volumen promedio de 157600,000 m3

El mismo autor divide al ro en tres sectores: a) el Alto Nieva, desde su naciente hasta la desembocadura delCachiyacu, caracterizado por presentar valles en v muy cerrados, topografa muy accidentada con cambiosbruscos de nivel denominados cashueras, se encuentra surcada por una red compleja de pequeasquebradas, b) el medio Nieva, desde la boca del Cachiyacu hasta la desembocadura de la quebrada Kingkis,se caracteriza por ser menos accidentado que el tramo superior puesto que no presenta cambios bruscos denivel, y c) el Bajo Nieva , desde la boca de la quebrada Kingkis hasta la desembocadura del ro Nieva en lamargen derecha del ro Maran, presenta una topografa an menos accidentada, observndose meandrosen el curso del ro y un valle que se va ampliando ro abajo en forma progresiva. El fondo del cauce estcompuesto de material pedregoso (cantos rodados) y areno-limoso desde sus cabeceras hasta el sectormedio del ro; el sector bajo est compuesto mayormente de material arcillo-limoso-areno-pedregoso.

52. ANLISIS HIDROLOGICO2.1 OBJETIVOEl presente estudio de hidrologa, tiene como objetivo evaluar y establecer los criterios que permitandeterminar los parmetros hidrolgicos de diseo sobre la base del reconocimiento de campo de la zonade estudio y la informacin meteorolgica disponible, as como determinar los niveles de agua en diferentesperiodos de retorno.

2.2 METODOLOGA EMPLEADACon el fin de reunir los criterios adecuados que permitan cuantificar los parmetros hidrolgicos para eldimensionamiento de las estructuras, el estudio se realiz en las siguientes etapas:

Recopilacin de informacin.- Comprendi la revisin y anlisis de la informacin existente,principalmente de estudios anteriores. As tambin se recolect, evalu y analiz la documentacinexistente relativa a cartografa y pluviometra en el rea de estudio.

Trabajos de campo.- Consisti en un levantamiento del rea donde se planteara las obras a disear,relieve y aspectos hidrolgicos del rio en donde se ubican las obras.

Fase de gabinete.- Consisti del anlisis hidrolgico que comprende aspectos como rgimen pluvialde la zona, caractersticas fsicas de la cuenca y determinacin de los parmetros hidrolgicos.

2.3. RECOPILACIN DE LA INFORMACIN2.3.1. Estudios existentesActualmente no se encontr ningn estudio anterior que trate de solucionar el problema general de esteestudio de preinversin.

Por lo general, el diseo de puentes requiere que la determinacin del caudal de diseo se haga medianteformulaciones o modelos hidrolgicos, al no contarse con series de caudales medidos directamente en elcruce del rio.

Ante esta situacin la informacin que se requiere, adems de la cartogrfica ser la hidrolgica que depreferencia consistir en datos pluviogrficos.

62.3.2. CartografaLa cuenca del rio representativa se han ubicado en los mapas del Instituto Geogrfico Nacional (IGN),cartas nacionales a escala 1:100,000 son los siguientes:

Uracusa 10-g

Santa Mara de Nieva 10-h

Aramango 11g

Cachiyacu 11h

Esta informacin permiti cuantificar las reas de drenaje del cauce del rio.Imagen N 01

MODELO DIGITAL DEL TERRENO CON ARCGIS

2.3.2. Informacin hidrolgicaLa informacin recopilada fue de la estacin Santa Mara de Nieva, ubicado a una altitud de 262msnm, elao 2001 es el primer ao que cuenta SENAMHI con informacin confiable en sus bases, por tal motivo seha trabajado con los datos de precipitacin mxima en 24 horas desde el ao 2001 hasta la fecha actual, ycon dicha informacin se ha tenido que trabajar para encontrar los caudales mximos en diferentes periodosde diseo, ya que tampoco se ha encontrado informacin de caudales aforados en el rio.

Precipitaciones diarias mximas mensuales (mm) entre 2001 2013.

7Cuadro N 1.INFORMACIN PLUVIOMTRICA

PRECIPITACIN MXIMAS EN 24 HORAS (mm)

La existencia de datos para esta cuenca es Limitada, la informacin que cuenta SENAMHI es de la estacinSanta Mara de Nieva datos tomados a partir del ao 2001 hasta el ao 2013, Con esta in formacin seprocedi a determinar las curvas IDF del proyecto.

2.4 DETERMINACIN DE CURVAS IDF2.4.1. Verificacin de datos, con validacin estadsticaPara validar los datos estadsticos y verificar el mtodo con el que se podr trabajar el presenteinforme se usara el software Hidroesta con el Mtodo de Gumbel.

8Imagen N 02AJUSTE DE DATOS DE PRECIPITACIN A LA DISTRIBUCIN GUMBEL

Como el delta terico 0.1736, es menor que el delta tabular 0.3772. Los datos se ajustan a ladistribucin Gumbel, con un nivel de significacin del 5%

Cuadro N 03DISTRIBUCIN DE PROBABILIDADES PLUVIOMTRICAS

MEDIANTE GUMBEL

2.4.2. Series de intensidadesAl no contar con estudios en la cuenca previos a este estudio, la relacin de las lluvias se calculara a travsde la informacin de D. F. Campos A., 1978: con dicha informacin se ha determinado las intensidadespara 10, 15, 30, 60, 120, 180, 360, 720 y 1440 minutos de duracin (Cuadro N 04).

MesMax. Precip. xi (xi - x)^ 2

1 2001 Enero 56.40 26.56 61.55 mm Periodo Variable Precip. Prob. de Correccin2 2002 Octubre 43.60 322.34 Retorno Reducida (mm) ocurrencia intervalo fijo3 2003 Diciembre 75.30 188.96 Aos YT XT'(mm) F(xT) XT (mm)4 2004 Octubre 65.30 14.03 2 0.3665 59.1914 0.5000 66.88635 2005 Mayo 83.60 486.03 5 1.4999 71.9004 0.8000 81.24746 2006 Febrero 74.10 157.41 14.38 mm 10 2.2504 80.3148 0.9000 90.75587 2007 Julio 60.10 2.11 25 3.1985 90.9465 0.9600 102.76958 2008 Noviembre 71.50 98.93 50 3.9019 98.8336 0.9800 111.68209 2009 Junio 52.20 87.49 11.21 mm 100 4.6001 106.6626 0.9900 120.528710 2010 Febrero 80.50 358.96 500 6.2136 124.7540 0.9980 140.972111 2011 Diciembre 45.20 267.4512 2012 Enero 46.10 238.82 55.08 mm13 2013 Junio 46.30 232.6813 Suma 800.2 2481.8

N AoPrecipitacin (mm) Clculo variables probabilsticas Clculo de las Precipitaciones Diarias Mximas Probables para distintas frecuencias

==n

xx

i

( )=

=

=

11

2

n

xx

S

n

ii

== s*6

== *5772.0xu( )

=

ux

e

x eF

9Cuadro N 04COEFICIENTES PARA LAS RELACIONES A LA LLUVIA

DE DURACIN 24 HORAS

Cuadro N 05INTENSIDADES DE LLUVIA A PARTIR DE PD, SEGN DURACIN DE

PRECIPITACIN Y FRECUENCIA DE LA MISMA

2.4.3. Ajuste de modelosA cada serie de intensidades mximas anuales para determinada duracin, correspondientes a cadacolumna del Cuadro N 05, se encontr que el modelo probabilstico Gumbel se ajusta mejor al conjuntode series. Las curvas IDF as determinadas permiten relacionar las intensidades mximas anuales y suprobabilidad de excedencia, cuyo recproco corresponde al periodo de retorno (Tr) en aos.

Estos valores se han graficado, obtenindose las curvas de Intensidad-Duracin-Frecuencia Cuadro N 06,las cuales relacionan la intensidad de la lluvia (mm/h), la duracin de la misma (min) y la frecuencia conque se esperara se presenten, es decir, su periodo de retorno (aos).

1 2 3 4 5 6 8 12 18 240.30 0.39 0.46 0.52 0.57 0.61 0.68 0.80 0.91 1.00

Precipitaciones mximas para diferentes tiempos de duracin de lluvias

Tiempo deDuracin 2 aos 5 aos 10 aos 25 aos 50 aos 100 aos 500 aos

24 hr X24 66.8863 81.2474 90.7558 102.7695 111.6820 120.5287 140.972118 hr X18 = 91% 60.8666 73.9352 82.5877 82.2156 101.6306 109.6811 128.284612 hr X12 = 80% 53.5091 64.9980 72.6046 82.2156 89.3456 96.4230 112.77778 hr X8 = 68% 45.4827 55.2483 61.7139 69.8833 75.9438 81.9595 95.86106 hr X6 = 61% 40.8007 49.5609 55.3610 62.6894 68.1260 73.5225 85.99305 hr X5 = 57% 38.1252 46.3110 51.7308 58.5786 63.6588 68.7014 80.35414 hr X4 = 52% 34.7809 42.2487 47.1930 53.4402 58.0747 62.6749 73.30553 hr X3 = 46% 30.7677 37.3738 41.7476 47.2740 51.3737 55.4432 64.84722 hr X2 = 39% 26.0857 31.6865 35.3947 40.0801 43.5560 47.0062 54.97911 hr X1 = 30% 20.0659 24.3742 27.2267 30.8309 33.5046 36.1586 42.2916

Duraciones, en horas

Precipitacin mxima Pd (mm) por tiempos de duracinCociente

10

Cuadro N 06INTENSIDADES (MM/H) PARA DIFERENTES

DURACIONES (MIN) Y PERIODOS DE RETORNO (AOS)

Imagen N 03CURVAS IDF DE LA CUENCA

2.4.4. LA ECUACIN DE INTENSIDAD VLIDA PARA LA CUENCARESULTA

2.6. CUENCA DEL RIO NIEVALas caractersticas de la cuenca se extrajeron del software ARCGIS procesando mapasgeogrficos obteniendo la siguiente cuenca:

2.5. LLUVIA DE DISEOPara la determinacin de los caudales de diseo se utiliz el mtodo del hidrograma unitario aplicadoa una lluvia de diseo, con ayuda del software HEC HMS.

Frecuenciaaos 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

2 100.62 65.52 50.98 42.67 37.16 33.20 30.18 27.78 25.83 24.20 22.82 21.625 113.59 73.97 57.55 48.17 41.95 37.48 34.07 31.37 29.16 27.32 25.76 24.4110 124.50 81.07 63.08 52.79 45.98 41.08 37.34 34.38 31.96 29.94 28.23 26.7525 140.54 91.52 71.21 59.60 51.91 46.37 42.15 38.81 36.08 33.80 31.87 30.2050 154.04 100.31 78.05 65.32 56.90 50.82 46.20 42.54 39.55 37.05 34.93 33.10

100 168.83 109.94 85.54 71.59 62.36 55.71 50.64 46.62 43.34 40.61 38.28 36.28500 208.90 136.03 105.84 88.58 77.16 68.92 62.65 57.68 53.63 50.24 47.37 44.88

Duracin en minutos

Donde:248.5511 * T I = intensidad de precipitacin (mm/hr)

0.61885 T = Periodo de Retorno (aos)t = Tiempo de duracin de precipitacin (min)

0.132300

I =t

11

2.5.1. Determinacin de Hietogramas.

Tiempo de concentracin (Tc):

Para este tipo de cuenca utilizaremos la frmula de california:

Tc= 0.066*(L/S0.55)0.77

L= 97 km, Longitud del cauce

S= 0.0133 m/m, pendiente de la cuenca

Tc= 11.79 horas= 12horas = 720 min

Tiempo de retardo (Tr):

Tr= 0.60*(Tr)

Tr= 0.60*720= 432 min

Con el tiempo de concentracin, y las curvas IDF se procede a determinar los Hietogramas, paralos siguientes tiempos de retorno:

12

Imagen N 04

PERIODO DE RETORNO: 02 AOS

12 720 min

4.64

55.74

20

Instante (min) Intensidad(mm/h)

Precipitacinacumulada

(mm)

Precipitacin(mm)

Intensidadparcial (mm/h)

PrecipitacinAlternada

(mm)

Int. ParcialAlternada

(mm)20 42.67 14.22 14.22 42.67 0.61 1.8240 27.78 18.52 4.30 12.90 0.63 1.8960 21.62 21.62 3.10 9.29 0.65 1.9680 18.09 24.12 2.51 7.52 0.68 2.05100 15.76 26.27 2.14 6.42 0.71 2.14120 14.08 28.16 1.89 5.67 0.75 2.25140 12.80 29.86 1.70 5.11 0.79 2.37160 11.78 31.42 1.56 4.68 0.84 2.51180 10.95 32.86 1.44 4.33 0.89 2.67200 10.26 34.21 1.35 4.04 0.96 2.87220 9.67 35.47 1.27 3.80 1.04 3.11240 9.17 36.67 1.20 3.59 1.14 3.41260 8.72 37.81 1.14 3.41 1.27 3.80280 8.33 38.89 1.08 3.25 1.44 4.33300 7.99 39.93 1.04 3.11 1.70 5.11320 7.67 40.92 0.99 2.98 2.14 6.42340 7.39 41.88 0.96 2.87 3.10 9.29360 7.13 42.80 0.92 2.77 14.22 42.67380 6.90 43.69 0.89 2.67 4.30 12.90400 6.68 44.55 0.86 2.59 2.51 7.52420 6.48 45.39 0.84 2.51 1.89 5.67440 6.30 46.20 0.81 2.44 1.56 4.68460 6.13 46.99 0.79 2.37 1.35 4.04480 5.97 47.76 0.77 2.31 1.20 3.59500 5.82 48.51 0.75 2.25 1.08 3.25520 5.68 49.24 0.73 2.19 0.99 2.98540 5.55 49.95 0.71 2.14 0.92 2.77560 5.43 50.65 0.70 2.09 0.86 2.59580 5.31 51.33 0.68 2.05 0.81 2.44600 5.20 52.00 0.67 2.00 0.77 2.31620 5.10 52.65 0.65 1.96 0.73 2.19640 5.00 53.29 0.64 1.92 0.70 2.09660 4.90 53.92 0.63 1.89 0.67 2.00680 4.81 54.54 0.62 1.85 0.64 1.92700 4.73 55.14 0.61 1.82 0.62 1.85720 4.64 55.74 0.60 1.79 0.60 1.79

HIETOGRAMA PARA PERIODO RETORNO 2 AOSDuracin de la tormenta (h)

Intesidad de lluvia (mm/h)

Precipitacin en 24 horas (mm)

Intervalos de tiempo (min)

02468

10121416

20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 660 700

Hietograma precipitacin

mm de precipitacin por instante tiempo

01020304050

20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 660 700

Curva IDF

Curva IDF

0.005.00

10.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.00

20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 660 700

Distribucin intensidades precipitacin

mm/h de precipitacin por instante tiempo

13

Imagen N 05PERIODO DE RETORNO: 05 AOS

12 720 min

5.24

62.92

20



(mm)

Precipitacin(mm)



(mm)


(mm)20 48.17 16.06 16.06 48.17 0.68 2.0540 31.37 20.91 4.85 14.56 0.71 2.1360 24.41 24.41 3.49 10.48 0.74 2.2180 20.43 27.23 2.83 8.48 0.77 2.31100 17.79 29.65 2.42 7.25 0.81 2.42120 15.89 31.78 2.13 6.40 0.85 2.54140 14.45 33.71 1.92 5.77 0.89 2.67160 13.30 35.47 1.76 5.28 0.94 2.83180 12.37 37.10 1.63 4.89 1.01 3.02200 11.59 38.62 1.52 4.56 1.08 3.24220 10.92 40.05 1.43 4.29 1.17 3.51240 10.35 41.40 1.35 4.05 1.28 3.85260 9.85 42.68 1.28 3.85 1.43 4.29280 9.41 43.90 1.22 3.67 1.63 4.89300 9.01 45.07 1.17 3.51 1.92 5.77320 8.66 46.19 1.12 3.37 2.42 7.25340 8.34 47.27 1.08 3.24 3.49 10.48360 8.05 48.31 1.04 3.12 16.06 48.17380 7.79 49.32 1.01 3.02 4.85 14.56400 7.54 50.29 0.97 2.92 2.83 8.48420 7.32 51.24 0.94 2.83 2.13 6.40440 7.11 52.15 0.92 2.75 1.76 5.28460 6.92 53.05 0.89 2.67 1.52 4.56480 6.74 53.91 0.87 2.60 1.35 4.05500 6.57 54.76 0.85 2.54 1.22 3.67520 6.41 55.58 0.82 2.47 1.12 3.37540 6.27 56.39 0.81 2.42 1.04 3.12560 6.13 57.18 0.79 2.36 0.97 2.92580 5.99 57.95 0.77 2.31 0.92 2.75600 5.87 58.70 0.75 2.26 0.87 2.60620 5.75 59.44 0.74 2.21 0.82 2.47640 5.64 60.16 0.72 2.17 0.79 2.36660 5.53 60.87 0.71 2.13 0.75 2.26680 5.43 61.57 0.70 2.09 0.72 2.17700 5.34 62.25 0.68 2.05 0.70 2.09720 5.24 62.92 0.67 2.02 0.67 2.02





0

5

10

15

20

20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 660 700



0102030405060

20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 660 700

Curva IDF

Curva IDF

0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.00

20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 660 700



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12 720 min

5.75

68.97

20



(mm)

Precipitacin(mm)



(mm)


(mm)20 52.79 17.60 17.60 52.79 0.75 2.2540 34.38 22.92 5.32 15.96 0.78 2.3360 26.75 26.75 3.83 11.49 0.81 2.4380 22.39 29.85 3.10 9.30 0.84 2.53100 19.50 32.50 2.65 7.95 0.88 2.65120 17.42 34.84 2.34 7.02 0.93 2.78140 15.83 36.95 2.11 6.32 0.98 2.93160 14.58 38.87 1.93 5.79 1.03 3.10180 13.55 40.66 1.78 5.35 1.10 3.31200 12.70 42.33 1.67 5.00 1.18 3.55220 11.97 43.89 1.57 4.70 1.28 3.85240 11.34 45.37 1.48 4.44 1.41 4.22260 10.79 46.78 1.41 4.22 1.57 4.70280 10.31 48.12 1.34 4.02 1.78 5.35300 9.88 49.40 1.28 3.85 2.11 6.32320 9.49 50.63 1.23 3.69 2.65 7.95340 9.14 51.81 1.18 3.55 3.83 11.49360 8.83 52.95 1.14 3.42 17.60 52.79380 8.54 54.06 1.10 3.31 5.32 15.96400 8.27 55.12 1.07 3.20 3.10 9.30420 8.02 56.16 1.03 3.10 2.34 7.02440 7.80 57.16 1.00 3.01 1.93 5.79460 7.58 58.14 0.98 2.93 1.67 5.00480 7.39 59.09 0.95 2.85 1.48 4.44500 7.20 60.02 0.93 2.78 1.34 4.02520 7.03 60.92 0.90 2.71 1.23 3.69540 6.87 61.80 0.88 2.65 1.14 3.42560 6.71 62.67 0.86 2.59 1.07 3.20580 6.57 63.51 0.84 2.53 1.00 3.01600 6.43 64.34 0.83 2.48 0.95 2.85620 6.30 65.15 0.81 2.43 0.90 2.71640 6.18 65.94 0.79 2.38 0.86 2.59660 6.07 66.72 0.78 2.33 0.83 2.48680 5.95 67.48 0.76 2.29 0.79 2.38700 5.85 68.23 0.75 2.25 0.76 2.29720 5.75 68.97 0.74 2.21 0.74 2.21





0

5

10

15

20

20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 660 700



0102030405060

20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 660 700

Curva IDF

Curva IDF

0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.00

20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 660 700



15


12 720 min

6.49

77.86

20



(mm)

Precipitacin(mm)



(mm)


(mm)20 59.60 19.87 19.87 59.60 0.85 2.5440 38.81 25.87 6.01 18.02 0.88 2.6360 30.20 30.20 4.32 12.97 0.91 2.7480 25.27 33.70 3.50 10.50 0.95 2.86100 22.01 36.69 2.99 8.97 1.00 2.99120 19.66 39.33 2.64 7.92 1.05 3.14140 17.87 41.71 2.38 7.14 1.10 3.31160 16.46 43.88 2.18 6.53 1.17 3.50180 15.30 45.90 2.02 6.05 1.24 3.73200 14.33 47.78 1.88 5.64 1.34 4.01220 13.51 49.55 1.77 5.30 1.45 4.34240 12.80 51.22 1.67 5.01 1.59 4.76260 12.19 52.81 1.59 4.76 1.77 5.30280 11.64 54.32 1.51 4.54 2.02 6.05300 11.15 55.77 1.45 4.34 2.38 7.14320 10.72 57.15 1.39 4.17 2.99 8.97340 10.32 58.49 1.34 4.01 4.32 12.97360 9.96 59.78 1.29 3.86 19.87 59.60380 9.64 61.02 1.24 3.73 6.01 18.02400 9.33 62.23 1.20 3.61 3.50 10.50420 9.06 63.40 1.17 3.50 2.64 7.92440 8.80 64.53 1.13 3.40 2.18 6.53460 8.56 65.63 1.10 3.31 1.88 5.64480 8.34 66.71 1.07 3.22 1.67 5.01500 8.13 67.75 1.05 3.14 1.51 4.54520 7.94 68.77 1.02 3.06 1.39 4.17540 7.75 69.77 1.00 2.99 1.29 3.86560 7.58 70.74 0.97 2.92 1.20 3.61580 7.42 71.70 0.95 2.86 1.13 3.40600 7.26 72.63 0.93 2.80 1.07 3.22620 7.12 73.54 0.91 2.74 1.02 3.06640 6.98 74.44 0.90 2.69 0.97 2.92660 6.85 75.32 0.88 2.63 0.93 2.80680 6.72 76.18 0.86 2.59 0.90 2.69700 6.60 77.02 0.85 2.54 0.86 2.59720 6.49 77.86 0.83 2.49 0.83 2.49





0

5

10

15

20

25

20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 660 700



010203040506070

20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 660 700

Curva IDF

Curva IDF

0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.00

20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 660 700



16


12 720 min

7.11

85.33

20



(mm)

Precipitacin(mm)



(mm)


(mm)20 65.32 21.77 21.77 65.32 0.93 2.7840 42.54 28.36 6.58 19.75 0.96 2.8960 33.10 33.10 4.74 14.22 1.00 3.0080 27.70 36.93 3.84 11.51 1.04 3.13100 24.13 40.21 3.28 9.84 1.09 3.28120 21.55 43.10 2.89 8.68 1.15 3.44140 19.59 45.71 2.61 7.83 1.21 3.63160 18.04 48.10 2.39 7.16 1.28 3.84180 16.77 50.31 2.21 6.63 1.36 4.09200 15.71 52.37 2.06 6.18 1.46 4.39220 14.81 54.31 1.94 5.81 1.59 4.76240 14.03 56.14 1.83 5.49 1.74 5.22260 13.36 57.88 1.74 5.22 1.94 5.81280 12.76 59.54 1.66 4.97 2.21 6.63300 12.22 61.12 1.59 4.76 2.61 7.83320 11.75 62.64 1.52 4.57 3.28 9.84340 11.31 64.11 1.46 4.39 4.74 14.22360 10.92 65.52 1.41 4.24 21.77 65.32380 10.56 66.88 1.36 4.09 6.58 19.75400 10.23 68.20 1.32 3.96 3.84 11.51420 9.93 69.49 1.28 3.84 2.89 8.68440 9.64 70.73 1.24 3.73 2.39 7.16460 9.38 71.94 1.21 3.63 2.06 6.18480 9.14 73.11 1.18 3.53 1.83 5.49500 8.91 74.26 1.15 3.44 1.66 4.97520 8.70 75.38 1.12 3.36 1.52 4.57540 8.50 76.47 1.09 3.28 1.41 4.24560 8.31 77.54 1.07 3.20 1.32 3.96580 8.13 78.58 1.04 3.13 1.24 3.73600 7.96 79.60 1.02 3.07 1.18 3.53620 7.80 80.60 1.00 3.00 1.12 3.36640 7.65 81.59 0.98 2.94 1.07 3.20660 7.50 82.55 0.96 2.89 1.02 3.07680 7.37 83.49 0.94 2.83 0.98 2.94700 7.24 84.42 0.93 2.78 0.94 2.83720 7.11 85.33 0.91 2.73 0.91 2.73





0

5

10

15

20

25

20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 660 700



010203040506070

20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 660 700

Curva IDF

Curva IDF

0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.00

20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 660 700



17


2.5.2. Lluvia de diseo efectivaDe la lluvia que precipita en la superficie terrestre no toda constituye escorrenta, sino que una granparte conforma prdidas debido a la infiltracin en el suelo. El mtodo que modela esta situacin esel Mtodo de abstracciones del SCS.

Mtodo de abstracciones del SCSFormulacinEl Servicio de Conservacin de Suelos (Soil Conservation Service) de los Estados Unidos desarrollun mtodo para calcular las abstracciones de la precipitacin de una tormenta. Para la tormentacomo un todo, la profundidad de exceso de precipitacin o escorrenta directa Pe es siempre menoro igual a la profundidad de precipitacin P; de manera similar, despus de que la escorrenta seinicia, la profundidad adicional del agua retenida en la cuenca Fa es menor o igual.

12 720 min

7.79

93.53

20



(mm)

Precipitacin(mm)



(mm)


(mm)20 71.59 23.86 23.86 71.59 1.02 3.0540 46.62 31.08 7.22 21.65 1.05 3.1660 36.28 36.28 5.19 15.58 1.10 3.2980 30.36 40.48 4.20 12.61 1.14 3.43100 26.44 44.07 3.59 10.78 1.20 3.59120 23.62 47.24 3.17 9.51 1.26 3.77140 21.47 50.10 2.86 8.58 1.32 3.97160 19.77 52.72 2.62 7.85 1.40 4.21180 18.38 55.14 2.42 7.26 1.50 4.49200 17.22 57.40 2.26 6.78 1.61 4.82220 16.23 59.52 2.12 6.37 1.74 5.22240 15.38 61.53 2.01 6.02 1.91 5.72260 14.64 63.44 1.91 5.72 2.12 6.37280 13.98 65.25 1.82 5.45 2.42 7.26300 13.40 66.99 1.74 5.22 2.86 8.58320 12.87 68.66 1.67 5.01 3.59 10.78340 12.40 70.27 1.61 4.82 5.19 15.58360 11.97 71.81 1.55 4.64 23.86 71.59380 11.57 73.31 1.50 4.49 7.22 21.65400 11.21 74.76 1.45 4.34 4.20 12.61420 10.88 76.16 1.40 4.21 3.17 9.51440 10.57 77.52 1.36 4.09 2.62 7.85460 10.28 78.85 1.32 3.97 2.26 6.78480 10.02 80.13 1.29 3.87 2.01 6.02500 9.77 81.39 1.26 3.77 1.82 5.45520 9.53 82.62 1.23 3.68 1.67 5.01540 9.31 83.81 1.20 3.59 1.55 4.64560 9.11 84.98 1.17 3.51 1.45 4.34580 8.91 86.13 1.14 3.43 1.36 4.09600 8.72 87.25 1.12 3.36 1.29 3.87620 8.55 88.35 1.10 3.29 1.23 3.68640 8.38 89.42 1.08 3.23 1.17 3.51660 8.23 90.48 1.05 3.16 1.12 3.36680 8.07 91.51 1.04 3.11 1.08 3.23700 7.93 92.53 1.02 3.05 1.04 3.11720 7.79 93.53 1.00 3.00 1.00 3.00





05

1015202530

20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 660 700



0

20

40

60

80

20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 660 700

Curva IDF

Curva IDF

0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.00

20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 660 700



18

Existe una cierta cantidad de precipitacin Ia (Abstraccin inicial antes del encharcamiento) para lacual no ocurrir escorrenta, luego la escorrenta potencial es la diferencia entre P e Ia. La hiptesisdel mtodo del SCS consiste en que las relaciones de las dos cantidades reales y las dos cantidadespotenciales son iguales, es decir:

a

ea

IPP

SF

=

Del principio de continuidad: aae FIPP ++=

Combinando estas dos ecuaciones, Pe resulta:SIP

IPP

a

a

e +

=

2)(

La cual es la ecuacin bsica para el clculo de la profundidad de exceso de precipitacin oescorrenta directa de una tormenta utilizando el mtodo SCS.

Al estudiar los resultados obtenidos para muchas cuencas experimentales pequeas, se desarrolluna relacin emprica:

SI a 2,0= Con base en esto, se tiene que:

( )SPSPPe 8,0

2,0 2

+

=

2.6. CAUDAL DE DISEOPara el diseo de caudal de diseo se usara el programa Hec HMS.

Este documento fue elaborado utilizando la versin 3.5 del sistema de modelaje hidrolgicodesarrollado por el centro de ingeniera de los estados unidos HEC HMS, dicho programa estdiseado para simular el proceso de precipitacin escurrimiento en cuencas. Est diseado paraser aplicado en un amplio rango de regiones geogrficas para solucionar un rango general deproblemas. En este caso fue utilizado para una gran cuenca sin intervencin, los resultados queobtendremos de este programa sern los caudales que pasaran por el rio Nieva en periodos deretorno de 2 aos, 5 aos, 10 aos, 25 aos, 50 aos y 100 aos, para ser utilizados en diferentesobras que se puedan plantear, a continuacin se detalla los resultados obtenidos:

19

Periodo de retorno: 2 aosImagen N 10

HIDROGRAMA: 02 AOS

Imagen N 11TABLA DE RESULTADOS: 02 AOS

20

Periodo de retorno: 5 aos

Imagen N 12HIDROGRAMA: 05 AOS


21


HIDROGRAMA: 10 AOS


22


HIDROGRAMA: 25 AOS


23




24




25

Resumen de caudales:PERIODO

DERETORNO

CAUDAL(m3/seg)

PRECIPITACINTOTAL(mm)

PRECIPITACINPERDIDA(mm)

PRECIPITACINDE EXCESO

(mm)2 aos 1,293.90 55.76 40.58 15.185 aos 1,674.00 62.91 43.28 19.6310 aos 2,016.50 68.96 45.32 23.6425 aos 2,548.60 77.86 48.00 29.8650 aos 3,016.70 85.32 49.99 35.33100 aos 3,552.20 93.33 51.92 41.60

2.7. CARACTERSTICAS HIDRULICAS DEL RIO NIEVA EN PERIODOSDE RETORNOPara determinar las caractersticas hidrulicas del rio, en la zona donde se va a proyectar obras,se ha tenido que realizar a travs del software HEC-RAS, teniendo como base geogrfica latopografa levantada.HEC-RAS est diseado para realizar clculos hidrulicos unidimensionales para una redcompleta de canales naturales y construidos.

A continuacin se detalla los resultados obtenidos con el programa:

Imagen N 22IMAGEN TRIDIMENSIONAL DEL CAUDAL EN PERIODOS DE RETORNO

26

Imagen N 23SECCIN DONDE SE PROYECTARA EL PUENTE

Imagen N 24PERFIL DEL RIO (0+200 SECCION DEL PUENTE)

27

Imagen N 25CARACTERSTICAS HIDRULICAS DEL RIO EN LOS TIEMPOS DE TENORNO

DE 2, 5, 10, 15, 25, 50 Y 100 AOS

28

Cuadro N 07CARACTERSTICAS HIDRULICAS EN LA SECCIN DONDE SE PROYECTADA

EL PUENTE

Periodo deRetorno Q (m3/s)

Cota deTerrenom.s.n.m.

Cota deTirante de

Aguam.s.n.m.

CotaTiranteCritico

m.s.n.m.

CotaEnergam.s.n.m.

Velocidadm/s

2 Aos 1293 169.5 172.49 171.22 172.56 1.115 Aos 1674 169.5 172.83 171.37 172.9 1.2410 Aos 2016 169.5 170.42 171.51 179.61 13.4325 Aos 2548 169.5 170.54 171.69 181.06 14.3750 Aos 3016 169.5 173.71 173.84 1.62100 Aos 3552 169.5 173.98 174.14 1.76

29

DEFENSAS RIBEREAS

31

1. CAL CUL AR EL CAUDAL M AX IM O INS T ANT ANEO

A nc ho de R o : 184.6 mTalud : 0.5P endiente: 0.05Tirante: 1.00 m

Teniendo en c ons iderac in la frm ula de M A NNING - S TRICK LE R

1)

E l Caudal es igual a:

2)

Reem plaz ando 2) en 1)

3)

E l valor K s , (Rugos idad) s egn la tabla del Cuadro N 5, para ros de fuerte t rans porte de ac arreos es igual a K s = 30

1.00 m

E l valor del rea para un ta lud 1 : 1 Z = 1

Reem plaz ando V aloresA = 185.60 m

E l perim etro M ojado s era:

Reem plaz andoP = 187.43 m

E l Radio H idrulic o s era:

Reem plaz ando los valores enc ontrados s e t iene:

R = 0.99 m

Luego Calc ulam os el c audal m x im o ins tantaneo s egn la form ula 3

Q = 1236.93

E ntonc es Q = 1237

E s te Caudal ins tantaneo repres enta un valor para un frec uenc ia de c ada diez aos aprox im adam enteluego por c ons iderac iones de dis eo es te s e rec om ienda inc rem entarlo en un 50% m as , es dec ir

Q = 1855.50 m /se g

P or s eguridad tom am os un c audal m ay or en m /s ; en raz n que la a ltura del m uro no repres enta uninc rem ento ec onm ic o s ignific at ivo s i s e d is eara para 1860 m /se g

D ISE O D E D EF EN SA R IB ER E A - G A VIO N ES

1 8 5 m

M a rg e n D e re c h a R io N ie v a - Se c to r P .J . J u a n Ve la s c o A .

21

32

** SRKV S=

AVQ *=

21

32

*** SRAKQ S=

2* yyBA +=

ybP *2*2+=

PAR /=

32

2. CALCULO DE LA SECCION ESTABLE O AMPLITUD DE CAUCE

a. Empleando la ecuaciones de rgimen estable de BLENCH - ALTUNIN Para caso de arenas D50 = 0.5 0.0005 mm

Procedemos al clculo de factor de fondo:

Fbo = 0.794

Fb = 0.79Luego el ancho estable ser:

Fs = 0.3 Factor de Orilla para elmaterial muy cohesivo

B = 65.83 m = 70.00 m

Si el material solo fuera de arrastre se tiene:

Fs = 0.3 material de orilla ligeramente cohesivoFb = 1.2 factor de fondo de material grueso

Luego la seccin estable mnima ser:

B= 80.17 m = 90.00 m

Empleando la frmula de SIMONS Y ALBERTSON se tiene:

K1 = 2.9 Fondo y orillas de Grava

Luego :

B = 64.23 m = 70.00 mEn base a los clculos efectuados se puede indicar que la frmula de SIMONS se ajusta mas a lostrabajos que se van a realizar en la zona

3. CALCULO DE ALTURA DE ENCAUZAMIENTO

Teniendo en consideracin la avenida de diseo del proyecto, la pendiente promedioel coeficiente de rugosidad de Manning y la seccin estable del ro se determina el tirantemximo segn la relacin:

363 m/seg1.18

Donde: 428 m/seg

)*12.01(* CFFb bo +=

34

Q Caudal de avenida del proy ec to 500 m /se gA A rea de s ec c in 64.00 m R Radio Hidrulic o 1.79 mS P endiente del o/o 0.0133n Coefic iente de Rugos idad 0.030

La altura que tendr el dique de enc auz am iento s er igual al t irante m x im o m as un borde libre, que s e aprox im a a la altura de la inerc ia , o energa de veloc idad o c arga de la m is m a, m ult iplic ado por un c oefic iente que es ta en func in de la m x im a des c arga y pendiente del ro.Hay que dec ir que el Caudal de Dis eo es ta entre los V alores de 500 - 1000 m /s egE ntonc es es te c oefic iente es = 1.20

3.52 m 1.20A L T URA DE ENC A UZ A M IENT OP or S eguridad s e tom a Hm = 4.00 mA ltura de M uro

P ero dada que los es pigones s u altura de enc auz am iento s on de 4.00 m s e es ta tom ando altura de 3.50mLa longitud trans vers al es de 5.00m (S egn c riterio de proy ec tis ta) y a que lo unic o que s e des ea es enc auz ar y protegerlas riberas del Ro Nieva - M rgen derec ha

BL = 1.97

e = 1.64

Donde:H A ltura del Diqueh Tirante de la m x im a avenida m

B L B orde Libre mV veloc idad m edia del agua m /s 5.11g gravedad m /s 9.81 c oefic iente en func in de la m x im a des c arga y pendiente (prc tic o)e energa de la veloc idad 1.64

4. CALCULO DE LA V ELO CIDAD M EDIA - M ANNING S TRICKLER

5.11 m /se g

V m = V eloc idad m edia m /s 5.11 m /se gR = Radio Hidrulic o 1.79 mS = P endiente 0.013300K s = Coefic iente de rugos idad que depende del lec ho del ro 30

5. CALCULO DEL T IRANTE M AX IM O

= 1.54 m

6. CALCULO DE P RO FUNDIDAD DE S O CAV ACIO N - LL L IS T V AN LEBEDIEV

E s nec es ario evaluar la eros in a m x im a des c arga en una s ec c in c alc ulada para un c audalde dis eo o m x im a des c arga.E s te m todo c ons idera la veloc idad eros iva, que es la veloc idad m edia c alc ulada c apaz de degradarel fondo del ro y s e ex pres a:

a) S uelo Cohes ivo

Teniendo en c uenta la relac in

= 3.46 m

LBhH +=

eB L *=

21

32

** SRKV m S=

53

21

**

=

SboKs

Qt

obt

Qa

*35=

== 2

22

*22 AgQ

gV

e

35

A p l ic a n d o la f rm u la d e t s , p a ra s u e lo c o h e s ivo s e o b t ie n e lo s d a t o s d e la s t a b la s :P e s o e s p e c fic o 1 . 8 t n / m

X 0 . 2 91 / (x + 1 ) 0 . 7 8

B 0 . 8 2

= 4 . 6 9 m

L u e g o la p ro fu n d id a d s e r :

= 3 . 1 5 m

b ) S u e l o N o C o h e si v o . A p l i c a n d o l a e c u a c i n p e r t i n e n te ( ts) se t i e n e :

D m = 5B = 0 . 8 2 P e r i o d o d e R e to r n o d e 5 0 a o s

1 / (x + 1 ) 0 . 7 4

= 4 . 7 3 m

L u e g o l a p r o fu n d i d a d d e so c a v a c i n e n e ste c a so se r :

= 3 . 1 8 m

L u e g o e l c o l c h n a n t i so c a v a n te te n d r u n a l o n g i tu d d e :

L C o l c h n = 1 .7 5 * H S = = 6 . 0 m

E l e s p e s o r d e l c o lc h n s e r e n fu n c i n a la ve lo c id a d q u e p a ra e s t e c a s o e s 5 . 1 1 m / sy u s a n d o e l c u a d ro N 1 1 s e s e le c c io n a r u n e s p e s o r d e 3 0 c mp o r s e g u r id a d y p ie d ra d e re l le n o d e 7 0 - 1 2 0 m mE s t o s va lo re s s e lo g ra n y a q u e la V e lo c id a d c a lc u la d a e s t a p o r d e b a jo d e 4 . 2 m / s e g

E s t a s p ro fu n d id a d e s d e s o c a va c i n s e r n p ro d u c id a s p o r la c o rr ie n t e d e l a g u a a l h a c e r im p a c t o c o n c u a lq u ie ro b s t c u lo , h a c ie n d o q u e e l m a t e r ia l fin o y g ru e s o s e a n re m o vid o s y a r ra s t ra d o s .T o d a o b ra d e D e fe n s a c o m p re n d e d e b a s e d e fu n d a c i n y e l c u e rp o d e d e fe n s a . A m b o s re q u ie re n u n a c o n s t ru c c i nc u id a d o s a , a p e s a r d e s u s e n c i l le z .

X

s Bta

t

+

=

11

18.1

35

**6.0*

ttH SS =

x

S BDmta

t

+

=

11

28.0

35

**68.0*

ttH SS =

5. CALCULO DE LA ESTABILIDADEl clculo de la estabilidad ser dado al vuelco o volteo, as como al grado de sismicidad.

a) COLCHON 6.0 mLongitud 6.0metro 1Espesor 0.3

b) CALCULO DE ESTABILIDAD DE GAVIONES

Para determinar el valor de empuje se utiliza la teora de Coulomb, adoptando en el clculo el estado limite activo del terreno.

El empuje activo ser:

1.00 Ton/m

Luego F1 = 1.2 ton/mActua a d = H/3

H = Altura de Murod = 1.06 m

Peso especifico agua

21 **2

1tF =

36

Seguridad al Deslizamiento:w = Area del muro 5

p = Peso especfico del relleno 2.40 g = Peso especfico del gavin 1.68 = Angulo de friccin 30n = Porcentaje de vacis 0.3

g = 1.68 Ton/m

Clculo del Componente vertical del Empuje Activo

= Angulo de friccin del terreno = Angulo formado por plano de empuje y horizontal 30

Ev = 0.6

Clculo del Componente Horizontal

Eh = 1.03

= Angulo del Talud del material sobre el muro 0w = Peso de la estructura 12.6

n= 7.37 > 1.50.577350269

Verificacin de Seguridad al Volteo 13.19666406 El momento que produce el volteo ser: 7.619097545

1.03 7.372470285

Mv = 1.10 Ton/md = Altura punto de aplicacin empuje

El momento de resistencia ser:

Mr = 20.69Luego:

n = 18.87 > 1.5

Verificacin:

e = Excentricidad de la resultante

n = Resultante de fuerzas normales a la base del muro

n = 13.20

e = 0.015 < 0.5 !OK!

)1( npg =

)90(* += SenEE aV

)90(* += CosEE aV

[ ]

CosEh

SenEvwtgSenEhCosEvwn

*

*)(***)('

++++=

dEMv H *=

sEsWM vR *'* +=

5.1=V

R

MM

n

n

MMbe VR

=

2

SenECosEWn HV **)( ++=

0*0*)( SenECosEWn HV ++=

37

Malla de a lam breC ada g rada es de 0 .50 m

Canto rodado

0.303 m 1 m 1 m

5.00 m 1 .8 Ton/m p*(1 -n)30%

g = 1 .3 Ton/m Peso (W =) 6 .3 Ton

a ) El e m puje a ctivo se rt = 1.54 m

= 1000 m /seg

F1= 1.19 Ton/m d = 1.2 m

b) S e gurida d de De sliza m ie nto

Clculo de l Com pone nte V e rtica l de l Em puje Activo

= = 30 A ngulo de Fric c in del terreno = 90 A ngulo f ormado por plano de empuje y horizontal

E v = 0.60 Ton/m

Clculo de l Com pone nte Horizonta l

= 30 A ngulo de Fric c in del terreno = 90 A ngulo f ormado por plano de empuje y horizontal

E h = 1.03 Ton/m

Cos 0 = 1.00S eno 0 = 0.00 n' = 3.85 >= 1.5 Re siste a l De sliza m ie nto

tg 30 = 0.58c) V e rifica cion de la S e gurida d a l V olte o

M om e nto que produce a l V olte o se rM v = Eh*d = 1.21 Ton/m

El m om e nto re siste nte se rM r = W 's + Ev*s = 8.09 Ton/m 3

= 6.71 > 1.5 Re siste a l V olte o

1.0 m

1.5 m

d =H/3

DISEO DE DEFENSA RIBEREA - GAVIONES

1.0 m

1.- Ca lculo de Esta bilida d de Ga vione s

Ar e a de Gavione s =Pe s o e s pe cifco de Re lle no p =Pe s o e s pe cifco de Gavin g =

Por ce ntje de V acios n =

Colchon Antisocavante

21 **2

1tF =

)90(* = SenE aE v

)90(* = CosEaEh

[ ]

C osE h

SenE vwtgSenE hC osE vwn

*

*)(***)('

++++=

M vM r

n =

38

PROYECTO : PUENTE PEATONAL NIEVAUBICACIN : SANTA MARIA DE NIEVA-AMAZONASRESPONSABLE : ING PEDRO CASTRO CELIS

SOCAVACION :La socavacin que se produce en un ro no puede ser calculada con exactitud, solo estimada, muchos factores intervienenen la ocurrencia de este fenmeno, tales como:- El caudal-Tamao y conformacin del material del cauce- Cantidad de transporte de slidos Las ecuaciones que se presentan a continuacin son una gua para estimar la geometra hidrulica del cauce de un ro. Las mismas estn en funcin del material del cauce.SOCAVACION GENERAL DEL CAUCE:Es aquella que se produce a todo lo ancho del cauce cuando ocurre una crecida debido al efecto hidrulico de unestrechamiento de la seccin; la degradacin del fondo de cauce se detiene cuando se alcanzan nuevas condiciones deequilibrio por disminucin de la velocidad, a causa del aumento de la seccin transversal debido al proceso de erosin.Para la determinacin de la socavacin general se empleara el criterio de Lischtvan - Levediev :Velocidad erosiva que es la velocidad media que se requiere para degradar el fondo esta dado por las siguientes expresiones:

Ve = 0.60 gd1.18 b Hsx ; m/seg suelos cohesivos

Vc = 0.68 b dm 0.28 Hsx ; m/seg suelos no cohesivosEn donde:

Ve = velocidad media suficiente para degradar el cauce en m/seg.gd = peso volumtrico del material seco que se encuentra a una profundidad Hs, medida desde la superficie del agua ( Ton/m3)b = coeficiente que depende de la frecuencia con que se repite la avenida que se estudia. Ver tabla N 3x = es un exponente variable que esta en funcin del peso volumtrico gs del material seco (Ton/m3 )Hs = tirante considerado, a cuya profundidad se desea conocer que valor de Ve se requiere para arrastrar y levantar al material ( m )dm= es el dimetro medio ( en mm ) de los granos del fondo obtenido segn la expresin.

dm = 0.01 S di pi en el cual

di = dimetro medio, en mm, de una fraccin en la curva granulomtrica de la muestra total que se analizapi = peso de esa misma porcin, comparada respecto al peso total de la muestra. Las fracciones escogidas no deben ser iguales entre si.

( 1 ) - Perfil antes de la erosin.( 2 ) - Perfil despus de la erosin

CALCULO DE SOCAVACION

Hs

B

Ho 1

ds2

39

Clculo de la profundidad de la socavacin en suelos homogneos:Suelos cohesivos:

Hs = a Ho5/3 1 / (1 + x) Hs = a Ho5/3 1 / (1 + x)

0.60b gd1.18 0.68b dm0.28Donde: a = Qd / (Hm5/3Bem)

Qd = caudal de diseo (m3/seg)Be = ancho efectivo de la superficie del lquido en la seccin transversalm = coeficiente de contraccin. Ver tabla N 1Hm = profundidad media de la seccin = Area / Be x = exponente variable que depende del dimetro del material y se encuentra en la tabla N 2dm = dimetro medio (mm)

TABLA N 1COEFICIENTE DE CONTRACCION , m

Velocidad media en la Longitud libre entre dos estribosseccin, en m / seg

Menor de 11.001.502.002.503.003.50

4.00 o mayor

TABLA N 2VALORES DE X PARA SUELOS COHESIVOS Y NO COHESIVOS

SUELOS COHESIVOS SUELOS NO COHESIVOSP. ESPECIFICO x dm (mm) xgd (Tn/m3)

0.80 0.52 0.05 0.430.83 0.51 0.15 0.420.86 0.50 0.50 0.410.88 0.49 1.00 0.400.90 0.48 1.50 0.390.93 0.47 2.50 0.380.96 0.46 4.00 0.370.98 0.45 6.00 0.361.00 0.44 8.00 0.351.04 0.43 10.00 0.341.08 0.42 15.00 0.331.12 0.41 20.00 0.321.16 0.40 25.00 0.311.20 0.39 40.00 0.301.24 0.38 60.00 0.291.28 0.37 90.00 0.281.34 0.36 140.00 0.271.40 0.35 190.00 0.261.46 0.34 250.00 0.251.52 0.33 310.00 0.241.58 0.32 370.00 0.231.64 0.31 450.00 0.221.71 0.30 570.00 0.211.80 0.29 750.00 0.201.89 0.28 1000.00 0.192.00 0.27

Suelos no cohesivos:

0.90 0.93 0.94 0.95 0.96 0.96 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99 1.00 0.89 0.91 0.93 0.94 0.95 0.96 0.96 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99 0.87 0.90 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99 0.85 0.89 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99 0.99 0.99

10 13 16 18 21 25 30 42 52 63 106 124 200 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.96 0.97 0.98 0.99 0.99 0.99 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.94 0.96 0.97 0.97 0.97 0.98 0.99 0.99 0.99 0.99 1.00 1.00 1.00 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99 0.99 1.00

40

VALORES DEL COEFICIENTE bPeriodo de retorno Coeficientedel ga s to de di seo b

( aos )

2 0.825 0.8610 0.9020 0.9450 0.97100 1.00500 1.05

SOCAVACION AL PIE DE LOS ESTRIBOS:

El mtodo que ser expuesto se debe a K. F. Artamonov y permite estimar no solo la profundidad de socavacin al pie deestribos, sino adems al pie de espigones. Esta erosin depende del gasto que tericamente es interseptado por e l espign,re lacionando con e l gasto total que escurre por e l ro, del talud que tienen los lados del estribo y del ngulo que e l e jelongitudinal de la obra forma con la corriente. El tirante incrementado al pie de un estribo medido desde la superficie libre dela corriente, esta dada por:

St = Pa Pq PR Hoen que

Pa = coeficiente que depende del ngulo a que forma el e je del puente con la corriente, como se indica en la figura siguiente; su valor se puede encontrar en la tabla N 4

Pq = coeficiente que depende de la re lacin Q 1/Q, en que Q1 es e l gasto que tericamente pasaria por e l lugar ocupado porel estribo si ste no existiera y Q, es e l gasto total que escurre por e l ro. El valor de P q puede encontrarse en latabla N 5

PR = coeficiente que depende del talud que tienen los lados del estribo, su valor puede obtenerse en la tabla N 6Ho = tirante que se tiene en la zona cercana al estribo antes de la erosin

TABLA N 3

EJE DEL EST RIBO

Q 2

Q - ( Q 1 + Q 2 )Q 1

EST RIBO

T AL UD DEL EST RIBO R : 1

VSt Ho

So

41

TABLA N 4

a 30 60 90 120 150 Pa 0.84 0.94 1.00 1.07 1.19

TABLA N 5

Q1/Q 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 Pq 2.00 2.65 3.22 3.45 3.67 3.87 4.06 4.20

TABLA N 6VALORES DEL COEFICIENTE CORRECTIVO PR EN FUNCION DE R

TALUD R 0 0.50 1.00 1.50 2.00 3.00PR 1.00 0.91 0.85 0.83 0.61 0.50

DETERMINACION DE LA PROFUNDIDAD DE SOCAVACION

TIPO DE CAUCE 2 (Ver cuadro adjunto) CAUCE TIPOSUELO COHESIVO 1SUELO NO COHESIVO 2

A.- Clculo de la socavacin general en el cauce:

Hs = profundidad de socavacin (m)Qd = caudal de diseo 3,552.00 m3/segBe = ancho efectivo de la superficie de agua 184.60 mHo = tirante antes de la erosin 1.00 mVm = ve locidad media en la seccin 1.47 m/segm = coheficiente de contraccion. Ver tabla N 1 0.99gd = peso especifico del suelo del cauce 1.92 Tn/m3dm = dimetro medio 0.05 mmx = exponente variable . Ver tabla N 2 0.043Tr = Periodo de retorno del gasto de diseo 100.00 aosb = coeficiente que depende de la frecuencia del caudal de diseo. Ver tabla N 3 1.00A = rea de la seccin hidrulica 1,148.39 m2Hm = profundidad media de la seccin 6.221 ma = 0.924

Entonces,

Hs = 3.00 mds = profundidad de socavacin respecto al fondo del cauce

ds = 2.00 m

Asumimos ds = 2.00 m

VALORES DEL COEFICIENTE CORRECTIVO Pq EN FUNCION DE Q 1/Q

VALORES DEL COEFICIENTE CORRECTIVO P a EN FUNCION DE a

42

B.- Clculo de la socavacin al pie de estribos:

1.- Estribo margen izquierda aguas abajo

St = tirante incrementado al pie del estribo debido a la socavacin en mts.Ho = tirante que se tiene en la zona cercana al estribo antes de la erosion 1.00Q = caudal de diseo 3,552.00Q1 = caudal que tericamente pasara por el lugar ocupado por el estribo de la margen izquierda 1,000.00Q1/Q = 0.28Pq = coeficiente que depende de la relacin Q1/Q. Ver tabla N 5 3.11a = ngulo que forma el eje del estribo con la corriente 90.00Pa = coeficiente que depende del ngulo a . Ver tabla N 4 1.00R = talud que tiene el estribo 0.00PR = coeficiente que depende del talud que tiene el estribo. Ver tabla N 6 1.00

Entonces,

St = 3.11 m

ds = profundidad de socavacin respecto al fondo del cauce

So = 2.11 m

Por Criterio prctico;Asumimos So = 2.00 m

2.- Estribo margen derecha aguas abajo

St = tirante incrementado al pie del estribo debido a la socavacin en mts.Ho = tirante que se tiene en la zona cercana al estribo antes de la erosin 1.50Q = caudal de diseo 3,552.00Q1 = caudal que tericamente pasara por el lugar ocupado por el estribo de la margen derecha 500.00Q1/Q = 0.14Pq = coeficiente que depende de la relacin Q1/Q. Ver tabla N 5 2.26a = ngulo que forma el eje del estribo con la corriente 90.00Pa = coeficiente que depende del ngulo a . Ver tabla N 4 1.00R = talud que tiene el estribo 0.00PR = coeficiente que depende del talud que tiene el estribo. Ver tabla N 6 1.00

Entonces,

St = 3.39 mds = profundidad de socavacin respecto al fondo del cauce

So = 1.89 mPor Criterio prctico;Asumimos So = 2.00 m

INTRODUCCION ANLISIS HIDROLOGICO2.1 OBJETIVO2.2 METODOLOGA EMPLEADA2.3. RECOPILACIN DE LA INFORMACIN2.3.1. Estudios existentes2.3.2. Cartografa2.3.2. Informacin hidrolgica

2.4 DETERMINACIN DE CURVAS IDF2.4.1. Verificacin de datos, con validacin estadstica2.4.2. Series de intensidades2.4.3. Ajuste de modelos2.4.4. LA ECUACIN DE INTENSIDAD VLIDA PARA LA CUENCA RESULTA

2.6. CUENCA DEL RIO NIEVA 2.5. LLUVIA DE DISEO 2.5.1. Determinacin de Hietogramas.2.5.2. Lluvia de diseo efectivaMtodo de abstracciones del SCSFormulacin

2.6. CAUDAL DE DISEO/Periodo de retorno: 50 aos /Periodo de retorno: 100 aos Resumen de caudales:

2.7. CARACTERSTICAS HIDRULICAS DEL RIO NIEVA EN PERIODOS DE RETORNO

3.- estudio hidrologico +defensas ribereÑas nieva 2014 - 18-10-14

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