anejo nº4 hidrología y drenaje

ANEJO Nº4

Hidrología y Drenaje

P.C. de vía ciclista en el barrio de La Herrera (T:;M. Zalla) Anejo nº4: Hidrología y Drenaje

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Índice

1 Introducción 1

2 Datos de la Agenda de Estado 2

3 Climatología e Hidrología 3

3.1 Introducción 3

3.2 Descripción de las zonas afectadas 3

3.3 Hidrología 3

3.3.1 Caudales 3

3.3.1.1 Determinación de los caudales esperados (Qe) 3

3.3.1.2 Cálculo de It. 3

3.3.1.3 Coeficiente de escorrentía. 4

3.3.1.4 Determinación de los Caudales de Proyecto. 4

3.3.1.5 Características de las cuencas drenadas. 5

4 Dimensionamiento de las nuevas Obras de Drenaje Transversal 6

APÉNDICE Nº4.1: INVENTARIO DE DRENAJE

APÉNDICE Nº4.2: CALCULOS HIDRAULICOS


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1 Introducción

El objeto del presente Anejo es el diseño del la Red de Drenaje, lo que incluye el dimensionamiento de las

obras de drenaje y la justificación de los sistemas de evacuación de las aguas en las obras proyectadas.

A continuación se describen las principales características de la red de drenaje proyectada. Se adjuntan

los cálculos justificativos de dicha red de drenaje.

El “Proyecto de Construcción de una vía ciclista en el barrio de La Herrera en el término

municipal de Zalla”. Por lo tanto se analizan un total de 0,6 km y se analizan las necesidades de drenaje

transversal.

Las actuaciones de drenaje en esta carretera vienen motivadas por dos aspectos:

Analizar el estado de los distintos elementos de la red de drenaje en la carretera BI-3651 según los

datos obtenidos de la Agenda de Estado.

Actualizar el drenaje en las zonas donde se rectifica la sección a lo largo de todo el tramo de la

carretera, lo cual lleva asociado la ampliación de una serie de obras existentes.


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2 Datos de la Agenda de Estado

La Agenda de Estado registra datos tanto de drenaje longitudinal como transversal. En el apéndice 4.1.

se presentan unas tablas resumen con los distintos elementos:

Las primeras 7 columnas indican la carretera, el tipo de elemento (drenaje longitudinal o transversal),

su ubicación en ppkk y código del elemento, y si está activo a día de hoy o no y su estado.

Las siguientes columnas hacen referencia al drenaje transversal, si se trata de un caño o tajea, sus

dimensiones, estado y material.

La carretera objeto de estudio lleva asociado la ampliación de la plataforma en alguno de sus tramos, en

los que es necesario ampliar una serie de obras de drenaje. En el caso de que las obras a ampliar sean

tajeas estas se repondrán según criterios establecidos desde la DFB. Estas obras son las siguientes:

Carretera PK Inicial PK Final Código D.

transversal tipo

S1-Diám.(cm)

S1-Anchocm)

S1-Alto(cm)

BI-3651 26+651 26+654 DRCO-18913 Caño 50

BI-3651 27+0001 26+1003 DRCO-18922 Caño 80

BI-3651 27+0057 27+0057 DRCO-20640 Tajea 50 60

BI-3651 27+0125 27+0125 DRCO-20641 Tajea 50 60

BI-3651 27+0260 27+0260 DRCO-20641 Tajea 50 70


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3 Climatología e Hidrología

3.1 Introducción

La carretera BI-3651 en el tramo de análisis comunica el barrio de la Herrera del municipio de Zalla en sus

poco mas de 1,4 km.

El clima de la zona, como el resto de la cornisa cantábrica, se caracteriza por inviernos suaves y veranos

frescos, aire húmedo, abundante nubosidad y precipitaciones frecuentes.

3.2 Descripción de las zonas afectadas

Tal y como se ha comentado en el apartado anterior, las propuestas en el ámbito del drenaje consisten en

reponer aquellas obras de drenaje que no disponen de la capacidad hidráulica adecuada, y la ampliación

de aquellas obras de drenaje que se ven afectadas por la ampliación de plataforma.

3.3 Hidrología

En el caso objeto de estudio se han obtenido los caudales de los datos proporcionados por la Agenda de

Estado.

3.3.1 Caudales

Para la determinación del caudal de cálculo es necesario establecer diferentes parámetros, como el

coeficiente de escorrentía, tiempo de concentración, la intensidad de lluvia o el periodo de retorno a

considerar.

3.3.1.1 Determinación de los caudales esperados (Qe)

Al tratarse de cuencas de reducida extensión, no existe en los Organismos de Cuenca correspondientes

datos de su caudal. Se procede por ello, y siguiendo las prescripciones de la Instrucción 5.2-IC y de las

normas BAT, a la estimación de este caudal mediante el método hidrometeorológico basado en la

fórmula racional.

La expresión de la fórmula racional a aplicar es la siguiente:

Qe = 6.3

CSIt

Siendo:

It: Intensidad de lluvia en mm/h.(correspondiente a un tiempo de concentración Tc

S: superficie de la Cuenca en km2

C: Coeficiente de escorrentía (adimensional)

Qe: Caudal en m3 /seg.

3.3.1.2 Cálculo de It.

La aplicación de las normas BAT simplifica el cálculo de la intensidad de lluvia a considerar. Estas normas

tienen ya en cuenta las características del territorio y las series de datos recogidos por los Servicios de

meteorología de la zona, por lo que la intensidad de lluvia pasa a depender de dos únicos factores que

son el Periodo de retorno (Tr) y el Tiempo de concentración (Tc).

El tiempo de concentración se calcula mediante la fórmula:

Tc = 76.0

4/1

3.0

J

L

Siendo:

Tc: Tiempo de concentración en horas.

L: Longitud de cuenca interceptada en Km.

J: Pendiente media de la cuenca en tanto por uno.

Se considera que el tiempo de concentración mínimo es de 10 minutos, por lo que cuando el resultado de

la fórmula sea menor se toma Tc = 10 min.

Con el valor de Tc se entra en la tabla, propuesta en las normas BAT, para hallar directamente el valor de

la Intensidad Máxima para el periodo de retorno considerado.

Los periodos de retorno recomendados en las normas BAT a efectos del proyecto objeto de estudio son:

25 años sumideros, cunetas, colectores, caños y obras con sección de desagüe inferior a 0.75 m2 .

100 años para caños, alcantarillas, bajantes escalonadas, tajeas, pontones y obras con sección de

desagüe entre 0.75 m 2 y 5 m2 .

250 años para pontones, puentes y obras con sección de desagüe entre 5 m2 y 50 m2.

500 años para puentes y obras con sección de desagüe superior a 50 m2.


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Entrando en la tabla que aparece a continuación se obtiene Imax en función de estos valores:

INTENSIDAD MÁXIMA DE PRECIPITACIÓN

Tiempo de concentración

PERIODO DE RETORNO Tr (Años)

10 25 50 100 250 500

24 h 6 7 8 9 10 11

12 h 9 11 12 14 16 17

9 h 11 13 15 17 19 21

6 h 14 17 19 22 24 27

5 h 16 19 22 24 27 30

4 h 18 22 25 28 31 34

3 h 21 26 29 33 37 41

2 h 30 min 23 29 32 36 41 45

2 h 27 32 37 41 47 51

1 h 45 min 29 35 40 44 50 55

1 h 30 min 31 38 43 48 55 60

1 h 20 min 33 40 46 51 58 64

1 h 10 min 36 43 49 55 63 68

1 h 40 47 53 60 68 74

50 min 42 52 59 66 75 81

40 min 47 58 66 73 84 91

30 min 55 67 76 85 96 105

25 min 60 73 83 92 105 115

20 min 66 81 92 103 117 127

15 min 76 92 105 117 133 145

10 min 91 111 125 140 159 174

3.3.1.3 Coeficiente de escorrentía.

Si se dispone de datos fiables se utilizarán estos. En caso contrario se acudirá a la tabla contenida, a tal

efecto, en las normas BAT.

TIPO DE SUELO C

Pavimentos y zonas urbanas intensivas 0.8 - 1

Zonas urbanas residenciales. Terrenos impermeables, vegetación escasa.

0.7 – 0.9

Terrenos permeables, vegetación escasa. Terrenos impermeables vegetación densa.

0.6 – 0.8

Terrenos permeables, vegetación densa. Terrenos impermeables, bosque frondoso.

0.5 – 0.7

Terrenos permeables, bosque frondoso. 0.4 – 0.6

Para este proyecto se adopta el valor de 0,7 cuando el agua es recogida por el terreno lo cual nos dejará

del lado de la seguridad.

3.3.1.4 Determinación de los Caudales de Proyecto.

Para la determinación de los caudales de proyecto multiplicaremos el caudal estimado, obtenido por el

método racional, por un coeficiente de mayoración, kp, que no depende de parámetros hidrológicos, sino

de los posibles daños que una avenida pueda ocasionar en el entorno.

El parámetro kp se halla entrando en las tablas siguientes:

CLASIFICACIÓN DE LOS DAÑOS POSIBLES

A Inundación de vegas agrícolas por elevación de la lámina de agua con la velocidad de la corriente < 1 m/seg.

B Inundación de granjas, instalaciones industriales y viviendas aisladas, por la elevación de la lámina de agua con velocidad de la corriente>1 m/sg.

C Inundación de áreas urbanas y suburbanas con arrastre de vehículos y corte de las vías de comunicación.

D Inundación catastrófica con arrastre de árboles y animales, importantes daños materiales y peligro de vidas humanas

COEFICIENTE DE MAYORACIÓN Kp

OBRA DE DRENAJE Daños A Daños B Daños C Daños D

Sumideros, cunetas, colectores, caños y obras con sección de desagüe inferior a 0.75 m2

1 - 1.2 1 - 1.2 _ _

Caños, alcantarillas, tajeas, pontones y obras con sección de desagüe entre 0.75 y 5 m2

1 - 1.2 1 - 1.2 1.1 - 1.3 1.2 - 1.4

Pontones, puentes y obras de drenaje con sección de desagüe entre 5 y 50 m2

1 - 1.2 1.1 - 1.3 1.2 - 1.4 1.3 - 1.5


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3.3.1.5 Características de las cuencas drenadas.

Con la metodología descrita se han determinado las dimensiones de las tajeas a sustituir siguiendo los

caudales para cada obra obtenidos de la Agenda de Estado:

PK Inicial PK Final Código Cuenca

área(Ha) Cuenca

longitud(m) Cuenca

desnivel(m) Q aportado

(m3/s)

27+0057 27+0057 DRCO-20640 0,43* 172* 80* 0,129

27+0125 27+0125 DRCO-20641 0,24* 167* 80* 0,072

27+0260 27+0260 DRCO-20642 1,4* 198* 90* 0,419

*Datos obtenidos de la Agenda de Estado


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4 Dimensionamiento de las nuevas Obras de Drenaje Transversal

Las obras de drenaje transversal tienen por objeto restituir el curso de los cauces de agua superficial que

se vean interrumpidos por la traza, introduciendo las mínimas modificaciones sobre las condiciones

originales de dichos cauces, como son las pendientes en alzado y el esviaje.

En el diseño de las obras de drenaje transversal se han seguido las recomendaciones de la Instrucción 5.2-

IC “Drenaje superficial” y de las normas BAT, a partir de los caudales del apartado anterior se estiman los

nuevos tubos a instalar en cada caso.

Como se ha mencionado anteriormente , la ampliación de plataforma lleva asociada una ampliación de

ODTs, existentes, pero en el caso de ser tajes se sustituyen por caños.

En la tabla adjunta se muestran las tajeas a reemplazar:

PK Inicial PK Final Código Q aportado

(m3/s) Nueva ODT

Diámetro (m)

27+0057 27+0057 DRCO-20640 0,129 0,4

27+0125 27+0125 DRCO-20641 0,072 0,3

27+0155 27+0155 0,1 0,4

27+0260 27+0260 DRCO-20642 0,419 0,6

En la tabla adjunta se muestran las ODTs a ampliar:

PK Inicial PK Final Código Diámetro (m)

27+0001 26+1003 DRCO-18922 0,8

26+651 26+654 DRCO-18913 0,5

APÉNDICE 4.1

Inventario de Drenaje

Código Á.conservación Carretera PK Inicial PK Final X Inicial Y Inicial X Final Y Final Longitud entre PKs(m) Denominación Tipo funcionalidad Z inicial Z final

DRCO-18915 3 BI-3651 26+0701 26+0701 486729,55 4783567,6 486735,31 4783559,92 0 CO-BI-3651-026+701-01 Transversal 1,2 2,5

DRCO-18916 3 BI-3651 26+0716 26+0728 486717,55 4783558,6 486708,136 4783550,88 12 CO-BI-3651-026+716-01 Longitudinal 0,8 1

DRCO-20639 3 BI-3651 26+0728 26+0728 486708,136 4783550,88 486714,514 4783543,44 0 CO-BI-3651-026+728-01 Transversal 1,7

DRCO-18918 3 BI-3651 26+0742 26+0728 486697,75 4783543 486708,136 4783550,88 14 CO-BI-3651-026+742-01 Longitudinal 0,5 1

DRCO-18919 3 BI-3651 26+0801 26+0801 486650,55 4783509,6 486656,19 4783502,08 0 CO-BI-3651-026+801-01 Transversal 1

DRCO-18920 3 BI-3651 26+0802 26+0801 486649,75 4783509 486650,55 4783509,6 1 CO-BI-3651-026+802-01 Longitudinal 1

DRCO-18921 3 BI-3651 26+0900 26+0900 486573,056 4783451,95 486581,187 4783443,81 0 CO-BI-3651-026+900-01 Transversal 1,4



DRCO-20641 3 BI-3651 27+0125 27+0125 486380,298 4783346,23 486379,443 4783337,68 0 CO-BI-3651-027+125-01 Transversal 1 1,6

DRCO-20642 3 BI-3651 27+0260 27+0260 486256,65 4783393,2 486251,55 4783386,4 0 CO-BI-3651-027+260-01 Transversal 1 2

DRCO-18923 3 BI-3651 27+0266 27+0260 486251,85 4783396,8 486256,65 4783393,2 6 CO-BI-3651-027+266-01 Longitudinal 0,45 0,7

D. transversal tipo D. transversal material Cuenca área(Ha) Cuenca longitud(m) Cuenca desnivel(m) Sec. 1 diámetro(cm) Sec. 1 ancho(cm) Sec. 1 alto(cm) Sec. 1 longitud(m)

Caño Hormigón 0,11 81 40 50 6

25 12

Tajea Mampostería 0,78 137 70 50 70 9

25 14

Caño Hormigón 3,82 320 145 40 7

25 20

Caño Hormigón 1,24 210 130 30 9

Caño Hormigón 1,61 311 130 80 20




25 6

APÉNDICE 4.2

Calculos Hidráulicos

Cunetas

Caudal

Número Progres Elemento Tipo Dimens. Longitud Pendiente Tiempo Calzada Terreno Calzada Terreno Total Rugosidad máximo Calado Area Rh Velocidad

Km+m m m % concentración m2 m2 l/s/m2 l/s/m2 l/s l/s m m2 m/s

TRONCO

Mediana

P.Alto 0 + 080

Cuneta 0,60 50 2,00 10 475,00 222,00 0,034 0,024 21,381 0,014 68,547 0,097 0,019 0,038 1,138

0 + 130

27 + 450

Cuneta 0,60 180 1,50 10 1710,00 1150,00 0,034 0,024 85,300 0,014 59,364 0,152 0,046 0,059 1,329

27 + 270 Sumidero

CUENCA APORTACION CAUDALES APORTADOSPUNTO DE REFERENCIA CONDUCTOS DE AGUA DIMENSIONAMIENTO HIDRAULICO CONDUCTO

Página 1 FULCRUM

0,419 tajea 18

CÁLCULO DE CAÑOS

Q (m3

Caudal de diseño:

Denominación0,419 tajea 18

252,120

252,060

10,00

0,600

0,300

Q (m3/s):

Datos de cálculo de la ODT

Denominación

0,60

Longitud total del marco (m):

Cota embocadura del marco (m)

Cota aguas abajo del marco (m):

Diámetro interior del caño (m):

Radio interior del caño (m): 0,300

1,00

0,015

0,4

0,600

1,000

Características del cauce aguas abajo:

Ancho de base (m)

Taludes (H:V) (_:1)

Número de celulas:

Número de Manning de la ODT:

Coeficiente de pérdidas en embocadura:

Radio interior del caño (m):

1,000

0,015

0,035

NO

0,501 0,354

1,661 1,240

0,704 0,779

Velocidad uniforme (m/s) Velocidad uniforme (m/s)

Número de Froude Número de Froude

Calado uniforme (m)

Número de Manning del cauce:

Existe calado impuesto aguas abajo (SI/NO)

Taludes (H:V) (_:1)

Pendiente (m/m)

Régimen en sección de cauce:

Calado uniforme (m)

Régimen en sección de ODT:

0,704 0,779

0,424 0,308

1,960 1,501

0,009 0,025

RÉGIMEN LENTO RÉGIMEN LENTO

HW(II-6) 1,48

Tipo de régimen estacionario

Número de Froude

Calado crítico (m)

Número de Froude

Tipo de régimen estacionario

Velocidad crítica (m/s)

Pendiente crítica

Velocidad crítica (m/s)

Pendiente crítica

Calado crítico (m)

Velocidad en entrada (m/s)

Funcionamiento hidráulico de la ODT:

Clase-Tipo HW(II-6) 1,48

Sumergida 1,48

Salida 0,76

0,35

0,854 2,400

NIVEL ALTO 0,06

NO

Nivel a la salida

Velocidad en entrada (m/s)

Velocidad de salida (m/s)

Protección de escollera a la salida de la ODT:

Erosión máxima previsible (m)

Calado aguas abajo TW (m)

Protección a la salida de la ODT:

Peso específico escollera (T/m3)

Tamaño mínimo D50 (m)

Clase-Tipo

Entrada

Sección de control Calado aguas arriba HW (m)

NO

Q (m3/s) HW (m) Clase-Tipo

0,42 0,927 HW(II-6)

0,84 2,388 HW(II-7)

1,26 4,822 HW(II-7)

1,68 8,231 HW(II-7)

Curva característica de la ODT:

Protección a la salida de la ODT:

120,000

140,000

160,000

Curva característica

1,68 8,231 HW(II-7)

2,10 12,613 HW(II-7)

2,51 17,969 HW(II-7)

3,35 31,602 HW(II-7)

3,77 39,880 HW(II-7)

4,19 49,131 HW(II-7)

5,45 82,728 HW(II-7)

5,87 95,875 HW(II-7)

6,29 109,995 HW(II-7) 0,000

20,000

40,000

60,000

80,000

100,000

120,000

140,000

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00

HW

(m)

6,29 109,995 HW(II-7)

7,12 141,158 HW(II-7)

0,000

20,000

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00

Q(m3/s)

anejo nº4 hidrología y drenaje

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