estudio hidrologico de una cuenca menor

PROYECTO: MEJORAMIENTO DE LA PROLONGACIÒN DE LA AV. YAHUARMAQUI EN LAS APVS VALLE SAGRADO Y HABITAT DEL DISTRITO DE URUBAMBA, PROVINCIA DE URUBAMBA - CUSCO

MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE URUBAMBA

ESTUDIO HIDROLÓGICO E HIDRAULICO

5.1 INFORMACIÓN METEOROLÓGICA

5.1.1 Área de la Cuenca

Se refiere al área proyectada en un plano horizontal, se obtiene después de delimitar las sub cuencas.

CUENCA C - 01

AREA (m2) 121,273.15

AREA (km2) 0.121

AREA (Ha) 12.12

PERIMETRO (m) 1,945.52

5.1.2 Pendiente de la Cuenca

La pendiente de la cuenca es un parámetro muy importante en el estudio de toda cuenca, ya que tiene relación con la infiltración, la escorrentía superficial, humedad del suelo, y contribución del agua subterránea a la escorrentía. Es uno de los factores que controla el tiempo de escurrimiento y de concentración.

PENDIENTECUENCA PENDIENTE

C - 01 0.14

5.1.3 Longitud del Cauce Principal

Fue obtenida directamente con el apoyo del software AutoCAD; algunos métodos para estimar el caudal utilizan este parámetro:

LONGITUD DE CAUCE

CUENCA L (Km)

C - 01 0.746



5.2 INFORMACIÓN HIDROMETEOROLÓGICA

Se obtuvo de las diferentes estaciones meteorológicas que se encuentran próximas al ámbito de estudio y que conforman la Red Hidrometeorológica.

La información utilizada en el presente estudio ha sido obtenida de las siguientes instituciones: La Universidad Nacional San Antonio Abad del Cusco (PERAYOC y Kayra), y de la Corporación Peruana de Aviación Comercial (CORPAC), ubicadas en las siguientes coordenadas:

COORDENADAS GEODÉSICAS DE LAS ESTACIONES METEREOLOGICAS

UBICACION PERAYOC KAYRA CORPAC

Latitud Sur 13º 31’ 13º 25’ 13º 31’

Longitud Oeste 71º 57’ 71º 52’ 71º 58’

Altitud (m.s.n.m.) 3365.00 3219.00 3349.90

5.3 PRECIPITACIÓN MEDIA SOBRE LA CUENCA

El análisis de las lluvias caídas sobre la cuenca se basa en los datos procesados obtenidos anteriormente. El objetivo final será calcular la lámina de agua caída en promedio por año sobre las sub cuencas.

Teniendo como base la estación de Perayoc que es la más próxima, se procede a regionalizar por el método de los promedios los datos teniendo como parámetro la altura media de nuestro proyecto, de donde se obtiene la precipitación media de la cuenca:

Precipitación Media de la Cuenca: 1038.36 mm.

5.4 ESTIMACIÓN DEL PERIODO DE RETORNO

Es el intervalo de recurrencia promedio entre eventos que igualan o exceden una magnitud especificada, es decir, es la probabilidad de que el suceso ocurra en cualquier año de su vida útil. Para cuantificar este valor se tienen fórmulas empíricas como:

Donde:

T = Periodo de retorno en años

J = Probabilidad de que el suceso ocurra en cualquier periodo de “n” años



durante el periodo de retorno.

n = Vida útil de la estructura.Para este proyecto se admitirá que:

J = 20%n = 20 añosEntonces:

T = 100 años

5.5 ESTIMACIÓN DEL TIEMPO DE CONCENTRACIÓN

Viene a ser la duración del recorrido de concentración del agua desde el punto hidráulicamente más distante al punto de interés de la cuenca. La determinación de este parámetro está en función a las características propias de la cuenca, en cuanto a hidrogeología, topografía, clima, etc. Los métodos empíricos son los más usados para este cálculo, a continuación se detalla los resultados obtenidos:

TIEMPO DE CONCENTRACION PROMEDIO

CUENCACRITERIO Tc Promedio

Kiprich Passini Horas minC - 01 0.07 0.137 0.104 6.24

5.6 EL COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA (Ce)

Es la variable menos precisa, la selección apropiada del coeficiente de escorrentía requiere del conocimiento y experiencia por parte del profesional; la proporción de lluvia total que alcanzaran los drenajes, dependen del porcentaje de permeabilidad de la pendiente y de las características de encharcamiento de la superficie. Las inspecciones de campo y fotografía aéreas son muy útiles en la estimación de la naturaleza de la superficie dentro del área de drenaje.

También es importante mencionar que el coeficiente de escorrentía dependerá de las características y condiciones del suelo, la compactación de suelo, el nivel freático, la humedad del subsuelo, la vegetación, etc.

COEFICIENTES DE ESCORRENTIA PROMEDIO

CUENCAMétodo

Ce (%)Justin L. Turc

C - 01 59.42 43.63 51.52

5.7 ANALISIS DE TORMENTAS



Una tormenta de diseño es un patrón de precipitación definido, que se usa en el diseño de un sistema hidrológico. Las tormentas de diseño pueden basarse en información histórica de precipitación en un sitio o pueden construirse utilizando las características generales de la precipitación en regiones adyacentes.

La importancia del análisis de tormentas se debe a que se encuentra íntimamente relacionado con los cálculos o estudios previos al diseño de obras de ingeniería hidráulica. Las dimensiones de estas obras dependen principalmente de la magnitud que las tormentas tengan y de la frecuencia con que éstas se presentan en el lugar para el que se desea diseñar la obra. Lo que se necesita saber de las tormentas es su magnitud (intensidad por unidad de tiempo), el tiempo de duración y la frecuencia con la que se presenta.

Se comprende que lo mejor sería diseñar una obra para la tormenta de máxima intensidad y de una duración larga, pero esto significaría sobredimensionar las estructuras y es generalmente tan costoso que se puede justificar solamente cuando las consecuencias de una falla son especialmente graves, por lo que, en la práctica no se busca una protección absoluta, sino la defensa contra una tormenta de características bien definidas o de una determinada probabilidad de ocurrencia. Los elementos fundamentales del análisis de tormentas son: la intensidad, duración y frecuencia.

Las curvas intensidad – duración – periodo de retorno, se construyeron con el siguiente cuadro:

INTENSIDAD - PERIODO - DURACION PERIODO DE

RETORNO (Años)

PERIODO DE DURACION 10 30 60 120 240

Intensidades Promedio (mm/h)2 14.76 13.78 12.45 10.52 7.185 27.42 24.61 20.16 14.89 9.73

10 34.34 32.28 26.10 18.01 11.4720 43.13 39.88 31.95 20.78 12.9230 43.65 40.52 30.95 20.53 14.1950 52.45 47.08 36.79 23.98 14.89

100 60.57 53.88 41.76 26.61 16.25



Curvas Intensidad - Duración - Período de Retorno

0

10

20

30

40

50

60

70

0 50 100 150 200 250 300

Período de duración (min.)

Inte

nsid

ad (

mm

/h)

2 años

5 años

10 años

20 años

30 años

50 años

100 años

Finalmente de la curva Intensidad – Duración – Frecuencia, se hallan gráficamente las Intensidades de Diseño para la sub cuenca, de acuerdo a sus respectivos tiempos de concentración y periodos de retorno:

SUB CUENCA

Tc (minutos)

Perido de Retorno (años)

Intensidad de

diseño (mm/h)

C - 01 6.24 100 60.57

5.8 ESTUDIO DE CAUDALES MÁXIMOS

Es de suma importancia la determinación del caudal máximo probable de las crecidas de un curso de agua en punto dado, es evidente por razón de los efectos destructivos bien conocidos de esos eventos hidrológicos y la necesidad de calcular ciertas obras apropiadas con vista a esta eventualidad.

Se ha realizado el cálculo de Caudal Máximo por el método de Mac Math el cual se puede ver en el anexo Nº 02, cuyo resumen de caudal de diseño es el siguiente:

CAUDAL MAXIMO DE DISEÑO

CUENCA

Q Promedio

(m3/s)C - 01 0.062



5.9 ESTUDIO Y DISEÑO PARA LA EVACUACIÓN DE AGUAS PLUVIALES

4.9.1 SUMIDEROS

Son cauces que se forman en los extremos de la calzada y están limitados por los sardineles, las que sirven para concentrar las aguas superficiales sin llegar a colmar su capacidad, evacuándolas hacia los sumideros que son colocados en la parte mas vaja del tramo. La ubicación de los sumideros podrá efectuarse en ambos lados de la vía,

Se propone sumideros como se ve en planos de detalle.

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