memoria hidrologia e hidraulica

LUGAR :TOCACHE

DISTRITO : TOCACHE

PROVINCIA : TOCACHE

REGIÓN : SAN MARTIN

PROPIETARIO : MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE TOCACHE

CONSULTOR : ING. DIDIAR PEREZ HILARIO

MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE

TOCACHE

CREACIÓN DE PISTAS Y VEREDAS DE LAS CALLES PRINCIPALES DE LA CIUDAD DE

TOCACHE DISTRITO DE TOCACHE, PROVINCIA DE TOCACHE - SAN MARTIN

ESTUDIO HIDROLÓGICA E HIDRÁULICA

TOCACHE - 2012

VOLUMEN IMEMORIA DESCRIPTIVA Y ESTUDIO DE

BÁSICOS

3.3. ESTUDIO DE HIDROLOGÍA E

ING. DIDIAR PEREZ HILARIOCIP: 78139

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN

CAPITULO I (GENERALIDADES)

1.1. Ubicación del proyecto

1.2. Descripción del proyecto

1.3. Objetivos

1.4. Evaluación Hidráulica y Planteamiento de Soluciones

1.5. Metodología

1.6. Alcance

1.7. Marco Teórico

CAPITULO II (HIDROLOGÍA E HIDRÁULICA)

1.1. Cuencas Hidrográficas

1.2. Estudio de Hidrología

1.3. Cartografía

1.4. Pluviometría

1.5. Periodo De Diseño Para Obras De Drenaje

1.6. Hidrología Estadística

1.6.1. Calculo del Tiempo de concentración

1.6.2. Calculo de la Intensidad de Lluvia (I)


1.8. Caudal De Diseño

1.9. Diseño Hidráulico De Estructuras De Drenaje

ANEXOS

CREACIÓN DE PISTAS Y VEREDAS DE LAS CALLES PRINCIPALES DE LA CIUDAD DE TOCACHE DISTRITO DE TOCACHE, PROVINCIA DE TOCACHE - SAN MARTIN


INTRODUCCIÓN

El principal objetivo del estudio es la obtención de las secciones de obras de drenaje a partir

del caudal de diseño obtenido del estudio hidrológico y de las propiedades de los materiales a

emplear en las obras de drenaje (cunetas, alcantarillas, etc.).

El caudal de diseño se obtendrá a partir de las características geomorfológicas del área en

análisis, periodo de vida de la estructura y entre otros parámetros que aseguraran el diseño

optimo de las estructuras que constituyen el sistema de drenaje de la pavimentación.

Bajo este marco se emplearan los procedimientos y recomendaciones del “manual de

hidrología, Hidráulica y Drenaje” del MTC.

El estudio de hidrología se realizara zonificando cada micro cuencas por cada estructura a

plantear y dependiendo del periodo de diseño a asumido se obtendrá un caudal de diseño para

dicha estructura, cada micro cuenca cuenta con características geomorfológicas diferentes

pero la misma condiciones meteorológicas.

La información hidrológica y meteorológica a utilizar en el estudio fueron proporcionados por el

Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI).



CAPITULO-I

GENERALIDADES



1. GENERALIDADES

1.1. Ubicación Del Proyecto

El área de estudio esta ubicado en

LUGAR : CIUDAD DE TOCACHE DISTRITO : TOCACHE PROVINCIA : TOCACHE REGIÓN : SAN MARTIN.

IMAGEN DE GOOGLE EARTH



1.2. Descripción Del Proyecto

La municipalidad Provincial de Tocache como parte de su programación de mejorar la

calidad de vida de los habitantes de la cuidad, ha previsto la elaboración del

expediente técnico “CREACIÓN DE PISTAS Y VEREDAS DE LAS CALLES

PRINCIPALES DE LA CIUDAD DE TOCACHE DISTRITO DE TOCACHE,

PROVINCIA DE TOCACHE - SAN MARTIN”.

Parte de este estudio consiste en evaluar el sistema de drenaje actual de calles del

área en estudio, especificar la correcta evacuación de los flujos de agua que se espera

se produzcan a un determinado nivel de riesgo

El expediente técnico de la pavimentación, en su recorrido, atraviesa una topografía sin

irregularidades de pendientes suaves. Es de especial importancia indicar la pluviosidad

que, en años normales, puede hallarse en el cuidad. Sin embargo, debe considerarse

además la ocurrencia del Fenómeno El Niño, el cual, al crear condiciones ambientales

totalmente distintas, produce situaciones anómalas de precipitación en algunas zonas

del territorio, no siempre previsibles, siendo recomendable adoptar criterios algo

conservadores en la evaluación hidrológica de las obras de drenaje a reconstruirse o

mantenerse.

Parte de este proyecto consiste en evaluar el sistema de drenaje actual de las calles de

la ciudad y especificar los cambios que deben realizarse para la correcta evacuación

de los flujos de agua que se espera se produzcan a un determinado nivel de riesgo, y

que inciden sobre la pavimentación de las calles en estudio.



1.3. Objetivos

Proyectar obras de drenaje longitudinal nuevas, para la evacuación de los

flujos de aguas.

Proyectar obras de drenaje enterrado que evacue los flujos de agua

provenientes de los drenajes longitudinales.

La determinación del régimen climatológico en el área objeto del proyecto.

Variación de la Precipitación.

Caudales de las avenidas en los tramos de interés del proyecto.

Hidrógrafa de Avenidas para los períodos de retorno requeridos en la zona de

estudio.

Tránsito de la avenida en cauces.

Determinar Sección de las obras de arte (cunetas y alcantarillas)

1.4. Evaluación Hidráulica y Planteamiento de Soluciones

A lo largo de las vías a pavimentar se ha observado problemas de drenaje que

compromete a las actuales vías.

Así mismo se observado que se necesita un sistema de drenaje de las aguas pluviales,

debido a que el sistema existente es ineficiente y rustico.

Entre las 09 calles a pavimentar el drenaje existente no es unilateral sino es múltiples

salidas

Así mismo Parte del Jr.: Esteban Delgado, Jr. Pedro Gómez y Jr. Jorge Chávez no

cuentan con un sistema de drenaje de salida o cuenta con un sistema de drenaje

obsoleto (sistema de canal cerrado que atraviesa las manzanas de forma inadecuada),

para este tramo se planta cambiar el drenaje de salida por uno salida que comience

entre Esteban Delgado y Chorro san Juan, Termine en San Martin y Chorro San Juan

El Jr. Progreso, Jorge Chávez C-4, Jr. Esteban Delgado c-7 a c-8, Jr. German Rengifo

C-6 a C-5, Aviación C-4 a C-5 y Jr. Ramón Castilla C-5 a C-6 tienen como punto de

desfogue la esquina de Amazonas y Pedro Gómez. El resto de las calles tienen como

desfogue la Av. Ricardo Palma.

Además el drenaje existente delimita la zona estudio, Por el norte es Delimitado por el



Jr. Amazonas, por el Sur por la Av. Ricardo Palma, por el Este con la avenida

Belaunde y es oeste por Rio Huallaga.

RESERVORIO EXISTENTEV:150m

FUERA DE SERVICIO

DRENAJ E EXISTENTE

DETALLE DE DRENAJE OBSOLETO



PLANO DE DELIMITACIÓN

Por la zona Sur (Delimitación Av. Ricardo Palma) en este tramo existe una cuneta

existente la cuales trae flujo de agua pluviales de zona aledañas, esta influencia se

tendrá en consideración a la hora del calculo

1.5. Metodología

Con el fin de reunir los criterios adecuados que permitan conocer las características

hidrológicas de la zona en análisis, el estudio se realizo en tres etapas, Pre campo,

campo y gabinete.

Pre-campo.- Básicamente se recopilo de información de estudios hechos años

anteriores en obras similares en la ciudad de Tocache, así mismo, se observo que

información es de poca confiabilidad debido a que las obas existentes poseen

problemas. Por ello, se planteara un diseño bastante conservador a la hora de diseño.



FUERA DE SERVICIO


FUERA DE SERVICIO

DRENAJ E EXISTENTE


Trabajos de Campo.- En el trabajo de campo de recolecto información del drenaje

existente así como del sentido del flujo y delimitación del área de influencia.

Así se concluyo del trabajó de campo que las obras de arte existente tienen que ser

remplazados por nuevas y la construcción de un drenaje pluvial que lleve las aguas de

los Jirones: Esteban Delgado, Pedro Gómez y Jorge Chávez por la avenida chorro san

Juan y derivada en Jr. San Martin

Fase de Gabinete.- Consiste en el análisis hidrológico e hidráulico que comprende

aspectos tales como régimen pluvial de la zona, características físicas de las cuencas,

determinación de los parámetros hidrológicos y dimensionamiento de las obras de

drenaje.

Dela revisión de los antecedentes y estudios de reconocimiento de campo, se obtiene

la información sobre los régimen hídricos de la zona que involucren las micro-cuencas

hidrográficas cuyos cursos de agua interceptan la vía. Se estima las magnitudes de los

eventos hidrológicos máximos, según información hidrológica disponible y datos de

campo a través de huellas dejadas por las avenidas anteriores e información de

lugareños.

Este estudio se detalla en el siguiente informe, así como los cálculos realizados.

1.6. Alcance

Dimensionar las obras de drenaje longitudinales a proyectarse indicando las obras de

Protección necesarias en cada caso.

Evaluar el curso de canales, cunetas en aquellos tramos en los cuales estos atraviesen

las calles beneficiadas. Estas estructuras modifican el flujo de agua, así mismo, esto

modificara el área de influencia de las obras de artes a plantear.



1.7. Marco Teórico

HIDROLOGÍA

1) Factores Hidrológicos y Geológicos que inciden en el Diseño Hi-dráulico de las Obras de DrenajeEl presente ítem describe los factores que influyen en la obtención de diseños

adecuados que garanticen el buen funcionamiento del sistema de drenaje proyectado,

acorde a las exigencias hidrológicas de la zona de estudio.

El primer factor a considerar se refiere al tamaño de la cuenca como factor hidrológico,

donde el caudal aportado estará en función a las condiciones climáticas, fisiográficas,

topográficas, tipo de cobertura vegetal, tipo de manejo de suelo y capacidad de

almacenamiento.

Los factores geológicos e hidrogeológicos que influyen en el diseño se refieren a la

presencia de aguas subterráneas, naturaleza y condiciones de las rocas permeables y

de los suelos: su homogeneidad, estratificación, conductividad hidráulica,

compresibilidad, etc. y también a la presencia de zonas proclives de ser afectadas por

fenómenos de geodinámica externa de origen hídrico.

2) Estudios de CampoLos estudios de campo deben efectuarse con el propósito de identificar, obtener y eva-

luar la información referida: al estado actual de las obras de drenaje existentes, condicio-

nes topográficas e hidrológicas del área de su emplazamiento. Asimismo el estudio de

reconocimiento de campo permite identificar y evaluar los sectores críticos actuales y po-

tenciales, de origen hídrico como deslizamientos, derrumbes, erosiones, huaycos, áreas

inundables, asentamientos, etc. que inciden negativamente en la conservación y perma-

nencia de la estructura vial (carreteras y/o puentes).

Se debe evaluar las condiciones de las estaciones pluviométricas e hidrométricas, así

como la consistencia de los datos registrados.

Por otro lado, el estudio de reconocimiento de campo permite localizar y hacer el estudio

correspondiente de todas las cuencas y/o micro cuencas hidrográficas, cuyos cursos na-

turales de drenaje principal interceptan el eje vial en estudio.

Para la elaboración de un estudio o informe de Hidrología, la actividad de estudio de

campo a lo largo del proyecto vial, es de carácter obligatorio, por parte del o los especia-

lista (s) a cargo de los estudios hidrológicos e hidráulicos.

3) Evaluación de la Información Hidrológica



Dado que el país tiene limitaciones en la disponibilidad de datos ya sea hidrométrico

como pluviométricos y la mayor parte de las cuencas hidrográficas no se encuentran ins-

trumentadas, generalmente se utilizan métodos indirectos para la estimación del caudal

de diseño.

De acuerdo a la información disponible se elegirá el método más adecuado para obtener

estimaciones de la magnitud del caudal, el cual será verificado con las observaciones di-

rectas realizadas en el punto de interés, tales como medidas de marcas de agua de cre-

cidas importantes y análisis del comportamiento de obras existentes.

La representatividad, calidad, extensión y consistencia de los datos es primordial para el

inicio del estudio hidrológico, por ello, se recomienda contar con un mínimo de 25 años

de registro que permita a partir de esta información histórica la predicción de eventos fu-

turos con el objetivo que los resultados sean confiables, asimismo dicha información de-

berá incluir los años en que se han registrado los eventos del fenómeno “El Niño”, sin

embargo dado que durante el evento del fenómeno del niño la información no es medida

ya que normalmente se estiman valores extraordinarios, esta información debe ser eva-

luada de tal manera que no se originen sobredimensionamientos en las obras.

Indiscutiblemente, la información hidrológica y/o hidrometeorológica básica para la reali-

zación del estudio correspondiente, deberá ser representativa del área en dónde se em-

plaza el proyecto vial.

4) Área del Proyecto - Estudio de la(s) Cuenca(s) Hidrográfica(s)El estudio de cuencas está orientado a determinar sus características hídricas y geomor-

fológicas respecto a su aporte y el comportamiento hidrológico. El mayor conocimiento

de la dinámica de las cuencas permitirá tomar mejores decisiones respecto al estableci-

miento de las obras viales.

Es importante determinar las características físicas de las cuencas como son: el área,

forma de la cuenca, sistemas de drenaje, características del relieve, suelos, etc. Estas

características dependen de la morfología (forma, relieve, red de drenaje, etc.), los tipos

de suelos, la cobertura vegetal, la geología, las prácticas agrícolas, etc. Estos elementos

físicos proporcionan la más conveniente posibilidad de conocer la variación en el espacio

de los elementos del régimen hidrológico. El estudio de cuencas hidrográficas deberá

efectuarse en planos que cuenta el IGN en escala 1:100,000 y preferentemente a una

escala de 1/25,000, con tal de obtener resultados esperados.



5) Selección del Período de RetornoEl tiempo promedio, en años, en que el valor del caudal pico de una creciente determina-

da es igualado o superado una vez cada “T” años, se le denomina Período de Retorno

“T”. Si se supone que los eventos anuales son independientes, es posible calcular la pro-

babilidad de falla para una vida útil de n años.

Para adoptar el período de retorno a utilizar en el diseño de una obra, es necesario con-

siderar la relación existente entre la probabilidad de excedencia de un evento, la vida útil

de la estructura y el riesgo de falla admisible, dependiendo este último, de factores eco-

nómicos, sociales, técnicos y otros.

El criterio de riesgo es la fijación, a priori, del riesgo que se desea asumir por el caso de

que la obra llegase a fallar dentro de su tiempo de vida útil, lo cual implica que no ocurra

un evento de magnitud superior a la utilizada en el diseño durante el primer año, durante

el segundo, y así sucesivamente para cada uno de los años de vida de la obra.

El riesgo de falla admisible en función del período de retorno y vida útil de la obra está

dado por:

R=1−(1− 1T )n

Si la obra tiene una vida útil de n años, la fórmula anterior permite calcular el período de

retorno T, fijando el riesgo de falla admisible R, el cual es la probabilidad de ocurrencia

del pico de la creciente estudiada, durante la vida útil de la obra. (Ver Figura Nº 01)



En la Tabla Nº 01 se presenta el valor T para varios riesgos permisibles R y para la vida

útil n de la obra.

TABLA Nº 01: Valores de Período de Retorno T (Años)

RVIDA ÚTIL DE LAS OBRAS (n años)

1 2 3 5 10 20 25 50 100 2000.01 100 199 299 498 995 199

02488 4975 995

019900

0.02 50 99 149 248 495 990 1238 2475 4950

9900

0.05 20 39 59 98 195 390 488 975 1950

3900

0.10 10 19 29 48 95 190 238 475 950 18990.20 5 10 14 23 45 90 113 225 449 8970.25 4 7 11 18 35 70 87 174 348 6950.50 2 3 5 8 15 29 37 73 154 2890.75 1.3 2 2.7 4.1 7.7 15 18 37 73 1440.99 1 1.1

11.27 1.66 2.7 5 5.9 11 22 44

Fuente: MONSALVE, 1999.



De acuerdo a los valores presentados en la Tabla Nº 01 se recomienda utilizar como má-

ximo, los siguientes valores de riesgo admisible de obras de drenaje:

TABLA Nº 02: VALORES RECOMENDADOSDE RIESGO ADMISIBLE DE OBRAS DE DRENAJE

TIPO DE OBRA RIESGO ADMISIBLE (**)( %)

Puentes (*) 22Alcantarillas de paso de quebradas importantes y badenes

39

Alcantarillas de paso quebradas menores y des-carga de agua de cunetas

64

Drenaje de la plataforma (a nivel longitudinal) 64Subdrenes 72Defensas Ribereñas 22

(*) - Para obtención de la luz y nivel de aguas máximas extraordinarias.- Se recomienda un período de retorno T de 500 años para el cálculo de socavación.(**) - Vida Útil considerado n=25 años.- Se tendrá en cuenta, la importancia y la vida útil de la obra a diseñarse.- El Propietario de una Obra es el que define el riesgo admisible de falla y la vida útil de las obras.



6) Análisis Estadístico de Datos Hidrológicos Modelos de distribución

El análisis de frecuencias tiene la finalidad de estimar precipitaciones, intensidades

o caudales máximos, según sea el caso, para diferentes períodos de retorno, me-

diante la aplicación de modelos probabilísticos, los cuales pueden ser discretos o

continuos.

El análisis de frecuencias tiene la finalidad de estimar precipitaciones, intensidades

o caudales máximos, según sea el caso, para diferentes períodos de retorno, me-

diante la aplicación de modelos probabilísticos, los cuales pueden ser discretos o

continuos.

a) Distribución Normal

b) Distribución Log Normal 2 parámetros

c) Distribución Log Normal 3 parámetros

d) Distribución Gamma 2 parámetros

e) Distribución Gamma 3 parámetros

f) Distribución Log Pearson tipo III

g) Distribución Gumbel

h) Distribución Log Gumbel

a) Distribución Normal

La función de densidad de probabilidad normal se define como:

Donde

b) Distribución Log Normal 2 Parámetros



La función de distribución de probabilidad es:

Donde X y S son los parámetros de la distribución.

Si la variable x de la ecuación (2) se remplaza por una función y=f(x), tal

que y=log(x), la función puede normalizarse, transformándose en una ley de

probabilidades denominada log – normal, N(Y, Sy). Los valores originales

de la variable aleatoria x, deben ser transformados a y = log x, de tal mane-

ra que:

Donde Y es la media de los datos de la muestra transformada.

Donde Sy es la desviación estándar de los datos de la muestra transforma-

da.

Asimismo; se tiene las siguientes relaciones:

Donde Cs es el coeficiente de oblicuidad de los datos de la muestra trans-

formada. (Monsalve, 1999).



c) Distribución Log Normal 3 Parámetros

La función de densidad de x es:

Para x > x0

Donde:

X0: parámetro de posición

Uy: parámetro de escala o media

Sy²: parámetro de forma o varianza

d) Distribución Gamma 2 Parámetros

La función de densidad es:

Válido para:

0 ≤ x < ∞

0 < γ < ∞

0 < β < ∞

Donde:

γ : parámetro de forma

β : parámetro de escala

e) Distribución Gamma 3 Parámetros




Válido para:

x0 ≤ x < ∞

-∞ < x0 < ∞

0 < β < ∞

0 < γ < ∞

Donde:

x0: origen de la variable x, parámetro de posición



f) Distribución Log Pearson Tipo III


Válido para:

x0 ≤ x < ∞

-∞ < x0 < ∞

0 < β < ∞

0 < γ < ∞

Donde:

x0: parámetro de posición



g) Distribución Gumbel

La distribución de Valores Tipo I conocida como Distribución Gumbel o Do-

ble Exponencial, tiene como función de distribución de probabilidades la si-

guiente expresión:



Utilizando el método de momentos, se obtienen las siguientes relaciones:

Donde:

Parámetro de concentración.

: Parámetro de localización.

Según Ven Te Chow, la distribución puede expresarse de la siguiente for-

ma:

Donde:

x : Valor con una probabilidad dada.

x : Media de la serie.

k : Factor de frecuencia.

h) Distribución Log Gumbel

La variable aleatoria reducida log Gumbel, se define como:

Con lo cual, la función acumulada reducida log Gumbel es:

Pruebas de bondad de ajuste

Las pruebas de bondad de ajuste son pruebas de hipótesis que se usan para eva-

luar si un conjunto de datos es una muestra independiente de la distribución elegi-

da.

En la teoría estadística, las pruebas de bondad de ajuste más conocidas son la 2

y la Kolmogorov – Smirnov, las cuales se describen a continuación.



a) Prueba

Esta prueba fue propuesta por Karl Pearson en 1900, se aplica para

verificar bondad de las distribuciones normales y log normales.

Para aplicar la prueba, el primer paso es dividir los datos en un número

k de intervalos de clase. Luego se calcula el parámetro estadístico:

Donde:

i: es el número observado de eventos en el intervalo i y i es el número es-

perado de eventos en el mismo intervalo.

i se calcula como:

Asimismo; F(Si) es la función de distribución de probabilidad en el límite su-

perior del intervalo i, F(Ii) es la misma función en el límite inferior y n es el

número de eventos.

Una vez calculado el parámetro D para cada función de distribución consi-

derada, se determina el valor de una variable aleatoria con distribución χ2

para ν = k-1-m grados de libertad y un nivel de significancia , donde m es

el número de parámetros estimados a partir de los datos.

Para aceptar una función de distribución dada, se debe cumplir:

El valor de se obtiene de tablas de la función de distribución

χ2.

Cabe recalcar que la prueba del X2, desde un punto de vista matemático

solo debería usarse para comprobar la normalidad de las funciones normal

y Log normal.

b) Prueba Kolmogorov – Smirnov



Método por el cual se comprueba la bondad de ajuste de las distribuciones,

asimismo permite elegir la más representativa, es decir la de mejor ajuste.

Esta prueba consiste en comparar el máximo valor absoluto de la diferencia

D entre la función de distribución de probabilidad observada Fo (xm) y la

estimada F (xm):

D=máx/Fo(xm)– F (xm)/¿

Con un valor crítico d que depende del número de datos y el nivel de signifi -

cancia seleccionado (Tabla Nº 03). Si Dd, se acepta la hipótesis nula. Esta

prueba tiene la ventaja sobre la prueba de X2 de que compara los datos

con el modelo estadístico sin necesidad de agruparlos. La función de distri-

bución de probabilidad observada se calcula como:

Fo(xm)=1−m / (n+1)

Donde m es el número de orden de dato xm en una lista de mayor a menor

y n es el número total de datos. (Aparicio, 1996)

TABLA Nº 03: Valores críticos d para la prueba Kolmogorov – SmirnovTAMAÑO DE LA

MUESTRA=0.10 =0.05 =0.01

5 0.51 0.56 0.6710 0.37 0.41 0.4915 0.30 0.34 0.4020 0.26 0.29 0.3525 0.24 0.26 0.3230 0.22 0.24 0.2935 0.20 0.22 0.2740 0.19 0.21 0.25

Fuente: Aparicio, 1999.

7) Determinación de la Tormenta de Diseño

Uno de los primeros pasos en muchos proyectos de diseño es la determinación del

evento de lluvia a usar.

Una tormenta de diseño es un patrón de precipitación definido para utilizarse en el dise-

ño de un sistema hidrológico. Usualmente la tormenta de diseño conforma la entrada al

sistema, y los caudales resultantes a través de éste se calculan utilizando procedimien-

tos de lluvia-escorrentía y tránsito de caudales. Una tormenta de diseño puede definirse

mediante un valor de profundidad de precipitación en un punto, mediante un hietograma

de diseño que especifique la distribución temporal de la precipitación durante una tor-

menta.



Las tormentas de diseño pueden basarse en información histórica de precipitación de

una zona o pueden construirse utilizando las características generales de la precipitación

en regiones adyacentes.

Su aplicación va desde el uso de valores puntuales de precipitación en el método racio-

nal para determinar los caudales picos en alcantarillados de aguas lluvias y alcantarillas

de carreteras, hasta el uso de hietogramas de tormenta como las entradas para el análi-

sis de lluvia-escorrentía en embalses de detención de aguas urbanas.

Para determinación de la tormenta de diseño sería recomendable contar con información

obtenida a través de un pluviógrafo, ya que este equipo provee información instantánea,

sin embargo, la mayoría de estaciones de medición de precipitaciones solo cuentan con

pluviómetros que solo proveen de valores medios.

Curvas Intensidad – Duración – Frecuencia

La intensidad es la tasa temporal de precipitación, es decir, la profundidad por unidad de

tiempo (mm/h). Puede ser la intensidad instantánea o la intensidad promedio sobre la

duración de la lluvia.

Comúnmente se utiliza la intensidad promedio, que puede expresarse como:

Donde P es la profundidad de lluvia (mm) y Td es la duración, dada usualmente en ho-

ras. La frecuencia se expresa en función del período de retorno, T, que es el intervalo de

tiempo promedio entre eventos de precipitación que igualan o exceden la magnitud de

diseño.

Las curvas intensidad – duración – frecuencia son un elemento de diseño que relacionan

la intensidad de la lluvia, la duración de la misma y la frecuencia con la que se puede

presentar, es decir su probabilidad de ocurrencia o el periodo de retorno.

Para determinar estas curvas IDF se necesita contar con registros pluviográficos de llu-

via en el lugar de interés y seleccionar la lluvia más intensa de diferentes duraciones en

cada año, con el fin de realizar un estudio de frecuencia con cada una de las series así

formadas. Es decir, se deben examinar los hietogramas de cada una de las tormentas

ocurridas en un año y de estos hietogramas elegir la lluvia correspondiente a la hora más

lluviosa, a las dos horas más lluviosas, a las tres horas y así sucesivamente. Con los va-

lores seleccionados se forman series anuales para cada una de las duraciones elegidas.

Estas series anuales están formadas eligiendo, en cada año del registro, el mayor valor



observado correspondiente a cada duración, obteniéndose un valor para cada año y

cada duración.

Cada serie se somete a un análisis de frecuencia, asociando modelos probabilísticas se-

gún lo descrito en el ítem 3.7. Así se consigue una asignación de probabilidad para la in-

tensidad de lluvia correspondiente a cada duración, la cual se representa en un gráfico

único de intensidad vs. duración, teniendo como parámetro el período de retorno, tal

como se muestra en el ejemplo (Ver Figura Nº 02).

Cabe indicar que formar las series anuales es un proceso largo y laborioso, que involu-

cra el examen cuidadoso de los rollos pluviográficos, la lectura de los valores, la digita-

ción de la información, la contrastación y verificación de los valores leídos con los regis -

tros pluviométricos cercanos y el análisis de las tormentas registradas para encontrar los

máximos valores registrados para cada una de las duraciones seleccionadas.

Las curvas de intensidad – duración – frecuencia también pueden expresarse como ecuaciones con el fin de evitar la lectura de la intensidad de lluvia de diseño en un una gráfica. Un modelo general es el siguiente:

Donde I es la intensidad de lluvia de diseño, D es la duración y a, b y m son coeficientes

que varían con el lugar y el período de retorno, asimismo para su determinación se re-

quiere hacer una linealización previa de la ecuación para luego hallar los parámetros a, b

y m por medio de regresión lineal.



La duración de la lluvia de diseño es igual al tiempo de concentración (tc) para el área de

drenaje en consideración, dado que la escorrentía alcanza su pico en el tiempo de con-

centración, cuando toda el área está contribuyendo al flujo en la salida. En nuestro país,

debido a la escasa cantidad de información pluviográfica con que se cuenta, difícilmente

pueden elaborarse estas curvas. Ordinariamente solo se cuenta con lluvias máximas en

24 horas, por lo que el valor de la Intensidad de la precipitación pluvial máxima general-

mente se estima a partir de la precipitación máxima en 24 horas, multiplicada por un co-

eficiente de duración; en la Tabla Nº 04 se muestran coeficientes de duración, entre 1

hora y 48 horas, los mismos que podrán usarse, con criterio y cautela para el cálculo de

la intensidad, cuando no se disponga de mejor información.



TABLA Nº 04: Coeficientes de duraciónLluvias entre 48 horas y una horaDURACIÓN DE LA

PRECIPITACIÓN EN HORAS

COEFICIENTE

1 0.252 0.313 0.384 0.445 0.506 0.568 0.6410 0.7312 0.7914 0.8316 0.8718 0.9020 0.9322 0.9724 1.0048 1.32

Fuente: Manual para el Diseño de Carreteras Pavimentadasde Bajo Volumen de Tránsito

Se puede establecer como un procedimiento lo siguiente:

1. Seleccionar las lluvias mayores para diferentes tiempos de duración.

2. Ordenar de mayor a menor.

3. Asignar a cada valor ordenado una probabilidad empírica.

4. Calcular el tiempo de retorno de cada valor.

5. Graficar la curva intensidad-frecuencia-duración.

Para el caso de duraciones de tormenta menores a 1 hora, o no se cuente con registros

pluviográficos que permitan obtener las intensidades máximas, estas pueden ser calcula-

das mediante la metodología de Dick Peschke (Guevara, 1991) que relaciona la duración

de la tormenta con la precipitación máxima en 24 horas. La expresión es la siguiente:



Donde:

Pd = precipitación total (mm)

d = duración en minutos

P24h = precipitación máxima en 24 horas (mm)

La intensidad se halla dividiendo la precipitación Pd entre la duración.

Las curvas de intensidad-duración-frecuencia, se han calculado indirectamente, median-

te la siguiente relación:

Donde:

I = Intensidad máxima (mm/h)

K, m, n = factores característicos de la zona de estudio

T = período de retorno en años

t = duración de la precipitación equivalente al tiempo de concentración (min)

8) Tiempo de ConcentraciónEs el tiempo requerido por una gota para recorrer desde el punto hidráulicamente más

lejano hasta la salida de la cuenca.

Transcurrido el tiempo de concentración se considera que toda la cuenca contribuye a la

salida. Como existe una relación inversa entre la duración de una tormenta y su intensi-

dad (a mayor duración disminuye la intensidad), entonces se asume que la duración críti-

ca es igual al tiempo de concentración tc. El tiempo de concentración real depende de

muchos factores, entre otros de la geometría en planta de la cuenca (una cuenca alarga-

da tendrá un mayor tiempo de concentración), de su pendiente pues una mayor pendien-

te produce flujos más veloces y en menor tiempo de concentración, el área, las caracte-

rísticas del suelo, cobertura vegetal, etc. Las fórmulas más comunes solo incluyen la

pendiente, la longitud del cauce mayor desde la divisoria y el área.

El tiempo de concentración en un sistema de drenaje pluvial es:



tc=¿+tf

Donde:

to: tiempo de entrada, hasta alguna alcantarilla.

tf: tiempo de flujo en los alcantarillados hasta el punto de interés =Σ

Li / Vi.

Las ecuaciones para calcular el tiempo de concentración se muestran en la Tabla Nº 05.

TABLA Nº 05:Fórmulas para el cálculo del tiempo de concentración

MÉTODO YFECHA

FÓRMULA PARA tc (minutos) OBSERVACIONES

Kirpich (1940)

L = longitud del canal desde aguas arriba hasta la salida, m.S = pendiente promedio de la cuenca, m/m

Desarrollada a partir de información del SCS en siete cuencas rurales de Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3 a 10%); para flujo superficial en superficies de concreto o asfalto se debe multiplicar tc por 0.4; para canales de concreto se debe multiplicar por 0.2; no se debe hacer ningún ajuste para flujo superficial en suelo descubierto o para flujo en cunetas.

California Cul-verts Practice

(1942) L = longitud del curso de agua más largo, m.H = diferencia de nivel entre la divisoria de aguas y la salida, m.

Esencialmente es la ecuación de Kirpich; desarro-llada para pequeñas cuencas montañosas en Cali-fornia.

Izzard(1946) i = intensidad de lluvia, mm/h

c = coeficiente de retardoL = longitud de la trayectoria de flujo, m.S = pendiente de la trayectoria de flujo, m/m.

Bureau of Public Roads para flujo superficial en ca-minos y Áreas de céspedes; los valores del coefi-ciente de retardo varían desde 0.0070 para pavi-mentos muy lisos hasta 0.012 para pavimentos de concreto y 0.06 para superficies densamente cu-biertas de pasto; la solución requiere de procesos iterativos; el producto de i por L debe ser 3800.

Federal AviationAdministration

(1970)C = coeficiente de escorrentía del método ra-cional.L = longitud del flujo superficial, m.S = pendiente de la superficie, m/m

Desarrollada de información sobre el drenaje de aeropuertos recopilada por el Corps of Engineers: el método tiene como finalidad el ser usado en pro-blemas de drenaje de aeropuertos pero ha sido fre-cuentemente usado para flujo superficial en cuen-cas urbanas.

Ecuaciones deonda cinemáticaMorgali y Lins-

ley(1965)

Aron y Erborge(1973)

L = longitud del flujo superficial, m.n = coeficiente de rugosidad de Manning.I = intensidad de lluvia, mm/h.S = pendiente promedio del terreno-m/m.

análisis de onda cinemática de la escorrentía su-perficial desde superficies desarrolladas; el método requiere iteraciones debido a que tanto I (Intensi-dad de lluvia) como tc son desconocidos, la super-posición de una curva de intensidad – duración – frecuencia da una solución gráfica directa para tc.



Ecuación deretardo SCS

(1973)L = longitud hidráulica de la cuenca (mayortrayectoria de flujo), m.CN = Número de curva SCSS = pendiente promedio de la cuenca, m/m.

Ecuación desarrollada por el SCS a partir de infor-mación de cuencas de uso agrícola; ha sido adap-tada a pequeñas cuencas urbanas con áreas infe-riores a 800 Ha; se ha encontrado que general-mente es buena cuando el área se encuentra com-pletamente pavimentada; para áreas mixtas tiene tendencia a la sobrestimación; se aplican factores de ajuste para corregir efectos de mejoras en ca-nales e impermeabilización de superficies; la ecua-ción suponeque tc = 1.67 x retardo de la cuenca.

Fuente: * SCS Soil Conservation Service

9) Hietograma de DiseñoEn ocasiones no es suficiente el dato de que (por ejemplo) la precipitación máxima para

las 5 horas más lluviosas es de 100 mm.

Es posible que necesitemos conocer la evolución de esos 100 mm. A lo largo de esas 5

horas.

Los métodos hidrológicos más modernos requieren no sólo del valor de lluvia o intensi-

dad de diseño, sino de una distribución temporal (tormenta), es decir el método estudia

la distribución en el tiempo, de las tormentas observadas.

Una de las maneras de obtenerlo es a partir de las curvas IDF, dentro de ellas el Método

del Bloque Alterno, es una manera sencilla.

(alternating block method, Chow et al).

a) Método del Bloque AlternoEl método del bloque alterno es una forma simple para desarrollar un hietograma de

diseño utilizando una curva-duración-frecuencia. El hietograma de diseño producido

por este método especifica la profundidad de precipitación en n intervalos de tiempo

sucesivos de duración t, sobre una duración total de Td=n.t.

Después de seleccionar el periodo de retorno de diseño, la intensidad es leída en

una curva IDF para cada una de las duraciones t, 2t, 3t, 4t, … y la profundidad

de precipitación correspondiente se encuentra al multiplicar la intensidad y la dura-

ción. Tomando diferencias entre valores sucesivos de profundidad de precipitación,

se encuentra la cantidad de precipitación que debe añadirse por cada unidad adicio-

nal de tiempo t. Estos incrementos o bloques se reordenan en una secuencia tem-

poral de modo que la intensidad máxima ocurra en el centro de la duración requerida

Td y que los demás bloques queden en orden descendente alternativamente hacia la

derecha y hacia la izquierda del bloque central para formar el hietograma de diseño

(Figura Nº03).



10)Precipitación total y efectivaEl exceso de precipitación o precipitación efectiva (Pe), es la precipitación que no se re-

tiene en la superficie terrestre y tampoco se infiltra en el suelo. Después de fluir a través

de la superficie de la cuenca, el exceso de precipitación se convierte en escorrentía di -

recta a la salida de la cuenca bajo la suposición de flujo superficial hortoniano. Las gráfi-

cas de exceso de precipitación vs. el tiempo o

hietograma de exceso de precipitación es un componente clave para el estudio de las re-

laciones lluvia-escorrentía. La diferencia entre el hietograma de lluvia total y el hietogra-

ma de exceso de precipitación se conoce como abstracciones o pérdidas. Las pérdidas

son primordialmente agua absorbida por filtración con algo de intercepción y almacena-

miento superficial. El hietograma de exceso de precipitación puede calcularse a partir del

hietograma de precipitación en una o dos formas, dependiendo de si existe o no informa-

ción de caudales disponibles para la tormenta.

11)Estimación de CaudalesCuando existen datos de aforo en cantidad suficiente, se realiza un análisis estadístico

de los caudales máximos instantáneos anuales para la estación más cercana al punto de

interés. Se calculan los caudales para los períodos de retorno de interés (2, 5, 10, 20,



50, 100 y 500 años son valores estándar) usando la distribución log normal, log pearson

III y Valor Extremo Tipo I (Gumbel), etc., según el ítem 3.7

Cuando no existen datos de aforo, se utilizan los datos de precipitación como datos de

entrada a una cuenca y que producen un caudal Q. cuando ocurre la lluvia, la cuenca se

humedece de manera progresiva, infiltrándose una parte en el subsuelo y luego de un

tiempo, el flujo se convierte en flujo superficial.

A continuación se presentan algunas metodologías:

a) Método IILASon escasas las estaciones que ofrecen información automatizada de registros plu-

viales, por lo que existe bastante dispersión en los datos. Con el método IILA, la in-

tensidad de lluvia que tiene una duración t (en horas), para un periodo de retorno T

(en años), es:

Y la precipitación Pt,T tiene la siguiente relación:

Según la metodología empleada las fórmulas son válidas para 3 ≤ t ≤ 24 horas.

Para t ≤ 3 horas se usa:

Las constantes a, b, K y n fueron determinadas en el “Estudio de la Hidrología del

Perú” realizado por el convenio IILA-SENAMHI-UNI (Plano n.2-C), 1983.

Otra expresión que se utiliza es:

Nuevamente t y K son valores característicos de cada sub-región hidrológica. Mu-

chas veces tes función de la altitud Y.

(Mayor información se puede hallar en el realizado por el convenio IILASENAMHI-

UNI, 1983).



b) Método RacionalEstima el caudal máximo a partir de la precipitación, abarcando todas las abstraccio-

nes en un solo coeficiente c (coef. escorrentía) estimado sobre la base de las carac-

terísticas de la cuenca. Muy usado para cuencas, A<10 Km2. Considerar que la du-

ración de P es igual a tc.

La descarga máxima de diseño, según esta metodología, se obtiene a partir de la si-

guiente expresión:

Donde:

Q : Descarga máxima de diseño (m3/s)

C : Coeficiente de escorrentía (Ver Tabla Nº 08)

I : Intensidad de precipitación máxima horaria (mm/h)

A: Área de la cuenca (Km2).



TABLA Nº 08: Coeficientes de escorrentía método racional

COBERTURAVEGETAL TIPO DE SUELO

PENDIENTE DEL TERRENOPRONUNCIADA ALTA MEDIA SUAVE DESPRECIABLE

> 50% > 20% > 5% > 1% < 1%Sin vegeta-ción

Impermeable 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60Semipermeable 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50Permeable 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30

Cultivos Impermeable 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50Semipermeable 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40Permeable 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20

Pastos,vegetaciónligera


Hierba, gra-ma


Bosques, densavegetación


El valor del coeficiente de escorrentía se establecerá de acuerdo a las características hi-

drológicas y geomorfológicas de las quebradas cuyos cursos interceptan el alineamiento

de la carretera en estudio. En virtud a ello, los coeficientes de escorrentía variarán según

dichas características.

Método Racional ModificadoEs el método racional según la formulación propuesta por Témez (1987, 1991) adaptada

para las condiciones climáticas de España. Y permite estimar de forma sencilla caudales

punta en cuencas de drenaje naturales con áreas menores de 770 km2 y con tiempos de

concentración (Tc) de entre 0.25 y 24 horas, la fórmula es la siguiente:

Donde:

Q : Descarga máxima de diseño (m3/s)

C : Coeficiente de escorrentía para el intervalo en el que

se produce I.

I : Intensidad de precipitación máxima horaria (mm/h)

A : Área de la cuenca (Km2)

K : Coeficiente de Uniformidad

Las fórmulas que definen los factores de la fórmula general, son los siguientes:



A) Tiempo de Concentración (Tc)

Donde:

L= Longitud del cauce mayor (km)

S= Pendiente promedio del cauce mayor (m/m)

B) Coeficiente de Uniformidad

Donde: Tc= Tiempo de concentración (horas)

C) Coeficiente de simultaneidad o Factor reductor (kA)

Donde:

A : Área de la cuenca (Km2)

D) Precipitación máxima corregida sobre la cuenca (P)

Donde:

kA : Factor reductor

Pd : Precipitación máxima diaria (mm)

E) Intensidad de Precipitación ( I )

Donde:

P : Precipitación máxima corregida (mm)

Tc : Tiempo de concentración (horas)



F) Coeficiente de Escorrentía ( C )

Donde:

Pd : Precipitación máxima diaria (mm)

Po : Umbral de escorrentía =( 5000CN )−50CN : Número de curva

12)Avenida de DiseñoLa Avenida de Diseño es el caudal que se escoge, mediante diversas consideraciones,

para dimensionar un proyecto (o una parte de él).

Para su determinación se usa la información básica proporcionada por el estudio hidroló-

gico (Estimación de Caudales) y se incorporan los conceptos correspondientes a riesgo,

vulnerabilidad, importancia y costo de obra y muchos otros más, como por ejemplo el

tipo de río y de puente. En nuestro país, existe escasez de datos, por lo que juegan un

papel muy importante la experiencia y el buen tino del ingeniero proyectista para escoger

la Avenida de Diseño. Dentro de los criterios para la selección de los valores posibles es-

tán los relativos al máximo nivel alcanzado por el agua, la capacidad del encauzamiento,

si fuese el caso las máximas socavaciones y muchas otras más.

La Avenida de Diseño debe escogerse de modo de garantizar la estabilidad del río y del

puente y teniendo en cuenta la evaluación de los daños potenciales involucrados en una

potencial falla.

Se debe tener en cuenta además que los dos últimos meganiños (1983 y 1998), tuvo

como característica, desde el punto de vista hidrológico y en relación con la estabilidad

de las estructuras, es la aparición de avenidas de larga duración, de varios días.

HIDRÁULICA Y DRENAJE

1) Drenaje Superficiala. Drenaje transversal de la Vía

El elemento básico del drenaje transversal se denomina alcantarilla, y el longitudinal

se llama cunetas



El objetivo principal en el diseño hidráulico de una obra de drenaje transversal y

longitudinal es determinar la sección hidráulica más adecuada que permita el paso

libre del flujo líquido y flujo sólido que eventualmente transportan los cursos

naturales y conducirlos adecuadamente, sin causar daño a la carretera y a la

propiedad adyacente.

b. Diseño hidráulicoEl cálculo hidráulico considerado para establecer las dimensiones mínimas de la

sección para las alcantarillas a proyectarse, es lo establecido por la fórmula de

Robert Manning para canales abiertos y tuberías, por ser el procedimiento más

utilizado y de fácil aplicación, la cual permite obtener la velocidad del flujo y caudal

para una condición de régimen uniforme mediante la siguiente relación.

Donde:

Q: Caudal (m3/s)

V : Velocidad media de flujo (m/s)

A : Área de la sección hidráulica (m2)

P : Perímetro mojado (m)

R : Radio hidráulico (m)

S : Pendiente de fondo (m/m)

n : Coeficiente de Manning (Ver Tabla Nº 09)

TABLA Nº 09: Valores del Coeficiente de Rugosidad de Manning (n)

TIPO DE CANAL MÍNIMO NORMAL MÁXIMO

A.

CO

ND

UC

TO

CER

RA

DO

A.1. METÁLICOS a. Bronce Polidob. Acerosoldadocon remachesc. Metal corrugadosub - drendren para aguas lluvias

0.009

0.0100.013

0.0170.021

0.010

0.0120.016

0.0190.024

0.013

0.0140.017

0.0210.030



CO

N E

SCU

RR

IMIE

NTO

PA

RC

IALM

ENTE

LLE

NO

A.2 NO METÁLICOS a. Concretotubo recto y libre de basurastubo con curvas, conexionesafinadotubo de alcantarillado concámaras, entradas.Tubo con moldaje de acero.Tubo de moldaje madera cepilladaTubo con moldaje madera en brutob. Maderaduelaslaminada y tratadac. Albañilería de piedra.

0.0100.0110.0110.013

0.0120.0120.015

0.0100.0150.018

0.0110.0130.012

0.0150.0130.0140.017

0.0120.0170.025

0.0130.0140.014

0.0170.0140.0160.020

0.0140.0200.030

B. C

AN

ALE

S R

EVES

TID

OS

B.1 METAL a. Acero lisosin pintarpintadob. Corrugado

0.0110.0120.021

0.0120.0130.025

0.0140.0170.030

B.2 NO METÁLICO a. MaderaSin tratamientoTratadaPlanchasb. Concretoafinado con planaafinado con fondo de gravasin afinarexcavado en roca de buena calidadexcavado en roca descompuestac. Albañileríapiedra con morteropiedra sola

0.0100.0110.012

0.0110.0150.0140.0170.022

0.0170.023

0.0120.0120.015

0.0130.0170.0170.0200.027

0.0250.032

0.0140.0150.018

0.0150.0200.020

0.0300.035

C. E

XCA

VAD

O

a. Tierra, recto y uniformenuevogravacon algo de vegetaciónb. Tierra, sinuososin vegetacióncon malezas y pastomaleza tupida, plantasfondo pedregoso - malezas.c. Rocasuave y uniformeirregulard. Canales sin mantenciónmaleza tupidaFondo limpio, bordes con vegetación

0.0160.0220.022

0.0230.0250.0300.025

0.0250.035

0.0500.040

0.0180.0250.027

0.0250.0300.0350.035

0.0350.040

0.0800.050

0.0200.0300.033

0.0300.0330.0400.040

0.0400.050

0.1200.080

D. C

OR

RIE

NTE

S N

ATU

RA

LES D.1. CORRIENTES ME-

NORES (ANCHO SU-PERF. < 30 m)

a. Ríos en planiciesrectos, sin zonas muertasrectos sin zonas muertas con piedras y malezasSinuoso, vegetación y piedrasSinuoso, vegetación y bastante pedregosoAbundante vegetación, sinuoso.b. Torrentes de montaña, sin vegetación, bordes abruptos.Árboles y arbustos sumergidosParcialmente en crecidas con piedras yPocas rocas grandes rocas y piedras en el fondo.

0.0250.0300.0350.0450.075

0.0300.040

0.0300.0360.0450.0500.100

0.0400.050

0.0330.0400.0500.0600.150

0.0500.070



D.2 PLANICIES DEINUNDACIÓN

a. con pasto sin arbustopastizales bajospastizales altosb. áreas cultivadassin cultivocon cultivosc. Arbustos y Malezasescasosdensosd. Arbolessaucestierra despejada con troncos

0.0250.030

0.0200.030

0.0400.070

0.1100.030

0.0300.035

0.0300.040

0.0600.1000.150

0.040

0.0350.050

0.0400.050

0.0800.160

0.2000.050

D3 Ríos Principales(ancho superior a 30 m)

Secciones RegularesSecciones Irregulares

0.0250.035

--

0.0600.100

Fuente: Hidráulica de Canales Abiertos, Ven Te Chow, 1983.

Se debe tener en cuenta la velocidad, parámetro que es necesario verificar de tal

manera que se encuentre dentro de un rango, cuyos límites se describen a

continuación.

TABLA Nº 10: Velocidades máximas admisibles (m/s) en conductos revestidos

TIPO DE REVESTIMIENTO VELOCIDAD (M/S)Concreto 3.0 – 6.0Ladrillo con concreto 2.5 – 3.5Mampostería de piedra y con-creto

2.0

Fuente: HCANALES, Máximo Villon B.

Se deberá verificar que la velocidad mínima del flujo dentro del conducto no

produzca sedimentación que pueda incidir en una reducción de su capacidad

hidráulica, recomendándose que la velocidad mínima sea igual a 0.25 m/s.

Asimismo, se debe tener muy en cuenta la velocidad de flujo a la salida de la

alcantarilla, generalmente esta velocidad es mayor que la velocidad de

escurrimiento en el cauce natural y debe limitarse a fin de evitar procesos de

socavación del cauce aguas abajo de la estructura y no afecte su estabilidad.

A continuación, se presenta una tabla con valores máximos admisibles de

velocidades de flujo según el tipo de material donde se desplaza.

TABLA Nº 11: Velocidades máximas admisibles (m/s) en canales no revestidosTIPO DE TERRENO FLUJO INTERMI-

TENTE(M/S)

FLUJO PERMA-NENTE

(M/S)



Arena fina (no coloidal) 0.75 0.75Arcilla arenosa (no coloidal) 0.75 0.75Arcilla limosa (no coloidal) 0.90 0.90Arcilla fina 1.00 1.00Ceniza volcánica 1.20 1.00Grava fina 1.50 1.20Arcilla dura (coloidal) 1.80 1.40Material graduado (no coloidal)

Desde arcilla a grava 2.00 1.50Desde limo a grava 2.10 1.70Grava 2.30 1.80Grava gruesa 2.40 2.00Desde grava a piedras (< 15 cm) 2.70 2.10Desde grava a piedras (> 20 cm) 3.00 2.40

Fuente: Manual de Carreteras de California



CAPITULO-II

HIDROLOGÍA E HIDRÁULICA



2. HIDROLOGÍA


El expediente de la pavimentación delas principales calles de ciudad de Tocache se

encuentra ubicada en la cuenca del rio Huallaga en la entrada de la ciudad de Tocache

departamento de San Martin

2.2. Estudio de Hidrología

En la ciudad de Tocache se cuenta con 03 estaciones meteorológicas de las cuales

solo 2 vienen funcionando.

Localización de las estaciones meteorológicas

2.3. Cartografía

El proyecto se encuentra dentro del mapa del Instituto Geográfico Nacional (IGN) ,

carta nacional 1:100,000, además se cuenta con información del levantamiento

topográfico de la zona y Mapas satelitales de la zona.

Tocache Hoja 17-j

2.4. Pluviometría

La escorrentía existente y producida en el área de estudio, proviene exclusivamente de

las precipitaciones pluviales caídas en la zona.



Un primer aspecto en el análisis de las características pluviométricas de la región en

estudio lo constituyó la recopilación de antecedentes básicos y el procesamiento

primario de la información recolectada.

Desafortunadamente, la información pluviométrica del área en estudio resulta limitada

en virtud de que solamente se dispone de series de datos colectados en estaciones

totalizadoras de lluvia (equipadas únicamente con pluviómetro), pero sin registros

continuos de la evolución temporal de la precipitación (pluviógrafos).

CUADRO Nº 01-aESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS EN LA ZONA DE ESTUDIO

ESTACIÓN PLUVIOMÉTRICA

UBICACIÓN PROVINCIA DPTO. ALTITUD msnm

PERIODO DE REGISTROLATITUD

SURLONGITUD

OESTETOCACHE 08º 11’ 24’’ 76º 32’ 58’’ TOCACHE San Martin 528 2001-2010

Imagen Nº 01 Ubicación de estación Pluviométrica


ESTACIÓN PLUVIOMÉTRICA -

TOCACHE


CUADRO Nº 01-bTABLA DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS EN 24 HORAS

MESES AÑO 2001

AÑO 2002

AÑO 2003

AÑO 2004

AÑO 2005

AÑO 2006

AÑO 2007

AÑO 2008

AÑO 2009

AÑO 2010

ENERO 120 71.2 133. 0 X 48.5 X X 63.2 85.8 83. 0FEBRERO 55.1 59.1 124.1 X 60.5 X X 162. 0 X 74.2

MARZO 46.1 92.7 72. 0 45.9 49.5 X X 50.3 68. 0 46.6ABRIL 25.1 80.6 47. 9 35.1 35.5 X X 81.1 46.5 36.7MAYO 50.4 21.9 39.9 8.9 24.3 X 57.3 35.6 17.7 86.4JUNIO 29.4 19.1 31.2 54.8 X X 43.6 X 29. 0 15.5JULIO 6.4 45.1 13.3 42.3 X X 47.3 X 17.4 68.2

AGOSTO 24. 0 21.8 38.9 41. 0 X X 5.7 X 71.3 7.7SETIEMBRE 68.1 32.8 102.9 45.5 X X 37.1 60. 0 X 71.3OCTUBRE 50.4 116.9 X 80. 0 X X 106.2 48.4 51.7 70.5

NOVIEMBRE 29.8 58.5 X 51.2 X 78.2 61.3 78.3 52.8 52.2DICIEMBRE 93. 0 40.9 X 92.9 X 71.8 94 86.6 6.4 60.2

En el cuadro Nº 02, se presenta la serie Histórica de precipitaciones máximas de 24 horas.

CUADRO Nº 02ESTACIÓN TOCACHE PRECIPITACIÓN

MÁXIMA DE 24 HORASAÑO PRECIPITACIÓN MÁXIMA 24

HORASMES Pmax (mm)

2001 ENERO 120.0

2002 OCTUBRE 116.9

2003 ENERO 133.0

2004 DICIEMBRE 92.9

2005 FEBRERO 80.5

2006 NOVIEMBRE 78.2

2007 OCTUBRE 106.2

2008 FEBRERO 162.0

2009 MARZO 85.8

2010 MAYO 86.4



2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 20100

20

40

60

80

100

120

140

160

180

PRECIPITACION MAXIMA 24 HORAS

Grafico Nº 01.- l histograma se expresa la variación de la precipitación en función con

el tiempo (años), se observa que la variación precipitación máxima se da en el año

2008 (Febrero), con una lectura máxima de 162.0 en una banda de datos de 10 años.

2.5. Periodo De Diseño Para Obras De Drenaje

Los periodos de diseño de las obras de drenaje fueron calculados a partir de la tabla Nº

01 y Nº 02 del MANUAL DE HIDROLOGÍA, HIDRÁULICA Y DRENAJE del Ministerio

de Transporte y comunicaciones.

De la Tabla Nº2 se tiene un R=64% (Drenaje de plataforma y Alcantarilla de paso)

Y una vida útil del proyecto de 20 años se tiene:

R=1−(1− 1T )n

T= 1

1−n√1−RT=20 años

2.6. Hidrología Estadística



Con el registro de precipitación máxima en 24 horas, se procedió a calcular las alturas

de precipitación extrema probable a diferentes periodos de retorno, sobre cuya base se

estimaran los caudales máximos para el diseño de las obras de drenaje que requiere el

proyecto.

El análisis de frecuencias se basa en los diferentes de distribuciones de probabilidad

teórica, se ha seleccionado las funciones de distribución Normal, Log,-normal, Log-

Pearson III y Gumbel, por ser las mas usadas en la hidrología para casos de eventos

máximos.

De las diferentes funciones de distribución de probabilidad se elige la de Gumbel

Normal ya que es la mas se ajusta a este tipo de muestras.

En el cuadro Nº 03, se presenta las precipitaciones máximas en 24 horas obtenidas a

partir de la distribución de probabilidad teórica (Ver anexo H-01).

CUADRO Nº 03PRECIPITACIÓN MÁXIMA 24 HORAS PARA

DIFERENTES PERIODOS DE RETORNOPERÍODO DE RETORNO

EN AÑOSPRECIPITACIONES MAX

DE 24 h (mm)500 205.57100 190.9250 176.2125 161.4020 156.5910 141.43

2.6.1. Calculo del Tiempo de concentración

Debido a que la intensidad de la lluvia disminuye con la duración de la tormenta,

el tiempo critico de duración será el tiempo de concentramiento. Para calcular el

tiempo de concentración critico se utilizo la formula de Kirpich, U.S. Corps of

Engineers, Hathaway

t c=0.02 ∙ L0.77 ∙ S−0.385



2.6.2. Calculo de la Intensidad de Lluvia (I)

Se recurrió al principio conceptual, referente a que los valores extremos de lluvia

alta intensidad y corta duración aparecen, en el mayor de los casos,

marginalmente dependientes de la localización geográfica, con base en el hecho

de que estos eventos de lluvia están asociados con celdas atmosféricas las

cuales tienen propiedades físicas similares en la mayor parte del mundo.

Las estaciones de lluvia en la zona, no cuentan con registro pluviograficos que

permitan obtener las intensidades máximas. Sin embargo estas pueden ser

calculadas a partir de las lluvias máximas sobre la base del modelo de Frederich

Bell que permite calcular la lluvia máxima en función del periodo de retorno,

duración de 10 años. La expresión es la siguiente:

PtT=(0.21 ln (T )+0.52)(0.54 t 0.25−0.50)P60

10

Donde:

t = duración en minutos

T = periodo retorno en años

PtT = precipitación caída en t minutos con periodo de retorno de T años.

P6010 = precipitación caída en 60 minutos con periodo de retorno de 10 años.

El valor de P6010, se calcula a partir de Yance Tueros, que estima la

intensidad máxima horaria a partir de la precipitación máxima en 24 horas.

I=a P24b

I=intensidad máxima en mm/h

a, b = parámetros del modelo, (0.4602, 0876, respectivamente)

P24 = precipitación máxima en 24 horas.

Para un periodo de retorno de 10 años, P24 de 141.74 mm (obtenidos de la

distribución Normal), se tiene una altura de lluvia de 35.52 mm, correspondiente

a una duración de 60 minutos



CUADRO Nº 04LLUVIAS MÁXIMAS (mm) – ESTACIÓN TOCACHE

T (años)

Pmax de 24h P10

60

Duración (t en min)

5 10 15 20 30 60

200 205.57 48.88 24.54 36.73 44.90 51.23 60.95 80.03100 190.92 45.81 20.95 31.36 38.33 43.73 52.03 68.3250 176.21 42.70 17.62 26.37 32.24 36.78 43.76 57.4625 161.40 39.54 14.54 21.77 26.61 30.36 36.12 47.4320 156.59 38.51 13.61 20.37 24.90 28.41 33.80 44.3810 141.43 35.22 10.87 16.27 19.89 22.69 27.00 35.45

5 125.62 31.75 8.38 12.54 15.33 17.49 20.81 27.32

Las intensidades máximas calculadas para estas alturas de lluvia máximas y

diferentes duraciones de lluvia, se muestran en el cuadro Nº 5

CUADRO Nº 05Intensidades máximas (mm/h) – ESTACIÓN TOCACHE

T (años)

Pmax de 24h I= aPb

24

Duración (t en min)

5 10 15 20 30 60

200 205.57 48.88 294.44 220.37 179.61 153.68 121.90 80.03100 190.92 45.81 251.37 188.13 153.34 131.20 104.06 68.3250 176.21 42.70 211.39 158.21 128.95 110.33 87.51 57.4625 161.40 39.54 174.50 130.60 106.45 91.08 72.24 47.4320 156.59 38.51 163.28 122.20 99.60 85.22 67.60 44.3810 141.43 35.22 130.43 97.62 79.56 68.07 54.00 35.45

5 125.62 31.75 100.51 75.23 61.31 52.46 41.61 27.32Fuente: Modelo de Bell

Las curvas de intensidad – duración – frecuencia, se han calculado

indirectamente, mediante la siguiente relación:

I= KTm

tn

Donde:

I= Intensidad máxima (m/min)

K, m, n = factores característicos de la zona de estudio.

T = periodo retorno en años

t = duración de la precipitación equivalente al tiempo de concentración (min)

Si se toman los logaritmos de la ecuación anterior se obtiene:



I=203.57 T0.2302

T0.5327

CUADRO Nº 06Intensidades máximas – Duración – Periodo de Retorno

Duración (t) (min)

Periodo de Retorno (T) en años

20 50 100 200

10 118.99 146.94 172.36 202.1820 82.25 101.57 119.14 139.7630 66.27 81.84 96.00 112.6140 56.86 70.21 82.36 96.6150 50.48 62.34 73.13 85.7860 45.81 56.57 66.36 77.8470 42.20 52.11 61.13 71.7080 39.30 48.53 56.93 66.7890 36.91 45.58 53.47 62.72100 34.90 43.09 50.55 59.29110 33.17 40.96 48.05 56.36120 31.67 39.10 45.87 53.81

10 1000

50

100

150

200

250

CURVA INTENSIDAD - DURACION - PERIODO

T=20T=50T=100T=200

Duracion (min)

Inte

nsid

ades

Mxi

mas

(mm

)




Del levantamiento de campo, planos catastrales y chequeo de las obras existentes se

han identificado un total de 68 cunetas y 01 alcantarilla de desfogue, según se indicada

en el siguiente cuadro.

CUADRO Nº 07Parámetros Geomorfológicos de las Subcuentas

Obra de inci-dencia

Sub cuenca Tipo de cuenca Área

(Km2)

Cota Su-perior

(msnm)

Cota In-ferior

(msnm)

Longitud de cauce L (Km)

Pendiente S (m/m)

ALC. DESFOGUE 01 PRINCIPAL-A 0.2013 509 496 0.494 0.026

C01 06 PRINCIPAL-B 0.0747 509 505 0.526 0.008

C02 27 SECUNDARIO-B 0.0039 507 505 0.116 0.017

C03 28 SECUNDARIO-B 0.0038 505.7 505 0.093 0.008

C04 29 SECUNDARIO-B 0.0027 505.7 505 0.09 0.008

C05 09 SECUNDARIO-A 0.0033 507 506 0.12 0.008

C06 10 SECUNDARIO-A 0.0045 507 506 0.123 0.008

C07 30 SECUNDARIO-B 0.0024 506.5 506 0.088 0.006

C08 31 SECUNDARIO-B 0.0027 506.5 506 0.089 0.006

C09 32 SECUNDARIO-B 0.0010 506 505 0.052 0.019

C10 33 SECUNDARIO-B 0.0010 506 505 0.053 0.019

C11 34 SECUNDARIO-B 0.0022 505 504 0.077 0.013

C12 35 SECUNDARIO-B 0.0022 505 504 0.078 0.013

C13 07 PRINCIPAL-B 0.0278 505 503 0.351 0.006

C14 08 PRINCIPAL-B 0.0080 505 503 0.178 0.011

C15 11 SECUNDARIO-A 0.0065 508 507 0.215 0.005

C16 12 SECUNDARIO-A 0.0116 508 507 0.214 0.005

C17 40 SECUNDARIO-B 0.0007 506 505 0.052 0.019

C18 41 SECUNDARIO-B 0.0010 506 505 0.051 0.020

C19 02 PRINCIPAL-A 0.0562 506 504 0.649 0.003

C20 03 PRINCIPAL-A 0.0489 508 504 0.665 0.006

C21 02 PRINCIPAL-A 0.0562 506 504 0.649 0.003

C22 03 PRINCIPAL-A 0.0489 508 504 0.665 0.006

C23 13 SECUNDARIO-A 0.0059 508 507 0.214 0.005

C24 14 SECUNDARIO-A 0.0091 508 507 0.213 0.005

C25 42 SECUNDARIO-B 0.0025 507.5 507 0.09 0.006

C26 43 SECUNDARIO-B 0.0050 507.5 507 0.19 0.003

C27 55 SECUNDARIO-B 0.0022 507 506 0.077 0.013

C28 56 SECUNDARIO-B 0.0022 507 506 0.078 0.013

C29 21 SECUNDARIO-A 0.0051 507 506 0.183 0.005



Obra de inci-dencia


(Km2)

Cota Su-perior

(msnm)

Cota In-ferior

(msnm)


Pendiente S (m/m)

C30 22 SECUNDARIO-A 0.0091 507 506 0.183 0.005

C31 15 SECUNDARIO-A 0.0068 509 507 0.217 0.009

C32 14 SECUNDARIO-A 0.0109 508 507 0.213 0.005

C33 44 SECUNDARIO-B 0.0028 508.5 508 0.094 0.005

C34 16 SECUNDARIO-A 0.0042 509 508 0.141 0.007

C35 45 SECUNDARIO-B 0.0011 508.5 508 0.054 0.009

C36 19 SECUNDARIO-A 0.0024 509 508 0.102 0.010

C37 59 SECUNDARIO-B 0.0024 508 507 0.08 0.013

C38 60 SECUNDARIO-B 0.0024 508 507 0.079 0.013

C39 23 SECUNDARIO-A 0.0055 508 507 0.183 0.005

C40 24 SECUNDARIO-A 0.0088 509 507 0.181 0.011

C41 17 SECUNDARIO-A 0.0074 509 507 0.278 0.007

C42 18 SECUNDARIO-A 0.0117 509 505 0.236 0.017

C43 17 SECUNDARIO-A 0.0074 509 507 0.278 0.007

C44 18 SECUNDARIO-A 0.0117 509 505 0.236 0.017

C45 20 SECUNDARIO-A 0.0020 509 508 0.1 0.010

C46 52 SECUNDARIO-B 0.0008 509 508 0.052 0.019

C47 63 SECUNDARIO-B 0.0021 509 508 0.076 0.013

C48 64 SECUNDARIO-B 0.0021 509 508 0.076 0.013

C49 25 SECUNDARIO-A 0.0047 509.5 509 0.177 0.003

C50 26 SECUNDARIO-A 0.0047 509.5 509 0.177 0.003

C51 04 PRINCIPAL-A 0.0581 508 504 0.76 0.005

C52 05 PRINCIPAL-A 0.0908 509 504 0.63 0.008

C53 04 PRINCIPAL-A 0.0581 508 504 0.76 0.005

C54 05 PRINCIPAL-A 0.0908 509 504 0.63 0.008

C55 51 SECUNDARIO-B 0.0021 509 508 0.092 0.011

C56 50 SECUNDARIO-B 0.0026 509 508 0.092 0.011

C57a 49 SECUNDARIO-B 0.0011 509 508 0.047 0.021

C57b 48 SECUNDARIO-B 0.0011 509 508 0.047 0.021

C58a 47 SECUNDARIO-B 0.0013 509 508 0.047 0.021

C58b 46 SECUNDARIO-B 0.0013 509 508 0.047 0.021

C59 65 SECUNDARIO-B 0.0023 510 508 0.091 0.022

C60 66 SECUNDARIO-B 0.0025 510 508 0.091 0.022

C61 61 SECUNDARIO-B 0.0023 508 507 0.092 0.011

C62 62 SECUNDARIO-B 0.0025 508 507 0.091 0.011

C63 57 SECUNDARIO-B 0.0023 508 506 0.094 0.021



Obra de inci-dencia


(Km2)

Cota Su-perior

(msnm)

Cota In-ferior

(msnm)


Pendiente S (m/m)

C64 58 SECUNDARIO-B 0.0027 508 506 0.094 0.021

C65 54 SECUNDARIO-B 0.0026 506 504 0.098 0.020

C66 53 SECUNDARIO-B 0.0028 506 504 0.099 0.020

C67a 37 SECUNDARIO-B 0.0012 504.5 504 0.05 0.010

C67b 36 SECUNDARIO-B 0.0012 504.5 504 0.05 0.010

C68a 39 SECUNDARIO-B 0.0011 504.5 504 0.05 0.010

C68b 38 SECUNDARIO-B 0.0011 504.5 504 0.05 0.010

2.8. Caudal De Diseño

La estimación de caudal de diseño, se ha determinado de acuerdo a la precipitación y

las características de las cuencas.

De los diferentes métodos que existen para la determinación de caudales, se empleara

el Método racional para la determinación del caudal (el cual esta limitado para cuencas

no mayores a 5 km2).

Donde:

Q=0.278CiA

Q=Caudal de diseño (m3/s)

C=Coeficiente de escorrentía

I=Intensidad de precipitación (mm/hr)

A=Área de cuenca (Km2)

A continuación se presentan los diferentes caudales para las diferentes obras de arte



CUADRO Nº 08Caudal De Diseño Para Las Obras De Arte

OBRA DE INCI-DENCIA

SUB CUENCA

ÁREA (Km2)


Pendiente S (m/m)

Coef. Es-correntía C

Tiempo de Conc.

(min)

Intensidad de Lluvia

CaudadQ=0.278CiA

ALC. DESFO-GUE 01 0.2013 0.49 0.03 0.80 3.75 200.70 8.99C01 06 0.0747 0.53 0.01 0.80 6.34 151.63 2.52C02 27 0.0039 0.12 0.02 0.80 1.45 333.44 0.29C03 28 0.0038 0.09 0.01 0.80 1.68 308.00 0.26C04 29 0.0027 0.09 0.01 0.80 1.62 314.28 0.19C05 09 0.0033 0.12 0.01 0.80 1.96 283.28 0.21C06 10 0.0045 0.12 0.01 0.80 2.02 279.01 0.28C07 30 0.0024 0.09 0.01 0.80 1.79 297.41 0.16C08 31 0.0027 0.09 0.01 0.80 1.81 295.35 0.18C09 32 0.0010 0.05 0.02 0.80 0.75 473.89 0.10C10 33 0.0010 0.05 0.02 0.80 0.76 468.37 0.10C11 34 0.0022 0.08 0.01 0.80 1.18 372.20 0.18C12 35 0.0022 0.08 0.01 0.80 1.19 369.25 0.18C13 07 0.0278 0.35 0.01 0.80 5.19 168.71 1.04C14 08 0.0080 0.18 0.01 0.80 2.37 256.21 0.45C15 11 0.0065 0.22 0.00 0.80 3.85 197.87 0.28C16 12 0.0116 0.21 0.00 0.80 3.83 198.44 0.51C17 40 0.0007 0.05 0.02 0.80 0.75 473.89 0.08C18 41 0.0010 0.05 0.02 0.80 0.73 479.58 0.10C19 02 0.0562 0.65 0.00 0.80 10.56 115.59 1.45C20 03 0.0489 0.67 0.01 0.80 8.32 131.26 1.43C21 02 0.0562 0.65 0.00 0.80 10.56 115.59 1.45C22 03 0.0489 0.67 0.01 0.80 8.32 131.26 1.43C23 13 0.0059 0.21 0.00 0.80 3.83 198.44 0.26C24 14 0.0091 0.21 0.00 0.80 3.81 199.01 0.40C25 42 0.0025 0.09 0.01 0.80 1.84 293.32 0.17C26 43 0.0050 0.19 0.00 0.80 4.36 185.21 0.21C27 55 0.0022 0.08 0.01 0.80 1.18 372.20 0.19C28 56 0.0022 0.08 0.01 0.80 1.19 369.25 0.18C29 21 0.0051 0.18 0.01 0.80 3.20 218.50 0.25C30 22 0.0091 0.18 0.01 0.80 3.20 218.50 0.44C31 15 0.0068 0.22 0.01 0.80 2.98 226.80 0.34C32 14 0.0109 0.21 0.00 0.80 3.81 199.01 0.48C33 44 0.0028 0.09 0.01 0.80 1.93 285.58 0.18C34 16 0.0042 0.14 0.01 0.80 2.36 256.52 0.24C35 45 0.0011 0.05 0.01 0.80 1.02 401.65 0.10C36 19 0.0024 0.10 0.01 0.80 1.63 313.07 0.17C37 59 0.0024 0.08 0.01 0.80 1.23 363.55 0.20C38 60 0.0024 0.08 0.01 0.80 1.21 366.37 0.19C39 23 0.0055 0.18 0.01 0.80 3.20 218.50 0.27C40 24 0.0088 0.18 0.01 0.80 2.42 253.59 0.50C41 17 0.0074 0.28 0.01 0.80 3.97 194.74 0.32C42 18 0.0117 0.24 0.02 0.80 2.51 248.29 0.65C43 17 0.0074 0.28 0.01 0.80 3.97 194.74 0.32C44 18 0.0117 0.24 0.02 0.80 2.51 248.29 0.65



OBRA DE INCI-DENCIA

SUB CUENCA

ÁREA (Km2)


Pendiente S (m/m)

Coef. Es-correntía C

Tiempo de Conc.

(min)

Intensidad de Lluvia

CaudadQ=0.278CiA

C45 20 0.0020 0.10 0.01 0.80 1.59 316.91 0.14C46 52 0.0008 0.05 0.02 0.80 0.75 473.89 0.08C47 63 0.0021 0.08 0.01 0.80 1.16 375.20 0.18C48 64 0.0021 0.08 0.01 0.80 1.16 375.20 0.18C49 25 0.0047 0.18 0.00 0.80 4.02 193.47 0.20C50 26 0.0047 0.18 0.00 0.80 4.02 193.47 0.20C51 04 0.0581 0.76 0.01 0.80 9.70 120.91 1.56C52 05 0.0908 0.63 0.01 0.80 7.17 142.06 2.87C53 04 0.0581 0.76 0.01 0.80 9.70 120.91 1.56C54 05 0.0908 0.63 0.01 0.80 7.17 142.06 2.87C55 51 0.0021 0.09 0.01 0.80 1.44 333.59 0.16C56 50 0.0026 0.09 0.01 0.80 1.44 333.59 0.19C57a 49 0.0011 0.05 0.02 0.80 0.66 504.30 0.12C57b 48 0.0011 0.05 0.02 0.80 0.66 504.30 0.13C58a 47 0.0013 0.05 0.02 0.80 0.66 504.30 0.14C58b 46 0.0013 0.05 0.02 0.80 0.66 504.30 0.14C59 65 0.0023 0.09 0.02 0.80 1.09 387.15 0.20C60 66 0.0025 0.09 0.02 0.80 1.09 387.15 0.22C61 61 0.0023 0.09 0.01 0.80 1.44 333.59 0.17C62 62 0.0025 0.09 0.01 0.80 1.43 335.84 0.19C63 57 0.0023 0.09 0.02 0.80 1.13 379.50 0.20C64 58 0.0027 0.09 0.02 0.80 1.13 379.50 0.23C65 54 0.0026 0.10 0.02 0.80 1.19 369.89 0.21C66 53 0.0028 0.10 0.02 0.80 1.20 367.59 0.23C67a 37 0.0012 0.05 0.01 0.80 0.93 421.13 0.11C67b 36 0.0012 0.05 0.01 0.80 0.93 421.13 0.11C68a 39 0.0011 0.05 0.01 0.80 0.93 421.13 0.10C68b 38 0.0011 0.05 0.01 0.80 0.93 421.13 0.10

2.9. Diseño Hidráulico De Estructuras De Drenaje

En este capitulo se aborda la definición y dimensionamiento de las estructuras de

drenaje para el control de los flujos de agua superficial y subsuperfical que discurran en

el área de la pavimentación.

Para ello se ha tenido en cuenta la evaluación hidráulica y las condiciones de las obras

de drenaje existente, características del área del proyecto y el estudio hidrológico

realizado.

Para cálculo hidrológico se empleara el método de Robert Manning para canales

abiertos y alcantarilla.

Para el cálculo de la sección de cunetas y alcantarillas se tendrá en cuenta el borde

libre el cual esta en función del caudal de diseño tal como se muestra en el cuadro nº

09



Tabla Nº 09Borde libre en función del caudal

Caudal m3/seg

Revestido (cm)

Sin revestir (cm)

< 0.05 7.5 100.05 – 0.25 10 200.25 – 0.50 20 400.50 – 1.00 25 50

> 1.00 30 60Fuente: Villón Béjar, Máximo; "Hidráulica de canales"

En el siguiente cuadro se muestra el cálculo de sección de las cunetas y alcantarillas

para diferentes tramos de la pavimentación.

Tabla Nº 10Diseño de la secciones geométricas para las cunetas y alcantarillas

Cale y/o ji-

ron

Numero Obra CaudadQh=0.278CiA

Ancho Asumido

(b)

Peralte Asumido

(h)pendiente manning Velocidad

del flujo

Capacidad de conducción

Qd

observa-ción

ALC. DESFOGUE 8.99 1.50 1.70 1.00% 0.01 4.77 10.02 oks

JOR

GE

CH

ÁVE

Z C-07 C01 2.52 0.80 1.40 0.74% 0.01 2.92 2.57 oksC02 0.29 0.40 0.60 0.74% 0.01 1.73 0.28 oks

C-06 C03 0.26 0.40 0.60 0.81% 0.01 1.81 0.29 oksC04 0.19 0.40 0.60 0.81% 0.01 1.89 0.38 oks

PED

RO

GÓ

MEZ

C-11 C05 0.21 0.40 0.60 0.77% 0.01 1.84 0.37 oksC06 0.28 0.40 0.60 0.77% 0.01 1.76 0.28 oks

C-10 C07 0.16 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22 oksC08 0.18 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22 oks

C-09 C09 0.10 0.40 0.35 1.00% 0.01 1.78 0.18 oksC10 0.10 0.40 0.35 1.00% 0.01 1.78 0.18 oks

C-08 C11 0.18 0.40 0.40 1.20% 0.01 2.05 0.25 oksC12 0.18 0.40 0.40 1.20% 0.01 2.05 0.25 oks

C-07 C13 1.04 0.60 0.90 1.00% 0.01 2.63 0.95 oksC14 0.45 0.60 0.90 1.00% 0.01 2.72 1.14 oks

ESTE

BA

N D

ELG

AD

O C-11 C15 0.28 0.40 0.80 1.50% 0.01 2.66 0.64 oksC16 0.51 0.40 0.80 1.50% 0.01 2.62 0.58 oks

C-09 C17 0.08 0.40 0.40 1.25% 0.01 2.09 0.25 oksC18 0.10 0.40 0.40 1.25% 0.01 2.09 0.25 oks

C-08 C19 1.45 0.80 1.00 1.09% 0.01 3.23 1.81 oksC20 1.43 0.80 1.00 1.09% 0.01 3.23 1.81 oks

C-07 C21 1.45 0.80 1.00 0.60% 0.01 2.39 1.34 oksC22 1.43 0.80 1.00 0.60% 0.01 2.39 1.34 oks

GER

MA

N R

EN-

C-10 C23 0.26 0.40 0.80 0.70% 0.01 1.82 0.44 oksC24 0.40 0.40 0.80 0.70% 0.01 1.82 0.44 oks

C-09 C25 0.17 0.40 0.60 0.70% 0.01 1.76 0.35 oksC26 0.21 0.40 0.60 0.70% 0.01 1.76 0.35 oks

C-07 C27 0.19 0.40 0.60 0.30% 0.01 1.15 0.23 oks



Cale y/o ji-

ron

Numero Obra CaudadQh=0.278CiA

Ancho Asumido

(b)

Peralte Asumido

(h)pendiente manning Velocidad

del flujo

Capacidad de conducción

Qd

observa-ción

GIF

O C28 0.18 0.40 0.60 0.30% 0.01 1.15 0.23 oks

C-06 C29 0.25 0.40 0.60 0.30% 0.01 1.15 0.23 oksC30 0.44 0.40 0.90 0.52% 0.01 1.60 0.45 oks

AVI

AC

IÓN

C-08 C31 0.34 0.60 0.70 0.87% 0.01 2.35 0.71 oksC32 0.48 0.60 0.70 0.87% 0.01 2.35 0.71 oks

C-07 C33 0.18 0.60 0.60 0.65% 0.01 2.03 0.61 oksC34 0.24 0.60 0.60 0.65% 0.01 2.03 0.61 oks

C-06 C35 0.10 0.60 0.50 0.65% 0.01 1.91 0.46 oksC36 0.17 0.60 0.50 0.65% 0.01 1.91 0.46 oks

C-05 C37 0.20 0.60 0.50 0.65% 0.01 1.91 0.46 oksC38 0.19 0.60 0.50 0.65% 0.01 1.91 0.46 oks

C-04 C39 0.27 0.60 0.75 0.44% 0.01 1.71 0.56 oksC40 0.50 0.60 0.75 0.44% 0.01 1.71 0.56 oks

RA

MÓ

N C

AST

ILLA

C-09 C41 0.32 0.40 0.70 1.06% 0.01 2.16 0.43 oksC42 0.65 0.60 0.70 1.06% 0.01 2.52 0.68 oks

C-08 C43 0.32 0.40 0.70 1.06% 0.01 2.16 0.43 oksC44 0.65 0.60 0.70 1.06% 0.01 2.52 0.68 oks

C-07 C45 0.14 0.40 0.40 0.52% 0.01 1.35 0.16 oksC46 0.08 0.40 0.40 0.52% 0.01 1.35 0.16 oks

C-06 C47 0.18 0.40 0.40 0.69% 0.01 1.55 0.19 oksC48 0.18 0.40 0.40 0.69% 0.01 1.55 0.19 oks

C-05 C49 0.20 0.40 0.40 0.69% 0.01 1.55 0.19 oksC50 0.20 0.40 0.40 0.69% 0.01 1.55 0.19 oks

RIC

AR

DO

PA

LMA C-10 C51 1.56 0.80 1.50 1.43% 0.01 4.12 3.96 oks

C52 2.87 0.80 1.50 1.43% 0.01 4.12 3.96 oks

C-09 C53 1.56 0.80 1.50 1.43% 0.01 4.12 3.96 oksC54 2.87 0.80 1.50 1.43% 0.01 4.12 3.96 oks

TOC

AC

HE

C-10 C55 0.16 0.40 0.40 2.00% 0.01 2.65 0.32 oksC56 0.19 0.40 0.40 2.00% 0.01 2.65 0.32 oks

C-09

C57a 0.12 0.40 0.40 0.50% 0.01 1.32 0.16 oksC57b 0.13 0.40 0.40 0.50% 0.01 1.32 0.16 oksC58a 0.14 0.40 0.40 0.50% 0.01 1.32 0.16 oksC58b 0.14 0.40 0.40 0.50% 0.01 1.32 0.16 oks

PRO

GR

ESO

C-10 C59 0.20 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22 oksC60 0.22 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22 oks

C-09 C61 0.17 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22 oksC62 0.19 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22 oks

C-08 C63 0.20 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22 oksC64 0.23 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22 oks

C-07 C65 0.21 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22 oksC66 0.23 0.40 0.40 1.00% 0.01 1.87 0.22 oks

C-06

C67a 0.11 0.40 0.40 0.50% 0.01 1.32 0.16 oksC67b 0.11 0.40 0.40 0.50% 0.01 1.32 0.16 oksC68a 0.10 0.40 0.40 0.50% 0.01 1.32 0.16 oksC68b 0.10 0.40 0.40 0.50% 0.01 1.32 0.16 oks



ANEXOS


memoria hidrologia e hidraulica

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