vulnerabilidad de estructuras de puentes en zonas de gran

4

A

Vulnerabilidad de estructuras de puentes

en zonas de gran influencia de ciclones

tropicales.

Informe de estudios Hidrológico

Puente Urbina

Elaborado por:

Instituto de Ingeniería

UNAM

4

1

Control documental

Información del documento

Información

Numero de documento Hidro-Urbina

Elaboro Ing. David Flores Vidriales

Fecha de Expedición 26//06/2017

Fecha de Última Edición 28/08/2017

Nombre del archivo Hidro-Urbina

Historia del documento

Versión Fecha Cambios

1.0 26/06/2017 Propuesta para comentarios

1.1 28/08/2017 Correcciones menores

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2

Contenido Informe general .................................................................................................................. 3

Objetivo .......................................................................................................................... 3

1.- Generalidades ........................................................................................................... 3

2.- Estudio Hidrológico ................................................................................................... 4

Observaciones ............................................................................................................ 4

3.- Estudio Hidráulico ..................................................................................................... 5

4.- Conclusiones y recomendaciones ............................................................................. 5

Memoria de cálculo ............................................................................................................ 6

1.- Recopilación de información ..................................................................................... 6

2.- Desarrollo .................................................................................................................. 7

3.- Gastos calculados ..................................................................................................... 8

Descripción del método de Ven Te Chow ................................................................... 8

Método racional ........................................................................................................ 13

Método del Hidrograma Unitario Triangular .............................................................. 19

4.- Resumen de resultados .......................................................................................... 23

5.- Localización del puente ........................................................................................... 23

6.- Simbología .............................................................................................................. 25

7.- Isoyetas para método racional ................................................................................ 26

8.- Perfiles .................................................................................................................... 30

9.- Método TAYLOR - SCHWARZ ................................................................................ 30

4

3

Informe general

Objetivo

El objetivo del estudio es obtener el gasto de diseño asociado a un periodo de retorno 100,

500 y 1000 años, hasta el sitio donde se localiza el cruce, mediante la aplicación de métodos

hidrológicos apropiados a las características de la cuenca.

1.- Generalidades

La corriente nace a 19.1 km del sitio de cruce y desemboca a 20.0 km, en el océano

“Pacífico”; dicha descarga no provoca influencia hidráulica en el cruce. El área de la cuenca

drenada hasta el cruce es de 79.0 km2 y pertenece a la Región Hidrológica No. 23 Costa

de Chiapas según clasificación de la extinta SARH. Ver croquis de localización. En la zona

del cruce, la vegetación se puede clasificar como pastizales y huertas y el terreno es de

lomerío suave a sensiblemente plano.

El cauce en la zona de cruce es sensiblemente recto, estable y encajonado.

El período de lluvias en la región comprende los meses de junio a septiembre.

La precipitación media anual es de 2200 milímetros.

1

4

4

2.- Estudio Hidrológico

Para el cálculo probabilístico del gasto se compararon tres métodos de entre los cuales se

adoptaron los resultados obtenidos con el método de Ven Te Chow, a continuación, se

enlistan los métodos utilizados:

1. Método racional

2. Ven Te Chow

3. Hidrograma Triangular Unitario

Para el cálculo del gasto máximo se la carta topográfica del INEGI, D15A29 Pijijiapan,

escala 1: 50,000 para la delimitación de la cuenca de aportación y la obtención de la

pendiente del cauce principal. Las características de la lluvia en la zona de estudio, se

obtuvieron de los planos de Isoyetas de Intensidad de lluvia – Duración – Periodo de retorno

del estado de Chiapas, publicadas por la SCT. Cabe señalar que para la obtención de

información de los periodos de retorno de 500 y 1000 años, se efectuó una extrapolación a

partir de los datos contenidos en los planos de Isoyetas.

Se obtuvo un caudal máximo hasta el cruce, de 360.0 m3/s, asociado al período de retorno

de 100 años.

Adicionalmente se determinaron los gastos para períodos de retorno de 500 y 1000 años,

mismos que resultaron de 537.0 y 589.0 m3/s, respectivamente

Observaciones

El gasto obtenido se considera confiable, ya que la información de lluvia utilizada se obtuvo de las Isoyetas SCT y de acuerdo con los planos referidos, en la zona se cuenta con pluviógrafos suficientes que representan el comportamiento de la lluvia en la región. La estación Pijijiapan se localiza en la periferia de la cuenca en estudio.

4

5

3.- Estudio Hidráulico

Para realizar el estudio hidráulico se utilizaron tres secciones las cuales fueron levantadas

en campo con las siguientes ubicaciones:

1. Sección hidráulica numero 1 ubicada a 55 m aguas arriba del cruce, al realizar el

tránsito de la avenida del gasto obtenido con el estudio hidrológico de Q=360 m3/s,

se obtuvo un nivel de aguas máximas extraordinarias de 93.712 m, referenciados

al banco de nivel utilizado para el levantamiento en campo, el gasto obtenido es de

Q=422.02 m3/s, asociado a una velocidad de V= 2.46 m/s.

2. En la sección hidráulica numero 2 localizada a 65 m aguas abajo del cruce se

obtuvo un gasto de Q= 376.59 m3/s, asociado a una velocidad de V= 2.66 m/s.

4.- Conclusiones y recomendaciones

De acuerdo con los resultados obtenidos se recomienda adoptar un gasto de diseño

obtenido del promedio de las dos secciones de Q= 399.3 m3/s, asociado a una velocidad

de V= 2.66 m/s. El nivel de aguas de diseño es de 93.303 m, asociado a un periodo de

retorno de 100 años.

4

6

Memoria de cálculo

1.- Recopilación de información

Para realizar el estudio hidrológico se consultó la siguiente información: Localización y ubicación del cruce:

1. Carta topográfica del INEGI, D15A29 Pijijiapan, escala 1: 50,000, editada por el Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática, INEGI.

2. Atlas de comunicaciones y transportes, del estado de Chiapas, editado por la

Coordinación General de Planeación, de la SCT.

3. Planos de Isoyetas de Intensidad de lluvia Duración – Periodo de retorno, versión 2000, editadas por la SCT, del estado de Chiapas.

2

4

7

2.- Desarrollo

Con la información obtenida durante la visita de campo efectuada previamente a la realización del estudio, se localizó el cruce en la carta topográfica D15A29 Pijijiapan, escala 1: 50,000 y en el plano de la región hidrológica correspondiente.

Debido a que se observó que la cuenca de aportación hasta el cruce es chica, se optó por la aplicación de métodos semi-empíricos para la obtención de gasto hidrológico. Es importante mencionar que tanto para la corriente en estudio, como para corrientes vecinas de características similares a la cuenca en estudio no existen estaciones hidrométricas.

Se delimitó la cuenca de aportación hasta el cruce en la carta topográfica y se obtuvo su área mediante auxilio de herramientas computacionales. La longitud del cauce se obtuvo directamente de la carta topográfica sobre el cauce más alejado y en base a las curvas de nivel que cruza se obtuvo información para calcular su pendiente aplicando el método de Taylor Schwars.

De información de campo y cartográfica se determinó el coeficiente de escurrimiento de la cuenca y posteriormente, para determinar el gasto se aplicaron los métodos Racional, Ven Te Chow e Hidrograma Unitario Triangular, empleando para ello información de intensidad de lluvia de las Isoyetas y los datos fisiográficos previamente calculados.

4

8

3.- Gastos calculados

El método de Ven Te Chow fue deducido basándose en el concepto de hidrogramas

unitarios e hidrogramas unitarios sintéticos.

Descripción del método de Ven Te Chow

Este método permite conocer el gasto máximo para un determinado periodo de retorno, es

aplicable a cuencas no urbanas con áreas menores a 250 Km², El procedimiento de cálculo

es el siguiente:

1. De acuerdo al tipo y uso del suelo se calcula el número de escurrimiento N ayudados

con las tablas presentadas a continuación:

2. Se escoge una cierta duración de lluvia d (en horas) arbitraria.

4

9

3. De las Isoyetas de Intensidad de Lluvia – Duración – Frecuencia, con el valor

de d y el período de retorno elegido, se obtiene la intensidad de lluvia para la

tormenta. La precipitación P (en centimetros) asociada a esta intensidad se

obtiene multiplicando dicha intensidad por la duración elegida.

4. Con el valor de N y el valor de P, se determina la lluvia en exceso Pe (en cm/h)

empleando la ecuación:

5. Con el valor de Pe y el valor de d, se calcula X aplicando la ecuación:

6. Con la longitud del cauce (en metros) y pendiente del mismo (en %), se calcula el

valor de tp (en horas)

7. Se calcula la relación d/tp a fin de determinar el valor de Z:

8. Luego se calcula el valor Qm mediante la siguiente expresión:

4

10

DETERMINACIÓN DEL GASTO MÁXIMO

Area cuenca 79.000 CRUCE : URBINA, C1

Long. cauce 19100.000 CAMINO: ARRIAGA - TAPACHULA

Pendiente 1.860 TRAMO: ARRIAGA - HUIXTLA

No. Escurrimiento 61.8 KM : 138+170

d (hrs) i (cm/hr) P (cm) Pe (cm) X Tp d/Tp Z Q (m3/s)

0.08 31.30 2.60 0.0194 0.2336 2.2746 0.0365 0.0302 1.55

0.17 22.60 3.84 0.0300 0.1767 2.2746 0.0747 0.0592 2.30

0.33 19.80 6.53 0.6033 1.8281 2.2746 0.1451 0.1126 45.21

0.50 17.90 8.95 1.5693 3.1385 2.2746 0.2198 0.1693 116.72

0.60 16.96 10.18 2.1773 3.6289 2.2746 0.2638 0.2027 161.56

0.80 15.08 12.06 3.2341 4.0426 2.2746 0.3517 0.2695 239.25

1.00 13.20 13.20 3.9286 3.9286 2.2746 0.4396 0.3362 290.10

1.20 12.20 14.64 4.8620 4.0517 2.2746 0.5276 0.3983 354.42

1.40 11.20 15.68 5.5683 3.9774 2.2746 0.6155 0.4501 393.17

1.60 10.20 16.32 6.0149 3.7593 2.2746 0.7034 0.5019 414.40

1.80 9.20 16.56 6.1845 3.4358 2.2746 0.7913 0.5537 417.84

2.00 8.20 16.40 6.0713 3.0356 2.2746 0.8793 0.6056 403.72

2.25 7.83 17.61 6.9372 3.0832 2.2746 0.9892 0.6703 453.90

2.50 7.45 18.63 7.6890 3.0756 2.2746 1.0991 0.7087 478.72

2.75 7.08 19.46 8.3150 3.0236 2.2746 1.2090 0.7443 494.23

3.00 6.70 20.10 8.8070 2.9357 2.2746 1.3189 0.7798 502.76

3.50 5.95 20.83 9.3681 2.6766 2.2746 1.5387 0.8509 500.17

4.00 5.20 20.80 9.3486 2.3372 2.2746 1.7585 0.9219 473.22

Para Tr = 100 años Q(máx) = 502.8 m3/s

CALCULO DE N

TIPO A (%) N

Bosque natural Normal, suelo B, N= 60.00 0.80 48.00

Pastizal Normal, suelo B, N= 69.00 0.20 13.80

1.00 61.80

4

11







0.08 37.20 3.09 0.0002 0.0021 2.2746 0.0365 0.0302 0.01

0.17 26.40 4.49 0.1066 0.6269 2.2746 0.0747 0.0592 8.15

0.33 23.00 7.59 0.9827 2.9779 2.2746 0.1451 0.1126 73.64

0.50 21.00 10.50 2.3490 4.6980 2.2746 0.2198 0.1693 174.72

0.60 19.94 11.96 3.1749 5.2915 2.2746 0.2638 0.2027 235.58

0.80 17.82 14.26 4.6078 5.7598 2.2746 0.3517 0.2695 340.87

1.00 15.70 15.70 5.5821 5.5821 2.2746 0.4396 0.3362 412.20

1.20 14.52 17.42 6.8046 5.6705 2.2746 0.5276 0.3983 496.02

1.40 13.34 18.68 7.7271 5.5193 2.2746 0.6155 0.4501 545.61

1.60 12.16 19.46 8.3148 5.1968 2.2746 0.7034 0.5019 572.85

1.80 10.98 19.76 8.5495 4.7497 2.2746 0.7913 0.5537 577.62

2.00 9.80 19.60 8.4244 4.2122 2.2746 0.8793 0.6056 560.19

2.25 9.36 21.07 9.5559 4.2471 2.2746 0.9892 0.6703 625.24

2.50 8.93 22.31 10.5407 4.2163 2.2746 1.0991 0.7087 656.27

2.75 8.49 23.34 11.3664 4.1332 2.2746 1.2090 0.7443 675.60

3.00 8.05 24.15 12.0244 4.0081 2.2746 1.3189 0.7798 686.43

3.50 7.18 25.11 12.8153 3.6615 2.2746 1.5387 0.8509 684.22

4.00 6.30 25.20 12.8876 3.2219 2.2746 1.7585 0.9219 652.36


CALCULO DE N

TIPO A (%) N



1.00 61.80

4

12







0.08 39.60 3.29 0.0014 0.0164 2.2746 0.0365 0.0302 0.11

0.17 27.50 4.68 0.1367 0.8041 2.2746 0.0747 0.0592 10.45

0.33 24.30 8.02 1.1567 3.5051 2.2746 0.1451 0.1126 86.68

0.50 22.30 11.15 2.7060 5.4119 2.2746 0.2198 0.1693 201.27

0.60 21.22 12.73 3.6377 6.0628 2.2746 0.2638 0.2027 269.92

0.80 19.06 15.25 5.2719 6.5899 2.2746 0.3517 0.2695 390.00

1.00 16.90 16.90 6.4268 6.4268 2.2746 0.4396 0.3362 474.57

1.20 15.62 18.74 7.7779 6.4816 2.2746 0.5276 0.3983 566.97

1.40 14.34 20.08 8.7886 6.2775 2.2746 0.6155 0.4501 620.56

1.60 13.06 20.90 9.4234 5.8897 2.2746 0.7034 0.5019 649.23

1.80 11.78 21.20 9.6642 5.3690 2.2746 0.7913 0.5537 652.94

2.00 10.50 21.00 9.5046 4.7523 2.2746 0.8793 0.6056 632.02

2.25 10.04 22.58 10.7579 4.7813 2.2746 0.9892 0.6703 703.88

2.50 9.58 23.94 11.8510 4.7404 2.2746 1.0991 0.7087 737.85

2.75 9.11 25.06 12.7714 4.6442 2.2746 1.2090 0.7443 759.12

3.00 8.65 25.95 13.5105 4.5035 2.2746 1.3189 0.7798 771.27

3.50 7.73 27.04 14.4222 4.1206 2.2746 1.5387 0.8509 770.01

4.00 6.80 27.20 14.5593 3.6398 2.2746 1.7585 0.9219 736.97


CALCULO DE N

TIPO A (%) N



1.00 61.80

4

13

Método racional

Este método, que la literatura inglesa atribuye a Lloyd-George en 1906, si bien los principios

del mismo fueron establecidos por Mulvaney en 1850, permite determinar el caudal máximo

que escurrirá por una determinada sección, bajo el supuesto que éste acontecerá para una

lluvia de intensidad máxima constante y uniforme en la cuenca correspondiente a una

duración D igual al tiempo de concentración de la sección.

1. El gasto de una corriente utilizando el método antes mencionado se calcula con la

siguiente expresión.

Donde:

Qp Gasto máximo, en m3/s.

C Coeficiente de escurrimiento, adimensional.

I Intensidad de lluvia para una duración igual al tiempo de concentración, en mm/h.

A Área de la cuenca drenada, en km2.

0.278 Factor de homogeneidad de unidades.

El coeficiente C representa la relación entre el volumen escurrido y el llovido, y

depende del tipo de terreno o superficie de la cuenca en estudio. En la tabla

siguiente se muestran los valores que se usualmente se adoptan para dicho

coeficiente.

4

14

Tipo del área por drenar Pendiente

(%) Coeficiente de escurrimiento c

Con césped

Suelo arenoso 2 0.05 – 0.10

Suelo arenoso 2 a 7 0.10 – 0.15

Suelo arenoso 7 0.15 – 0.20

Suelo grueso 2 0.13 – 0.17

Suelo grueso 2 a 7 0.18 – 0.22|

Suelo grueso 7 0.25 – 0.35

Zonas comerciales

Áreas céntricas 0.70 – 0.95

Áreas vecinas 0.50 – 0-70

Zonas residenciales

Áreas familiares 0.30 – 0.50

Áreas multifamiliares separadas

0.40 – 0.60

Áreas multifamiliares juntas 0.60 – 0.75

Áreas suburbanas 0.25 – 0.40

Áreas de apartamentos habitacionales

0.50 – 0.70

Zonas industriales

Claros 0.50 – 0.80

Zonas densamente construidas

0.60 – 0.90

Parques y cementerios 0.10 – 0.25

Áreas de recreo 0.20 – 0.35

Patios de FF CC 0.20 – 0.40

Áreas provisionales 0.10 – 0.30

Calles

Asfaltadas 0.70-0.95

De concreto 0.80-0.95

Enladrillado 0.70-0.85

Calzadas y banquetas 0.75-0.85

Azoteas y techados 0.75-0.95

Zonas rurales

Campos cultivados 0.20-0.40

Zonas forestadas 0.10-0.30

2. En caso de que la cuenca por drenar esté compuesta por diferentes tipos de

4

15

suelo, el coeficiente de escurrimiento global C se debe obtener mediante la

siguiente ecuación:

C

C A

A

i ii

n

1

Donde:

C Coeficiente de escurrimiento global.

Ci Coeficiente de cada área parcial.

Ai Área parcial, en km2.

n Número de áreas parciales.

A Área total de la cuenca, en km2.

3. Para evaluar el tiempo de concentración puede emplearse la siguiente

ecuación determinada por Kirpich.

385.0

77.0

0662.0S

LTc

Donde:

Tc Tiempo de concentración, en h.

L Longitud del cauce principal, más la distancia desde el inicio del escurrimiento, al parteaguas, medida perpendicularmente a las curvas de nivel, en km.

S Pendiente del cauce, adimensional y en decimales.

4. Una vez determinado el tiempo de concentración se debe determinar la

intensidad de lluvia a partir de las Isoyetas de Intensidad de Lluvia – Duración

– Frecuencia para la República Mexicana, elaboradas y publicadas por la

Secretaría de Comunicaciones y Transportes; se debe considerar la duración

de la tormenta igual al tiempo de concentración calculado y el período de

retorno se fija de acuerdo al criterio mencionado anteriormente.

4

16

CRUCE: URBINA, C1 Área de cuenca 79.00

CAMINO: ARRIAGA - TAPACHULA

TRAMO: ARRIGA - HUIXTLA Longitud del cauce principal hasta el parteaguas 19.10

KM: 138+170

ORIGEN: TAPANATEPEC, OAX. Pendiente media del cauce principal 1.860

0

100

200

300

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250

Inte

nsi

da

d (

mm

/hr

Duración (min)

Curva Intensidad - Duración (Tr = 100 AÑOS)

DETERMINACION DEL TIEMPO DE CONCENTRACION

L = Longitud del cauce

S = Pendiente media del cauce principal

Tc = 3.0 hr

Tc = 178.5 min

INTENSIDADES DE LLUVIA; (OBTENIDAS DEL PLANO DE ISOYETAS)

D (min) I (mm/hr)

5 313

10 226

20 198

30 179

60 132 PARA TR = 100 AÑOS

120 82

178.5 61

240 52

CALCULO DEL GASTO:

Q = 401.9 m³/s TR = 100 AÑOS

385.0

77.0

0662.0S

LTc

4

17

0

100

200

300

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250

Inte

nsi

da

d m

m/h

r

Duración (min)





KM: 138+170





Tc = 3.0 hr

Tc = 178.5 min


D (min) I (mm/hr)

5 372

10 264

20 230

30 210

60 157 PARA TR = 500 AÑOS

120 98

178.5 72

240 63

CALCULO DEL GASTO:

Q = 474.4 m³/s TR = 500 AÑOS

385.0

77.0

0662.0S

LTc

4

18

0

100

200

300

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250

Inte

nsi

da

d (

mm

/hr)

Duración (min)





KM: 138+170





Tc = 3.0 hr

Tc = 178.5 min


D (min) I (mm/hr)

5 396

10 275

20 243

30 223

60 169 PARA TR = 1000 AÑOS

120 105

178.5 77

240 68

CALCULO DEL GASTO:

Q = 507.3 m³/s TR = 1000 AÑOS

385.0

77.0

0662.0S

LTc

4

19

Método del Hidrograma Unitario Triangular

Los métodos que se basan en hidrogramas unitarios sintéticos permiten obtener

hidrogramas unitarios a partir de las características generales de la cuenca. Uno de estos

métodos es el hidrograma unitario triangular, desarrollado por Mockus (1957, en Aparicio,

2007). La figura presentada esquematiza este tipo de hidrograma. En un hidrograma

triangular, el gasto pico se calcula:

Donde:

qp, gasto pico unitario, en m3/s / mm

A, área de la cuenca, en km2

tb, tiempo base, en h

4

20

Del análisis de varios hidrogramas, Mockus determinó que el tiempo base puede calcularse

en función del tiempo pico:

El tiempo pico es:

La duración en exceso con la que se tiene mayor gasto del pico, a falta de mejores datos,

se puede calcular como:

Figura 1 H.U.T para Tr = 100 años

METODO HIDROGRAMA UNITARIO TRIANGULAR CRUCE:

CAMINO:

Q -Gasto de la cuenca, en m3/s TRAMO:

qp - Gasto de pico, en m3/s/mm KM:

Pe - Precipitación en exceso en cm. ORIGEN:

A - Area de la cuenca, en km2

tp - tiempo pico, en hrs

tc - tiempo de concentración, en hrs

DATOS DE CALCULO

Área de cuenca 79.00 km2 Tr I P

100 54.00 186.50

Longitud del cauce principal hasta el parteaguas 19.10 km

Pendiente media del cauce principal 1.860 %

No. De Escurrimiento N 61.8 SUELO B

cuencaP ENDI ENTE DE

LA CUENCA

LONGI TUD DEL

CAUCEAREA DE CUENCA

NUM ERO DE

ES CURRI M I ENTOP RECI P I TACI ON

TI EM P O DE

CONCENTRACI ÓN

DURACI ON EN

EXCES O

TI EM P O DE

RETRAS OTI EM P O P I CO TI EM P O BAS E GAS TO P I CO

P RECI P I TACI ON

EXCEDENTEGAS TO M AXI M O

S (adim.) L (m) A (km2) N (adim) P (cm) tc (hr) De (hr) tr tp Tb qp Pe Q máx.

1 0.0186 19100 79 61.8 18.650138 2.982061324 3.4537292 1.789237 3.5161014 9.387991 4.67335784 7.70776369 360

I = P / d donde: I = Intensidad de lluvia (mm/hr)

P = Altura de precipitación (mm)

d = Duración de la precipitación ( hr )

Despejando: P = I * d

Como d = de, d = 3.5 Entonces I = 54.00 mm/hr, y P = 186.50138 mm

D (min) I (mm/hr)

207.22 54.00

URBINA, C1

ARRIAGA - TAPACHULA

ARRIAGA - HUIXTLA

138+170

TAPANATEPEC, OAX.

PeqpQ *

tp

Aqp

208.0

tctctp 6.0

4

21


CAMINO:







DATOS DE CALCULO


500 68.00 234.85





LA CUENCA

LONGI TUD DEL

CAUCEAREA DE CUENCA

NUM ERO DE


TI EM P O DE

CONCENTRACI ÓN

DURACI ON EN

EXCES O

TI EM P O DE


P RECI P I TACI ON



1 0.0186 19100 79.00 61.8 23.485358 2.982061324 3.4537292 1.789237 3.5161014 9.387991 4.67335784 11.4835314 537






D (min) I (mm/hr)

207.22 68.00

URBINA, C1

ARRIAGA - TAPACHULA

ARRIAGA - HUIXTLA

138+170

TAPANATEPEC, OAX.

PeqpQ *

tp

Aqp

208.0

tctctp 6.0

Figura 3 H.U.T para Tr = 500 años

4

22


CAMINO:







DATOS DE CALCULO


1000 72.00 248.67





LA CUENCA

LONGI TUD DEL

CAUCEAREA DE CUENCA

NUM ERO DE


TI EM P O DE

CONCENTRACI ÓN

DURACI ON EN

EXCES O

TI EM P O DE


P RECI P I TACI ON



1 0.0186 19100 79 61.8 24.86685 2.982061324 3.4537292 1.789237 3.5161014 9.387991 4.67335784 12.6126013 589






D (min) I (mm/hr)

207.22 72.00

URBINA, C1

ARRIAGA - TAPACHULA

ARRIAGA - HUIXTLA

138+170

TAPANATEPEC, OAX.

PeqpQ *

tp

Aqp

208.0

tctctp 6.0

4

23

4.- Resumen de resultados

METODO GASTO (m3/s) TR 100 AÑOS

GASTO (m3/s) TR 200 AÑOS

GASTO (m3/s) TR 500 AÑOS

Racional 401.9 474.4 507.3

Ven Te Chow 502.8 686.4 771.3 Hidrograma Unitario Triangular 360.0 537.0 589.0

Cabe señalar que, de acuerdo con sus hipótesis y rangos de aplicación, los tres métodos semiempíricos son adecuados, sin embargo, los resultados calculados con Ven Te Chow son mucho más altos que los otros dos métodos, por lo que se descartó dicho método. Por lo tanto, al resultar ligeramente mayor el gasto obtenido con el método del Hidrograma Unitario Triangular, respecto del Racional, se adopta como gasto del estudio hidrológico.

5.- Localización del puente

Figura 6 Vista satelital

4

24

Figura 7 Croquis de la cuenca

4

25

6.- Simbología

d Duración total de la tormenta, en h.

de Duración en exceso, en h.

L Longitud del cauce principal, en m.

N Número de escurrimiento, adimensional.

P Altura de precipitación en la zona en estudio para una duración d, en cm.

Pb Altura de precipitación en la estación base para la duración d en cm.

Pa Altura de precipitación media anual en la zona en estudio, en mm.

Pab Altura de precipitación media anual en la estación base, en mm.

Pe Altura de precipitación en exceso en la zona en estudio, para una duración d, en cm.

Qb Gasto base, en m3/s.

Qd Gasto hidrológico, en m3/s.

Qm Gasto de pico del hidrograma del escurrimiento directo, en m3/s.

qm Gasto de pico del hidrograma unitario, en m3/s por cm de lluvia en exceso para una duración de d en horas.

S Pendiente media del cauce, en porcentaje.

tr Tiempo de retraso, en h.

tc Tiempo de concentración, en h.

tp Tiempo de retraso, en h.

X Factor de escurrimiento, en cm/h.

Y Factor climático, adimensional.

Z Factor de reducción del pico, adimensional.

Simbologia

4

26

7.- Isoyetas para método racional

5 230 256 264 289 313 372 396

10 177 192 197 211 226 264 275

20 153 167 171 185 198 230 243

30 135 148 153 166 179 210 223

60 97 108 111 122 132 157 169

120 59 66 68 75 82 98 105

240 36 40 42 47 52 63 68

DURACION (min) PERIODOS DE RETORNO (años)

y = 36.014ln(x) + 147.71R² = 0.9997

0

100

200

300

0 20 40 60 80 100 120

d=5 min.

4

27

y = 21.177ln(x) + 128.45R² = 0.9998

0

100

200

300

0 20 40 60 80 100 120

d=10 min.

y = 19.566ln(x) + 108.14R² = 0.9998

0

100

200

300

0 20 40 60 80 100 120

d=20 min.

4

28

y = 19.152ln(x) + 90.953R² = 0.9997

0

100

200

300

0 20 40 60 80 100 120

d=30 min.

y = 15.222ln(x) + 62.142R² = 0.9996

0

100

200

300

0 20 40 60 80 100 120

d=60 min.

4

29

y = 9.9755ln(x) + 36.015R² = 0.9999

0

100

200

300

0 20 40 60 80 100 120

d=120 min.

y = 7.0489ln(x) + 19.385R² = 0.9972

0

100

200

300

0 20 40 60 80 100 120

d=240 min.

4

30

8.- Perfiles

9.- Método TAYLOR - SCHWARZ

METODO DE TAYLOR - SCHWARZ

CALCULO DE LA PENDIENTE MEDIA

tramos de 100 m

Número Longitud Nivel inicial Nivel final Desnivel Si

de tramos (m) (m) (m) (m)

1 1910 1600.0 895.3 705 0.3690 0.6074 3144.5 3144.5

1 1910 895.3 648.4 247 0.1293 0.3595 5312.4 5312.4

1 1910 648.4 415.6 233 0.1219 0.3491 5470.9 5470.9

1 1910 415.6 283.8 132 0.0690 0.2627 7271.0 7271.0

1 1910 283.8 155.2 129 0.0673 0.2595 7360.9 7360.9

1 1910 155.2 93.8 61 0.0321 0.1793 10652.9 10652.9

1 1910 93.8 82.8 11 0.0058 0.0759 25168.3 25168.3

1 1910 82.8 71.9 11 0.0057 0.0755 25283.5 25283.5

1 1910 71.9 60.9 11 0.0058 0.0759 25168.3 25168.3

1 1910 60.9 50.0 11 0.0057 0.0755 25283.5 25283.5

10 19100.0 140116.0 140116.0

Sc= 0.018582 adimensional

Sc= 1.86 Porciento Sg= 0.081

Pendiente longitudinal del cauceSc= [ N de tramos/sumatoria de ((1/(Si) 1̂/2)*N de tramos))

Si1

Si1

SiX N de tramosº

4

31

1910 19100

1910 17190

1910 15280

1910 13370

1910 11460

1910 9550

1910 7640

1910 5730

1910 3820

0 3820

0 3820

0

200

400

600

800

1000

1200

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000

Ele

vacio

ne

s e

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Distancia en m

PERFIL DEL CAUCE

vulnerabilidad de estructuras de puentes en zonas de gran

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