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“CREACIÓN DEL SERVICIO DE PROTECCIÓN CONTRA INUNDACIONES DEL RIOBLANCO-
HIDROLOGÍA, HIDRAULICA Y DRENAJE
PROYECTO:
“CREACIÓN DEL SERVICIO DE PROTECCIÓN CONTRA INUNDACIONES DEL
RIO BLANCO- SOLLOCOTA DEL DISTRITO DE SAN JOSE PROVINCIA
DE AZANGARO”
El presente estudio hidrológico se ha realizado para el ámbito del proyecto
denominado “CREACIÓN DEL SERVICIO DE PROTECCIÓN CONTRA
INUNDACIONES DEL RIO BLANCO-SOLLOCOTA DEL DISTRITO DE
SAN JOSE PROVINCIA DE
AZANAGARO” ubicado íntegramente en el departamento de PUNO.
Del 7! de la super"cie de la tierra está cubierta por agua # del total de la
masa de agua representa $%& de la masa de la tierra' este (! restante
representa $ billón de )m(' los mismos *ue el +7! es agua salada y el (!
agua dulce' y de este (! el +! se encuentra en los polos y solamente el
$! en ríos' lagos y lagunas.
El estudio ,idrológico' nos permite conocer caudales má-imos de diseo a
partir de los datos de plu/iom0tricos' con el "n de realizar un adecuado diseo
de las obras de de1ensas ribereas *ue se pretende en el proyecto. Para
determinar las a/enidas de diseo se han utilizado los datos plu/iom0tricos de
la estación meteorológica 2324565#E8926' Estación :O. $$;(<' con una
longitud de registro histórico de ( aos' así mismo para la clasi"cación
climática de la zona de estudio se han utilizado los datos de precipitaciónmedia mensual' temperatura =media' má-ima y mínima> con las *ue
calculamos la e/apotranspiración.
:on la "nalidad de *ue la in1ormación disponible de precipitación mensual sea
con"able' se ha realizado el respecti/o análisis de consistencia solo para la
precipitación media mensual' por lo *ue dicha in1ormación se ha completado
los datos 1altantes' tanto de las precipitaciones medias mensuales y la
precipitación má-ima en ?; horas' con el programa hidroesta?' desarrollado
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“CREACIÓN DEL SERVICIO DE PROTECCIÓN CONTRA INUNDACIONES DEL RIOBLANCO-
por el sc. á-imo 4illón @0Aar por el m0todo de regresión polinomial de ?do
grado.
El análisis de 1recuencia de la precipitación má-ima en ?; horas' se harealizado
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utilizando el so1tBare ,idroesta' de este análisis se seleccionó la distribución
8og# 9umbel o distribución de Cr0chet por presentar menor porcentaAe de error
respecto a las otras distribuciones teóricas' con la distribución seleccionada se
ha obtenido las precipitaciones má-imas en ?; horas para ' $' ?' y $aos de periodo de retorno' luego de este análisis se procedió a realizar el
cálculo de la cur/a 5ntensidad Duración Periodo de 6etorno' utilizando los
modelos del criterio de Crederich @ell y "nalmente la estimación de caudales
má-imos de diseo se realizó mediante el m0todo racional. Estos Fltimos
resultados obtenidos se emplearan para el diseo de las obras de arte
re*ueridas en todo el ámbito del proyecto.
$.$ ASPECTOS GENERALES1.2 INTRODUCCION
El presente estudio analiza las /ariaciones espaciales y temporales de las
condiciones climáticas' meteorológicas y ecológicas del área del proyecto'
mediante la caracterización de las principales /ariables climáticas *ue están
presentes en el área de estudio. Ge incide en el comportamiento de
parámetros determinantes para la seguridad de las obras y el medioambiente' como la precipitación y temperatura' aun*ue se presenta tambi0n
in1ormación sobre /ariables de importancia más especí"ca' como el caso de
/ientos' humedad' relati/a' etc.
Por su especial importancia para el proyecto de hidráulica Hu/ial el capítulo
incide en el análisis de la precipitación' /ariable sobre la cual se e/alFan
/olFmenes e intensidades de llu/ia para períodos climáticos normales y de
llu/ia e-cesi/a' tanto sobre la base de análisis de condiciones promedio' como
de ocurrencia de tormentas má-imas.
El análisis climático se ha desarrollado para la ciudad de 2ya/iri.
1.1. UBICACIÓN
8a zona del proyecto está ubicada políticamente enI
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6egión I PUNO
Pro/incia I 2J2N926O
Distritos I G2N
KOGE. :omunidades I G2N
KOGE
2.0 DESCRIPION GENERAL DEL AREA DE ESTUDIO2.1. Cartora!"a
:artas Nacionales a escala $I$' elaboradas por el 5nstituto 9eográ"co Nacional'cuya identi"cación es la siguienteI
2ya/iri I (#U
Delimitación de cuenca hasta el punto de inter0s.
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?.?.#$%ro&'t'oro(o"a
8a subcuenca del río Gan Kos0 tiene un área de + Lm? con unperímetro de $&? Lm.' su parte más ele/ada está en la cota '$&?
msnm y se ubica en el ne/ado Gurapana y su parte más baAa se ubicaen la cota ('< donde conHuye con el río 2zángaro' Ge ubica entre lascoordenadas Este de (&';+7 a (++'7+$ y Norte de <M(;'(( a los<M(+('(7. 8a longitud total del río principal es de &+ )m resultando unapendiente mínima de .$&! en las partes baAas a ;.! en las partesaltas. Presenta una dirección Noreste a Guroeste y tiene 1orma de Pera.El nFmero de orden de la cuenca es y su altura media es de ;'$<msnm. 8a cuenca presenta un drenaAe rectangular segFn obser/aciónrealizada en un plano a escala $I$'. 8os ríos principales de lasubcuenca sonI el río :ondoriri' intiri' Ganta 2na' uilcamayo' Kacara'Pirhuani' 8agoni' y :arpani. y las lagunas de importancia sonI 2ltagracia y Galinas' como ne/ados principales se tiene al ne/ado deGurapana. 8a precipitación total *ue presenta la subcuenca Gan Kos0tiene un promedio anual de &($ mm y se distribuyen de maneradesigual durante el ao produci0ndose las mayores precipitaciones enlos meses de no/iembre a abril. No e-iste ni e-istió estaciónhidrom0trica en la desembocadura del río en mención' sin embargo' serealizó unos a1oros parciales =PE8 ??> en el mes de marzo=$%(%??> resultando un caudal de )*.+ &, ' el punto de a1oro 1ueubicado en el puente Gan Kos0.
?.?.$. Pr'/$$ta/$ 345$&a 2* #ora
8a precipitación á-ima se analiza en un rango de $+& al ?$;'en los *ue se dispone de plu/iómetros en las estaciones /ecinas' *uesu precipitación má-ima ?; horas promedio multianual es de 62.2 mm.
(.$ CLI3A 7 3ETEOROLOGIA
El clima de este sector corresponde al de la sierra alta sur del país. Para
e1ectuar este análisis' se tomaron datos de la estación meteorológica 2324565#
E8926' Estación :O. $$;(<' *ue se halla directamente en el tramo
e/aluado' empleándose como apoyo para el presente análisis. 8a ubicación y
detalles descripti/os de estas estaciones se muestran en el cuadro N $.
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C8a%ro 01. Estaciones meteorológicas empleadas
Eta/$ Pro$'t Lat$t8% Lo$
t8%
A(t$t
8%
D'arta&' P'r$o%o
2ya/iri GEN2, $;Q?M? 7(S (+? PUNO $+&#
(.?PARA3ETROS CLI3ATOLOGICOS,.2.1 Pr'/$$ta/$
8a precipitación promedio anual en esta zona /aría entre mm y ?.? mm.
Estos /alores son propios de la región y se deben principalmente a la inHuencia
de los /ientos 1rígidos y secos *ue pro/ienen del oeste. 8os /ientos
pro/enientes del paci"co' a su paso por el la sierra sur' ataren gran cantidadde nubes *ue son los *ue se de descargan en las zonas altas de la cordillera
de los andes. @aAo este mecanismo se produce la precipitación característica
de la sierra del sur. El /olumen de precipitación media anual del área se /e
representado en la "gura $.
9$8ra 01. 4alores de precipitación media anual comparados entre estaciones
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(.?.? R:$&' %' (a Pr'/$$ta/$ Eta/$oa(
8as "guras ? muestran los /alores promedio de precipitación total mensual.
2*uí se obser/a claramente *ue los /alores más altos de precipitación se
registran en la estación /eraniega y los más baAos' en in/ierno. En /erano' los
rayos solares caen perpendicularmente sobre el hemis1erio sur' esto 1a/orece
el calentamiento por lo *ue la con/ergencia intertropical del aire se
desplaza ligeramente hacia sur' pro/ocando una ele/ación constante del aire'
un descenso de la presión =baAas ecuatoriales>' y un consiguiente
en1riamiento del aire en altitud' lo *ue a su /ez ocasiona constantes
condensaciones por ascensos conecti/os y 1ormación de nubes y llu/ia.
En in/ierno' sobre el PerF se posicionan las altas presiones subtropicales' y en
estas condiciones hay un predominio de descenso de aire de la alta tropos1era'
el cual por los e1ectos dinámicos del descenso se calienta' y el aumento de
temperatura disminuye la humedad relati/a del aire *ue llega a los ni/eles
in1eriores. El aire *ue llega es muy seco en in/ierno por este proceso' y por
ello el in/ierno es poco llu/ioso' incluyendo la posibilidad de *ue
e/entualmente algFn mes no llegue a presentar ninguna precipitación.
9$8ra 02 Precipitación total mensual.
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(.?.( A4($$ %' Tor&'ta
Ge re/isó datos de precipitación má-ima en ?; horas de 2ya/iri. :on esta
in1ormación se pueden e/aluar las condiciones climáticas para análisis deerosión e inundabilidad de la zona' por*ue los /alores de má-imas diarias por
precipitaciones totales en ?; horas pueden dar una idea de las magnitudes y
posibilidades erosi/as. Gin embargo' esta in1ormación debe tomarse con
reser/as' ya *ue sus má-imos /alores pueden producirse en bre/es minutos u
horas del día de registro' hecho *ue no se reHeAa en el datoT asimismo' el /alor
má-imo puede haberse producido luego de /arios días de llu/ia intensa' baAo
condiciones de suelo completamente saturado' y todas estas posibilidades no
se llegan a conocer con este tipo de registros.
El cuadro ? presenta las precipitaciones má-imas en ?; horas' ocurridas en las
estaciones climatológicas del área de estudioT indicando tambi0n el ao en
*ue se registró este /alor.
C8a%ro 02. Precipitación má-ima en ?; horas ;PD3a5<
3ESES EN 9E 3A AB 3A JU JU AG SE OC NO DI
PRECIP 3A= D ; ; ( $ ? $ ?;.7 $ ; ; ;
(.?.; T'&'rat8ra
8a temperatura es la medida del calor y el 1río' esta Auega un papel importante
en todos los procesos' *uímicos' 1ísicos y biológicos' de las plantas' puesto
*ue los cambios de calor o las trans1ormaciones de luz en calor y /ice/ersa
determinan grandemente las /elocidades a las cuales se e1ectFan las
reacciones.
(.?. E>aora/$
El termino e/aporación se re"ere' en climatología al agua trans1erida a laatmós1era a partir de las super"cies libres de aguaT la trans1erencia de /apor
de agua a la atmós1era se denomina transpiración.
El comportamiento mensual de la e/aporación /aria de $;;?.7 mm%ao' a
$<&.7 mm%ao' y con un promedio anual de $&+?.( mm%ao.
8a in1ormación de e/aporación mensual anual de la zona de emplazamiento del
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proyecto' se ha obtenido de la estación meteorológica :.O. araco' ubicado en
el área del proyecto
8a zona del emplazamiento del proyecto de de1ensa riberea. 8a e/aporación
media es de $?.? mm.' y la e/aporación total de $;;?.7 mm.
(.?.& #8&'%a% R'(at$>a
Es la relación en porcentaAe de la cantidad presente de /apor de agua
contenido en un /olumen de aire.
8a humedad relati/a /aria de &$.a $.$ ! respecti/amente' en síntesis la
humedad relati/a a ni/el de todas las estaciones dentro de la cuenca del río
pacobamba es de 7.?!.
8a in1ormación humedad relati/a mensual anual de la zona de emplazamiento
del proyecto' se ha obtenido de la estación meteorológica :.O. araco' ubicado
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en el área del proyecto.
En la zona del emplazamiento del proyecto de de1ensa riberea. 8a humedad
relati/a media es de &? !.
(.?.7 3or!o(o"a %' (a C8'/a.
Numerosos estudios tratan de establecer las relaciones entre el
comportamiento del r0gimen hidrológico de una cuenca y las características
1ísico # geográ"cas de la misma. :asi todos los elementos de un r0gimen
Hu/ial están relacionados directa o indirectamente con las características
1ísicas de las áreas de drenaAe de una cuenca' siendo las más sensibles a las/ariaciones "siográ"cas a*uellas relati/as a las crecientes.
8a subcuenca del río Gan Kos0 tiene un área de + Lm? con un
perímetro de $&? Lm.' su parte más ele/ada está en la cota '$&? msnm y se
ubica en el ne/ado Gurapana y su parte más baAa se ubica en la cota ('<
donde conHuye con el río 2zángaro' Ge ubica entre las coordenadas Este de
(&';+7 a (++'7+$ y
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Norte de <M(;'(( a los <M(+('(7.
8a longitud total del río principal es de &+ )m resultando una pendiente
minima de .$&! en las partes baAas a ;.! en las partes altas. Presenta una
dirección Noreste a Guroeste y tiene 1orma de Pera. El numero de orden de la
cuenca es y su altura media es de ;'$< msnm. 8a cuenca presenta un
drenaAe rectangular segFn obser/ación realizada en un plano a escala
$I$'.
8os ríos principales de la subcuenca sonI el río :ondoriri' intiri' Ganta
2na' uilcamayo' Kacara' Pirhuani' 8agoni' y :arpani. y las lagunas de
importancia sonI 2lta gracia y Galinas' como ne/ados principales se tiene al
ne/ado de Gurapana.
8a precipitación total *ue presenta la subcuenca Gan Kos0 tiene un
promedio anual de &($ mm y se distribuyen de manera desigual durante el
ao produci0ndose las mayores precipitaciones en los meses de no/iembre a
abril. No e-iste ni e-istió estación hidrom0trica en la desembocadura del río
en mención' sin embargo' se realizó unos a1oros parciales =PE8 ??> en el
mes de marzo =$%(%??> resultando un caudal de +;.& m 1ue ubicado en elpuente Gan Kos0.
(.?.< ?r'a %' (a C8'/a.
8a super"cie de la cuenca delimitada por el di/isor topográ"co'
corresponde a la super"cie de la misma proyectada en un plano horizontal' y
su tamao inHuye en 1orma directa sobre las características de los
escurrimientos Hu/iales y sobre la amplitud de las Huctuaciones.
8a subcuenca del río Gan Kos0 tiene un área de + Lm? con un
perímetro de $&? Lm.' su parte más ele/ada está en la cota '$&? msnm y se
ubica en el ne/ado Gurapana y su parte más baAa se ubica en la cota ('<
donde conHuye con el río 2zángaro' Ge ubica entre las coordenadas Este de
(&';+7 a (++'7+$ y Norte de <M(;'(( a los <M(+('(7.
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(.?.+ P'r"&'tro %' (a C8'/a
El perímetro de la cuenca está de"nido por la longitud de la línea de
di/isión de aguas =Di/ortium 2*uarium>.
Perímetro 162 k m
;.$ ESTUDIO DE PRECIPITACION 3A=I3A EN 2* #ORAS*.2 GENERALIDADES
8as llu/ias /iolentas puedes ocasionar importantes daos' degradación
de la estructura del suelo' erosión' inundaciones' daos mecánicos en culti/os'
daos de /ías construidas' etc. 8a precipitación má-ima en ?; horas' con los
datos disponibles' sin recurrir a localizar las bandas de Hu/iógra1o' en
ocasiones son más interesantes las precipitaciones má-imas en periodos de
tiempo más cortos' por lo *ue se debe acudir a sistemas de estimación.
El estudio de las precipitaciones má-imas es necesario en mFltiples
aplicaciones. 2sí en hidrología para la estimación de a/enidas es necesario
conocer el /alor de la má-ima precipitación probable registrada para un
determinado periodo de retorno. El Vperiodo de retorno o de recurrenciaR =>
es el inter/alo medio e-presado en aos en el *ue un /alor e-tremo alcanza o
supera al /alor V-R' al menos una /ez =Elías y 6uiz' $+7+>.
:uadro N .$ Gerie ,istórica de las precipitaciones má-imas en ?; horas
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A@O P3?=. A@O P3?=.
$+& ,.6 $++ *0.2$+&& 26.6 $++$ 62.2$+&7 2.0 $++? 21.0
$+&< 2,.6 $++( ,,.6$+&+ 1).0 $++; ,6.6$+7 2,.0 $++ 2+.0$+7$ 2).2 $++& ,1.+$+7? 2+.2 $++7 *6.)$+7( 22.) $++< *,.2$+7; 22. $+++ ,*.$+7 ,1., ? *,.*$+7& 26.) ?$ 26.$+77 1+.0 ?? ,2.0$+7< 26.+ ?( *1.$+7+ ,,.6 ?; ,+.$+< 26.6 ? ,*.6$+<$ ,., ?& ,.6$+<? *2. ?7 ,2.)$+<( ,,.6 ?< ,.)$+<; *,.* ?+ ,).6$+< 2).0 ?$ ,,.,$+<& ,0.6 ?$$ *2.$+<7 ,,.* ?$? 22.$+<< ,+.2 ?$( 26.)$+<+ 2+.0 ?$; 26.)
Par4&'tro 38'tra(' Po(a/$oa 3o&'to
ediaI $?.$7& $?.$7& $?.$7&4arianzaI ((?&.(&+; ($+(.($;& &(&.;(?Des/iación EstándarI 7.&7;7 &.+; ?.??77
:oe"ciente .;&7 .;$; .?$:oe"ciente de (.?(+$ (.;$; .;$<?:oe"cientede :urtosisI $.<( $(.( .(&&(
9ra"co N .$ ,idrograma de la precipitación má-ima en ?; hr
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.$ ANALISIS DE 3A=I3AS AVENIDAS6.2INTRODUCCION
8os e/entos e-tremos má-imos con una probabilidad de ocurrencia en
1unción de la /ida Ftil y el riesgo de 1alla de la obra' son la base para el
dimensionamiento de toda estructura hidráulica =de1ensas ribereas' puentes'
presas' bocatomas' alcantarillas' etc.>.
8os compleAos problemas sociales económicos *ue se deri/an por el
colapso de una obra hidráulica =p0rdida de /idas y propiedades>' impiden
cual*uier procedimiento arbitrarioT como base de sus estudios' el U.G. :orps o1
Engineers' usa una V2/enida estándar de ProyectoR de"nida comoI
V8a descarga *ue puede esperarse para la más se/era combinación de
condiciones meteorológicas' y *ue con consideradas como razonablecaracterísticas de la región geográ"ca en estudio' con la e-clusión de las
combinaciones e-tremadamente rarasR =85NG8E3 C62NJ5N5' $+7?>.
Usualmente la a/enida estándar de proyecto es el ! de la a/enida
má-ima probable para el áreaT la magnitud de la má-ima a/enida probable
=usada mayormente en el diseo de /ertedero de grandes presa> se determina
por estimaciones meteorológicas del límite 1ísico de la llu/ia caída en la
cuenca de drenaAe.
El hecho de *ue e-ista una di/ersidad de m0todos y procedimientos decálculo para determinar los e/entos má-imos' indica la magnitud y
compleAidad del problema.
8a no su"ciente e-tensión de las series hidrometeorológicas disponibles
y la 1alta de garantía de los datos' particularmente de los /alores e-tremos' es
probable *ue haya dado lugar a la no uni1ormidad de criterios en el estudio de
los e/entos má-imos' además de la oposición de criterios y resultados *ue
supone la consideración de los elementos primordiales ligados al proyecto de
toda obraI seguridad y economía.
El obAeti/o principal es calcular el caudal má-imo =instantáneo> para
di1erentes periodos de retornoI $' ?' ' $' ?' ' $' ?' '
$ aos segFn la obra de arte a proyectarT en 1orma global' se re*uiere
para ello de ciertos datos básicos tales como la serie de descargas má-imas
diarias e instantáneas' la
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serie de precipitaciones má-imas de &' $? y ?; horas y datos de la
geomor1ología de la cuenca.
En cuanto al análisis de má-imas a/enidas nos encontramos
generalmente 1rente a dos situaciones como primer caso es cuando el riotiene registro de datos históricos de caudales má-imos y el segundo caso es
cuando el rio no tiene este tipo de in1ormación. En la zona de estudio no se
cuenta con registro de caudales má-imos' solo se dispone de la precipitación
má-ima en ?; horas de la estación de 2ya/iri' controladas por el GEN2,5
PUNO' esta estación meteorológica es la más cercana a la zona de estudio.
Dicha in1ormación se ha utilizado para la estimación de má-imas a/enidas en
los di1erente puntos donde estarán ubicadas las obras de arte' empleando el
modelo hidrológico de precipitación escorrentía' para así alcanzar el obAeti/o
del estudio y proporcionar los elementos de Auicio hidrológico' ara la toma de
decisiones en el diseo de las obras de arte como es el caso de de1ensas
ribereas.
En la actualidad e-isten /arios m0todos para determinar el caudal pico
de diseo' en el cuadro &.$ se muestran los más conocidos.
:uadro n &.$ 0todos para determinar el caudal pico de diseo
L8ar' $tr8&'ta%o L8ar' oDistribución Normal Ecuaciones de regresión de laDistribución 8og#Normal ? parámetros Ecuaciones de regresión de la
Distribución 8og#Normal ( parámetros 0todo de descarga pico de la G:G
Distribución 9amma ? parámetros 0todo 6acional
Distribución 9amma ( parámetros 0todos de HuAos pico regionales
Distribución 8og#Pearson tipo 555
Distribución 9umbel
Distribución 8og#9umbel
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.( 3ETODO RACIONAL6.,.1 Itro%8//$
El uso de este El uso de este m0todo' tiene una antigXedad de más de
$ aos' se generalizado en todo el mundo. En mayo de $+<+' la uni/ersidadde 4irginia' realizó una :on1erencia 5nternacional' en conmemoración del
:entenario de la Cormula 6acional.
El m0todo puede ser aplicado a pe*ueas cuencas de drenaAe agrícola'
apro-imadamente si no e-ceden a $( has o $( Lm?.
En el m0todo racional' se supone *ue la má-ima escorrentía ocasionada
por una llu/ia' se produce cuando la duración de esta es igual al tiempo de
concentración =tc>. :uando así ocurre' toda la cuenca contribuye con el caudal
en el punto de salida. Gi la duración es mayor *ue el tiempo de concentración
=tc>' contribuye así mismo toda la cuenca' pero en ese caso la intensidad de la
llu/ia es menor' por ser mayor su duración y' por tanto' tambi0n es menor el
caudal.
Gi la duración de la llu/ia es menor *ue el tc la intensidad de la llu/ia'
es mayor' pero en el momento en el *ue acaba la llu/ia' el agua caída en los
puntos más aleAados aFn no ha llegado a la salidaT solo contribuye una parte
de la cuenca a la escorrentía' por lo *ue el caudal será menor.
.(.? Par4&'tro %' &:to%o ra/$oa(
Del planteamiento mencionado anteriormente' el caudal má-imo se
calcula por medio de la siguiente e-presión' *ue representa la 1ormula
racionalI
DondeIQ =
CIA
360
caudal má-imo' en m(%seg.
: coe"ciente de escorrentía' *ue depende de la cobertura /egetal' lapendiente y el tipo de suelo' sin dimensiones.
5 intensidad má-ima de la llu/ia' para una duración igual al tiempo deconcentración' y para un periodo de retorno dado' en mm%hr.
2 área de la cuenca en has.
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El coe"ciente $%(& corresponde a la trans1ormación de unidades.
Para el caso en *ue el área de la cuenca est0 e-presado en )m? la 1órmulaesI
Q = CIA3.6
Giendo los demás parámetros con las mismas unidades.
.?.?.$T$'&o %' /o/'tra/$ ;t/<
Ge denomina tiempo de concentración' al tiempo transcurrido' desde
*ue una gota de agua cae en el punto más aleAado de la cuenca hasta *ue
llega a la salida de esta =estación de a1oro>. Este tiempo es 1unción de ciertas
características geográ"cas y topográ"cas de la cuenca.
El tiempo de concentración debe incluir los escurrimientos sobre
terrenos' canales' cunetas y los recorridos sobre la misma estructura *ue se
disea.
odas a*uellas características de la cuenca tributaria' tales como
dimensiones' pendientes' /egetación y otras en menor grado' hacen /ariar el
tiempo de concentración.E-isten /arias 1ormas de hallar el tiempo de concentración de unacuenca.
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2. 3'%$%a %$r'/ta 8a%o traa%or'
Durante una llu/ia intensa' colocar un trazador radioacti/o' en la di/isoriade la cuenca.
edir el tiempo *ue toma el agua en llegar al sitio de inter0s.
@. 3'%$%a %$r'/ta 8a%o traa%or'
Durante una llu/ia intensa' colocar un trazador radioacti/o' en la di/isoriade la cuenca.
edir el tiempo *ue toma el agua en llegar al sitio de inter0s.
:. Et$&a%o >'(o/$%a%'
:alcular la pendiente media del curso principal' di/idiendo el desni/el
total entre la longitud total.
De la abla NQ &.$' escoger el /alor de la /elocidad media en 1unción ala pendiente y cobertura.
Usando la /elocidad media y la longitud total encontrar el tiempode concentración.
abla NQ &.$ 4elocidades medias de escurrimiento por laderas
=m%min>
P'%$'t'
V''ta/$
%'a o
Patoo
>''ta/
S$>''ta/
# ? ; 7 # $ 7 $?
$ # $ & + $$ # ? 7 $$ $<
D. Ua%o !or&8(a '&"r$/a
E-isten entre las más usadas la 1ormula 2ustraliana' de 9eorge 6i/ero' del G:G' de)irpich' esta Fltima es la más conocida y la más aplicada en di1erentes estudios yes la *ue se utilizara en el presente reporte.
GegFn )irpich' la 1órmula para el cálculo del tiempo de concentración esI
L0.77 t c = 0.000325
S0.385
DondeI
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tc tiempo de concentración =,r>.
8 8ongitud del cauce principal =m>
G Pendiente del cauce principal =m>
.?.?.? It'$%a% %' ((8>$a
Este /alor se determina a partir de la cur/a intensidad duración periodo deretorno. 8a 1órmula utilizada en UG2' *ue relaciona la 5ntensidad má-ima Imáx ' conla duración t ' y el periodo de retorno T ' esI
DondeI
Imax
KTm
=
t n
Imax intensidad má-ima =mm%hr>.
m, , ! parámetros.
T periodo de retorno =aos>.
t duración =min>.
8os parámetros a' b' )' se obtienen a partir de datos medidos' aplicando unacorrelación potencial mFltiple' a una ecuación del tipoI
I = KTmtn
.?.?.(Co'F/$'t' %' '/orr't"a ;C<
8a escorrentía' es decir' el agua *ue llega al cauce de e/aluación representa una1racción de la precipitación total. 2 esta 1racción se le denomina coe"ciente deescorrentía' *ue no tiene dimensiones y se representa por la letra :.
C = VescorrentiaSuperficialTotalVprecipitadoTotal
El /alor de : depende de 1actores topográ"cos' eda1ológicos' cobertura /egetal' etc.
En la abla NQ &.? se presenta /alores del coe"ciente de escorrentía en 1unción de lacobertura /egetal' pendiente y te-tura.
En la abla NQ &.(' se muestran coe"cientes de escorrentía para zonas urbanas' loscuales son bastante conser/adores' para *ue puedan ser usados para diseo.
ma
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abla NQ &.? 4alores del coe"ciente de escorrentía
T$o%'>''ta/$
P'%$'t';<
T'5t8ra
9ra/oar'
9ra/o
ar/$((o($&oa!ra/o
Ar/$((oa
Corestal # .$ .( .;
# $ .? .( .$ # ( .( . .&
Praderas
# .$ .( .; # $ .$ .( .$ # ( .? .; .&
erren
os
# .( . .& # $ .; .& .7$ # ( . .7 .<
"#$t$: %a#a& '$ C()$*+a. '$& )#$&( / '$& a0#a, C1a20(,%3x(, 4566
abla NQ &.( 4alores del coe"ciente de escorrentía para zonas urbanas
T$o %' 4r'a Co'F/$'t'
?r'a:0ntricas .7 # .+4ecindarios . # .7?r'aCamiliares simples .( # .ulti1amiliares .; # .&ulti1amiliares .& # .7Gemi # urbanos .? # .;:asas de habitación . # .7
?r'aDensas .& # .+Espaciadas . # .<Par*ues' .$ # .?:ampos de Auego .$ # .(Patios de 1errocarril .? # .;Jonas sub#urbanas .$ # .(Ca(('2s1altadas .7 # .+
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Deconcreto .< # .+2do*uinadas .7 # .<Estacionamientos .7 # .<
echados .7 # .+
:uando la cuenca se compone de super"cies de distintas características' el /alor de:'
se obtiene como una media ponderada' es decirI n
C A + C A+ ... + C
A∑C
i A
i
C = 1 1 2 2 n n =
i= 1
A1
+ A2
+ ... + An ∑ Ai
DondeIi=1
C coe"ciente de escorrentía ponderado
C coe"ciente de escorrentía para el área A
A área parcial
n numero de áreas parciales
.(DETER3INACION DE 3A=I3AS AVENIDASEn la determinación de má-imas a/enidas instantáneas de diseo en los di1erentes puntosde inter0s para el diseo de las obras de arte' se ha utilizado en EODO 62:5ON28'anteriormente e-puesto.
8a aplicación del m0todo 6acional' re*uiere de los siguientespasosI
2nálisis de Crecuencia de la Precipitación má-ima en ?; horas.
Determinación del tiempo de concentración.
Determinación de la intensidad de llu/ias.
Determinación del coe"ciente de escorrentía =:>.
:alculo de la a/enida de diseo para di/ersos periodos de diseo.
n
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.(.$ A4($$ %' !r'/8'/$a %' (a r'/$$ta/$ &45$&a ' 2* ora
En el análisis de 1recuencia de la precipitación má-ima en ?; horas se ha utilizadola in1ormación de la estación de 2ya/iri' es la estación más cercana a la zona del
proyecto dicha in1ormación se muestra en el siguiente cuadro.
:uadro N &.? Precipitación á-ima en ?; horas =mm> Estación 2ya/iri
DATOS CO3PLETADOS
2YO PD2Z 2YO PD2Z
$+7< $?7 $++( $?.;
$+7+ $( $++; +7$+< $( $++ $$$+<$ +? $++& $+.($+<? (&& $++7 $7.$$$+<( $( $++< $(+.+($+<; $<? $+++ 7$+< $&7 ? $7.$+<& $?( ?$ $<.+$+<7 <& ?? $(.<$+<< + ?( +?
$+<+ +? ?; $$($++ $$ ? $?.($++$ ++.<+ ?& 7.&$++? $(.$ ?7 $;
Par4&'tro 38'tra( Po(a/$oa3o&'to
ediaI $?;.;+<$ $?;.;+<$ $?;.;+<$4arianzaI ?<+&.(+? ?7++.7&& &.7<7Des/iación (.<$7; ?.+$?< ?(.+&?:oe"ciente .;(?( .;? .$<+:oe"ciente de (.(7 (.$(<$ .;&:oe"cientede :urtosisI $&.<&;; $;.&; .((;&
Para el análisis de 1recuencia de la precipitación má-ima en ?; horas se ha empleado elso1tBare ,,5D6OEG2' es un programa *ue permite calcular la precipitación má-ima en ?;horas para di1erentes periodos de retorno' considerando las 1unciones de distribución deprobabilidades comoI 8og#normal de ? y ( parámetros' 9ama de ? y ( parámetros' 9umbely 8og 9umbel' y 8og Pearson 555.
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a. AJUSTE DE SERIE DE DATOS A LA DISTRIBUCIÓN NOR3AL
Cálculos del ajuste Smirnov Kolmogorov:
m X P(X) C=J>Ordina C=J>om8i Delta
1 7.& .(?( .$<( .+<7 .$?&2 7 .&; .$7<+ .$$<( .$$;(3 <& .+&< .?(7? .$7<7 .$;;4 + .$?+ .?&< .?;7 .$($75 +? .$&$( .?7( .?$<& .$$$7 +? .$+( .?7( .?$<& .7+;! +? .??< .?7( .?$<& .;7?" +7 .?<$ .(;7 .?; .;&&
# ++.<+ .?+( .(?(7 .?7<$ .((;1$ $$ .(??& .(($? .?<7$ .<&11 $?.; .(;< .(;$ .?++ .$(<12 $( .(<7$ .(;;< .((& .;?(13 $( .;$+; .(;;< .((& .7;&14 $(.$ .;$& .(; .(; .$&?15 $7. .;<(+ .(7&$ .(;?? .$7<1 $+.( .$&$ .(<+? .(<& .$?71! $$( .;<; .;$; .(+$7 .$((1" $$ .<& .;( .;$? .$7
1# $?.( .&$?+ .;&<+ .;& .$;;2$ $?( .&;? .;<<+ .;<7 .$&(21 $?7 .&77; .$< .?(+ .$<+22 $( .7+7 .;7 .?( .$&+23 $(+.+ .7;$+ .&$?+ .&;; .$?+24 $; .77;? .&;<; .&<< .$?<25 $(.< .<& .7&+ .7<? .++2 $<.+ .<(<7 .7(<7 .7+;& .$2! $&7 .<7$ .7<? .<;? .<<2" $7.$ .+(? .<$7 .<&?( .$$2# $<? .+( .<7( .+$; .7<$3$ (&& .+&77 $ $ .(?(
%juste con momentos ordinarios:
Como el delta te&rico $'1#$ es menor ue el delta ta*ular $'24"3' +os datos se ajustan a la distri*uci&n
,ormal con un nivel de signi-icaci&n del 5.
Ajuste con momentos ordinarios:
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Como el delta te&rico $'1#$ es menor ue el delta ta*ular $'24"3' +os datos se ajustan a ladistri*uci&n ,ormal con un nivel de signi-icaci&n del 5.
Parámetros de la distribución normal:
Con momentos ordinarios:Parámetro de locali/aci&n (Xm)0 124'4#"1Parámetro de escala (S)0 53'"1!4
Con momentos lineales:edia lineal (Xl)0 124'4#"1esviaci&n estándar lineal (Sl)0 41'"232
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b. AJUSTE DE SERIE DE DATOS A LA DISTRIBUCIÓN LOG NOR3AL DE 2PAR?3ETROS.
Cálculos del ajuste Smirnov Kolmogorov:
m X P(X) C=J>Ordina C=J>om8i Delta
1 7.& .(?( .&; .;;7 .?;$2 7 .&; .<$? .&7? .$&73 <& .+&< .$&+ .$;+( .&+?4 + .$?+ .?(7 .$<7; .7;&5 +? .$&$( .??(& .?7< .&?( +? .$+( .??(& .?7< .($! +? .??< .??(& .?7< .??" +7 .?<$ .?7+ .?&? .$7+
# ++.<+ .?+( .(7; .?+;+ .$71$ $$ .(??& .($+& .(77 .(11 $?.; .(;< .((& .(?;7 .$+?12 $( .(<7$ .(;$7 .(($$ .;;13 $( .;$+; .(;$7 .(($$ .77&14 $(.$ .;$& .(;?< .((?( .$<<15 $7. .;<(+ .(+$+ .(<;; .+?1 $+.( .$&$ .;$? .;&; .$(&1! $$( .;<; .;?7 .;;+; .+&1" $$ .<& .;7; .;7?7 .$&?
1# $?.( .&$?+ .( .(?7 .<?;2$ $?( .&;? .7+ .&? .<7?21 $?7 .&77; .+7 .&(7 .<;22 $( .7+7 .&?;+ .&(( .<;<23 $(+.+ .7;$+ .7<? .7?$; .((724 $; .77;? .7; .7++ .?+$25 $(.< .<& .<( .<$&7 .&$2 $<.+ .<(<7 .<?7 .<;;? .$$?2! $&7 .<7$ .<&;? .<<& .&72" $7.$ .+(? .<7&; .<+?; .?&<2# $<? .+( .+$;( .+?<& .?$?3$ (&& .+&77 .+++< .++++ .(?$
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Ajuste con momentos ordinarios:
Como el delta te&rico $'1$"" es menor ue eldelta ta*ular $'24"3' +os datos se ajustan a la
distri*uci&n log,ormal 2 arámetros con un nivelde signi-icaci&n del 5.
Parámetros de la distribución logNormal:
• Con momentos ordinarios:Parámetro de escala ()0 4'!55Parámetro de -orma (S)0 $'32$
• Con momentos lineales:
Parámetro de escala (l)0 4'!55
Parámetro de -orma (Sl)0 $'2##3
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c. AJUSTE DE SERIE DE DATOS A LA DISTRIBUCIÓN LOG NOR3AL DE ,PAR?3ETROS
Cálculos del ajuste Smirnov Kolmogorov:
m X P(X) C=J>Ordina C=J>om8i Delta
1 7.& .(?( #?.7(+? .($ .?+?2 7 .&; #?.?$$ .?$& .;?+3 <& .+&< #$.$ .$;& .;+74 + .$?+ #.<$<( .?&& .77&5 +? .$&$( #.7$;+ .?(7( .7& +? .$+( #.7$;+ .?(7( .;(<! +? .??< #.7$;+ .?(7( .$$" +7 .?<$ #.;<7 .($(& .
# ++.<+ .?+( #.(&<7 .(&? .&+1$ $$ .(??& #.(?&? .(7?$ .;+&11 $?.; .(;< #.?7?& .(+?& .(7712 $( .(<7$ #.??< .;? .$($13 $( .;$+; #.??< .;? .$+?14 $(.$ .;$& #.?;+( .;$& .15 $7. .;<(+ #.$& .;++ .?;1 $+.( .$&$ #.;?& .;<( .(($1! $$( .;<; .&( .?& .??;1" $$ .<& .$?$ .;<? .(?
1# $?.( .&$?+ .?<7 .&?$ .$<2$ $?( .&;? .(?; .&?7 .$<$21 $?7 .&77; .;$( .&&$$ .$&;22 $( .7+7 .;<$ .&<;; .??23 $(+.+ .7;$+ .&7; .7( .<;24 $; .77;? .7&( .777+ .(<25 $(.< .<& .+<+ .<$<( .$$<2 $<.+ .<(<7 .+<< .<(7+ .<2! $&7 .<7$ $.++< .<&;( .&72" $7.$ .+(? $.$;$( .<7($ .($2# $<? .+( $.?<+ .+$( .(;?3$ (&& .+&77 ?.+& .++( .?7
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Ajuste con momentos ordinarios:• Como el delta te&rico $'$!! es
menor ue el delta ta*ular $'24"3'+os datos se ajustan a la
distri*uci&n log,ormal 3arámetros con un nivel designi-icaci&n del 5.
Parámetros de la distribuciónlognormal:
• Parámetro de osici&n (6o)0
4'$"#3
• Parámetro de escala ()0 3'"431
• Parámetro de -orma (S)0 $'!1#1
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d. AJUSTE DE SERIE DE DATOS A LA DISTRIBUCIÓN GU3BEL
Cálculos del ajuste Smirnov Kolmogorov:
m X P(X) C=J>Ordina C=J>om8i Delta
1 7.& .(?( .$($ .&;+ .++(2 7 .&; .$&$ .+; .+&3 <& .+&< .?;( .$7& .$;<4 + .$?+ .?7<7 .?$?+ .$;+75 +? .$&$( .?+< .?(?& .$(; +? .$+( .?+< .?(?& .$?(! +? .??< .?+< .?(?& .7" +7 .?<$ .((+? .?<(+ .<$$# ++.<+ .?+( .(&; .($; .7;?1$ $$ .(??& .(7;? .(?&; .$&11 $?.; .(;< .(<&+ .(;? .(?$12 $( .(<7$ .(+$7 .(;7+ .;&13 $( .;$+; .(+$7 .(;7+ .?7&14 $(.$ .;$& .(+?& .(;+ .+15 $7. .;<(+ .;(+ .(+& .(1 $+.( .$&$ .;;&< .;$&; .&+(1! $$( .;<; .;77+ .;? .71" $$ .<& .;+;& .;7&$ .<&$1# $?.( .&$?+ .(77 .?++ .7?2$ $?( .&;? .<+ .&$ .<&(21 $?7 .&77; .<+? .+( .<<?22 $( .7+7 .&$$$ .&?? .+<&23 $(+.+ .7;$+ .&7< .&+++ .&;24 $; .77;? .7<& .7(( .&&25 $(.< .<& .7&( .7<<7 .$2 $<.+ .<(<7 .7<+ .<$? .7<2! $&7 .<7$ .<$ .<$? .;2" $7.$ .+(? .<?7 .<&(( .772# $<? .+( .<&7$ .+$ .&<;3$ (&& .+&77 .++<? .+++ .(
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Ajuste con momentos ordinarios:Como el delta te&rico $'14#! esmenor ue el delta ta*ular $'24"3'+os datos se ajustan a la distri*uci&n7um*el con un nivel de signi-icaci&n
del 5.
Parámetros de la distribución Gumbel:• Con momentos ordinarios:
Parámetro de osici&n ()0 1$$'2!!4Parámetro de escala (al-a)0 41'#12
• Con momentos lineales:Parámetro de osici&n (l)0 1$4'"4"5Parámetro de escala (al-al)0 34'$421
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e. AJUSTE DE SERIE DE DATOS A LA DISTRIBUCIÓN DE LOG-GU3BEL
Cálculos del ajuste Smirnov Kolmogorov:
m X P(X) C=J>Ordina C=J>om8i Delta
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Ajuste con momentos ordinarios:
Como el delta te&rico $'$!# es menor ue el delta ta*ular $'24"3' +os datos seajustan a la distri*uci&n log7um*el con
un nivel de signi-icaci&n del 5.
Parámetros de la distribución logGumbel:
• Con momentos ordinarios:
Parámetro de osici&n ()0 4'212Parámetro de escala (al-a)0 $'25
• Con momentos lineales:
Parámetro de osici&n (l)0 4'24"Parámetro de escala (al-al)0 $'243
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ELECCION DE 3EJOR AJUSTE DEL ANALISIS DE 9RECUENCIA
Del análisis de 1recuencia resulta *ue la serie de preciítacion má-ima en ?; horas'se aAusta meAor a la distribución PEARSON TIPO III' por mostrar menor porcentaAe
de error estándar *ue las otras distribuciones. 2 continuación se muestra lasprecipitaciones má-imas en ?; horas para di1erentes periodos de retorno.
PERIODO DE RETORNO
5 AÑOS 10 AÑOS 20 AÑOS 50 AÑOS 100 AÑOS
205.247 244.9285 292.2816 369.2119 440.5933
.(.? D't'r&$a/$ %'( t$'&o %' /o/'tra/$
Para la determinación del tiempo de concentración de las di1erentes micro cuencasencontradas en la zona de estudio se ha utilizado la 1órmula de )irpich' los datos*ue se ha utilizado son las características del cauce principal' entre estos lalongitud' altitud má-ima y altitud mínima' los resultados se muestran en la hoAa decálculo de caudales por el m0todo racional.
.(.( D't'r&$a/$ %' (a $t'$%a% %' ((8>$a.6.,.,.1 C8r>a It'$%a% H D8ra/$ H P'r$o%o %' R'toro
El cálculo de una a/enida de diseo en estructuras cuya cuenca es pe*ueaI
Presas de almacenamiento
Deri/ación o control de a/enidas
2lcantarillas y puentes pe*ueos
Obras de drenaAe agrícola' urbano y aeropuertos.
Debe basarse en el análisis disponible sobre llu/ias má-imas y en lascaracterísticas de la cuenca.8a metodología a utilizar para obtener las cur/as 5ntensidad Duración#Periodo de6etorno' se basa en el procesamiento estadístico de los registros de llu/iasmá-imas en ?; horas disponibles.Para la construcción de las cur/as 5DC' se utilizaron los modelos de Crederich @ell'donde el /alor de
$ ' puede ser calculado a partir del modelo de yance ueros'*ue estima la intensidad má-ima horaria a partir de las precipitaciones má-imas en?; horas.
I = aP b
&
24
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DondeI
I intensidad má-ima en mm%h
a, 7 parámetros del modeloT .;&?' .<7&' respecti/amente.
P89 precipitación má-ima en ?; horas.
El modelo de @ell a utilizar en el presente estudio es el siguienteI
DondeIt
t= (0.21 LnT + 0.52)(0.54t
0.25− 0.50) P
60
T Precipitación de duración t min' período de retorno ' =mm>.
6010 Precipitación de duración & min' período de retorno $ aos' =mm>.
:on las precipitaciones de diseo elegidas para di1erentes periodos de retorno'aAustada con la distribución teórica 9umbel' mostrado en el :uadro NQ &.&' yutilizando el modelo de 3ance ueros' se elaboró el :uadro NQ &.<' donde semuestra las 5ntensidades má-imas para di1erentes duraciones y periodos deretorno.
:uadro NQ &.< 5ntensidades má-imas =mm> para di1erentes duraciones y periodo deretorno
ProbabilidadE-cedenci
Duración en inutos=aos>
$ $ ? ? ( &
$ $ ;(.? $.; &.+7 &$.?? &;.7; &7.7 <.7 ? $.< &$.& &<.?$ 7(.?+ 77. <$.$$ +&.;&
? &.; 77.< <&.$ +?.? +7.<( $?.( $?$.7$ $ 77.< +?.& $?. $$.$ $$&.; $?$.+ $;;.+
P 10T
P
P
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“CREACIÓN DEL SERVICIO DE PROTECCIÓN CONTRA INUNDACIONES DEL RIOBLANCO-
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Para la determinación de la intensidad má-ima de diseo se ha utilizado unacorrelación potencial mFltiple utilizando los datos de intensidades má-imas horarias
para di1erentes duraciones y periodos de retorno. De las cuales el resultado semuestra a continuación =,5D6OEG2>.
CÁLCULOS CON ECUACONES !E "EG"ES#N $%L&PLE' CON ( )A"A*LESN!EPEN!EN&ES
8r9os de valores X1 X2 e :
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;8r9o X1 X2 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;1 1$'$ 5'$ 51#'42 1$'$ 1$'$ 3$"'"
3 1$'$ 15'$ 22!'"4 1$'$ 2$'$ 3$'15 1$'$ 25'$ 155'3 1$'$ 3$'$ 135'5! 1$'$ $'$ "$'5!" 2$'$ 5'$ 21'## 2$'$ 1$'$ 3#'!1$ 2$'$ 15'$ 2!2'"11 2$'$ 2$'$ 3'412 2$'$ 25'$ 1"'$13 2$'$ 3$'$ 12'214 2$'$ $'$ #'4
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“CREACIÓN DEL SERVICIO DE PROTECCIÓN CONTRA INUNDACIONES DEL RIOBLANCO-
15 5$'$ 5'$ !"5'$1 5$'$ 1$'$ 4'"1! 5$'$ 15'$ 344'41" 5$'$ 2$'$ 42'1# 5$'$ 25'$ 234'!
2$ 5$'$ 3$'$ 2$4'!21 5$'$ $'$ 121'!22 1$$'$ 5'$ #34'23 1$$'$ 1$'$ 555'!24 1$$'$ 15'$ 41$'$25 1$$'$ 2$'$ 55$'"2 1$$'$ 25'$ 2!#'52! 1$$'$ 3$'$ 243'"2" 1$$'$ $'$ 144'#;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
<cuaciones de ajuste de correlaci&n m=ltile:
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;Correlaci&n <cuaci&n > >?2 Se;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;+ineal =ltile 0 45'$# @2'1$23 AX1;"'#15# AX2 $'"$"" $'542
Potencial 0 1$$4'233AX1?($'255$)AX2?(;$'!3!#) $'#5!3 $'#14;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;
Cálculo de ara un valor de X1 X2:Correlaci&n otencial m=ltile:Para X1 0 5 Para X2 0 $
<l valor de es: 0 !3'!#!1
6EGU82NDONOG E8 G59U5ENE :U2D6O DE 5NENG5D2D DU62:5ON 3 PE65ODODE 6EO6NO.
Tr años PERIODO DE RETORNO
DURACION 5 AÑOS 10 AÑOS 20 AÑOS 50 AÑOS 100 AÑOS
5 min 461.665 550.921 657.4331 830.4733 991.0325
6 min 403.555 481.5756 574.6808 725.9401 866.2894
7 min 360.168 429.8005 512.8958 647.8929 773.153
8 min 326.373 389.4725 464.771 587.1014 700.6084
9 min 299.507 357.0535 426.0842 538.2321 642.291
10 min 276.827 330.3471 394.2146 497.9742 594.2498
11 min 258.028 307.9133 367.4435 464.1568 553.8944
12 min 241.982 288.7657 344.5941 435.2938 519.4505
13 min 228.104 272.2049 324.8315 410.3291 489.6599
15 min 205.247 244.9285 292.2816 369.2119 440.5933
18 min 179.4123 214.0989 255.4916 322.7385 385.135
19 min 172.3957 205.7257 245.4996 310.1165 370.0728
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26 min 136.7776 163.2214 194.7777 246.044 293.6133
38 min 103.3731 123.3587 147.2082 185.9543 221.9056
42 min 96.0143 114.5772 136.7289 172.7167 206.1088
45 min 91.2488 107.8903 129.9426 164.1442 195.879
962C5:O 5NENG5D2D DU62:5ON 3 PE65ODO DE 6EO6NO
.(.(.? P'r$o%o %' R'toro.Ge de"ne en correspondencia con un /alor num0rico *ue mide la magnitud de un1enomero =intensidad de llu/ia' caudal de a/enida' etc>' y es un inter/alode tiempode una duración tal *ue el /alor re1erencial es alcanzado o superado en media' almenos una /ez cada inter/alo de esa duración en *ue puede subdi/idirse en unaserie de"nida de dicho 1enómeno.8a selección de un caudal de re1erencia para el *ue debe proyectarse un elementode drenaAe esta relacionada con la 1recuencia de su aparición' *ue se puede de"nir
por su periodo de retornoI cuando mayor sea este' mayor será el caudal.8as condiciones de 1uncionamiento de los elementos de drenaAe super"cial pueden/erse alteradas por su obstrucción debida a cuerpos arrastrados por la corriente'arbustos' piedras. etc para e/itarlo se necesita un adecuado diseo' un ciertosobredimensionamiento y una e"caz conse/acion. Por este moti/o se adoptara unperiodo de retorno de aos para los elementos de drenaAe super"cial e la /iaproyectada.
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.(.(.( D't'r&$a/$ %'( /o'F/$'t' %' '/orr't"a ;C<.
Para la elección del coe"ciente de escorrentía' se ha utilizado la tabla &.? y losresultados se muestran en la tabla de cálculo de caudales má-imos para cada
alcantarilla y obra de arte *ue contempla el proyecto.
.(.(.; Ca(/8(o %' A>'$%a ' #$%rora&a %' %$'o %' (a ora %' Art'
Para la determinación de las a/enidas de diseo de las obras de arte' se utilizó la1órmula del m0todo racional mencionado anteriormente' utilizando los /alores de laintensidad má-ima de diseo determinado por el modelo de @ell' coe"ciente deescorrentía y el área de la micro cuenca.:on los parámetros mencionados se calcula las má-imas a/enidas para di1erentesperiodos de retorno segFn el tipo de obra' y parámetros geomor1ológicos.El procedimiento y resultados del diseo hidráulico se muestran en el capitulo 7
Aunto al diseo hidráulico.
RESULTADOS PARA3ETROS DE LA CUENCA
Cuenca %
r
Perim
etr
+ong
cauc
+ong
cauce
Cota
ma
Cota
min
Pendie
nte
P má6ima
24 mm 8r
tc+ora
Ea
cto
SFG # 1 # 5 51 3" 1'# 52'2 !' $'1!
S%, HIS<
GENERACION DE CAUDALES- DIAGRA3A UNITARIO SN7DER
Ubicación
A
r
Ct
L
,m
L
-
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121
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ón
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5
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6
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6
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S%, HIS< #5$ 2 12 12 # 1 ! 1'5" 1$ $ $ 3" 789
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+.1 DISE@O #IDRAULICO
+.2 DETER3INACION DE LOS PARA3ETROS GEO3OR9OLOGICOS DELA CUENCAS.
Para determinar los parámetros de las cuencas se procedió a delinearlas
mediante la ayuda del 9lobal apper /$' 2rc 9is $.?' 5mágenes Gatelitales y
la base de cartas nacionales' *ue luego e-portándose super"cies se determinó
los parámetros de [rea' 8ongitud de cauce' pendiente' longitud critica del
cauce' altitudes má-imas y mínimas.
&.(D8ra/$ %' (a Tor&'ta /r$t$/a.
Debido a *ue la intensidad de llu/ia disminuye con la duración de la tormenta' eltiempo critico de duración será el tiempo de concentración. Para calcular el tiempo
de concentración crítico se usó la ecuación de @ransby Williams. Ge calculó el
tiempo el tiempo en el cual una partícula recorrería una cuenca desde el punto más
aleAado hasta la zona de cruce con el camino /ecinal' usando el m0todo de @ransby
Williams. 8a duración crítica sir/ió para establecer el tiempo de duración de la
tormenta de diseo.
8a Córmula de @ransby Williams se presenta a continuación.
t = 14.6 LA−0.1
S−0.2
Esta 1órmula ha sido utilizada en /arios países' en un trabaAo en el *ue analizo las
descargas en ali/iaderos en la 5ndia y *ue 1ue publicada en el Kournal he Engineer
en 8ondres. Otro procedimiento es utilizar la sumatoria de los tiempos *ue tarda el
agua en recorrer cada tramo desde el punto más aleAado hasta la salida' tc i +i Ji
donde 8i esla longitud del tramo recorrido y /i esta dado en tablas para las
condiciones del terreno =pendiente' tipo de cobertura /egetal' etc>. =:oncretamente
en la abla .7.$ del 8ibro Vpplied ,ydrologyR de 4en te :hoB et al. Por otro lado' se
ha empleado el m0todo de DicL y PescLe =9ue/ara' $++$> para hallar las
intensidades de diseo tomando como base la precipitación má-ima en ?; horas
cuyo periodo de retorno es de ? aos. Este m0todo permite hallar intensidades de
precipitación en zonas en las *ue no se dispone
c
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Hu/iógra1os y es una en/ol/ente de precipitaciones registradas en el mundo. Por lo
tanto incluye zonas tropicales donde las llu/ias son intensas.
Ca8%a(' 345$&o Itat4'o ara D$!'r't' P'r"o%o %' R'toro
GegFn el análisis de 1recuencia resulta *ue la serie anual de caudales má-imos
instantáneos del río pacobamba se aAusta meAor a la distribución Pearson ipo 555
=m0todo de momentos>' por mostrar menor porcentaAe de error estándar *ue otras
distribuciones teóricas. 2 continuación se muestran los caudales má-imos
instantáneos de diseo para di1erentes períodos de retorno.
CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS PARA DIFERENTES PERÍODOS DE RETORNO
RIO PACOBAMBA-PUNTO DE INTERES FIN DE DEFENSA RIBEREÑA
Tr años PERIODO DE RETORNO
DURACIO 5 AÑOS 10 AÑOS 20 AÑOS 50 AÑOS 100
5 min 461.665 550.921 657.4331 830.4733 991.0325
6 min 403.555 481.5756 574.6808 725.9401 866.2894
7 min 360.168 429.8005 512.8958 647.8929 773.153
8 min 326.373 389.4725 464.771 587.1014 700.6084
9 min 299.507 357.0535 426.0842 538.2321 642.291
10 min 276.827 330.3471 394.2146 497.9742 594.2498
11 min 258.028 307.9133 367.4435 464.1568 553.8944
12 min 241.982 288.7657 344.5941 435.2938 519.4505
13 min 228.104 272.2049 324.8315 410.3291 489.6599
15 min 205.247 244.9285 292.2816 369.2119 440.5933
18 min 179.4123 214.0989 255.4916 322.7385 385.135
19 min 172.3957 205.7257 245.4996 310.1165 370.0728
26 min 136.7776 163.2214 194.7777 246.044 293.6133
38 min 103.3731 123.3587 147.2082 185.9543 221.9056
42 min 96.0143 114.5772 136.7289 172.7167 206.1088
45 min 91.2488 107.8903 129.9426 164.1442 195.879
UbicacióA
r
Ct
L
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