MEJORAMIENTO DE SERVICIO DE PROTECCION CONTRA INUNDACION EN EL RIO SISA KM 0+189.93 AL KM 0+229.93 EN LA LOCALIDAD DE SAN CRISTOBAL DE SISA, DISTRITO DE SAN HILARIN, PROVINCIA DE PICOTA SAN MARTIN

MEMORIA DE CLCULO

1.1 GENERALIDADES NOMBRE DEL PROYECTO:

MEJORAMIENTO DE SERVICIO DE PROTECCION CONTRA INUNDACION EN EL RIO SISA KM 0+189.93 AL KM 0+229.93 EN LA LOCALIDAD DE SAN CRISTOBAL DE SISA, DISTRITO DE SAN HILARIN, PROVINCIA DE PICOTA SAN MARTIN

Ubicacin:LOCALIDAD:SAN CRISTOBAL DE SISA.DISTRITO:SAN HILARIN.PROVINCIA:PICOTA.DEPARTAMENTO:SAN MARTN.

DEPARTAMENTO DE SAN MARTINPER

DISTRITO DE SAN HILARINPROVINCIA DE PICOTA

LOCALIDAD DE SAN CRISTBAL DE SISA

1.2 CARACTERISTICAS GENERALES DE LA LOCALIDAD

1.2.1 UBICACIN.

El terreno donde se pretende realizar el proyecto, se encuentra ubicado en el localidad de San Cristbal de Sisa, Distrito de San Hilarin, Provincia de Picota, Regin de San Martn, Repblica del Per; a una altura promedio respecto al nivel medio del mar de 195.00 m.s.n.m.1.2.2 VIAS DE ACCESO.

La localidad de San Cristbal de Sisan est ubicado en el Km 699 de la carretera Fernando Belande Terry.Su principal va de comunicacin la constituye la Carretera Fernando Belaunde Terry.Sus coordenadas geogrficas son: 065930 de latitud Sur y 762600 de longitud Oeste.Para viajar a San Hilarin se realiza el siguiente recorrido:

rea del Proyecto.

1.3 ESTUDIOS ESPECIALES DEL PROYECTO

1.3.1 SITUACION DEL CAUCE

El Ro Sisa normalmente transporta grandes cantidades de sedimentos que principalmente en pocas de grandes avenidas, las aguas son muy turbias, llevando en suspensin limo y fango. La cantidad y calidad de los sedimentos estn en funcin de las grandes variaciones de caudales entre las pocas de lluvias.A travs de los aos, el Ro Sisa en zonas donde existen planos inundables no mantiene un cauce permanente, ya que continuamente se desplaza en forma lateral y longitudinal, puesto que tiende a formar ondulaciones meandricas, incrementndose debido a la falta de mantenimiento del cauce.

1.3.2 AREA A SER PROTEGIDA Y QUE EN POTENCIA PUEDE SER AFECTADA

El rea a ser protegida comprende rea urbana de la Localidad San Cristbal de Sisa, la franja o ribera a proteger tiene una longitud promedio de 80 metros de largo.

1.3.3 CANTERA DE TIERRA PARA DIQUE LONGITUDINAL

El diseo de las obras de defensa riberea que conforman el Proyecto, considera la construccin de un dique longitudinal con ncleo de tierra semicompactada, es decir material seleccionado extrado de cantera, razn por la cual ha sido necesario la ubicacin, reconocimiento y evaluacin de los depsitos de este material que se encuentran por encima del canal principal margen izquierda de la irrigacin Sisa. En cantidades enormes, mucho mayores a los volmenes requeridos en obra. A continuacin se describe el lugar estudiado como cantera para la extraccin de material seleccionado.

a) Cantera Nueva Esperanza.Ubicacin.Se localiza al Nor - Oeste de San Hilarin, ubicado a 5 km del distrito, y se accede a el por intermedio de la carretera vecinal que se dirige al casero de Nuevo Egipto. Accesibilidad.Para llegar al lugar de la cantera se sigue por el camino carrozable que se inicia en la carretera Fernando Belaunde Terry en San Hilarin. La distancia entre pie de obra a la cantera es de 5.00 Km.TopografaEl lugar presenta un relieve ligeramente ondulado y colinoso, con laderas de baja pendiente.Modo de explotacin.La cantera en la actualidad, se encuentra en estado de explotacin, el material es utilizado para el lastrado del canal principal y caminos vecinales del lugar, sin embargo hay que realizar la limpieza con tractor, del lugar seleccionado para facilitar la extraccin y apile del material seleccionado para que pueda ser transportado al lugar de las obras para la construccin del dique longitudinal. El material est conformado por: grava fina y arcilla como material ligante, que facilitar la compactacin.VolumenEl volumen de la cantera de tierra, es considerable, muy superior al requerido para la construccin del dique, pues constituye una colina de aproximadamente cinco kilmetros de longitud.1.3.4 CANTERA DE PIEDRAS PARA GAVIONES

Est conformada por los depsitos o yacimientos ubicados en el cauce del ro Huallaga, cuyo material sern utilizados en el relleno de gaviones que conformarn el recubrimiento del ncleo de los espigones.

a) Cantera El Porvenir.Ubicacin.Se ubica en la entrada de la localidad de Bellavista. Accesibilidad.Se accede a la cantera mediante la Carretera Fernando Belaunde Terry a 18 Km desde la localidad de San Hilarin con un acceso directo a la Localidad de Bellavista. La cantera se ubica a 18.00 Km. del lugar donde se construirn los 15 espigones margen izquierda ro Huallaga.Topografa.La topografa es plana pues est constituida por un banco de sedimentacin de material granular - grava, en la cantera en mencin.Modo de explotacin.La explotacin de la cantera podr realizarse con el empleo de maquinaria pesada, excavadora sobre orugas y la seleccin mediante zarandeo y participacin de mano de obra. Volumen.El volumen de piedra que posee la cantera El Porvenir, es considerable y suficiente para cubrir los requerimientos de obra.Caractersticas tcnicas.El material est conformado por gravas, cantos rodados y piedra de hasta 10 pulgadas de dimetro, de buena calidad, dureza y de color grisceo.

1.4 HIDRAULICA FLUVIAL EN EL TRAMO DE INTERES

1.4.1 MORFOLOGIA DEL RIO EN LA ZONA DEL PROYECTO

Para desarrollar el estudio de Hidrulica Fluvial del ro Sisa, primeramente fue necesario realizar un reconocimiento general empleando un bote con motor fuera de borda, con la finalidad de definir el tramo de inters a estudiar, teniendo en consideracin la zona, problema que se encuentra ubicada en la margen izquierda que deber ser protegida contra la erosin y la inundacin. Luego se realiz el levantamiento topogrfico de detalle con curvas de nivel cada metro del cauce y ribera del ro en un tramo cuya longitud de influencia es de aproximadamente 80.00 m, El tramo del ro estudiado se inicia en un punto ubicado en la margen izquierda a pocos metros del puente Panam distrito de san Hilarin, este levantamiento topogrfico, previa evaluacin visual, esto se fundamenta teniendo en consideracin que el cauce del rio cambio curso en forma repentina, provocando una desviacin del cauce matriz desvindolo hacia las orillas de la margen izquierda pertenecientes al distrito de San Hilarin, provocando una erosin de sus ribera en forma constante y rpida ya que el caudal del rio Sisa es considerado uno de los ms torrentosos del de la regin San Martin.En la evaluacin hidrulica de este tramo crtico, porque en el se produce todo el efecto erosivo que viene originando la perdida de reas ribereas en la zona urbana de la localidad de San Cristobal. Del estudio realizado se concluye que, el ro Sisa conduce un caudal mximo, es decir 3162 m/seg. Este caudal ha sido considerado para el diseo de la obras de la Defensa Riberea que comprende el proyecto.

1.4.2 PENDIENTE ESTABLE

Segn el estudio topogrfico realizado, la pendiente media del ro Sisa es de S = 0. 4396%o. Este valor vara segn la configuracin topogrfica del cauce, en el sentido hacia aguas abajo.Este valor de la pendiente, ha sido utilizado para la estimacin del caudal mximo, utilizando la frmula de MANNING STRICKLER, en la seccin hidrulica previamente establecida.

1.4.3 SECCION ESTABLE DEL RIO

El estudio de la seccin estable del ro, tiene como finalidad determinar el ancho de la seccin ptima del ro que permita circular a travs de ella el caudal mximo estimado. Su conocimiento nos permite definir el dimensionamiento longitudinal de las estructuras de proteccin (Gaviones), propuestas en el presente proyecto. Segn el estudio topogrfico realizado, la pendiente media del ro.Se ha realizado el estudio para conocer la seccin estable del cauce del ro, con la finalidad de definir el emplazamiento de las obras en la ribera derecha, para lo cual ha sido necesario conocer el valor estimado del caudal mximo, as como los resultados obtenidos en el estudio Geolgico Geotcnico, realizado por tal fin, especficamente en lo que respecta a la granulometra media (d50), que conforma tanto la ribera, as como el tramo inicial del cauce principal del ro.Existen varios mtodos, para determinar la seccin estable del cauce del ro. Para el presente proyecto, se ha tenido en consideracin la Teora del Rgimen Estable de BLENCH ALTUNIN y el mtodo de SIMONS Y ALBERTSON.

1.4.4 TIRANTE DE MAXIMA AVENIDA Y ALTURA DE ESPIGONES

Teniendo en consideracin la Avenida de diseo del proyecto, la pendiente promedio del ro en la zona del proyecto, el coeficiente de rugosidad de MANNING y la seccin estable del ro, se ha determinado el tirante mximo, segn la relacin.

1.4.5 ALTURA DE ESPIGONES

La altura de los gaviones, en ningn caso deber ser mayor que el tirante de mxima avenida, es decir mayor de 8.00 m de altura, de tal manera que en poca de mximas avenidas funcionen desde el punto de vista hidrulico sumergidos, eso estn indicados en los planos de perfil de cada uno de los planos de los gaviones.

1.4.6 PROFUNDIDAD DE SOCAVACION

La profundidad de socavacin, es necesaria calcularla de tal manera que los valores obtenidos nos permitan dimensionar la pantalla antisocavante en el Cabezal Terminal de los Gaviones. En el presente Proyecto se ha calculado la profundidad de socavacin general, en la orilla izquierda y cauce del ro Sisa, de tal manera que nos ha permitido disear la proteccin del muro de gaviones tanto en la parte terminal as como en los anclajes.

1.5 INGENIERIA DEL PROYECTO

1.5.1 PLANTEAMIENTO HIDRAULICO

De acuerdo a la evaluacin hidrulica y a las caractersticas del ro Sisa y teniendo en cuenta los daos causados por la erosin y desbordes de grandes avenidas, se plantearon dos posibles soluciones al problema.La primera de ella consideraba la colmatacin en el eje del ro hasta alcanzar una profundidad de la seccin estable del ro que permitira el encauzamiento del flujo principal de agua hacia el centro del ro Sisa en este sector, as se evitara el continuo proceso erosivo que desgasta la ribera en la margen derecha del mismo. Pero al evaluar este tipo de solucin se determinaron los siguientes inconvenientes.

El volumen al descolmatar en el centro del ro es de una cantidad considerable, que al hacer una comparacin de los costos, resultara insuficiente el presupuesto asignado para este proyecto. Aun si se optara por esta solucin, lo que se pueda descolmatar con lo asignado en presupuesto, no solucionara este problema puesto que no podra alcanzar la profundidad de la seccin estable del ro y el proceso erosivo en la margen derecha continuara. La colocacin del dique es por precauciones de que el caudal mximo exceda a la altura de los espigones. El criterio de Diseo del Dique fue tomando en consideracin el nivel mximo histricamente registrado por los pobladores, y est considerado en el nivel del dique actual(el que se est deteriorando por el efecto de la erosin de las aguas del Rio Sisa), y tambin se considera que el dique no estar en contacto directo con el rio Sisa, permitiendo que el dique se estabilice por el transcurrir en el tiempo, adems de que en el proceso constructivo se conformara y compactara el dique previamente con sus respectivos estudios de compactacin. En tiempo que durara la obra, el tipo y costo horario de la maquinaria pesada debido a la escasez de la misma, tambin seria inconvenientes que se presentaran en este tipo de solucin.Por lo tanto quedo descartada, por lo que se opt por otra solucin que sera la definitiva y que se detalla a continuacin.

1.5.2 CRITERIOS DE DISEO

Para el diseo de las obras propuestas, se ha tenido en consideracin los siguientes criterios. Obras similares ya construidas en el cauce del ro sisa y en actual operacin presentan resultados satisfactorios en lo que respecta a operatividad hidrulica, seguridad y proteccin. Empleo de los parmetros hidrolgicos, hidrulicos y geotcnicos obtenidos en la etapa de Estudios Bsicos de Ingeniera para el diseo de los diferentes componentes estructurales de la obra. Tambin se ha tenido presente el aspecto estructural, es decir se ha proyectado estructuras flexibles que pueden soportar las variaciones permanentes del tirante de agua, velocidad de flujo y absorber los efectos de empuje y estabilidad hidrosttica (sumersin de parte del cuerpo en pocas de caudales medios o todo el cuerpo de los espigones en pocas de crecientes). Tambin se ha tenido en consideracin la existencia y disponibilidad de cantera de roca y piedras, para la extraccin de materiales de construccin que sern utilizados en la conformacin de los espigones. Son obras que no causan ningn tipo de impacto ambiental negativo en el rea del proyecto, ya que por definicin forman parte de las denominadas Obras Cemento Cero y muy por el contrario armonizan con el medio ambiente natural, mejorando la calidad y condiciones de vida de la poblacin beneficiaria.

1.5.3 CALCULO HIDRAULICO Y ESTRUCTURAL DE GAVIONES

Como se ha indicado anteriormente, para el diseo de la defensa riberea de gaviones, ha sido necesario tener en consideracin los resultados de los Estudios Bsicos en ingeniera realizados para tal fin, as como la aplicacin de experiencias obtenidas en el diseo y construccin de obras similares en ros de la regin San Martn.El diseo hidrulico, comprende la geometra de la estructura, as como el predimensionamiento.Una vez diseada la seccin transversal de la defensa, los clculos correspondientes se han basado en la comprobacin de la estabilidad del gavin que consiste en:a) Estabilidad al Vuelcob) Estabilidad al Deslizamientoc) Capacidad de soporte del sueloTanto el clculo hidrulico como estructural, han sido realizados para la seccin del Espign ms representativa y para la condicin hidrulica de mxima avenida (ms desfavorable).

1.6 DISEO DE GAVIONES

1.6.1 LOCALIZACION EN PLANTA

Para la localizacin y/o disposicin en planta de los gavines, como componentes de la obra de Defensa Riberea, ha sido necesario utilizar los resultados obtenidos en el estudio topogrfico del tramo de inters del ro, as como del Estudio de Hidrulica Fluvial.Se han proyectado 80 m de gavin de longitud considerable en las obras de ampliacin, que cumplen con funcin principal de disipar la energa en la orilla izquierda del ro. Se ha tenido en consideracin el estado actual de la orilla, as como el tipo de material o suelo que lo conforman, para lo cual fue necesario utilizar los resultados obtenidos en el Estudio Geolgico Geotcnico.En cuanto a la direccin principal del flujo del agua en el cauce del ro, los gaviones se han proyectado de tal manera que la interseccin del eje de cada uno de ellos con la direccin principal del flujo sea de forma inclinada a un ngulo de direccin que es la ms recomendable para las condiciones existentes.

1.6.2 LONGITUD Y TALUD DE LOS GAVIONES

La longitud de la defensa riberea se divide en dos partes principales, longitud de anclaje y longitud efectiva o trabajo. La primera es la que inicialmente esta empotrada dentro de la ribera hasta la orilla del ro y la segunda la que est dentro del cauce, es decir dentro de la zona de corriente de agua.En la descripcin de las obras, se detalla la longitud de anclaje y longitud efectiva, establecida para cada Espign deflector, que conforman las obras de ampliacin.

1.6.3 ELEVACION Y PENDIENTE DE LA CORONA

La elevacin de los gaviones proyectados, tiene una altura que vara respecto a cada parte del muro de gaviones, la misma que est en funcin del tirante de diseo y que responde a la configuracin morfolgica del cauce o lecho sobre el cual descansa la base de cada uno de ellos.La pendiente de la corona es horizontal, dado a que son espigones de corta y mediana longitud y tambin debido a su orientacin con respecto a la direccin principal del flujo de agua. Es preciso indicar que en pocas de avenidas la defensa riberea trabajara sumergida.

1.6.4 ORIENTACION DE LOS GAVIONES

La orientacin de los gaviones tal como se menciona lneas arriba la prctica de la ingeniera fluvial favorece que segn los sectores deban ser a mayor exactitud un ngulo de 91, tal como se aprecia en el planteamiento hidrulico.

1.6.5 PERMEABILIDAD DEL GAVION

El cuerpo de los gavin, al ser construidos con roca acomodada de dimetro medio igual a 1.00 metro, conviene que sea una estructura permeable. Los gaviones proyectados, tendrn como principal objetivo disipar la energa de la corriente del ro reduciendo la velocidad del agua, este efecto facilitara la sedimentacin y/o deposicin de material fino en suspensin al pie del talud de la cara seca o aguas abajo del gavin, formando bancos que van a consolidar y/o estabilizar la orilla y margen izquierda del ro en el espacio comprendido entre gavin y gavian.Es conveniente que los gaviones sean una estructura permeable para disipar la energa hidrulica de impacto contra la cara hmeda del mismo, al pasar el agua cargada de sedimentos por el vaco entre rocas al reducir la velocidad, permite la sedimentacin de los materiales finos en suspensin ya que el espacio comprendido entre gavin y gavin se comportara como una especie de poza de sedimentacin lo que permitir la recuperacin paulatina del rea riberea afectada.

1.6.6 TAMAO DE ROCA A UTILIZAR

Para su construccin se utilizara piedra de 300 mm. de dimetro mnimo, su colocacin y acomodo de la roca se har con excavadora y cargador frontal si fuera necesario.

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE SAN HILARIN