HIDROLOGIA viracochan
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“REHABILITACIÓN DEL CAMINO VECINAL VIRACOCHAN EXPEDIENTE TÉCNICO
-CCACCSA (18.053 KM) AYAHUANCO - HUANTA-AYACUCHO
_________________________________________________________________________________________________________________________________________
ESTUDIO DE HIDROLOGIA Y DRENAJE CONSULTOR: CONSORCIO VIAL FRAN LU
ESTUDIO DE HIDROLOGÍA Y DRENAJE
1 INTRODUCCIÓN
Una carretera presta un servicio adecuado cuando en gran medida el sistema de
drenaje funcione adecuadamente. La acumulación de aguas sobre la calzada,
producto de la precipitación pluvial, aún en pequeñas cantidades presenta un
peligro para el tráfico y la estructura del pavimento.
La infiltración del agua a la superficie del pavimento puede producir el
reblandecimiento de ésta y deteriorar la estructura de la vía carrozable, obligando
una reparación muchas veces costosa; además la socavación e inundación de un
área puede llegar a cortar la superficie de rodadura, produciendo en ciertas
ocasiones hundimientos; debido a ello se hace necesario el estudio de hidrología
y drenaje como parte esencial de un proyecto. El cual en muchas ocasiones llega
a influir en la variación del trazo de la vía.
La finalidad del drenaje superficial es alejar las aguas propias y adyacentes, que
fluyen por la superficie de la carretera; evitar la influencia de las mismas sobre su
estabilidad y transitabilidad, así como para limitar las operaciones de
conservación.
En una carretera interesan principalmente dos aspectos del drenaje superficial:
a) La rápida evacuación del agua que cae sobre la calzada o que fluye a ella
desde su entorno. Evitar peligros al tráfico y proteger la estructura del
pavimento o lastrado. La solución en primer lugar consiste en determinar el
caudal que fluye por las diversas ramificaciones de drenaje que son parte
de las Micro cuencas por donde cruza la vía y en segundo lugar se refiere
al dimensionamiento de la estructura encargada de su manejo y
evacuación.
b) El franqueamiento o pase de los ríos u otros cursos de agua importantes,
como quebradas y/o riachuelos. En el caso de los ríos y otros cursos de
agua importantes existen entidades encargadas de su control;
principalmente las mediciones de caudales y precipitaciones.
“REHABILITACIÓN DEL CAMINO VECINAL VIRACOCHAN EXPEDIENTE TÉCNICO
-CCACCSA (18.053 KM) AYAHUANCO - HUANTA-AYACUCHO
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2 GENERALIDADES
La formulación de Proyectos de Infraestructura Vial, necesariamente tiene que ir
acompañada de un estudio complementario correspondiente a la Hidrología,
orientada al dimensionamiento de las diferentes obras de arte; dicho estudio
garantiza la estabilidad, durabilidad y transitabilidad de la vía.
En el presente caso para dicho estudio no se cuenta con información
meteorológica, los que nos permitirían proyectar precipitaciones los que
generarían escorrentías probablemente dañinas a las estructuras viales en sus
diferentes aspectos. Sin embargo las Normas Peruanas nos permiten utilizar
métodos sintéticos para determinar los caudales de diseño para periodos de
retorno planteados, en este caso se consideran 50 años como periodo de retorno.
Este método se refiere a la ecuación del ITLA modificado, CIA, cuyo uso es muy
difundido a lo largo del territorio del peruano.
3 OBJETIVOS
El objetivo principal es el dimensionamiento de las obras de arte de acuerdo a las
exigencias de caudales generados para el periodo de retorno planteado. Estos
valores permitirán un mejor funcionamiento de la infraestructura vial, evitando
deterioros tempranos y con un permanente mantenimiento se espera mayor
durabilidad de la obra.
El presente estudio REHABILITACION DEL CAMINO VECINAL VIRACOCHAN CCACCSA
LONG. 18.053 KM
4 ETAPAS DE DESARROLLO DEL ESTUDIO
El estudio se desarrolló en tres etapas; las que comprenden: la fase de
reconocimiento del terreno con el recorrido respectivo, recopilación de
información, procesamiento de la información y elaboración del presente informe.
4.1 Etapa de campo
Comprendió la recopilación y ordenamiento de la información disponible referida a
planos, estudios y proyectos, inventarios sobre fuentes hídricas e infraestructura
de riego, uso actual del agua e información meteorológica.
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-CCACCSA (18.053 KM) AYAHUANCO - HUANTA-AYACUCHO
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En esta etapa se procedió con la delimitación de las Micro cuencas
abastecedoras a las diferentes obras de arte, utilizando para dicho cometido
cartas nacionales en versión magnética.
a. Cartografía
La cartografía utilizada corresponde a una versión magnética de la hoja 26Ñ
b. Bibliografía e instituciones consultadas
La bibliografía e instituciones consultadas fueros las siguientes:
- Urban Hydrology for Small Watersheds TR-55.
- Reglamento Nacional de Obras Viales – Perú.
4.2 Etapa de campo
- Reconocimiento general de la ruta VIRACOCHAN - CCACCSA.
- Reconocimiento e identificación de las fuentes de agua que cruzan el eje del
camino vecinal.
- Recopilación de información meteorológica complementaria.
- Inventario de las fuentes de agua, quebradas, manantiales.
4.3 Etapa de Gabinete
A este nivel se procesó y elaboró el informe de acuerdo a los términos de
referencia y a las normas estipuladas por el Ministerio de Transportes y
Comunicaciones.
5 ANALISIS HIDROLOGICO
5.1 Descripción
Esta vía correspondiente a la Rehabilitación del Camino Vecinal Viracochan-
Ccaccsa (18.053 km), a lo largo de su recorrido cruzan medianas y pequeñas
quebradas de régimen irregular, las que tienen en general fuertes pendientes,
presentando caudales que oscilan entre 0.07 a 1.53 m3/seg. Caudales que se
incrementan en épocas de lluvias. El análisis hidrológico consiste en individualizar
el micro cuencas que concentran aguas interfiriendo el libre recorrido del eje de
vía.
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-CCACCSA (18.053 KM) AYAHUANCO - HUANTA-AYACUCHO
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La evaluación de los diferentes tipos de cobertura, pendiente del cauce principal,
longitud, e información de puntos de referencia, estabilidad del cruce, secciones y
rugosidad presentes en los puntos de interés, son parte de la información
recogida.
Los caudales obtenidos han permitido proyectar el sistema de drenaje superficial y
subterráneo para la captación, control y evacuación de las aguas.
5.2 Características de la Zona
La red hidrográfica del distrito de Ayahuanco de la Provincia de Huanta.
Principales Fuentes Hídricas
La Provincia de Huanta presenta una red hidrográfica formada por la cuenca del
rio Apurímac y Mantaro así como quebradas y riachuelos.
En el distrito existen los siguientes ríos:
Río Savia Río Mantaro Río Apurímac Río Tincuy Río Acón Río Sabogato
Clima
El clima del distrito de Ayahuanco (Viracochán - Ccaccsa), varía entre frígido a
seco con temperaturas entre 7 a 10 ºC, contrariamente a que se cree no es
uniforme; la precipitación en promedio mensual es de 500 a 1080 mm., además
existe una intensa nubosidad en las altas vertientes de relieves montañosas y
escarpadas empinadas.
Precipitaciones
De acuerdo al Mapa de Clasificación Climática del Perú elaborado por el
SENAMHI, el territorio pertenece a la región natural suni de clima frío a seco.
Según SENAMHI la precipitación en promedio es de 500 a 1080 mm. Los meses
con mayor precipitación fluvial se encuentran de Noviembre a Marzo. La humedad
relativa mensual promedio es de 92% y su ritmo de variación está de acuerdo al
ciclo de lluvias.
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Temperatura
La temperatura media en promedio es de 7 ºC a 10 ºC, las temperaturas más
altas se dan en los meses de octubre y diciembre y la más baja se da en el mes
de Mayo a Agosto durante horarios de la noche conocidos como friazos.
5.3 Inventario y evaluación de las obras de arte de drenaje proyectadas.
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Nº Progresiva
Km.
Estructuras Proyectadas Sentido curso
de aguas
Recomendaciones
Tipo Material Sección
Dimensiones
SECC/CM Luz (m)
Altura (m)
1 1+700.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 I a D
CONSTRUCCION DE ACUERDO A LAS ESPECIFICACIONES
TECNICAS
2 2+000.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 I a D
3 2+560.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 I a D
4 3+120.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 I a D
5 3+400.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
6 4+184.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
7 4+500.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
8 5+000.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 61 X 60 D a I
9 5+250.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 62 X 60 D a I
10 5+520.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
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11 6+560.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
12 6+795.00 Muro Cº CICLOPEO RECTANG. 12.00 1.00 D a I
13 6+950.00 Muro Cº CICLOPEO RECTANG. 22.00 1.20 D a I
14 7+006.50 Muro Cº CICLOPEO RECTANG. 5.00 1.50 D a I
15 7+060.00 Muro Cº CICLOPEO RECTANG. 10.00 1.50 D a I
16 7+080.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
17 7+594.00 Tajea Cº CICLOPEO CIRCULAR 60 X 60 D a I
18 7+660.00 Muro Cº CICLOPEO RECTANG. 10.00 0.70 D a I
19 7+820.00 Muro Cº CICLOPEO RECTANG. 10.00 0.70 D a I
20 7+900.00 Tajea Cº CICLOPEO CIRCULAR 60 X 60 D a I
21 8+800.00 Alcantarilla Cº Aº CUADRAD. 1.00 1.00 D a I
22 9+320.00 Alcantarilla Cº Aº CUADRAD. 1.00 1.00 D a I
23 9+495.00 Muro Cº CICLOPEO RECTANG. 10.00 2.00 D a I
24 9+510.00 Muro Cº CICLOPEO RECTANG. 10.00 0.70 D a I
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25 9+720.00 Alcantarilla C º Aº CUADRAD. 1.00 1.00 D a I
26 9+985.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
27 10+660.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
28 11+060.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
29 11+720.00 Alcantarilla Cº Aº CUADRAD. 1.00 1.00 D a I
30 12+070.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
31 12+680.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
32 13+480.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
33 13+680.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
34 14+400.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
35 14+580.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
36 15+012.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
37 15+700.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
38 15+980.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
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39 16+140.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
40 16+680.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
41 17+020.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
42 17+320.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
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Inventario y evaluación de las obras de arte existentes.
CUADRO 02
Diam. ø (pulg.)
Luz
(m)
Altura
(m)
1 7+325.00 Alcantarilla CºAº Rectamgualr 0.80 0.60 D a I
2 8+463.50 Alcantarilla CºAº Rectamgualr 0.80 0.60 D a I
3 10+616.00 Alcantarilla CºAº Rectamgualr 0.80 0.60 D a I
4 11+376.00 Alcantarilla CºAº Rectamgualr 0.80 0.60 D a I
5 11+846.00 Alcantarilla CºAº Rectamgualr 0.80 0.60 D a I
6 12+308.00 Alcantarilla CºAº Rectamgualr 0.80 0.60 D a I
7 12+987.50 Alcantarilla CºAº Rectamgualr 0.80 0.60 D a I
8 14+082.00 Alcantarilla CºAº Rectamgualr 0.80 0.60 D a I
9 15+396.00 Alcantarilla CºAº Rectamgualr 0.80 0.60 D a I
10 17+806.00 Alcantarilla CºAº Rectamgualr 0.80 0.60 D a I
Tipo Material Sección
Dimensiones
LIMPIEZA Y
DESCOLMATACION A
NIVEL DE TODAS LAS
ALCANTARILLAS
EXISTENTES
NºProgresiva
Km.
Estructura existente
Sentido
curso de
aguas
Recomendaciones
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5.4 Ríos y Quebradas
La fuente principal del agua en la Micro cuenca es originada por las
precipitaciones pluviales que ocurren en ella y se manifiestan en la escorrentía,
durante la época lluviosa, que fluye por las pequeñas quebradas que conforman la
red de drenaje.
5.5 Precipitación
5.5.1 Información Hidrometereológica
Debido a la inexistencia de información meteorológica en alguna estación de la
zona, se procede a los cálculos sintéticos a partir de las curvas IDF para
diferentes periodos de retorno, en este caso para 50 años de retorno. A partir de
esta curva mediante la fórmula Kirpich es posible obtener el tiempo de
concentración en función a parámetros establecidos, longitud de cauce y
pendiente de la misma; con esta información entramos a la gráfica de IDF para
contar con la intensidad respectiva, para luego aplicar la formula Racional y
obtener el caudal buscado.
INTENSIDADES MAXIMAS DE DISEÑO
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FORMULAS IILA - SENHAMI - UNI
Para duraciones menores a 3
horas
Para duraciones entre 3 y 24
horas
SUBCUENCA 01
Red hidrologica
CUADRO Nº 03
D Tr (años)
(hr) 10 15 20 50 100 200 500 1000
1.00 18.57 19.74 20.56 23.20 25.19 27.18 29.81 31.80
2.00 13.48 14.32 14.92 16.83 18.28 19.72 21.63 23.08
3.00 10.95 11.64 12.13 13.68 14.86 16.03 17.58 18.76
4.00 9.94 10.57 11.01 12.42 13.49 14.55 15.96 17.03
5.00 8.71 9.25 9.64 10.88 11.81 12.74 13.98 14.91
6.00 7.81 8.30 8.65 9.76 10.60 11.43 12.54 13.38
7.00 7.13 7.58 7.89 8.90 9.67 10.43 11.44 12.20
8.00 6.58 7.00 7.29 8.22 8.93 9.63 10.57 11.27
9.00 6.14 6.52 6.80 7.67 8.32 8.98 9.85 10.51
10.00 5.77 6.13 6.38 7.20 7.82 8.44 9.25 9.87
11.00 5.45 5.79 6.03 6.80 7.39 7.97 8.74 9.33
12.00 5.17 5.50 5.73 6.46 7.01 7.57 8.30 8.86
13.00 4.93 5.24 5.46 6.16 6.69 7.22 7.92 8.44
14.00 4.72 5.02 5.23 5.89 6.40 6.91 7.57 8.08
15.00 4.53 4.81 5.01 5.66 6.14 6.63 7.27 7.76
16.00 4.36 4.63 4.83 5.44 5.91 6.38 7.00 7.46
17.00 4.20 4.47 4.66 5.25 5.70 6.15 6.75 7.20
18.00 4.06 4.32 4.50 5.08 5.51 5.95 6.52 6.96
19.00 3.94 4.18 4.36 4.91 5.34 5.76 6.32 6.74
20.00 3.82 4.06 4.23 4.77 5.18 5.59 6.13 6.54
21.00 3.71 3.94 4.11 4.63 5.03 5.43 5.95 6.35
22.00 3.61 3.83 3.99 4.50 4.89 5.28 5.79 6.17
23.00 3.51 3.73 3.89 4.39 4.76 5.14 5.64 6.01
24.00 3.42 3.64 3.79 4.28 4.64 5.01 5.50 5.86
614.0
153.0*77.0d
TP
1, )log1( n
rTrt tTKaI
1, )4.0)(log1( n
rTrt tTKaI
3123
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GRAFICO 1
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TABLA 1 TABLA 2
Nº Total de Valor Valor
ZONA K'g Sub zona egEstaciones de n de a
123 0.553 1231 85 1231 321 2 0.357 32.2
1232 75 385
1233 100-0.022 Y 1233 384 3 0.405 37.82-0.0083 Y
1234 787
1235 805
1236 12313 244 2 0.432
1237 193
1238 1235 850 2 0.353 9.2
1239 903
12310 6+0.005 Y 1236 840 4 0.380 11.0
12311 913
12312 918
12313 958
4 41 1238 654 9 0.232 14.0
5a 5a1 674
5a2 679
5a3 709
5a4 713
5a5 714
5a6 732
5a7 745
5a8 752
5a9 1239 769 1 0.242 12.1
5a10 12310 446 14 0.254 3.01+0.0025 Y
5a11 557
5a12 594
5a13 653
5a14 672
5b 5b1 696
5b2 708
5b3 711
5b4 712
5b5 715
6 61 717
9 91 724
92 757
93 773
10 101 12311 508 5 0.286 0.46+0.0023 Y
667
719
750
771
5a2 935 2 0.301 14.1 - 0.078 Dc
968
5a5 559 1 0.303 -2.6+0.0031 Y
5a10 248 1 0.434 5.80+0.00009 Y
Sub zona Estación
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-CCACCSA (18.053 KM) AYAHUANCO - HUANTA-AYACUCHO
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5.5.4 Coeficientes de escorrentía.
El coeficiente de escurrimiento es un parámetro sin unidades que representa las
características de retención del agua presente debido a la precipitación. Este valor
se obtiene de tablas elaboradas, consistiendo únicamente en relacionar el tipo de
cobertura y suelo existente en el área evaluada. Para toda la zona se ha
considerado un parámetro de 0.68
CUADRO 04
CUADRO 05
FUENTE:M ANUAL DE DISEÑO DE CAM INOS NO PAVIM ENTADOS DE BAJO VOLUM EN DE TRANSITO(M TC)
SEGÚN LAS CONDICIONES DE LA ZONA SE TIENE:
K1= 30
K2= 20
K3= 15
K4= 15
K= 80 (TABULANDO PARA EL VALOR DADO)
C= 0.68
25 0.2
75 0.65
50 0.5
30 0.35
COEFICIENTE DE ESCORRENTIA
K=K1+K2+K3+K4 C
100 0.8
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5.5.5 Cálculo de Caudales
Para el cálculo de los caudales, en el estudio Hidrológico se ha aplicado el
Método Racional por su funcionalidad, ya que permite utilizar datos más reales de
campo y por ser más adecuado para cuencas con área menor de 5.00 Km².
Para la aplicación de dicho Método Racional se ha utilizado la siguiente relación:
Donde:
Q: Caudal máximo (m3/s)
C: Coeficiente de escurrimiento
I: Intensidad de lluvia en mm/hr
A: Área de la cuenca de influencia en m2.
CUADRO 06
DISEÑO DE CAUDAL CUNETAS
T A L S tc tc i c Q
años m2 m %o minutos horas mm/hora m3/s
2 21,250.00 250.00 0.124 3.05 0.05 30.11 0.68 0.12
5 21,250.00 250.00 0.124 3.05 0.05 35.79 0.68 0.14
10 21,250.00 250.00 0.124 3.05 0.05 40.08 0.68 0.16
20 21,250.00 250.00 0.124 3.05 0.05 44.38 0.68 0.18
50 21,250.00 250.00 0.124 3.05 0.05 50.06 0.68 0.20
100 21,250.00 250.00 0.124 3.05 0.05 54.36 0.68 0.22
6 DRENAJE
Con la finalidad de proteger la vía y superficie de rodadura a lo largo de todo su
recorrido se han utilizado los datos del Estudio Hidrológico, en base a los cuales
se ha diseñado una sección práctica y útil para las cunetas.
El sistema de drenaje superficial está conformado por:
- Cunetas longitudinales
- Alcantarillas
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- Tajeas
6.1 Drenaje Superficial
Cunetas longitudinales
Para la protección de la plataforma se ha considerado la construcción de cunetas
longitudinales a lo largo de toda la carretera y que deben presentar las siguientes
consideraciones:
La superficie de rodadura reúne y conduce las aguas lluvias hacia la red de
drenaje. Sin embargo sólo se permite una cantidad reducida de agua en la
plataforma, limitada por las restricciones impuestas a las condiciones de diseño
para tormentas menores, o las de inundación máxima para tormentas mayores.
La capacidad teórica de agua que puede conducir la plataforma se puede estimar
con las características geométricas de la cuneta y la pendiente longitudinal de la
calzada, aplicando la ecuación de Manning. Para estimar la velocidad media del
flujo, con un coeficiente de rugosidad de n = 0,025 para pavimentos de tierra bien
compactada (afirmado):
Donde:
V = velocidad media del flujo, en m/s
A = área de la sección del flujo en m2
P = perímetro mojado, en m
S = Pendiente longitudinal del eje de carretera, en m/m
n = Coeficiente de rugosidad de la superficie
Desde el punto de vista del diseño, la capacidad de conducción de las aguas de
lluvia por la carretera se consideró como el valor mínimo de las siguientes dos
alternativas: según el ancho máximo permitido de la sección inundada, o la cuneta
llena y un factor de reducción por otros uso de la carretera, de acuerdo a lo que se
indica más adelante.
Estas capacidades teóricas se entregan como referencia, sin embargo la
capacidad real se ha estimado con las condiciones geométricas reales de terreno,
considerando además que ella se ve afectada por la existencia de singularidades
como badenes, accesos vehiculares, encuentros de vías, reparaciones, etc.
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a) Capacidad teórica de la vía según el ancho máximo inundable
Las formas geométricas de las cunetas típicas, corresponden a una cuneta simple
formada por la intersección de la solera y una pendiente transversal entre el 2%
y el 4% en la calzada, dependiendo del ancho de la superficie de rodadura, como
se ilustran en la figura.
2%, 3% ó 4%
Cuneta simple
Considerando un ancho de inundación máximo permitido de 1.0 m en condiciones
de diseño, las capacidades de conducción de aguas lluvias en la plataforma son
las que se indican en la tabla siguiente.
b) Capacidad máxima de la superficie de rodadura, con la cuneta llena
Para estimar la capacidad de la superficie de rodadura con la cuneta llena, hasta
el borde de la solera, se puede utilizar la mencionada ecuación de Manning, pero
se debe incluir un factor de corrección para tomar en cuenta la reducción de
capacidad por autos estacionados, obstrucciones en la cuneta, olas y
salpicaduras. El factor de corrección depende de la pendiente longitudinal. Los
factores de corrección, valores máximos teóricos para una cuneta llena con
soleras de 15 cm. y las capacidades máximas a considerar en el diseño son los
que se muestran en la tabla de la página siguiente.
Se debe hacer notar que con flujos a cuneta llena, se producen escurrimientos
con velocidades mayores que las permitidas para pendientes longitudinales de la
plataforma superior al 2%, como se destaca con las casillas en gris en la tabla
anterior. En estas condiciones no se podrá ocupar la calzada totalmente llena
para el escurrimiento de aguas de lluvias ya que con ello se sobrepasa las
velocidades máximas permitidas de 2 m/s, que generan riesgos importantes a los
vehículos. Por otra parte, en los caudales máximos permitidos indicados, en el
cuadro anterior, se considera el factor de reducción de la capacidad de la
plataforma debida fundamentalmente al exceso de velocidad, de manera que para
la verificación del flujo con tormentas mayores deberá considerarse que las calles
no pueden conducir caudales superiores a los indicados. Debido a esto las
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pendientes longitudinales máximas recomendadas para las cunetas que
conduzcan aguas lluvias, deben reducirse a valores máximos del orden del 2,5%.
CUADRO 07
(1) Se recomiendan pendientes mayores o iguales que el 0,5%. (0,005)
(2) Se considera la plataforma llena hasta el eje solamente como máximo.
(3) Considera el factor de corrección.
Pend.
Long.
(1)
Factor de
corrección
Cuneta simple 2 %
(2)
Cuneta simple 3 %
(2)
Cuneta simple 4 %
(2)
Velocida
d
(m/seg)
Gasto (3)
(L/seg)
Velocidad
(m/seg)
Gasto (3)
(L/seg)
Velocidad
(m/seg)
Gasto (3)
(L/seg)
0.003 0.30 0.84 101 0.76 80 0.66 55
0.004 0.40 0.97 156 0.88 124 0.76 85
0.005 0.50 1.08 218 0.99 173 0.85 119
0.006 0.80 1.19 382 1.08 303 0.93 209
0.007 0.80 1.28 413 1.17 327 1.01 225
0.008 0.80 1.37 442 1.25 350 1.08 241
0.009 0.80 1.45 468 1.32 371 1.14 256
0.010 0.80 1.53 494 1.40 391 1.20 269
0.020 0.70 2.17 611 1.97 484 1.70 333
0.030 0.60 2.66 641 2.42 508 2.08 350
0.040 0.50 3.07 617 2.79 489 2.41 337
0.050 0.45 3.43 621 3.12 492 2.69 339
0.060 0.37 3.76 559 3.42 443 2.95 305
0.070 0.32 4.06 522 3.69 414 3.18 285
0.080 0.28 4.34 489 3.95 387 3.40 267
0.090 0.25 4.60 463 4.19 366 3.61 253
0.100 0.21 4.85 410 4.41 324 3.80 224
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DISEÑO DE CAUDAL MÁXIMO PARA CUNETAS
MÉTODO RACIONAL
CUADRO 08
DISEÑO DE CAUDAL CUNETAS
T A L S tc tc i c Q
años m2 m %o minutos horas mm/hora m3/s
2 21,250.00 250.00 0.124 3.05 0.05 30.11 0.68 0.12
5 21,250.00 250.00 0.124 3.05 0.05 35.79 0.68 0.14
10 21,250.00 250.00 0.124 3.05 0.05 40.08 0.68 0.16
20 21,250.00 250.00 0.124 3.05 0.05 44.38 0.68 0.18
50 21,250.00 250.00 0.124 3.05 0.05 50.06 0.68 0.20
100 21,250.00 250.00 0.124 3.05 0.05 54.36 0.68 0.22
CUADRO 09
Descripción Und Vía
Principal
Coeficiente de Escorrentía 0.68
Longitud de área tributaria m 250
Área m2 21,250.00
Tiempo de Concentración min 0.14
Periodo de Retorno año 20
Intensidad mm/h 44.38
Caudal de diseño m3/s 0.18
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CUADRO 10
Relación de Cunetas Proyectadas
Progresiva Lado Izquierdo Lado Derecho
Inicio (Km.) Final (Km.) Longitud (m) Sección Longitud (m) Sección
0+000 0+020 20 Tipo I
0+020 0+040 20 Tipo I
0+040 0+280 240 Tipo I
0+280 0+300 20 Tipo I
0+300 0+320 20 Tipo I
0+320 0+330 10 Tipo I
0+330 0+600 270 Tipo I
0+600 0+620 20 Tipo I
0+620 0+860 240 Tipo I
0+870 0+900 30 Tipo I
0+900 0+930 30 Tipo I
0+930 2+540 1610 Tipo I
2+560 2+800 240 Tipo I
2+830 2+900 70 Tipo I
2+940 3+060 120 Tipo I
3+090 3+100 10 Tipo I
3+140 3+740 600 Tipo I
3+770 3+780 10 Tipo I
3+780 3+880 100 Tipo I
3+910 5+770 1860 Tipo I
5+780 5+790 10 Tipo I 10 Tipo I
5+800 6+100 300 Tipo I
6+110 6+120 10 Tipo I 10 Tipo I
6+120 8+100 1980 Tipo I
8+120 8+140 20 Tipo I 20 Tipo I
8+160 8+200 40 Tipo I 40 Tipo I
8+220 8+260 40 Tipo I
8+280 8+300 20 Tipo I 20 Tipo I
8+300 13+370 5070 Tipo I
13+420 17+940 4520 Tipo I
17+990 18+000 10 Tipo I
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18+020 18+050 30 Tipo I 30 Tipo I
Sub Total : Tipo I = 2,100 Tipo I = 15,620
Total = 17,720
Tipo I : Sin Revestir
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GRAFICO 02
DETALLE DE CUENTA SIMPLE
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Alcantarillas Proyectadas
Para el buen funcionamiento de las cunetas longitudinales se ha considerado un
sistema de evacuación del agua adecuado por medio de alcantarillas de paso y
alivio.
CUADRO 10
Nº Progresiva
Km.
Estructura Proyectada Sentido curso de
aguas Tipo Material Sección Dimensiones
SECC/CM
1 1+700.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 I a D
2 2+000.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 I a D
3 2+560.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 I a D
4 3+120.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 I a D
5 3+400.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
6 4+184.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
7 4+500.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
8 5+000.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 61 X 60 D a I
9 5+250.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 62 X 60 D a I
10 5+520.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
11 6+560.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
12 7+080.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
13 7+594.00 Tajea Cº CICLOPEO CIRCULAR 60 X 60 D a I
14 7+900.00 Tajea Cº CICLOPEO CIRCULAR 60 X 60 D a I
15 8+800.00 Alcantarilla Cº Aº CUADRAD. 100 X 100 D a I
16 9+320.00 Alcantarilla Cº Aº CUADRAD. 100 X 100 D a I
17 9+720.00 Alcantarilla C º Aº CUADRAD. 100 X 100 D a I
18 9+985.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
19 10+660.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
20 11+060.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
21 11+720.00 Alcantarilla Cº Aº CUADRAD. 100 X 100 D a I
22 12+070.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
23 12+680.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
24 13+480.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
25 13+680.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
26 14+400.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
27 14+580.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
28 15+012.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
29 15+700.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
30 15+980.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
31 16+140.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
32 16+680.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
33 17+020.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
34 17+320.00 Tajea Cº CICLOPEO CUADRAD. 60 X 60 D a I
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7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El recorrido del eje de vía de la carretera Viracochan - Ccaccsa, corresponde a
una vía existente y operativa que merece una mejor atención en el cuidado en la
infraestructura del ancho de vía; para el que es necesario la construcción,
mejoramiento y reconstrucción de diferentes obras de arte, tales como
alcantarillas, tajeas y cunetas, con el único objeto de mantener funcional el
drenaje superficial.
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ANEXOS
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CUADRO 11
Para efectos de compatibilidad de diseño de las alcantarillas se tomó el caudal máximo y comparando su funcionalidad se tiene resultados adecuados
PROCEDIMIENTO TIPICO PARA EL CALCULO DE LAS CARACTERISTICAS GEOMETRICAS E HIDRAULICAS
DISEÑO DE ALCANTARILLAS CAUDAL MAXIMO DE ENTREGA DE CUNETAS Flujo Tipo I
debe cumplir
Y1 > Y
Y2 > Y
CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA QUEBRADA Y/O RIACHUELO Q (Caudal) = 0.360 m3/seg Y (tirante) = 0.7 m
b (Ancho) = 4.20 m V (velocidad) = 0.62 m/seg S (pendiente) = 0.002
EL.A = 3578.20 m.s.n.m
n (rugosidad) = 0.025 Z (talud) = 0
CARACTERISTICAS DEL CAMINO Ancho (bo) =
3.15 m
Elevación en el centro del camino (EL.E) = 3579.05 m.s.n.m. La transición aguas abajo como aguas arriba será de Concreto: V < 1.50 m/seg en la alcantarilla
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CALCULO DEL ANCHO DE LA ALCANTARILLA Formula a utilizar:
POR CONTINUIDAD Q=A*V
A = Q/V A=0.58
POR M.E.H
A = b * Y = entonces b = A / Y = b=0.8295
b=1.0000 POR M.E.H
Y=1.00 ASUMIDO
AREA, VELOCIDAD Y CARGA DE VELOCIDAD:
Area (A) = 0.581 m2
Velocidad (V2) = 0.360 m/seg CONFORME
Carga (hv) = 0.007 m
ELEVACION EN B:
EL.A + y = 3579.20 m.s.n.m.
Y + 1.5hv = 1.01 m
EL.B = 3578.19 m.s.n.m.
LONGITUD DE LA ALCANTARILLA
EL.E - EL.B = 0.86 m
Talud (Z) 1:0.75 = 1.03 m
LT = 4.18 m 4.20 m LONG ALC.
Pendiente mínima de la alcantarilla (Sp) = 0.002
ELEVACION EN C:
EL.B+Sp*LT = 3578.18 m.s.n.m.
PERDIDA DE CARGA HIDRAULICA EN LA ALCANTARILLA La entrada he = 0.5*hv = 0.00 m
La salida hg = (V22 - V
21)/2g = -0.01 m
PERDIDA TOTAL (hTOT. = he+hg)
hTOT. = -0.01 m
ELEVACION EN D: Factor de seguridad = 0.10
Δh=(1+F.S.)*hTOT
Δh = -0.01 m
Nivel de Energía en A = 3578.92 m.s.n.m.
Δh = -0.01 m
Nivel de Energía en D = 3578.93 m.s.n.m. Tirante en D
= Y=1.00 m
Carga de Velocidad en D = 0.02 m
EL.D = 3577.91 m.s.n.m.
Desnivel en el fondo de la quebrada = 0.29 m Cobertura sobre la alcantarilla = -0.14 m CONFORME
Longitud de protección = 0.70 m, (entrada y salida)
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FICHAS DE
CAMPO