Cuencas - Hidrologico - Chamana.docx

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ESTUDIO TÉCNICO HIDROLOGÍA – HIDRÁULICA I.

INTRODUCCION ANTECEDENTES Para que una carretera se mantenga en un buen estado, es necesario que cuente con un adecuado sistema de drenaje, que permita la oportuna y rápida evacuación de las aguas provenientes de las precipitaciones pluviales y/o subterráneas, sin que ellas causen daño al cuerpo vial. Asimismo, es fundamental el mantenimiento rutinario y periódico de estas estructuras de modo que mantengan su capacidad hidráulica y estructural. A fin de establecer las características generales de las principales obras de drenaje que requerirá el mejoramiento de la carretera en estudio, hemos analizado la información hidrológica y climatológica de las estaciones ubicadas en el área de influencia del proyecto (estación Porculla), de tal forma que nos permita definir los parámetros de diseño; es decir, precipitaciones, características de las cuencas y caudales de escorrentías. La presencia de agua, aún en pequeñas cantidades, presenta un peligro para el tráfico y la estructura del pavimento. El arrastre de sólidos puede colmatar las cunetas. La infiltración de agua a través de la superficie del pavimento puede producir el reblandecimiento de ésta y en consecuencia, deteriorar la estructura de la vía carrozable, lo cual obligará a su reparación, que en muchos casos resulta ser muy costosas. También los pases de agua y/o escorrentías, que no tengan una obra de drenaje que las encauce y dirijan adecuadamente los flujos de agua, pueden llegar a producir cortes en la carretera, o pueden inundarla formando grandes charcos en la vía alrededor de dicha área. Los efectos pueden ser de erosión de la calzada y/o de asentamientos de la plataforma. Por todas estas razones se hace necesario el Estudio de Hidrología y Drenaje como parte esencial de un buen proyecto, el cual en muchas ocasiones influye en la variación del trazo de la vía. La finalidad del drenaje superficial es controlar las aguas superficiales de cualquier índole, pero principalmente las de origen natural (lluvias), de esta manera se evitarán la influencia negativa de las mismas sobre la estabilidad y transitabilidad de la vía. En una carretera interesan principalmente dos aspectos del drenaje superficial, los cuales son:

a)

La rápida evacuación de las aguas caídas sobre la calzada, o las que fluyen hacia ella desde su entorno, para evitar peligros en el tráfico y proteger la estructura del pavimento. La solución en primer lugar será darle el bombeo necesario a la superficie de rodadura, desviando el caudal que discurre por ese lugar y que está causando problemas, hacia las cunetas, y en segundo lugar se tendrá que determinar el dimensionamiento de las estructuras del drenaje que se colocarán para desviar o dar le el tratamiento adecuado a dichas aguas, mediante el Sistema de Drenaje.

b)

El pase de los ríos y otros cursos de agua importantes, como quebradas, riachuelos, o escorrentías naturales se efectuará mediante puentes, y en casos menores se hará con pontones o alcantarillas. Con respecto a las aguas qu e discurren por la

calzada como se mencionó, serán desviadas a las cunetas por el bombeo

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correspondiente, y a su vez las cunetas evacuarán cada cierto trecho hacia las alcantarillas más próximas.

OBJETIVOS DEL ESTUDIO 1) Establecer escenarios del comportamiento en los caudales medios mensuales y máximos instantáneos, en la zona de estudio durante época de lluvias en los últimos años. 2) Realizar los modelamientos hidráulicos de los cursos de agua de cada micro cuenca existente en el sitio. 3) Definir los parámetros hidrológicos e hidráulicos para los diseños de las estructuras de protección (Contenciones y encauzamientos) y las recomendaciones constructivas respectivas

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ZONA DEL ESTUDIO Hidrografía Debido a que el proyecto en estudio se encuentra en la zona alta de Piura, la zona alcanza alturas superiores a los 2400 msnm. El recorrido de la carretera es netamente accidentado a escarpado. En cuando a la precipitación pluvial en la zona del Proyecto, la mayor parte de ésta ocurre entre los meses de enero y abril, siendo los meses restantes con ocasional precipitación pluvial.

Clima y Precipitación El clima en la zona del proyecto es de cálido a frío, con una temperatura anual máxima de 28 °C y mínima de 13.0°C. El período de lluvia comienza en el mes de enero y se prolonga hasta abril. La precipitación media mensual más alta registrada en la Estación de Porculla es de 158.4 mm, valor que corresponde al mes de febrero. Vegetación La vegetación natural está constituida, principalmente por especies arbóreas, arbustivas y pastos que desarrollan durante el periodo de lluvias. En las partes altas se observa la presencia de cultivos como café, maíz, etc. así como también pastos y especies arbustivas nativas.

Relieve El relieve se caracteriza por ofrecer una configuración topográfica accidentada y escarpada; dentro de la cual se emplaza la actual carretera, desarrollándose generalmente en corte a media ladera y corte total.

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METODOLOGIA El desarrollo del Estudio está basado íntegramente en Estudios anteriores afines, información hidrometeorológica recopilada y los mapas temáticos relacionados. Esta información se complementa con el reconocimiento y caracterización de la cuenca o cuencas en estudio en la fase de trabajo de campo y gabinete, donde se analiza las corrientes de agua superficial. La sistematización y cálculos de la información recopilada se desarrollaron con programas de cómputo como hojas de cálculos, procesamiento digital del terreno, análisis hidrológico y modelamiento matemático de simulación de comportamiento hidrológico y procesos estadísticos de datos meteorológicos. Los resultados de la recopilación, reconocimiento de campo, sistematización, cálculos y modelamiento se presentan en el presente informe Final y Anexos, donde se muestran los registros históricos y generados, los cálculos desarrollados y los mapas preparados para este fin.

SISTEMATIZACIÓN DE LA INFORMACION a) Recopilación y Selección de Datos Meteorológicos En esta etapa se buscó toda la información perteneciente a la cuenca Moche y microcuencas adyacentes a la zona del Rio PIURA, en los diferentes Estudios realizados e información básica de la cuenca obtenida del recorrido de campo y levantamiento topográfico de las cuencas analizadas. La información poco consistente e inválida se depuró para utilizar solamente las más consistentes y actualizadas. b) Delimitación de las Cuencas La información digital de la Carta Nacional 11e del Instituto Geográfico Nacional (IGN) fue empleada para delimitar las microcuencas Hidrográficas que provienen del cerro Miramar mediante imágenes satelitales georreferenciadas. La delimitación de las subcuencas fue realizada mediante el método de la divisoria de aguas o Divortium Aquarium, y fue complementada con la observación de campo directa y a través de fotografías y videos obtenidos. c) Planos temáticos La información temática fue estandarizada para la proyección de trabajo de la cuenca, además la información en papel tuvo que ser escaneada y digitalizada, para luego ser georreferenciados para su ingreso a la base de datos del sistema. La base de datos se enlazó a imágenes fotográficas satelitales de los diferentes puntos, las que se muestran en anexos del presente informe. Empleando el software Autocad Civil 3D, se modeló en tres dimensiones

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3D la superficie de la Cuenca, el cual fue empleado para los gráficos de los diferentes aspectos del Estudio Hidrológico.

d) Especificaciones Técnicas de la información Unidad de Longitud : Unidad de Superficie : Sistema de coordenadas Geodésicas : (UTM) Datum : Huso : Banda :

Kilómetro (km) Kilómetro cuadrado (km2)

Universal Transverse Mercator WGS-84 17 (Sur) M

e) Programas de Cómputo empleados  

f)    

Arcview 3.2 AutoCAD Civil 3D 2018

Instrumentos utilizados Estación total y accesorios para el levantamiento topográfico GPS Brújula Cámara fotográfica

METODOLOGIA PARA LOS CÁLCULOS HIDROMÉTRICOS a) Estudios de Campo El propósito de los Estudios de campo es de identificar, obtener y evaluar la información referida al estado actual de las obras de drenaje existentes, condiciones topográficas e hidrológicas del área de drenaje, las condiciones topográficas e hidrológicas del área de su emplazamiento. Asimismo, el Estudio de reconocimiento de campo permite identificar y evaluar los sectores críticos actuales y potenciales, de origen hídrico como deslizamientos, derrumbes, erosiones, huaycos, áreas inundables, asentamientos, etc. que inciden negativamente en la conservación y permanencia de las estructuras a proteger. Se debe evaluar las condiciones de las estaciones pluviométricas, hidrométricas, así como la consistencia de los datos registrados. b) Evaluación de la información hidrológica Dado que el Perú tiene limitaciones en la disponibilidad de datos hidrométricos y pluviométricos, y la mayor parte de las cuencas

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hidrográficas no se encuentran instrumentadas, generalmente se utilizan métodos indirectos para la estimación del Caudal de Diseño. De acuerdo con la información disponible se debe elegir el método más adecuado para obtener estimaciones de la magnitud del caudal de diseño, el cual será verificado con las observaciones directas realizadas en el punto de interés, tales como medidas de marcas importantes y análisis del comportamiento de obras existentes. La información hidrológica y/o hidrometeorológica básica para la realización del Estudio correspondiente, deberá ser representativa del área en donde se emplaza el Proyecto. c) Área del proyecto El Estudio de Cuencas está orientado a determinar sus características hídricas y geomorfológicas respecto a su aporte y el comportamiento hidrológico. El mayor conocimiento de la dinámica de las Cuencas permitirá tomar mejores decisiones respecto al tipo de obras a ejecutar. Es importante determinar las características físicas de las Cuencas como son: área, forma, sistemas de drenaje, características de relieve, suelos, etc. Estas características dependen de la morfología, tipos de suelos, cobertura vegetal, geología, prácticas agrícolas, etc. Estos elementos físicos proporcionan el conocimiento de la variación en el espacio de los elementos del régimen hidrológico. d) Selección del Periodo De Retorno El tiempo en que el valor del caudal pico de una creciente determinada es igualado o superado una vez cada cierto número de años, se le denomina periodo de retorno “T”. Si se supone que los eventos anuales son independientes, es posible calcular la probabilidad de falla para una vida útil de n años. Para adoptar el periodo de retorno a utilizar en el diseño de una obra, es necesario considerar la relación existente entre la probabilidad de excedencia de un evento, la vida útil de la infraestructura y el riesgo de falla admisible, dependiendo este último, de factores económicos, sociales, técnicos y otros. e) Análisis Estadístico de Datos Hidrológicos MODELOS DE DISTRIBUCIÓN. - El Análisis de Frecuencias tiene la finalidad de estimar precipitaciones, intensidades o caudales máximos, según sea el caso, para diferentes periodos de retorno, mediante la aplicación de Modelos Probabilísticos los cuales pueden ser discretos o continuos. Las funciones de distribución de probabilidades teóricas utilizadas en hidrología son las siguientes:

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       

Distribución Normal Distribución Log Normal 2 Parámetros Distribución Log Normal 3 Parámetros Distribución Gamma 2 Parámetros Distribución Gamma 3 Parámetros Distribución Log Pearson Tipo III Distribución Gumbel Distribución Log Gumbel

De todas estas funciones de probabilidades se ha empleado la Distribución Gumbel por representar el mejor ajuste de los datos analizados. DISTRIBUCIÓN GUMBEL La distribución de valores tipo I conocida como Distribución Gumbel o Doble Exponencial, tiene como función de distribución de probabilidades la siguiente expresión:

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

f) Determinación de la Tormenta de Diseño La tormenta de diseño es un patrón de precipitación definido para utilizarse en el diseño de un sistema hidrológico. Usualmente la tormenta de diseño conforma la entrada sistema, y a los caudales resultantes a través de éste se calculan utilizando procedimientos de lluvia - escorrentía y tránsito de caudales. Puede definirse mediante un valor de profundidad de precipitación en un punto, mediante un hietograma de diseño que especifique la distribución temporal de la precipitación durante una tormenta. Las tormentas de diseño pueden basarse en información histórica de precipitación de una zona o pueden construirse utilizando las características generales de la precipitación en regiones adyacentes. Su aplicación va desde el uso de valores puntuales de precipitación en el método racional. Curvas Intensidad - Duración - Frecuencia

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La intensidad es la tasa temporal de precipitación, es decir, la profundidad por unidad de tiempo (mm/h). Puede ser la intensidad instantánea o la intensidad promedio sobre la duración de la lluvia. Comúnmente se utiliza la intensidad promedio, que puede expresarse como:

i = intensidad de precipitación (mm/hr) P = Profundidad de la lluvia (mm) Td = Tiempo de duración de precipitación en horas (hr) Las curvas intensidad – duración – frecuencia son elementos de diseño que relacionan la intensidad de la lluvia, la duración de la misma y la frecuencia con la que se pueda presentar, es decir su probabilidad de ocurrencia o el periodo de retorno. La duración de la lluvia de diseño es igual al tiempo de concentración (Tc) para el área de drenaje en consideración, dado que la escorrentía alcanza su pico en el tiempo de concentración, cuando toda el área está contribuyendo al flujo en la salida. En nuestro país, debido a la escasa cantidad de información pluviográfica con que se cuenta, difícilmente pueden elaborarse estas curvas IDF. Ordinariamente solo se cuenta con lluvias máximas en 24 horas, por lo que el valor de la intensidad de la precipitación pluvial máxima generalmente se estima a partir de la precipitación máxima en 24 horas, multiplicada por un coeficiente de duración; en el Cuadro 1.1 se muestran los coeficientes de duración, entre 1 hora y 24 horas.

Tabla 1. COEFICIENTES DE DURACION

1

2

3

4

0.30

0.39

0.46

0.52

Duraciones, en horas 5 6 0.57

0.61

8

12

18

24

0.68

0.80

0.91

1.00

Fuente: D. F. Campos A., 1978

a) Estimación de caudales con el Método Racional El método racional estima el caudal máximo a partir de la precipitación, abarcando todas las abstracciones en un solo coeficiente “c” (coeficiente de escorrentía), estimado sobre la base de las características de la cuenca. Muy usado para cuencas pequeñas como la de estudio, (A<10km2). Considera que la duración P es igual a tc. La descarga máxima de diseño según esta metodología se obtiene a partir de la siguiente expresión:

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Q =Descarga máxima de diseño (m3/s) C =Coeficiente de escorrentía (mm) I = Intensidad de precipitación máxima horaria (mm/h) A = Área de la cuenca (km2 o Ha)

II.

DESCRIPCION DE ZONA DE ESTUDIO UBICACIÓN UBICACIÓN POLÍTICA Departamento Provincia Distrito Localidad

: : : :

PIURA. HUANCABAMBA HUARMACA CHAMANA, TRIGAL, PORTUGAL

La cuenca Bigote-Huarmaca está ubicada en la cabecera de la cuenca del Río Piura y se extiende desde un nivel aproximado de 150 m.s.n.m en la parte baja, hasta altitudes de 3,600 m.s.n.m. Políticamente se encuentra ubicada en el Departamento de Piura, en la parte nor occidental del Perú.

Figura 1. Ubicación de la cuenca Bigote-Huarmaca

La cuenca del río Piura es uno de los principales de la región, tiene un área total de 7900 km2, su longitud total es de 350 Km y nace a 3,600 msnm en la divisoria de la cuenca del río Huancabamba, desde allí inicia su recorrido con dirección

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Noroeste hasta el paraje denominado Pedregal donde su dirección cambia a Suroeste hasta su desembocadura en el mar. La cuenca Bigote-Huarmaca desemboca en el río Piura y tiene una extensión de 1,935 Km2. Esta característica expresa su importancia en cuanto a extensión, lo cual es un potencial importante para su desarrollo. Está conformada por dos subcuencas: la sub-cuenca del río Bigote y la sub-cuenca del río Huarmaca. Geográficamente la subcuenca del Río Bigote se ubica entre los paralelos 05º 22’ 45” y 05º 04’45” de latitud sur y los meridianos 79º 52’ 55” y 79º 30’ 00” de longitud oeste, en tanto que la subcuenca del río Huarmaca se encuentra entre los paralelos 05º 22’ 45” y 05º 42’ 35” de latitud Sur y los meridianos 79º 55’ 28” y 79º 28’ 15” de longitud Oeste. En su parte baja la cuenca comprende una porción del territorio de la provincia de Morropón: los distritos de Salitral y Yamango e íntegramente el distrito San Juan de Bigote, y en su parte alta abarca parte del territorio de la provincia de Huancabamba: el distrito de Lalaquiz y Canchaque en su totalidad y los distritos de San Miguel del Faique, Huarmaca y Huancabamba (Figura 2 y Tabla 1.2).

Figura 2. Distritos

pertenecientes a la cuenca Bigote-Huarmaca

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Tabla 2. Distritos

Subcuenca

Bigote

Huarmaca

1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3.

en las subcuencas.

Distritos San Juan de Bigote Canchaque Lalaquiz Yamango Huancabamba Huarmaca San Miguel del Faique Salitral

Provincia Morropón Huancabamba Huancabamba Morropón Huancabamba Huancabamba Huancabamba Morropón

CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA Clima. La interacción de diferentes variables: altitud, latitud, circulaciones atmosféricas y corrientes marinas determinan el clima de una zona. Cualquier transformación de esas variables, implicará cambios significativos a nivel de los diversos componentes climáticos. El clima de la zona de la cuenca Bigote-Huarmaca podemos caracterizarlo como semiárido en el valle, ligeramente húmedo y templado frío en las partes medias y húmedo y semifrío en la parte alta, existiendo pequeñas zonas en la parte más alta que presentan un clima muy húmedo y frío moderado. La variedad de climas determina la posibilidad de sembrar y criar una diversidad de cultivos y ganado. Para registrar los factores climáticos, el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI) viene operando una red de estaciones meteorológicas desde el año 1963, así mismo el Proyecto Especial Chira Piura, operó también desde el año 1971 estaciones meteorológicas hasta el año 1992 con registro de 22 años, actualmente el encargado de las estaciones meteorológicas es el Sistema de Alerta Temprana (SIAT). Las estaciones meteorológicas ubicadas en las subcuencas son en su mayoría pluviométricas y han contribuido con información de precipitaciones, cuya evaluación ha sido importante para determinar la disponibilidad de agua.

Suelos. Los suelos son un recurso importante en la cuenca, pues de ellos depende la capacidad de infiltración del terreno. Actualmente el Alto Piura es una zona con suelos aptos para cultivos, pero con restricciones por clima y por la presencia de pastos temporales, siendo esta última la principal causa de la deforestación. Por esta razón, la zonificación con la que se trabajó se basa en las características geológicas de la zona.

Geología. La tectónica es uno de los grandes agentes responsables de las morfologías actuales. A lo largo de los millones de años de la historia geológica ha levantado, doblado,

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plegado, fracturado y fallado el zócalo, facilitando la acción de los demás agentes naturales. Geológicamente hablando la cuenca del río Piura está conformada por una amplia gama de rocas y suelos, con un rango comprendido entre el Pre-Cámbrico y el Cuaternario. La información geológica ha sido obtenida del mapa geológico de la cuenca, a escala 1:100000. En el área de la cuenca Bigote-Huarmaca, se presentan los siguientes estratos:

- Pre – Cámbrico: Complejo Olmos (PE) Aflora al sur del paralelo 05º, está constituido por una serie de rocas metamórficas depositadas entre el Pre-Cámbrico y el Paleozoico Temprano. Se le encuentra en las partes altas del sector de Morropón, Valle del Alto Piura, Huancabamba y Olmos. Consiste en una secuencia de esquistos, de naturaleza dominante pelítica, con un grado de metamorfismo menor que el complejo Marañón. El grado de alteración de las rocas varía con el clima. En el clima relativamente seco de la vertiente del Pacífico, el intemperismo se limita a una leve coloración gris-marrón.

- Paleozoico: Grupo Salas (Pi-s) Aflora en los valles del curso superior del río Piura en el área sur de la cuenca. Litológicamente se encuentra constituida por filitas agilícelas gris marrón a gris-violáceas intercaladas con cimeritas verde pálidas o gris-brunáceas. Este tipo de paquetes se intercalan con capas delgadas de cuarcitas de grano fino, blanco-grisáceas afectadas por una marcada esquistosidad de fractura. A lo largo de la franja HuarmacaCanchaque-Los Ranchos se presentan grandes paquetes de rocas lávicas y metaandesitas que en cierto grado se hallan transformadas en anfibolitas. El grado de metamorfismo que afecta a estas rocas es menor que el de los esquistos del complejo Olmos.

-

Paleozoico: Formación Río Seco (Pi-rs)

Se encuentra bien expuesta en el caserío de Río Seco, carretera MorropónHuancabamba, desde donde los afloramientos se extienden a los valles del curso superior del río Piura y a sus tributarios, cubriendo gran parte de las áreas de Morropón, Chulucanas y Olmos. Litológicamente, consiste en bancos de 3 a 4 m de cuarcitas gris oscuro a negras, bastante recristalizadas, con abundantes segregaciones de cuarzo lechoso rellenando fracturas.

-

Mesozoico: Grupo Goyllarisquzga (Ki-g)

Se expone en el área suroriental de la cuenca. Litológicamente, en su porción inferior consiste en bancos masivos de cuarcitas porfidoblásticas de grano medio a fino, con algunos microconglomerados lenticulares bastante compactos, cuyas coloraciones varían entre el blanco amarillento hasta los matices rojizos o marrones con brillo resinoso. En el sector de Chignia, donde se observa el techo, está compuesto por bancos de cuarcitas grises de 3 a 4 m de grosor conteniendo intercalaciones de lodolitas gris oscuro a negras con restos de flora fósil. Se halla cubierta concordantemente por la formación Chignia.

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-

Mesozoico: Formación Chignia (Km-chi)

Se le ha localizado entre la quebrada El Salado y los alrededores de Mamayaco en el área suroriental de la cuenca conformando el núcleo del siclinorio de Chignia. Litológicamente, en su parte inferior se encuentra constituida por una alternancia de cineritas blanquecinas, calizas, areniscas amarillentas de grano fino, areniscas limosas color gris verdosas en capas delgadas y cineritas pálidas fisibles. Se intercalan algunos horizontes de ignimbritas y areniscas calcáreas de matriz tobácea.

Figura 3. Geología de la cuenca Bigote-Huarmaca-INGEMMET.

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-

Cenozoico: Terciario-Formación Volcánico Llama (Ti-Vll)

Se le ha encontrado en el área suroriental de la cuenca yaciendo discordantemente sobre unidades más antiguas e infrayaciendo con ligera discordancia angular al volcánico Porculla con un espesor promedio de 200 m. Su litología está conformada por bancos masivos de brechas piroclásticas andesíticas gris verdosas, y lavas andesíticas que por alteración hidrotermal han tomado un color violáceo, existiendo algunas ocurrencias de lodolitas tobáceas.

-

Cuaternario: Depósitos recientes-Depósitos aluviales (Qr-al)

Se le localiza al pie de las estribaciones de la Cordillera Occidental, en los flancos de los cursos fluviales del río Piura y sus tributarios y en las llanuras aluviales del área occidental de la cuenca. Están constituidos por materiales conglomerádicos y flangomerados polimícticos poco consolidados con una matriz areniscosa a limoarcillosa, cuya composición varía de acuerdo al terreno de donde provienen.

-

Granitoides indiferenciados (Kt-i)

Son rocas intrusivas, que se encuentran formando el Macizo de la Cordillera Occidental que atraviesa la cuenca en su área oriental. El clima húmedo ha causado una profunda alteración en los intrusivos imposibilitando establecer una secuencia de intrusión. Debido a esto y a la poca accesibilidad de los terrenos en donde se encuentran expuestos no han sido diferenciados cartográficamente de acuerdo con las variaciones litológicas.

Hidrología Los ríos de la cuenca alta del río Piura, tienen un régimen hidrológico irregular, definido por una estación de abundancia de cinco meses, que ocurre en verano entre enero y mayo, y una época de escasez o estiaje que comienza en junio para concluir en diciembre. Las descargas de estos ríos se presentan en ciclos, con años de máximas avenidas y años de mínimas descargas. Los períodos de duración de estos ciclos no son uniformes, por el contrario, presentan gran variabilidad tanto en el tiempo como en magnitud de las descargas. En épocas de FEN, los escurrimientos generados tienden a sobrepasar los valores de descargas registradas, siendo de una magnitud extraordinaria y llegando a producir inundaciones aguas abajo que impactan en forma negativa en el progreso de los pueblos. En las partes altas de la subcuenca el río mantiene su cauce original ya que presenta un lecho rocoso y taludes pedregosos estables.

Sismicidad Piura está situada en una zona de alta sismicidad, pues se encuentra sobre una franja sísmica muy activa, conocida como Círculo Circum pacífico o Círculo de Fuego del Pacífico. La tectónica de placas indica que la ocurrencia de sismos en la región sudamericana se debe a la interacción de la Placa Sudamericana y la Placa de Nazca.

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La Placa Sudamericana tiene a lo largo de sus bordes una gran concentración de actividad sísmica. Esta placa crece en la cadena Meso-Oceánica del Atlántico, avanzando con la Placa de Nazca, en su extremo occidental, que está constituida en la actualidad por la costa Sudamericana del Pacífico. La placa de Nazca crece en la cadena Meso Oceánica del Pacífico oriental y avanza hacia el este con velocidades de 5 a 10 cm/año introduciéndose bajo la placa sudamericana con velocidades de 7 a 12 cm/año. La convergencia de la placa de Nazca en la placa Sudamericana Oriental constituye una zona de subducción, llamada zona de Benioff. Existen plegamientos y fallamientos activos, regionales y locales, producto de la tectónica andina, destacando el conjunto de Huancabamba, que influye en la alta sismicidad de la región.

GEOMORFOLOGÍA DE LA CUENCA La cuenca está conformada por los ríos Bigote y Huarmaca y de cuya unión en Malacasí se forma el río Piura.

Figura 4. Ríos

Bigote y Huarmaca.

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Área de la cuenca (A) Es la superficie de la cuenca delimitada por la divisoria natural de aguas, proyectado al plano horizontal. El tamaño influye directamente sobre los escurrimientos. El área de la cuenca Bigote Huarmaca es 1,860 km2, correspondiendo el 39% a Bigote y el resto a la subcuenca de Huarmaca.

Perímetro de la cuenca (P) Corresponde a la longitud de la línea divisoria de aguas que une los puntos de máximas alturas que separan dos cuencas adyacentes. El perímetro de la cuenca Bigote Huarmaca es 213.87 Km.

Longitud mayor del río (Lp) Es la longitud mayor del cauce principal que atraviesa la cuenca, que es igual al recorrido del río desde la cabecera de la cuenca hasta el punto final o punto de desembocadura de la cuenca. La longitud mayor del cauce de la cuenca Bigote Huarmaca es 65.93 Km y corresponde al río Huarmaca.

Ancho promedio El ancho promedio es la relación entre el área y la longitud del curso más largo.

Pendiente media del río La pendiente influye sobre la velocidad del flujo y es un factor importante en la forma del hidrograma. La definición de la pendiente promedio del cauce en una cuenca es muy difícil, por lo general sólo se considera la pendiente del cauce principal. Para este caso, se ha calculado la pendiente media de los dos ríos principales.

HM: Cota máxima (msnm) Hm: Cota mínima (msnm)

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Índice de Compacidad o Coeficiente de Gravelius Es un coeficiente adimensional que nos da idea de la forma de la cuenca. Es la relación entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de una circunferencia de igual área a la de la cuenca. Viene expresado por:

Rectángulo equivalente Relaciona el perímetro y el área de la cuenca, tratando de reducirlo a las dimensiones de un rectángulo con la misma área y el mismo perímetro que la cuenca. Los lados de este rectángulo equivalente son:

Relación área-elevación Indica el porcentaje del área de la cuenca que se encuentra por encima o por debajo de una altitud considerada. Esta curva se puede considerar como una especie de perfil de la cuenca y su pendiente media en Km/Km2, es un elemento sintético de comparación de la topografía entre cuencas.

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Tabla 3. Área

sobre cada una de las cotas.

Cota (msnm) 3600 3000 2500 2000 1500 1000 500 150

Figura 5. Curva

Area km² 0.08 92.26 198.43 387.79 608.33 932.89 1,407.49 1,854.82

% 0 5.0 10.7 20.9 32.8 50.3 75.9 100.0

Hipsométrica de la cuenca Bigote Huarmaca.

RED DE ESTACIONES METEOROLÓGICAS Las estaciones que operan dentro y en los alrededores de la cuenca Bigote-Huarmaca son las que se muestran en la tabla 4 y la Figura 6. Tabla 4. Estaciones

Estación

meteorológicas en el área de influencia.

Coordenadas Altitud Latitud S Longitud W m.s.n.m

Período Registro

Institución Operante

Categoría

Altamiza

05º 04’ 00”

79º 44’ 00”

2,600

1979 - 1987

PECHP

PLU

Bigote

05º 20’ 00”

79º 47’ 00”

200

1963 - 1998

SENAMHI

PLU

Barrios

05º 17’ 00”

79º 42’ 00”

310

1974 - 1993

PECHP

PLU – H

Canchaque

05º 22’ 00”

79º 36’ 00”

1,200

1979 - 1987

SENAMHI

PLU-PG

Chignia

05º 36’ 00”

79º 38’ 00”

845

1979 - 1987

PECHP

PG

Morropón

05º 11’ 00”

79º 59’ 00”

140

1970 - 1998

SENAMHI

CO

Paltashaco

05º 07’ 00”

79º 52’ 00”

900

1971 - 1991

PECHP

PLU – H

Pasapampa

05º 07’ 00”

79º 36’ 00”

3,410

1964 - 1993

PECHP

PLU

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Pirga

05º 40’ 00”

79º 37’ 00”

1,510

1979 - 1983

Huarmaca

05° 34’ 00”

79° 31’ 00”

2,180

1973 - 1998

SENAMHI/P ECHP SENAMHI

PLU

Fuente: Inventario de Estaciones Meteorológicas del SENAMHI (1998).

Figura 6. Red de estaciones meteorológicas en la cuenca Bigote

Huarmaca.

APLICACIÓN DEL MODELO Módulo Cuenca Para el desarrollo del modelo se ha digitalizado la topografía de la carta nacional, la cual está a escala 1: 100,000.

CO

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Figura 7. Topografía y red hídrica de la zona de estudio.

Con la información topográfica y puntos geodésicos se generó el TIN.

Figura 8. TIN de la zona de estudio.

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Para generar el grid de la zona de estudio se trabajó con celdas de 500m x 500m por ser un tamaño proporcional con el área total de la cuenca.

Figura 9. Grid de la zona de estudio.

Con el uso de las herramientas para ArcView Herr_MPE.avx se generaron los shapefile: Dirección de flujo y Acumulación de flujo.

Figura 10. Dirección de flujo de la zona de estudio.

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Figura 11. Acumulación

de flujo de la zona de estudio.

Posteriormente, se generó el shapefile de delimitación de la cuenca Bigote-Huarmaca en formato vectorial.

Figura 12. Delimitación de la cuenca Bigote-Huarmaca.

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Con la cuenca en formato vectorial y el grid de celdas cuadradas se generó el shapefile fuentes de escorrentía el cual contiene 7442 celdas de 500x500 m. Estas celdas están identificadas con un ID y las coordenadas de su centroide (ver figura 14).

Figura 13. Fuentes de escorrentía de 500x500 m generadas para la

cuenca Bigote-Huarmaca.

Figura 14. Resultados

del módulo cuenca.

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Módulo Precipitación En el departamento de Piura, generalmente las tormentas tienen duraciones menores a las 12 horas, salvo en regiones de las partes altas de las cuencas de los ríos Chira y Piura, como es el caso de la estación Huarmaca, donde se encontraron tormentas con duraciones que bordeaban las 24 horas. La magnitud de las tormentas se obtiene de los registros pluviométricos diarios del Proyecto Especial Chira Piura hasta 1993, del SENAMHI y del Sistema de Alerta Temprana (SIAT) que registra la precipitación actualmente. Ardila (2001) observó que los perfiles calculados para las tormentas en Piura son bastante similares a los encontrados por Huff, además que se presenta una marcada tendencia de las tormentas del tipo I, seguidas por tormentas de los tipos II y III. En cuanto a las tormentas del tipo IV, éstas se presentaban en una menor proporción, llegando incluso a no presentarse en algunas estaciones. Para la aplicación del modelo a la cuenca Bigote-Huarmaca, se trabajó con la distribución de tormentas Tipo I propuestos por Huff pues es muy similar a los perfiles de lluvia presentados en el departamento de Piura, además permiten distribuir una tormenta de duración y magnitud total conocida, en intervalos de tiempo más cortos.

Figura 15. Distribución Tipo I propuesta por Huff.

Los hietogramas de precipitación total de las estaciones cercanas y pertenecientes a la cuenca Bigote-Huarmaca se almacenan en una tabla (ver figura 6.16). Posteriormente se interpolan con el método de interpolación Kriging Simple y se obtienen los hietogramas de precipitación total para cada celda fuente de la cuenca (ver figuras 17 y 18)

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Figura 16. Estaciones de la cuenca Bigote-Huarmaca y tabla

de hietograma de precipitación total.

Figura 17. Interpolación del primer intervalo de precipitación

con método Kriging Simple.

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Figura 18. Resultados módulo precipitación.

Módulo Infiltración Las abstracciones en una cuenca no son las mismas y varían espacialmente en toda ella, por ello es necesario conocer los diversos tipos de suelo que hay en la misma. Para la cuenca Bigote-Huarmaca se obtuvieron estudios de suelos realizados en la zona por el Gobierno Regional – Piura en los años 2002 y 2003.

Figura 19. Tipos

Huarmaca.

de suelos en la cuenca Bigote-

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Finalmente, con los hietogramas totales en cada celda obtenidos en el módulo de precipitación, los tipos de suelo con sus respectivas características y el uso de las herramientas “Parámetros de suelo” y “Hietograma efectivo” se obtuvieron los hietogramas de precipitación efectiva para cada celda de la cuenca Bigote-Huarmaca

Figura 20.Precipitación total y precipitación efectiva (4° intervalo en la Cuenca Bigote – Huarmaca.

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Figura 21. Resultados

módulo infiltración.

ANÁLISIS HIDROLÓGICO INFORMACIÓN BÁSICA

A. Información Topográfica Para calcular el área de influencia de las escorrentías correspondiente a las zonas donde se ha planteado la colocación de las alcantarillas, así como también las áreas de influencia para las cunetas se ha hecho uso del Google Heart, con ayuda del programa Civil 3D. Estas áreas se detallan en el cálculo del caudal de cada obra de arte existente.

B. Información Pluviométrica Dentro del área del Proyecto no se cuenta con una red de estaciones meteorológicas, por lo que se ha visto por conveniente trabajar con la estación de Porculla, ya que ésta cuenta con registros de precipitaciones máximas en 24 horas. La ubicación de esta estación, los registros de precipitaciones máximas en 24 horas y los periodos de registro correspondientes se detallan en el Cuadro N° 1.

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Cuadro 1. REGISTRO DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS EN 24 HORAS (mm) – ESTACIÓN PLUVIOMÉTRICA DE PORCULLA

Fuente: Elaboración propia. De acuerdo con la información analizada se observa que el régimen de precipitación de la zona es del tipo orográfico con un período húmedo durante los meses de enero a abril y un período seco entre los meses de mayo a diciembre, propias de las zonas de Huarmaca. En el período seco la precipitación es mínima llegando a ser nula. En los meses húmedos, es que se presentan los fenómenos de escurrimiento extraordinario o de descargas máximas, luego de ocurrido y coincidente con la ocurrencia de una tormenta en la zona.

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MICRO CUENCAS HIDROGRÁFICAS En el tramo vial estudiado se ha identificado micro cuencas que interceptan su alineamiento y donde actualmente existen obras de cruce en mal estado que ayudan a salvar sus cauces. La superficie de las micro cuencas hidrográficas identificadas en la información cartográfica, varían entre 0.54y 5.58 ha.

Cuadro 2. UBICACIÓN DE LÍNEAS DE AGUA QUE CRUZAN LA VÍA PARÁMETROS GEOMORFOLÓGICOS DE LAS MICROCUENCAS PROGRESIVA

OBRA PROYECTADA

COTA INF. (msnm)

COTA SUP. DESNIVEL (msnm) (∆H)

LONG. PROM. (L)

PENDIENTE (S)

ÁREA TRIB. (Ha)

0+460.00

Alc. de Paso

2456.45

2486.77

30.32

182.32

0.166

1.65

0+985.52

Alc. de Paso

2456.52

2496.84

40.32

164.32

0.245

1.56

1+049.50

Alc. de Paso

2458.5

2536

77.5

184.32

0.420

0.65

1+325.06

Alc. de Paso

2654.25

2715

60.75

165.65

0.367

0.78

1+642.78

Alc. de Paso

2546.32

2651

104.68

198.32

0.528

0.98

2+072.16

Alc. de Paso

2564.31

2635

70.69

118.65

0.596

0.65

2+266..43

Alc. de Paso

2456.31

2563

106.69

184.36

0.579

0.32

2+642.87

Alc. de Paso

2645.64

2689

43.36

136.16

0.318

0.46

2+935.57

Alc. de Paso

2546

2569

23

82.08

0.280

0.23

3+227.53

Alc. de Paso

2310.31

2402

91.69

52.33

1.752

0.95

3+313.76

Alc. de Paso

2301.41

2356

54.59

65.33

0.836

0.45

3+626.95

Alc. de Paso

2654.13

2765

110.87

88.63

1.251

0.46

3+760.00

Alc. de Paso

2346.21

2365

18.79

65.3

0.288

0.75

3+814.83

Alc. de Paso

2967.56

2986

18.44

154.65

0.119

0.95

4+418.77

Alc. de Paso

2645.64

2736

90.36

135.56

0.667

0.75

4+896.81

Alc. de Paso

2316.21

2345

28.79

78.9

0.365

0.78

5+632.18

Alc. de Paso

2346.13

2415

68.87

125.66

0.548

0.76

5+692.18

Alc. de Paso

2134.54

2745

610.46

158.98

3.840

0.25

5+966.51

Alc. de Paso

2031.41

2130

98.59

56.85

1.734

1.5

6+590.29

Alc. de Paso

2035.46

2150

114.54

289.56

0.396

1.3

6+736.46

Alc. de Paso

2067

2109

42

201.63

0.208

0.35

6+807.93

Alc. de Paso

2078.65

2156

77.35

185.65

0.417

1.02

7+173.96

Alc. de Paso

2067.97

2145

77.03

205.6

0.375

0.6

7+202.18

Alc. de Paso

2015.64

2198

182.36

215.6

0.846

1.24

7+240.68

Alc. de Paso

2076.46

2102

25.54

98.65

0.259

1.35

7+470.30

Alc. de Paso

2310.13

2389

78.87

125.56

0.628

1.35

7+571.41

Alc. de Paso

2456.01

2563

106.99

125.45

0.853

1.76

8+227.71

Alc. de Paso

2015.36

2203

187.64

245.85

0.763

0.86

8+411.20

Alc. de Paso

2845.78

2945

99.22

129.55

0.766

0.67

8+942.47

Alc. de Paso

2456.89

2536

79.11

189.56

0.417

0.86

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9+112.18

Alc. de Paso

2748.56

2865

116.44

156.65

0.743

0.89

9+732.99

Alc. de Paso

2678.98

2736

57.02

189.65

0.301

0.54

9+766.44

Alc. de Paso

2944.55

2986

41.45

175.65

0.236

0.65

10+232.18

Alc. de Paso

2884.22

2898

13.78

120.45

0.114

0.45

10+377.89

Alc. de Paso

2563.65

2675

111.35

185.69

0.600

0.62

10+581.79

Alc. de Paso

2319

2536

217

278.98

0.778

0.64

10+841.13

Alc. de Paso

2468.85

2602

133.15

201.89

0.660

0.78

10+969.86

Alc. de Paso

2658.02

2756

97.98

158.85

0.617

0.39

11+440.84

Alc. de Paso

2403.06

2635

231.94

235.68

0.984

0.28

12+938.08

Alc. de Paso

2036.55

2256

219.45

312.78

0.702

0.19

13+278.06

Alc. de Paso

2453.32

2635

181.68

236.56

0.768

0.45

13+820.00

Alc. de Paso

2556.78

2635

78.22

215

0.364

0.65

14+045.45

Alc. de Paso

2756.02

2897

140.98

256.96

0.549

0.45

14+911.63

Alc. de Paso

2365

2598

233

312.56

0.745

0.19

14+942.53

Alc. de Paso

2655.89

2789

133.11

256.55

0.519

0.65

15+184.52

Alc. de Paso

2885.66

2956

70.34

210.56

0.334

0.48

15+624.79

Alc. de Paso

2784.958

2879

94.042

189.65

0.496

0.41

16.122.18

Alc. de Paso

2451.13

2635

183.87

245.65

0.749

1.39

16+426.86

Alc. de Paso

2076.86

2756

679.14

405.65

1.674

1.09

16+728.84

Alc. de Paso

2136.67

2265

128.33

355.56

0.361

1.71

17+520.00

Alc. de Paso

2610.13

2705

94.87

245.65

0.386

1.64

18+731.66

Alc. de Paso

2674.31

2736

61.69

198.65

0.311

1.62

20+038.84

Alc. de Paso

2672.16

2736.63

64.47

285.65

0.226

0.46

20+376.54

Alc. de Paso

2467.46

2536

68.54

240.12

0.285

0.25

20+794.93

Alc. de Paso

2467.64

2678

210.36

256.65

0.820

0.25

21+391.68

Alc. de Paso

2546.65

2645

98.35

230.17

0.427

0.65

21+425.92

Alc. de Paso

2301.32

2405

103.68

265.98

0.390

0.45

23+431.28

Alc. de Paso

2065.35

2104

38.65

238.19

0.162

0.023

23+270.00

Alc. de Paso

2530.366

2635

104.634

219.65

0.476

0.24

23+945.00

Alc. de Paso

2035.65

2154

118.35

365.53

0.324

1.25

24+025.35

Alc. de Paso

2405.65

2598

192.35

356.32

0.540

1.65

24+112.18

Alc. de Paso

2456.56

2645

188.44

356.32

0.529

1.45

24+151.80

Alc. de Paso

2468.65

2578

109.35

289.65

0.378

0.58

24+320.00

Alc. de Paso

2650.23

2754

103.77

189.65

0.547

0.51

24+392.18

Alc. de Paso

2032.32

2109

76.68

245.65

0.312

0.65

24+443.61

Alc. de Paso

2531.025

2619

87.975

405.65

0.217

0.66

24+500.00

Alc. de Paso

2015.36

2149

133.64

355.56

0.376

0.55

24+700.00

Alc. de Paso

2563.654

2635

71.346

245.65

0.290

0.23

24+800.00

Alc. de Paso

2540.65

2653

112.35

198.65

0.566

0.84

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24+892.18

Alc. de Paso

2530.65

2635

104.35

285.65

0.365

0.45

24+949.12

Alc. de Paso

2456.32

2541

84.68

240.12

0.353

0.16

25+022.12

Alc. de Paso

2451.36

2678

226.64

256.65

0.883

0.65

25+092.18

Alc. de Paso

2653.32

2754

100.68

230.17

0.437

0.19

25+154.79

Alc. de Paso

2410.36

2492

81.64

265.98

0.307

0.29

25+276.19

Alc. de Paso

2063.56

2105

41.44

238.19

0.174

0.28

25+326.29

Alc. de Paso

2310.32

2635

324.68

265.65

1.222

0.26

25+356.12

Alc. de Paso

2560.32

2631

70.68

256.96

0.275

0.26

25+427.46

Alc. de Paso

2368.95

2415

46.05

312.56

0.147

0.35

25+527.87

Alc. de Paso

2487.65

2563

75.35

256.55

0.294

0.39

25+677.47

Alc. de Paso

2674.65

2956

281.35

210.56

1.336

0.34

25+708.14

Alc. de Paso

2746.23

2879

132.77

189.65

0.700

0.45

25+921.34

Alc. de Paso

2045.62

2165.2

119.58

245.65

0.487

0.95

25+972.18

Alc. de Paso

2156.52

2247

90.48

405.65

0.223

0.78

26+184.40

Alc. de Paso

2563.35

2645

81.65

355.56

0.230

0.45

26+249.25

Alc. de Paso

2653.32

2754

100.68

245.65

0.410

0.65

26+348.36

Alc. de Paso

2564.23

2698

133.77

198.65

0.673

0.78

26+326.88

Alc. de Paso

2636.362

2701

64.638

285.65

0.226

0.78

26+386.76

Alc. de Paso

2536.01

2608

71.99

240.12

0.300

0.74

26+533.95

Alc. de Paso

2452.025

2506

53.975

256.65

0.210

0.58

26+609.22

Alc. de Paso

2143.32

2201

57.68

230.17

0.251

0.09

26+703.93

Alc. de Paso

2156.45

2219

62.55

265.98

0.235

0.35

26+870.29

Alc. de Paso

2147.56

2232.3

84.74

238.19

0.356

1.12

27+300.00

Alc. de Paso

2653.63

2754

100.37

256.654

0.391

0.15

27+484.58

Alc. de Paso

2356.45

2451.6

95.15

256.96

0.370

0.75

27+760.93

Alc. de Paso

2048.65

2154.56

105.91

312.56

0.339

0.65

28+414.53

Alc. de Paso

2095.65

2154.8

59.15

256.55

0.231

0.48

28+937.42

Alc. de Paso

2478.56

2504.65

26.09

210.56

0.124

0.26

29+442.82

Alc. de Paso

2845.65

2879

33.35

189.65

0.176

0.35

29+592.18

Alc. de Paso

2659.45

2709.56

50.11

245.65

0.204

0.95

29+653.04

Alc. de Paso

2450.62

2501.65

51.03

405.65

0.126

0.65

INFORMACIÓN DE CAMPO: ÁREAS DE APORTE PARA EL CAUDAL DE CUNETAS A.- ÁREA DE LA LADERA. -

“RECUPERACION Y MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE TRANSITABILIDAD DEL CAMINO VECINAL ENTRE LOS TRAMOS CHAMANA - TRIGAL - MINAS DE TRIGAL - PORTUGAL - DISTRITO DE HUARMACA - PROVINCIA DE HUANCABAMBA - DEPARTAMENTO DE PIURA”

Cuadro 3. CUADRO DE LONGITUD Y ÁREAS DE LA LADERA PARA CALCULAR EL APORTE DEL CAUDAL EN LAS CUNETAS:

PARÁMETROS GEOMORFOLÓGICOS N° Tramo de TRAMO Cuneta Inicia 1

0+000.00

LONGITUD (m)

ANCHO (m)

PENDIENTE (S)

ÁREA TRIB. (Ha)

0+160.00

160

10

0.07

0.16

Alc. De Alivio

10

0.06

0.02

Alc. De Alivio

Termina

Observaciones

2

0+180.00

0+200.00

20

3

0+240.00

0+580.00

340

10

0.05

0.34

Alc. De Alivio

4

0+630.00

0+930.00

300

10

0.05

0.3

Alc. De Alivio

380

10

0.04

0.38

Alc. De Alivio

5

1+080.00

1+460.00

6

1+500.00

1+530.00

30

10

0.08

0.03

Alc. De Alivio

7

1+550.00

1+800.00

250

10

0.02

0.25

Alc. De Alivio

10

0.08

0.81

Alc. De Alivio

8

1+840.00

2+650.00

810

9

2+720.00

2+930.00

210

10

0.08

0.21

Alc. de Paso

10

2+980.00

3+060.00

80

10

0.05

0.08

Alc. de Paso

11

3+110.00

3+260.00

150

10

0.03

0.15

Alc. de Paso

12

3+340.00

3+920.00

580

10

0.05

0.58

Alc. de Paso

13

3+980.00

4+060.00

80

10

0.03

0.08

Alc. De Alivio

14

4+110.00

4+580.00

470

10

0.09

0.47

Alc. De Alivio

10

0.04

0.02

Alc. De Alivio

15

4+620.00

4+640.00

20

16

4+700.00

5+020.00

320

10

0.04

0.32

Alc. De Alivio

17

5+140.00

5+280.00

140

10

0.08

0.14

Alc. de Paso

10

0.02

0.06

Alc. De Alivio

18

5+400.00

5+460.00

60

19

5+480.00

6+140.00

660

10

0.08

0.66

Alc. De Alivio

20

6+200.00

6+640.00

440

10

0.04

0.44

Alc. De Alivio

10

0.05

0.31

Alc. De Alivio

21

6+800.00

7+110.00

310

22

7+140.00

7+160.00

20

10

0.03

0.02

Alc. De Alivio

23

7+180.00

7+200.00

20

10

0.09

0.02

Alc. De Alivio

10

0.04

0.42

Alc. De Alivio

24

7+240.00

7+660.00

420

25

7+700.00

7+860.00

160

10

0.04

0.16

Alc. De Alivio

26

7+900.00

7+930.00

30

10

0.08

0.03

Alc. De Alivio

27

7+960.00

8+400.00

440

10

0.02

0.44

Alc. De Alivio

28

8+420.00

8+440.00

20

10

0.08

0.02

Alc. De Alivio

29

8+500.00

8+760.00

260

10

0.05

0.26

Alc. De Alivio

30

8+790.00

9+360.00

570

10

0.03

0.57

Alc. De Alivio

9+940.00

300

10

0.09

0.3

Alc. De Alivio

31

9+640.00

32

9+960.00

9+970.00

10

10

0.04

0.01

Alc. De Alivio

33

10+000.00

10+300.00

300

10

0.04

0.3

Alc. De Alivio

770

10

0.08

0.77

Alc. de Paso

34

10+440.00

11+210.00

35

11+240.00

11+250.00

10

10

0.02

0.01

Alc. De Alivio

36

11+260.00

11+420.00

160

10

0.08

0.16

Alc. De Alivio

10

0.08

0.43

Alc. De Alivio

37

11+510.00

11+940.00

430

38

11+980.00

12+380.00

400

10

0.02

0.4

Alc. De Alivio

39

12+450.00

12+490.00

40

10

0.09

0.04

Alc. de Paso

310

10

0.04

0.31

Alc. de Paso

40

12+510.00

12+820.00

41

12+900.00

12+980.00

80

10

0.04

0.08

Alc. De Alivio

42

13+040.00

13+760.00

720

10

0.08

0.72

Alc. De Alivio

43

13+800.00

14+020.00

220

10

0.08

0.22

Alc. De Alivio

44

14+100.00

15+320.00

1220

10

0.05

1.22

Alc. De Alivio

“RECUPERACION Y MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE TRANSITABILIDAD DEL CAMINO VECINAL ENTRE LOS TRAMOS CHAMANA - TRIGAL - MINAS DE TRIGAL - PORTUGAL - DISTRITO DE HUARMACA - PROVINCIA DE HUANCABAMBA - DEPARTAMENTO DE PIURA”

45

15+460.00

15+540.00

80

10

0.04

0.08

Alc. de Paso

46

15+640.00

17+160.00

1520

10

0.03

1.52

Alc. De Alivio

47

17+190.00

17+580.00

390

10

0.09

0.39

Alc. De Alivio

48

17+680.00

17+780.00

100

10

0.04

0.1

Alc. De Alivio

390

10

0.04

0.39

Alc. De Alivio

49

17+820.00

18+210.00

50

18+280.00

18+290.00

10

10

0.08

0.01

Alc. De Alivio

51

18+420.00

18+860.00

440

10

0.08

0.44

Alc. De Alivio

10

0.08

0.32

Alc. De Alivio

52

18+990.00

19+310.00

320

53

19+380.00

20+620.00

1240

10

0.08

1.24

Alc. De Alivio

54

20+810.00

21+400.00

590

10

0.08

0.59

Alc. De Alivio

10

0.08

0.65

Alc. De Alivio

55

21+580.00

22+230.00

650

56

22+400.00

22+860.00

460

10

0.08

0.46

Alc. De Alivio

57

22+940.00

22+990.00

50

10

0.08

0.05

Alc. De Alivio

2370

10

0.08

2.37

Alc. De Alivio

58

23+100.00

25+470.00

59

25+540.00

25+820.00

280

10

0.08

0.28

Alc. De Alivio

60

25+900.00

28+880.00

2980

10

0.08

2.98

Alc. De Alivio

61

28+960.00

29+000.00

40

10

0.05

0.04

Alc. De Alivio

40

10

0.06

0.04

Alc. De Alivio

62

29+080.00

29+120.00

63

29+200.00

29+580.00

380

10

0.07

0.38

Alc. De Alivio

64

29+680.00

29+772.18

92.18

10

0.08

0.09218

Alc. De Alivio

B.- ÁREA LATERAL DE LA VÍA

Cuadro 4. CUADRO DE LONGITUD Y ÁREAS LATERALES DE LA VÍA PARA CALCULAR EL APORTE DEL CAUDAL EN LAS CUNETAS PARÁMETROS GEOMORFOLÓGICOS N° Tramo de Cuneta

TRAMO Inicia

Termina

LONGITUD (m)

ANCHO (m)

PENDIENTE (S)

ÁREA TRIB. (Ha)

Observaciones

1

0+000.00

0+160.00

160

2.5

0.05

0.040

Alc. De Alivio

2

0+180.00

0+200.00

20

2.5

0.05

0.005

Alc. De Alivio

2.5

0.04

0.085

Alc. De Alivio

3

0+240.00

0+580.00

340

4

0+630.00

0+930.00

300

2.5

0.04

0.075

Alc. De Alivio

5

1+080.00

1+460.00

380

2.5

0.05

0.095

Alc. De Alivio

6

1+500.00

1+530.00

30

2.5

0.06

0.008

Alc. De Alivio

7

1+550.00

1+800.00

250

2.5

0.06

0.063

Alc. De Alivio

8

1+840.00

2+650.00

810

2.5

0.05

0.203

Alc. De Alivio

9

2+720.00

2+930.00

210

2.5

0.08

0.053

Alc. de Paso

2.5

0.05

0.020

Alc. de Paso

10

2+980.00

3+060.00

80

11

3+110.00

3+260.00

150

2.5

0.03

0.038

Alc. de Paso

12

3+340.00

3+920.00

580

2.5

0.05

0.145

Alc. de Paso

2.5

0.07

0.020

Alc. De Alivio

13

3+980.00

4+060.00

80

14

4+110.00

4+580.00

470

2.5

0.09

0.118

Alc. De Alivio

15

4+620.00

4+640.00

20

2.5

0.04

0.005

Alc. De Alivio

2.5

0.04

0.080

Alc. De Alivio

16

4+700.00

5+020.00

320

17

5+140.00

5+280.00

140

2.5

0.08

0.035

Alc. de Paso

18

5+400.00

5+460.00

60

2.5

0.02

0.015

Alc. De Alivio

“RECUPERACION Y MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE TRANSITABILIDAD DEL CAMINO VECINAL ENTRE LOS TRAMOS CHAMANA - TRIGAL - MINAS DE TRIGAL - PORTUGAL - DISTRITO DE HUARMACA - PROVINCIA DE HUANCABAMBA - DEPARTAMENTO DE PIURA”

19

5+480.00

6+140.00

660

2.5

0.08

0.165

Alc. De Alivio

20

6+200.00

6+640.00

440

2.5

0.08

0.110

Alc. De Alivio

21

6+800.00

7+110.00

310

2.5

0.04

0.078

Alc. De Alivio

22

7+140.00

7+160.00

20

2.5

0.06

0.005

Alc. De Alivio

2.5

0.07

0.005

Alc. De Alivio

23

7+180.00

7+200.00

20

24

7+240.00

7+660.00

420

2.5

0.04

0.105

Alc. De Alivio

25

7+700.00

7+860.00

160

2.5

0.04

0.040

Alc. De Alivio

2.5

0.08

0.008

Alc. De Alivio

26

7+900.00

7+930.00

30

27

7+960.00

8+400.00

440

2.5

0.02

0.110

Alc. De Alivio

28

8+420.00

8+440.00

20

2.5

0.08

0.005

Alc. De Alivio

2.5

0.05

0.065

Alc. De Alivio

29

8+500.00

8+760.00

260

30

8+790.00

9+360.00

570

2.5

0.03

0.143

Alc. De Alivio

31

9+640.00

9+940.00

300

2.5

0.09

0.075

Alc. De Alivio

2.5

0.04

0.003

Alc. De Alivio

32

9+960.00

9+970.00

10

33

10+000.00 10+300.00

300

2.5

0.04

0.075

Alc. De Alivio

34

10+440.00 11+210.00

770

2.5

0.08

0.193

Alc. de Paso

35

11+240.00 11+250.00

10

2.5

0.02

0.003

Alc. De Alivio

36

11+260.00 11+420.00

160

2.5

0.08

0.040

Alc. De Alivio

37

11+510.00 11+940.00

430

2.5

0.08

0.108

Alc. De Alivio

38

11+980.00 12+380.00

400

2.5

0.05

0.100

Alc. De Alivio

39

12+450.00 12+490.00

40

2.5

0.07

0.010

Alc. de Paso

40

12+510.00 12+820.00

310

2.5

0.08

0.078

Alc. de Paso

41

12+900.00 12+980.00

80

2.5

0.08

0.020

Alc. De Alivio

42

13+040.00 13+760.00

720

2.5

0.06

0.180

Alc. De Alivio

43

13+800.00 14+020.00

220

2.5

0.07

0.055

Alc. De Alivio

44

14+100.00 15+320.00

1220

2.5

0.07

0.305

Alc. De Alivio

45

15+460.00 15+540.00

80

2.5

0.08

0.020

Alc. de Paso

46

15+640.00 17+160.00

1520

2.5

0.05

0.380

Alc. De Alivio

47

17+190.00 17+580.00

390

2.5

0.07

0.098

Alc. De Alivio

48

17+680.00 17+780.00

100

2.5

0.07

0.025

Alc. De Alivio

49

17+820.00 18+210.00

390

2.5

0.08

0.098

Alc. De Alivio

50

18+280.00 18+290.00

10

2.5

0.08

0.003

Alc. De Alivio

51

18+420.00 18+860.00

440

2.5

0.07

0.110

Alc. De Alivio

52

18+990.00 19+310.00

320

2.5

0.06

0.080

Alc. De Alivio

53

19+380.00 20+620.00

1240

2.5

0.06

0.310

Alc. De Alivio

54

20+810.00 21+400.00

590

2.5

0.05

0.148

Alc. De Alivio

55

21+580.00 22+230.00

650

2.5

0.08

0.163

Alc. De Alivio

56

22+400.00 22+860.00

460

2.5

0.08

0.115

Alc. De Alivio

57

22+940.00 22+990.00

50

2.5

0.07

0.013

Alc. De Alivio

58

23+100.00 25+470.00

2370

2.5

0.04

0.593

Alc. De Alivio

59

25+540.00 25+820.00

280

2.5

0.05

0.070

Alc. De Alivio

60

25+900.00 28+880.00

2980

2.5

0.06

0.745

Alc. De Alivio

61

28+960.00 29+000.00

40

2.5

0.08

0.010

Alc. De Alivio

62

29+080.00 29+120.00

40

2.5

0.07

0.010

Alc. De Alivio

63

29+200.00 29+580.00

380

2.5

0.08

0.095

Alc. De Alivio

29+680.00 29+772.18

92.18

2.5

0.09

0.023

Alc. De Alivio

64

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HIDROLOGÍA ESTADÍSTICA

ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN PLUVIOMÉTRICA Para la estimación de precipitación máxima extrema se ha efectuado un análisis de frecuencia de eventos hidrológicos máximos, aplicables a caudales de avenida y precipitación máxima. Como la cuenca en la cual se encuentra el proyecto carece de registro de aforos, se ha considerado el siguiente procedimiento:  Uso de registros de precipitación máxima en 24 horas de las estaciones ubicadas en el ámbito del proyecto.  Evaluación de las distribuciones de frecuencia más usuales para la definición de mejor ajuste a los registros históricos, para la estación.  Análisis estadístico de precipitaciones extremas para periodos de retorno de 10, 20, 25, 50 años mediante la asimilación de los registros a la distribución de mejor ajuste.  Aplicación del modelo precipitación – escorrentía, para la generación de caudales, considerando el Método Racional, aplicado a cuencas de extensión menor o igual a 5 Km 2.

PRECIPITACIÓN MÁXIMA EN 24 HORAS Se cuenta con datos de precipitaciones máximas en 24 horas de la Estación Pluviométrica de Porculla para el período 1986 - 2013. Los valores se muestran en el Cuadro N°1, y su representación gráfica en la figura Nº 22, en donde se observa que el valor máximo registrado fue de 158.4 mm. Los métodos probabilísticos que mejor se ajustan a los valores máximos extremos, considerados en la formulación del presente estudio son:    

Distribución Normal Distribución Valor Extremo tipo I o Gumbel Distribución Log Normal de 2 Parámetros Distribución Gamma de 2 Parámetros.

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PRECIPITACIONES MAXIMAS EN 24 HORAS ESTACIÓN PORCULLA 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0

Figura 22. VARIACIÓN DE LA PRECIPITACIÓN MÁXIMA EN 24 HORAS – ESTACIÓN PORCULLA

 Prueba de Smirnov Kolmogorov El análisis de frecuencia referido a precipitaciones máximas diarias tiene la finalidad de estimar precipitaciones máximas para diferentes periodos de retorno, mediante la aplicación de modelos probabilísticos, los cuales pueden ser discretos o continuos. Para determinar cuál de las distribuciones estudiadas se adapta mejor a la información histórica se utilizó el método de Smirnov Kolmogorov. El estadístico Smirnov Kolmogorov ∆S-K considera la desviación de la función de distribución de probabilidades de la muestra P(x) de la función de probabilidades teórica, escogida Po(x) tal que:

∆teórico =máx(P(x)-Po(x)) La prueba requiere que el valor ∆teórico calculado con la expresión anterior sea menor que el valor tabulado ∆S-K para un nivel de probabilidad requerido. Las etapas de esta prueba son las siguientes: El estadístico ∆teórico es la máxima diferencia entre la función de distribución acumulada de la muestra y la función de distribución acumulada teórica escogida. Se fija el nivel de probabilidad α, valores de 0.05 y 0.01 son los más usuales. El valor crítico ∆S-K de la prueba debe ser escogida en función del nivel de significancia α y el tamaño de la muestra n.

Si ∆teórico > ∆S-K, la distribución escogida debe rechazarse. PERIODO DE RETORNO La selección del caudal de diseño para el cual debe proyectarse un drenaje superficial está relacionada con la probabilidad o riesgo que ese caudal sea excedido durante el periodo para el cual se diseña la carretera. En general, se aceptan riesgos más altos cuando los daños probables que se produzcan, en caso de que discurra un caudal mayor

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al de diseño, sean menores y los riesgos aceptables deberán ser muy pequeños cuando los daños probables sean mayores. El riesgo o probabilidad de excedencia de un caudal en un intervalo de años, está relacionado con la frecuencia historia de su aparición o con el periodo de retorno. En el cuadro 5, se indican periodos de retorno aconsejables, según el tipo de obra de drenaje.

Cuadro 5. PERIODOS DE RETORNO PARA DISEÑOS DE OBRAS DE DRENAJE EN CARRETERAS DE BAJO VOLUMEN DE TRÁNSITO

Con base a estudios realizados por expertos en la materia, se han desarrollado algunos criterios generalizados de diseño para estructuras de control de agua, tal como se resume en la siguiente tabla (Tomada de la Tabla 13.1.1, Capítulo 13, referido a Diseño Hidrológico del Libro Hidrología Aplicada, de los autores Ven Te Chow, David R. Maidment, Larry W. Mays):

Cuadro 6. CRITERIOS DE DISEÑO GENERALIZADOS PARA ESTRUCTURAS DE CONTROL DE AGUA

Tipo de Estructura

Periodo de Retorno en Años (T)

Alcantarillas de Carreteras Volúmenes de Tráfico Bajos 5 - 10 Volúmenes de Tráfico Intermedios 10 - 25 Volúmenes de Tráfico Altos 50 - 100 Puentes de Carreteras Sistema Secundario 10 - 50 Sistema Primario

50 - 100

De acuerdo con la información anterior, para el presente proyecto se asumirá los siguientes periodos de retorno:

 Para Cunetas  Para alcantarillas de alivio  Para alcantarillas paso

: 10 años : 20 años : 50 años

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ANÁLISIS DE PRECIPITACIÓN EXTREMA Mediante el programa Hidro Esta, se realizó el análisis de las precipitaciones extremas para diversos periodos de retorno, y al mismo tiempo se realizó en análisis de confiabilidad de los datos, mediante el estadístico S-K. El resumen de los resultados se muestra en el cuadro N° 7:

Cuadro 7 CÁLCULO DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS O EXTREMAS (mm) MODELOS DISTRIBUCIÓN

DE

TIEMPO DE RETORNO 10

20

25

50

PRUEBA DE BONDAD DE AJUSTE SMIRNOV - KOLMOGOROV ∆

DE

DATOS

∆

S-K

CONSISTENCIA DE DATOS

NORMAL

79.80 90.28 93.68 103.31 0.2513

0.257 OK!

GUMBEL

81.45

97.42 104.58 122.45

0.2297

0.257 OK!

GAMMA 2 PARAM.

72.18

84.52 88.68

102.27

0.1832

0.257 OK!

LOG NORMAL 2 PAR.

65.23

82.23 87.21

104.04

0.177

0.257 OK!

NOTA: NIVEL DE SIGNIFICANCIA: 96% Conservadoramente se trabajará con la Distribución de GUMBEL., según el cuadro anterior. Para los cálculos anteriores, se ha hecho uso del programa Hidro Esta. Debido a que se cuenta con una buena cantidad de registro de datos, la prueba de bondad del S-K nos indica que hay consistencia en la información consultada.

Tiempo De Concentración (Tc) Se denomina tiempo de concentración, al tiempo transcurrido, desde que una gota de agua cae, en el punto más alejado de la cuenca hasta que llega a la salida de esta (Estación de Aforo). Este tiempo es función de ciertas características geográficas y topográficas de la cuenca. El tiempo de concentración debe incluir los escurrimientos sobre terrenos, canales, cunetas y los recorridos sobre la misma estructura que se diseña. Todas aquellas características de la cuenca tributarias, tales como dimensiones, pendientes, vegetación y otras de menor grado, hacen variar el tiempo de concentración. El tiempo de concentración real depende de muchos factores, entre otros de la cuenca, de su pendiente, del área, de las características del suelo, de la cobertura vegetal, etc. Las fórmulas más comunes sólo incluyen la pendiente, la longitud del cauce mayor desde la divisoria y el área. Se considera 10 minutos como mínimo el Tiempo de Concentración. Para su determinación se utilizarán:

 Para el caso de alcantarillas de paso y alivio: Fórmula de KIRPICH.  Para el caso de las cunetas: Formula de HATHAWAY.

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Fórmula de Kirpich (1940): la fórmula para el cálculo del tiempo de concentración viene expresada por: 𝐭𝐜 = 𝟎. 𝟎𝟏𝟗𝟓𝐊 𝟎.𝟕𝟕 Donde: K = L / S1/2 S=H/L Luego: K = L. L3/2 / H1/2 K = L3/2 / H1/2 Finalmente tenemos: 𝑳𝟑 𝐭𝐜 = 𝟎. 𝟎𝟏𝟗𝟓( )𝟎.𝟑𝟖𝟓 𝑯 Dónde: Tc = Tiempo de concentración, en minutos. L = Máxima longitud del recorrido, en metros. H = Diferencia de elevación entre los puntos extremos del cauce principal, en m. Fórmula de Hathaway: 𝐭𝐜 =

𝟎. 𝟔𝟎𝟔(𝐋𝐍)𝟎.𝟒𝟔𝟕 𝑺𝟎.𝟐𝟑𝟒

Dónde: Tc = Tiempo de concentración, en horas. L = Máxima longitud del recorrido, en Km. n = Factor adimensional por cobertura. S = Pendiente, en m/m.

Cuadro 8. VALORES DEL FACTOR "N" ADIMENSIONAL PARA DISTINTAS SUPERFICIES

VALORES DEL FACTOR "N" ADIMENSIONAL PARA DISTINTAS SUPERFICIES TIPO DE SUPERFICIE Suelos suaves impermeables Suelos libres de piedras Suelos con poco pasto o cultivos Suelo cubierto con pastos Suelos cubiertos con árboles Suelos con árboles y gran densidad de campo.

VALOR DE N 0.02 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8

PRECIPITACIÓN E INTENSIDAD DE LLUVIA La estación pluviométrica de Porculla no cuenta con registros pluviográficos que permitan obtener intensidades máximas. Para poder estimarlas se recurrió al principio conceptual, referente a que los valores extremos de lluvias de alta intensidad y corta duración aparecen, en el mayor de los casos, marginalmente dependiente de la localización geográfica, con base en el hecho de que estos eventos de lluvia están asociados con celdas atmosféricas las cuales tienen propiedades físicas similares en la mayor parte del mundo.

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Los modelos utilizados en el presente proyecto para estimar la intensidad a partir de la precipitación máxima en 24 horas son:

 Modelo de Frederich Bell Permite calcular la lluvia máxima en función del período de retorno, la duración de la tormenta en minutos y la precipitación máxima de una hora de duración y periodo de retorno de 10 años. La expresión es la siguiente: 𝐏𝑻𝒕 = (𝟎. 𝟐𝟏𝐥𝐧𝐓 + 𝟎. 𝟓𝟐)(𝟎. 𝟓𝟒𝐭𝟎.𝟐𝟓 − 𝟎. 𝟓𝟎)𝐏𝟏𝟎 𝟔𝟎 Dónde: t = Tiempo de concentración, en min. T = Periodo de retorno, en años. P𝑇𝑡 = Precipitación caída en t minutos con periodo de retorno de T años. P10 60 = Precipitación caída en 60 minutos con un periodo de retorno de 10 años. 10 10 El valor de P60 = 0.3862*P24ℎ𝑟𝑠

Dónde: = Precipitación máxima en 24 horas, para un periodo de retorno de 10 años.

P10 24ℎ𝑟𝑠

Luego:

I=

𝐏𝒕𝑻 ∗60 𝒕𝒄

(mm/h)

 Modelo del US SOIL CONSERVATION El modelo matemático del SCS, para la intensidad de lluvia es: 𝐈(𝒎𝒎/𝒉𝒓) =

𝟎. 𝟒𝟓𝟏𝟕𝟑𝟑 ∗ 𝑷𝒎𝒂𝒙 𝒕𝟎.𝟒𝟗𝟗𝟖 𝒄

Dónde: I = Intensidad, en mm/hr. 𝑃𝑚𝑎𝑥 = Precipitación máxima en 24 horas, en mm. tc= Tiempo de concentración, en hrs. ANÁLISIS DE CAUDALES EXTREMOS O DE DISEÑO 

Método Racional

Como no se cuenta con datos de caudales, la descarga máxima será estimada en base a las intensidades máximas y a las características de la cuenca, recurriéndose al Método Racional. El método de cálculo supone que la máxima variación del gasto correspondiente a una lluvia de cierta intensidad sobre el área es producida por la lluvia que se mantiene por un tiempo igual al que tarda el gasto máximo en llegar al punto de observación considerado. Teóricamente este periodo es el “Tiempo de Concentración”, que se define como el tiempo requerido por el escurrimiento superficial para llegar desde la parte más alejada

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de la cuenca hasta el punto de que se considere como límite de la misma, se considera 10 minutos como mínimo. Este método que empezó a utilizarse alrededor de la mitad del siglo XIX es probablemente el método más ampliamente utilizado hoy en día para la estimación de caudales máximos en cuencas de poca extensión, hasta 5 km2. (1) A pesar de que han surgido críticas válidas acerca de lo adecuado de este método, se sigue utilizando debido a su simplicidad. La descarga máxima instantánea es determinada sobre la base de la intensidad máxima de precipitación y según la relación:

Qm 

CIA 3 .6

Dónde: Qm = Caudal de diseño en m 3/s. C = Coeficiente de escorrentía. I = Intensidad de precipitación en mm/hora. A = Área de cuenca en Km 2. Los fundamentos en que se basa este Método son:  La magnitud de una descarga originada por cualquier intensidad de precipitación alcanza su máximo cuando esta tiene un tiempo de duración igual o mayor que el tiempo de concentración. La frecuencia de ocurrencia de la descarga máxima es igual a la de la precipitación para el tiempo de concentración dado.  La relación entre la descarga máxima y tamaño de la cuenca es la misma que entre la duración e intensidad de la precipitación.  El coeficiente de escorrentía es el mismo para todas las tormentas que se produzcan en una cuenca dada. A continuación, se indican los distintos factores de la fórmula del Método Racional:

Determinación del Coeficiente de Escorrentía La escorrentía, es decir, el agua que llega al cauce de evacuación representa una fracción de la precipitación total. A esa fracción se le denomina coeficiente de escorrentía, que no tiene dimensiones y se representa por la letra “C”. El valor “C” depende de factores topográficos, edafológicos y cobertura vegetal de la cuenca. En el Cuadro Nº 9, se presentan valores del coeficiente de escorrentía, que para el presente estudio varía para cada periodo de retorno. Así tenemos que para un Tr= 10 años, el valor de C=0.45, para un Tr= 20 años, el valor de C=0.47 y para un Tr= 50 años, el valor de C=0.49 valores para una pendiente promedio es superior al 9%.

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Cuadro 9. COEFICIENTES DE ESCORRENTÍA PARA SU USO EN EL MÉTODO RACIONAL COEFICIENTES DE ESCORRENTÍA PARA SU USO EN EL MÉTODO RACIONAL

Característica de la superficie

Período de retorno

2 5 10 Áreas de Cultivos Plano, 0-2% 0.31 0.34 0.36 Promedio, 2-9% 0.35 0.38 0.41 Pendiente superior a 9% 0.38 0.44 0.44 Pastizales Planos, 0-2% 0.25 0.28 0.30 Promedio, 2-9% 0.35 0.36 0.38 Pendiente superior a 9% 0.37 0.40 0.42 Bosques Planos, 0-2% 0.24 0.25 0.28 Promedio, 2-9% 0.31 0.34 0.37 Pendiente superior a 9% 0.35 0.39 0.41 Fuente: Hidrología Aplicada, Ven Te Chow, David R. Maidment, Larry W. Mays

25

50

100

500

0.40 0.44 0.49

0.43 0.47 0.48

0.48 0.51 0.55

0.57 0.60 0.61

0.35 0.42 0.46

0.37 0.45 0.48

0.41 0.48 0.53

0.53 0.58 0.60

0.32 0.40 0.45

0.35 0.45 0.48

0.39 0.47 0.52

0.48 0.57 0.59

A continuación se presentan los cuadros donde se han calculado los caudales de diseño para cada obra de drenaje (alcantarillas de paso, de alivio y cunetas) proyectadas para el presente proyecto. Así mismo la parte del dimensionamiento y diseño de estas obras en base a los caudales calculados.

 CÁLCULO DE LOS CAUDALES DE DISEÑO PARA LAS CUNETAS

PARÁMETROS GEOMORFOLÓGICOS TRAMO DE CUNETA

CAUDALES DE APORTE

Inicia

Termina

LONGITUD DEL TRAMO (Km)

1

0+000.00

0+160.00

160.00

0.02

0.01

0.03

2

0+180.00

0+200.00

20.00

0.02

0.01

0.03

3

0+240.00

0+580.00

340.00

0.02

0.01

0.03

4

0+630.00

0+930.00

300.00

0.01

0.01

0.02

5

1+080.00

1+460.00

380.00

0.01

0.01

0.02

6

1+500.00

1+530.00

30.00

0.02

0.01

0.03

7

1+550.00

1+800.00

250.00

0.02

0.01

0.03

8

1+840.00

2+650.00

810.00

0.02

0.01

0.03

9

2+720.00

2+930.00

210.00

0.02

0.01

0.03

10

2+980.00

3+060.00

80.00

0.02

0.01

0.03

11

3+110.00

3+260.00

150.00

0.02

0.01

0.03

N° Tramo de Cuneta

Q ladera(m3/s)

Q vía(m3/s)

Q total(m3/s)

Caudal Máximo de la Cuneta Cc (m3/s)

0.04

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12

3+340.00

3+920.00

580.00

0.02

0.01

0.03

13

3+980.00

4+060.00

80.00

0.03

0.01

0.04

14

4+110.00

4+580.00

470.00

0.01

0.01

0.02

15

4+620.00

4+640.00

20.00

0.02

0.01

0.03

16

4+700.00

5+020.00

320.00

0.01

0.01

0.02

17

5+140.00

5+280.00

140.00

0.01

0.00

0.01

18

5+400.00

5+460.00

60.00

0.02

0.00

0.02

19

5+480.00

6+140.00

660.00

0.02

0.01

0.03

20

6+200.00

6+640.00

440.00

0.03

0.01

0.04

21

6+800.00

7+110.00

310.00

0.02

0.01

0.03

22

7+140.00

7+160.00

20.00

0.02

0.01

0.03

23

7+180.00

7+200.00

20.00

0.02

0.01

0.03

24

7+240.00

7+660.00

420.00

0.01

0.01

0.02

25

7+700.00

7+860.00

160.00

0.02

0.01

0.03

26

7+900.00

7+930.00

30.00

0.01

0.01

0.02

27

7+960.00

8+400.00

440.00

0.01

0.01

0.02

28

8+420.00

8+440.00

20.00

0.02

0.01

0.03

29

8+500.00

8+760.00

260.00

0.02

0.01

0.03

30

8+790.00

9+360.00

570.00

0.02

0.01

0.03

31

9+640.00

9+940.00

300.00

0.03

0.01

0.04

32

9+960.00

9+970.00

10.00

0.02

0.01

0.03

33

10+000.00

10+300.00

300.00

0.02

0.01

0.03

34

10+440.00

11+210.00

770.00

0.02

0.01

0.03

35

11+240.00

11+250.00

10.00

0.02

0.01

0.03

36

11+260.00

11+420.00

160.00

0.01

0.01

0.02

37

11+510.00

11+940.00

430.00

0.02

0.01

0.03

38

11+980.00

12+380.00

400.00

0.01

0.01

0.02

39

12+450.00

12+490.00

40.00

0.02

0.01

0.03

40

12+510.00

12+820.00

310.00

0.02

0.01

0.03

41

12+900.00

12+980.00

80.00

0.02

0.01

0.03

42

13+040.00

13+760.00

720.00

0.01

0.01

0.02

43

13+800.00

14+020.00

220.00

0.02

0.01

0.03

44

14+100.00

15+320.00

1220.00

0.02

0.01

0.03

45

15+460.00

15+540.00

80.00

0.02

0.01

0.03

46

15+640.00

17+160.00

1520.00

0.02

0.01

0.03

47

17+190.00

17+580.00

390.00

0.01

0.01

0.02

48

17+680.00

17+780.00

100.00

0.01

0.01

0.02

49

17+820.00

18+210.00

390.00

0.02

0.01

0.03

50

18+280.00

18+290.00

10.00

0.02

0.01

0.03

0.04

“RECUPERACION Y MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE TRANSITABILIDAD DEL CAMINO VECINAL ENTRE LOS TRAMOS CHAMANA - TRIGAL - MINAS DE TRIGAL - PORTUGAL - DISTRITO DE HUARMACA - PROVINCIA DE HUANCABAMBA - DEPARTAMENTO DE PIURA”

51

18+420.00

18+860.00

440.00

0.02

0.01

0.03

52

18+990.00

19+310.00

320.00

0.02

0.01

0.03

53

19+380.00

20+620.00

1240.00

0.02

0.01

0.03

54

20+810.00

21+400.00

590.00

0.02

0.01

0.03

55

21+580.00

22+230.00

650.00

0.01

0.01

0.02

56

22+400.00

22+860.00

460.00

0.02

0.01

0.03

57

22+940.00

22+990.00

50.00

0.02

0.01

0.03

58

23+100.00

25+470.00

2370.00

0.01

0.01

0.02

59

25+540.00

25+820.00

280.00

0.01

0.01

0.02

60

25+900.00

28+880.00

2980.00

0.02

0.01

0.03

61

28+960.00

29+000.00

40.00

0.02

0.01

0.03

62

29+080.00

29+120.00

40.00

0.01

0.01

0.02

63

29+200.00

29+580.00

380.00

0.02

0.01

0.03

64

29+680.00

29+772.18

92.18

0.02

0.01

0.03

 CÁLCULO DE LOS CAUDALES DE DISEÑO PARA LAS ALCANTARILLAS DE PASO.

A.- CÁLCULO DE LA PRECIPITACIÓ MÁX. POR EL MÉTODO DEL FREDERICH BELL

“RECUPERACION Y MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE TRANSITABILIDAD DEL CAMINO VECINAL ENTRE LOS TRAMOS CHAMANA - TRIGAL - MINAS DE TRIGAL - PORTUGAL DISTRITO DE HUARMACA - PROVINCIA DE HUANCABAMBA - DEPARTAMENTO DE PIURA”

Coeficiente de escorrentía C:

Ubicación

Estructura Que Proyectar

0.49

Periodo de Retorno:

Área

Desnivel

Longitud

Pendiente

A (km2)

H (m)

del cauce

S (m/m)

L (m)

50 años CÁLCULO DE Tiempo de Concentración PRECIPITACIÓN MÁX. (Tc), METODO DE (mm). KIRPICH Fórmula de Frederich Bell minutos

Adop* (min)

PT=10tc=60min

Intensidad

Caudal

mm/hora

Máximo

PTtc

(m3/s)

0+460.00

Alc. de Paso

0.0165

30.32

182.32

0.17

2.14

10

46.9

28.96

173.77

0.390

0+985.52

Alc. de Paso

0.0156

40.32

164.32

0.25

1.70

10

46.9

28.96

173.77

0.369

1+049.50

Alc. de Paso

0.0065

77.5

184.32

0.42

1.51

10

46.9

28.96

173.77

0.154

1+325.06

Alc. de Paso

0.0078

60.75

165.65

0.37

1.47

10

46.9

28.96

173.77

0.184

1+642.78

Alc. de Paso

0.0098

104.68

198.32

0.53

1.47

10

46.9

28.96

173.77

0.232

2+072.16

Alc. de Paso

0.0065

70.69

118.65

0.60

0.94

10

46.9

28.96

173.77

0.154

2+266.43

Alc. de Paso

0.0032

106.69

184.36

0.58

1.34

10

46.9

28.96

173.77

0.076

2+642.87

Alc. de Paso

0.0046

43.36

136.16

0.32

1.33

10

46.9

28.96

173.77

0.109

2+935.57

Alc. de Paso

0.0023

23

82.08

0.28

0.95

10

46.9

28.96

173.77

0.054

3+227.53

Alc. de Paso

0.0095

91.69

52.33

1.75

0.33

10

46.9

28.96

173.77

0.225

3+313.76

Alc. de Paso

0.0045

54.59

65.33

0.84

0.52

10

46.9

28.96

173.77

0.106

3+626.95

Alc. de Paso

0.0046

110.87

88.63

1.25

0.57

10

46.9

28.96

173.77

0.109

3+760.00

Alc. de Paso

0.0075

18.79

65.3

0.29

0.79

10

46.9

28.96

173.77

0.177

3+814.83

Alc. de Paso

0.0095

18.44

154.65

0.12

2.14

10

46.9

28.96

173.77

0.225

4+418.77

Alc. de Paso

0.0075

90.36

135.56

0.67

1.00

10

46.9

28.96

173.77

0.177

“RECUPERACION Y MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE TRANSITABILIDAD DEL CAMINO VECINAL ENTRE LOS TRAMOS CHAMANA - TRIGAL - MINAS DE TRIGAL - PORTUGAL DISTRITO DE HUARMACA - PROVINCIA DE HUANCABAMBA - DEPARTAMENTO DE PIURA”

4+896.81

Alc. de Paso

0.0078

28.79

78.9

0.36

0.83

10

46.9

28.96

173.77

0.184

5+632.18

Alc. de Paso

0.0076

68.87

125.66

0.55

1.02

10

46.9

28.96

173.77

0.180

5+692.18

Alc. de Paso

0.0025

610.46

158.98

3.84

0.58

10

46.9

28.96

173.77

0.059

5+966.51

Alc. de Paso

0.015

98.59

56.85

1.73

0.35

10

46.9

28.96

173.77

0.355

6+590.29

Alc. de Paso

0.013

114.54

289.56

0.40

2.19

10

46.9

28.96

173.77

0.307

6+736.46

Alc. de Paso

0.0035

42

201.63

0.21

2.12

10

46.9

28.96

173.77

0.083

6+807.93

Alc. de Paso

0.0102

77.35

185.65

0.42

1.53

10

46.9

28.96

173.77

0.241

7+173.96

Alc. de Paso

0.006

77.03

205.6

0.37

1.72

10

46.9

28.96

173.77

0.142

7+202.18

Alc. de Paso

0.0124

182.36

215.6

0.85

1.30

10

46.9

28.96

173.77

0.293

7+240.68

Alc. de Paso

0.0135

25.54

98.65

0.26

1.13

10

46.9

28.96

173.77

0.319

7+470.30

Alc. de Paso

0.0135

78.87

125.56

0.63

0.96

10

46.9

28.96

173.77

0.319

7+571.41

Alc. de Paso

0.0176

106.99

125.45

0.85

0.86

10

46.9

28.96

173.77

0.416

8+227.71

Alc. de Paso

0.0086

187.64

245.85

0.76

1.50

10

46.9

28.96

173.77

0.203

8+411.20

Alc. de Paso

0.0067

99.22

129.55

0.77

0.91

10

46.9

28.96

173.77

0.158

8+942.47

Alc. de Paso

0.0086

79.11

189.56

0.42

1.55

10

46.9

28.96

173.77

0.203

9+112.18

Alc. de Paso

0.0089

116.44

156.65

0.74

1.07

10

46.9

28.96

173.77

0.211

9+732.99

Alc. de Paso

0.0054

57.02

189.65

0.30

1.76

10

46.9

28.96

173.77

0.128

9+766.44

Alc. de Paso

0.0065

41.45

175.65

0.24

1.82

10

46.9

28.96

173.77

0.154

10+232.18

Alc. de Paso

0.0045

13.78

120.45

0.11

1.80

10

46.9

28.96

173.77

0.106

10+377.89

Alc. de Paso

0.0062

111.35

185.69

0.60

1.33

10

46.9

28.96

173.77

0.147

10+581.79

Alc. de Paso

0.0064

217

278.98

0.78

1.64

10

46.9

28.96

173.77

0.151

10+841.13

Alc. de Paso

0.0078

133.15

201.89

0.66

1.36

10

46.9

28.96

173.77

0.184

10+969.86

Alc. de Paso

0.0039

97.98

158.85

0.62

1.16

10

46.9

28.96

173.77

0.092

11+440.84

Alc. de Paso

0.0028

231.94

235.68

0.98

1.32

10

46.9

28.96

173.77

0.066

“RECUPERACION Y MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE TRANSITABILIDAD DEL CAMINO VECINAL ENTRE LOS TRAMOS CHAMANA - TRIGAL - MINAS DE TRIGAL - PORTUGAL DISTRITO DE HUARMACA - PROVINCIA DE HUANCABAMBA - DEPARTAMENTO DE PIURA”

12+938.08

Alc. de Paso

0.0019

219.45

312.78

0.70

1.86

10

46.9

28.96

173.77

0.045

13+278.06

Alc. de Paso

0.0045

181.68

236.56

0.77

1.45

10

46.9

28.96

173.77

0.106

13+820.00

Alc. de Paso

0.0065

78.22

215

0.36

1.80

10

46.9

28.96

173.77

0.154

14+045.45

Alc. de Paso

0.0045

140.98

256.96

0.55

1.76

10

46.9

28.96

173.77

0.106

14+911.63

Alc. de Paso

0.0019

233

312.56

0.75

1.82

10

46.9

28.96

173.77

0.045

14+942.53

Alc. de Paso

0.0065

133.11

256.55

0.52

1.80

10

46.9

28.96

173.77

0.154

15+184.52

Alc. de Paso

0.0048

70.34

210.56

0.33

1.83

10

46.9

28.96

173.77

0.114

15+624.79

Alc. de Paso

0.0041

94.042

189.65

0.50

1.45

10

46.9

28.96

173.77

0.097

16.122.18

Alc. de Paso

0.0139

183.87

245.65

0.75

1.51

10

46.9

28.96

173.77

0.329

16+426.86

Alc. de Paso

0.0109

679.14

405.65

1.67

1.63

10

46.9

28.96

173.77

0.258

16+728.84

Alc. de Paso

0.0171

128.33

355.56

0.36

2.66

10

46.9

28.96

173.77

0.404

17+520.00

Alc. de Paso

0.0164

94.87

245.65

0.39

1.95

10

46.9

28.96

173.77

0.388

18+731.66

Alc. de Paso

0.0162

61.69

198.65

0.31

1.80

10

46.9

28.96

173.77

0.383

20+038.84

Alc. de Paso

0.0046

64.47

285.65

0.23

2.69

10

46.9

28.96

173.77

0.109

20+376.54

Alc. de Paso

0.0025

68.54

240.12

0.29

2.15

10

46.9

28.96

173.77

0.059

20+794.93

Alc. de Paso

0.0025

210.36

256.65

0.82

1.51

10

46.9

28.96

173.77

0.059

21+391.68

Alc. de Paso

0.0065

98.35

230.17

0.43

1.78

10

46.9

28.96

173.77

0.154

21+425.92

Alc. de Paso

0.0045

103.68

265.98

0.39

2.06

10

46.9

28.96

173.77

0.106

23+431.28

Alc. de Paso

0.00023

38.65

238.19

0.16

2.66

10

46.9

28.96

173.77

0.005

23+270.00

Alc. de Paso

0.0024

104.634

219.65

0.48

1.65

10

46.9

28.96

173.77

0.057

23+945.00

Alc. de Paso

0.0125

118.35

365.53

0.32

2.83

10

46.9

28.96

173.77

0.296

24+025.35

Alc. de Paso

0.0165

192.35

356.32

0.54

2.28

10

46.9

28.96

173.77

0.390

24+112.18

Alc. de Paso

0.0145

188.44

356.32

0.53

2.30

10

46.9

28.96

173.77

0.343

24+151.80

Alc. de Paso

0.0058

109.35

289.65

0.38

2.23

10

46.9

28.96

173.77

0.137

“RECUPERACION Y MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE TRANSITABILIDAD DEL CAMINO VECINAL ENTRE LOS TRAMOS CHAMANA - TRIGAL - MINAS DE TRIGAL - PORTUGAL DISTRITO DE HUARMACA - PROVINCIA DE HUANCABAMBA - DEPARTAMENTO DE PIURA”

24+320.00

Alc. de Paso

0.0051

103.77

189.65

0.55

1.40

10

46.9

28.96

173.77

0.121

24+392.18

Alc. de Paso

0.0065

76.68

245.65

0.31

2.11

10

46.9

28.96

173.77

0.154

24+443.61

Alc. de Paso

0.0066

87.975

405.65

0.22

3.58

10

46.9

28.96

173.77

0.156

24+500.00

Alc. de Paso

0.0055

133.64

355.56

0.38

2.62

10

46.9

28.96

173.77

0.130

24+700.00

Alc. de Paso

0.0023

71.346

245.65

0.29

2.17

10

46.9

28.96

173.77

0.054

24+800.00

Alc. de Paso

0.0084

112.35

198.65

0.57

1.43

10

46.9

28.96

173.77

0.199

24+892.18

Alc. de Paso

0.0045

104.35

285.65

0.37

2.24

10

46.9

28.96

173.77

0.106

24+949.12

Alc. de Paso

0.0016

84.68

240.12

0.35

1.98

10

46.9

28.96

173.77

0.038

25+022.12

Alc. de Paso

0.0065

226.64

256.65

0.88

1.47

10

46.9

28.96

173.77

0.154

25+092.18

Alc. de Paso

0.0019

100.68

230.17

0.44

1.77

10

46.9

28.96

173.77

0.045

25+154.79

Alc. de Paso

0.0029

81.64

265.98

0.31

2.26

10

46.9

28.96

173.77

0.069

25+276.19

Alc. de Paso

0.0028

41.44

238.19

0.17

2.59

10

46.9

28.96

173.77

0.066

25+326.29

Alc. de Paso

0.0026

324.68

265.65

1.22

1.33

10

46.9

28.96

173.77

0.061

25+356.12

Alc. de Paso

0.0026

70.68

256.96

0.28

2.30

10

46.9

28.96

173.77

0.061

25+427.46

Alc. de Paso

0.0035

46.05

312.56

0.15

3.40

10

46.9

28.96

173.77

0.083

25+527.87

Alc. de Paso

0.0039

75.35

256.55

0.29

2.24

10

46.9

28.96

173.77

0.092

25+677.47

Alc. de Paso

0.0034

281.35

210.56

1.34

1.07

10

46.9

28.96

173.77

0.080

25+708.14

Alc. de Paso

0.0045

132.77

189.65

0.70

1.27

10

46.9

28.96

173.77

0.106

25+921.34

Alc. de Paso

0.0095

119.58

245.65

0.49

1.78

10

46.9

28.96

173.77

0.225

25+972.18

Alc. de Paso

0.0078

90.48

405.65

0.22

3.54

10

46.9

28.96

173.77

0.184

26+184.40

Alc. de Paso

0.0045

81.65

355.56

0.23

3.16

10

46.9

28.96

173.77

0.106

26+249.25

Alc. de Paso

0.0065

100.68

245.65

0.41

1.90

10

46.9

28.96

173.77

0.154

26+348.36

Alc. de Paso

0.0078

133.77

198.65

0.67

1.34

10

46.9

28.96

173.77

0.184

26+326.88

Alc. de Paso

0.0078

64.638

285.65

0.23

2.69

10

46.9

28.96

173.77

0.184

“RECUPERACION Y MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE TRANSITABILIDAD DEL CAMINO VECINAL ENTRE LOS TRAMOS CHAMANA - TRIGAL - MINAS DE TRIGAL - PORTUGAL DISTRITO DE HUARMACA - PROVINCIA DE HUANCABAMBA - DEPARTAMENTO DE PIURA”

26+386.76

Alc. de Paso

0.0074

71.99

240.12

0.30

2.11

10

46.9

28.96

173.77

0.175

26+533.95

Alc. de Paso

0.0058

53.975

256.65

0.21

2.55

10

46.9

28.96

173.77

0.137

26+609.22

Alc. de Paso

0.0009

57.68

230.17

0.25

2.19

10

46.9

28.96

173.77

0.021

26+703.93

Alc. de Paso

0.0035

62.55

265.98

0.24

2.51

10

46.9

28.96

173.77

0.083

26+870.29

Alc. de Paso

0.0112

84.74

238.19

0.36

1.96

10

46.9

28.96

173.77

0.265

27+300.00

Alc. de Paso

0.0015

100.37

256.654

0.39

2.01

10

46.9

28.96

173.77

0.035

27+484.58

Alc. de Paso

0.0075

95.15

256.96

0.37

2.05

10

46.9

28.96

173.77

0.177

27+760.93

Alc. de Paso

0.0065

105.91

312.56

0.34

2.47

10

46.9

28.96

173.77

0.154

28+414.53

Alc. de Paso

0.0048

59.15

256.55

0.23

2.46

10

46.9

28.96

173.77

0.114

28+937.42

Alc. de Paso

0.0026

26.09

210.56

0.12

2.68

10

46.9

28.96

173.77

0.061

29+442.82

Alc. de Paso

0.0035

33.35

189.65

0.18

2.16

10

46.9

28.96

173.77

0.083

29+592.18

Alc. de Paso

0.0095

50.11

245.65

0.20

2.49

10

46.9

28.96

173.77

0.225

29+653.04

Alc. de Paso

0.0065

51.03

405.65

0.13

4.42

10

46.9

28.96

173.77

0.154