Estudio Hidrologico Ok.pdf

INDICE 1.0 INTRODUCCCION 1.01Objetivos del estudio 1.02Ubicación del proyecto 1.03Accesos 2.0 DESCRIPCION GENERAL DE LA ZONA DE ESTUDIO 2.01Hidrografía 2.02 Clima y precipitación 2.03Vegetación 2.04 Relieve 3.0 ANALISIS HIDROLOGICO 3.01Información básica. 3.01.1 Información cartográfica 3.01.2 Información pluviométrica 3.02Equipo 3.03Programas de computo 3.04Hidrología estadística 3.04.1 Análisis de la información pluviométrica 3.04.2 Precipitación máxima en 24 horas 3.04.3 Análisis de frecuencias 3.04.4 Prueba de Smirnov Kolmogorov 3.04.5 Intensidades de lluvia 3.04.6 Intensidad de Diseño para duraciones menores a 24 horas (curva (I-D-F) 3.04.7 Periodo de recurrencia para estructuras de drenaje 4.0 SUBCUENCAS HIDROGRAFICAS 5.0 ANALISIS DE CAUDALES EXTREMOS O DE DISEÑO 6.0 METODO PARA ESTIMAR CAUDALES EXTREMOS 6.01Método Racional 6.01.1 Tiempo de concentración (Tc) 6.01.2 Calculo de intensidad de lluvia 6.01.3 Caudal de diseño 7.0 INVENTARIO DE ESTRUCTURAS DE DRENAJE TRANSVERSAL EXISTENTE 7.01Alcantarillas 7.02Badenes 8.0 EVALUACION DE ESTRUCTURAS DE DRENAJE TRANSVERSAL 8.01Alcantarillas 8.02 Badenes 8.03Cunetas de tierra 9.0 SOLUCIONES PLANTEADAS 10.0OBRAS DE DRENAJE PLANTEADAS. 10.01 Obras de drenaje transversal

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10.01.1 Alcantarillas 10.01.2 Badenes 10.02 Obras de drenaje longitudinal 10.02.1 Cunetas laterales 11.0DISEÑO HIDRAULICO DE ESTRUCTURAS DE DRENAJE PLANTEADAS 11.01 Sistema de drenaje longitudinal 11.02 Sistema de drenaje transversal 12.0CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 12.01 Conclusiones 12.02 Recomendaciones 13.0ANEXOS

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ESTUDIO HIDROLOGICO

1.0.

INTRODUCCION

1.01 Objetivos del estudio El capítulo de hidrología y drenaje del presente estudio, tiene los siguientes objetivos:     

Determinar los principales parámetros geomorfológicos de las cuencas que tienen influencia directa sobre el camino en estudio. Estimar los caudales de diseño, según la normatividad actual para diferentes periodos de retorno Evaluar desde el punto de vista hidráulico, las estructuras de drenaje existentes. Evaluar las características hidrológicas y geomorfológicas de las quebradas, cuencas y subcuencas que interceptan la vía proyectada Proponer obras nuevas de drenaje y protección, así como el mejoramiento de las existentes, y las que fueran requeridas pare el normal y seguro funcionamiento del camino vecinal, dentro de los márgenes de seguridad apropiados para el tipo de vía, y a la evaluación de las estructuras existentes

1.02 Ubicación del proyecto El CAMINO VECINAL: PUERTO AMARGURA – GLORIA AMARGURA – NUEVO AMANECER – LOS ANGELES – SANTA TERESA Y PAMPAS, DISTRITO DE LLOCHEGUA – HUANTA – AYACUCHO, se ubica en el departamento de Ayacucho, provincia Huanta, distrito LLOCHEGUA El Tramo Km. 0 + 000 – Km.31 + 000, forma parte del Estudio de la Carretera “MEJORAMIENTO Y REHABILITACION

DEL CAMINO VECINAL: PUERTO

AMARGURA – GLORIA AMARGURA – NUEVO AMANECER – LOS ANGELES – SANTA TERESA Y PAMPAS, DISTRITO DE LLOCHEGUA – HUANTA – AYACUCHO”, ubicado políticamente en los distritos de Llochegua, en las provincias de Huanta, departamento de Ayacucho. 1.03 Accesos El acceso a la zona del proyecto se realiza a través de dos rutas, a ruta 1 desde la capital del departamento de Ayacucho, Huamanga, y la ruta 2 desde la capital del departamento de Cusco, Cusco. 

La ruta 1 de acceso, desde la capital del departamento de Ayacucho, atravesando por la capital de la provincia de La Mar hasta el inicio del camino vecinal, es la siguiente:

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Desde

Hasta

Distancia (Kms)

Tipo de vía Tiempo (hora:min)

Estado

Ayacucho

Quinua

37.0

0.55

Carretera asfaltada

Bueno

Quinua

Tambo

34.0

2:00

Afirmado

Regular

Tambo

Ayna

80.0

2:30

Afirmado

Regular

Ayna

Rosario

23.0

0:50

Afirmado

Regular

Rosario

Llochegua

22.5

0:50

Afirmado

Regular



La ruta 2 de acceso desde la capital de departamento de cusco

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CUSCO - VRAE TRAMO

KM

HORAS APROX.

Cusco - Alfamayo

173.0

4:00

Carretera Asfaltada

Alfamayo - Quillabamba

62.0

2:30

Carretera afirmada

Quillabamba - Kiteni

146

6:30

Trocha en estado regular

Kiteni - Kepashiato

34

1:30

Trocha en estado regular a buena

Kepashiato - Kimbiri

71.5

7:30

Vía recién inaugurada, se tiene derrumbes de pequeña magnitud.

Kimbiri – San Francisco

14.37

2:30

Afirmado

San Francisco - Rosario

12.5

0:20

Afirmado

Rosario – Llochegua

22.5

0:50

Afirmado

535.87

25:40 Horas

TOTAL

ESTADO VIA

2.0.

DESCRIPCION GENERAL DE LA ZONA DE ESTUDIO

2.01

Hidrografía

El desarrollo del camino vecinal: “MEJORAMIENTO Y REHABILITACION DEL CAMINO

VECINAL: PUERTO AMARGURA – GLORIA AMARGURA – NUEVO AMANECER – LOS ANGELES – SANTA TERESA Y PAMPAS, DISTRITO DE LLOCHEGUA – HUANTA – AYACUCHO, cruza relieves topográficos variados con bastantes quebradas y cursos de agua que interceptan el eje de la carretera. Desde la salida del poblado de Compañía Baja se desarrolla por una topografía variable de ondulada a accidentada con cobertura forestal típica de selva alta, la vía cruza quebradas bien definidas. Todas las cuencas por donde se desarrolla el camino vecinal desembocan al rio Apurimac que aguas mas abajo se une con el Rio Ene. En cuanto a la precipitación pluvial en la zona del proyecto, esta presenta un sesgo estacional donde la mayor parte de la precipitación ocurre entre los meses de Octubre y Abril, siendo los meses restantes el periodo de escasa y ocasional precipitación pluvial.

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2.02

Clima y precipitación

El clima en la zona del proyecto se ubica en la zona de selva alta y se encuentra en la zona tórrida de capricornio, por lo que tiene un clima predominantemente tropical húmedo, cálido a templado, con una temperatura media anual de 25ºC, con temperatura máxima media de 32 ºC y temperaturas medias menores a 19ºC; El valor de la precipitación media mensual más alto registrado en la estación de Machente es de 1305.5 mm, correspondiente al mes de enero.

2.03 Vegetación El proyecto se encuentra en dos áreas de vegetación, una zona con escasa presencia e vegetación arbórea y en la parte alta con mayor presencia de árboles. 2.04 Relieve El relieve se caracteriza por ofrecer una topografía ondulada y escarpada, las pendientes que se desarrollan en todo el tramo son en términos generales, moderadas, a excepción de algunas zonas de tramo corto donde se alcanzan pendientes de 16.17%.

3.0 ANALISIS HIDROLOGICO 3.01 Información básica La información básica que se utilizo para la elaboración el análisis hidrológico es la siguiente. 3.01.1 INFORMACION CARTOGRAFICA o

La totalidad del área de influencia hidrográfica del proyecto se encuentra en la hoja de la carta Geográfica Nacional, a escala de 1:100 000, detallado a continuación: Código: 26 ñ

o o

Nombre: Sivia

Mapa vial del Perú Mapa departamental de Cusco 3.01.2 INFORMACION PLUVIOMETRICA La red de estaciones meteorológicas del área del proyecto es escasa, habiéndose identificado la estación de Machente, como la más representativa de la zona del proyecto, que cuenta con registros continuos de precipitación máxima en 24 horas, de 10 años de registro histórico, que se encuentra en la Provincia de Huanta.

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La estación pluviométrica utilizada, fue obtenida de la Oficina General de Estadística e Informática SENAMHI.

CUADRO 1: Ubicación de la Estación Hidrológica Machente Coordenadas Estación

Provincia Tipo

Altitud Longitud

Latitud

Periodo de Registro

(msnm)

Machente Huanta

Pluviométrica 73º50’00’’ 12º32’

550

1972 1981

-

Fuente: SENAMHI

CUADRO 2:Histograma de precipitacion maxima (mm) Estacion Machente 120

Precipitacion (mm)

100 80 60 40 20 0 1972

1973

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

Años

3.02 Equipo GPS I2 ; 1 2 channel – GARMIN Cámara fotográfica Wincha de 50 m Laptop Impresora 3.03 Programas de computo Smada v. 6.4.3 for Windows MEJORAMIENTO Y REHABILITACION DEL CAMINO VECINAL: PUERTO AMARGURA – GLORIA AMARGURA – NUEVO AMANECER – LOS ANGELES – SANTA TERESA Y PAMPAS, DISTRITO DE LLOCHEGUA – HUANTA – AYACUCHO

Hidroesta ARCGIS 10.0 Autocad map 2011 Microsoft Office 3.04 Hidrología estadística 3.04.1 Análisis de la información pluviométrica Para estimar la precipitación extrema se efectúo un análisis de frecuencia de eventos hidrológicos máximos, aplicada a caudales de avenida y precipitación máxima. No contando con registros de aforo en el área del proyecto se ha considerado el siguiente procedimiento.    

Uso de registros de precipitación máxima en 24 horas de la estación ubicada en el ámbito del proyecto Procesamiento de las distribuciones de frecuencia más usuales y obtención de la distribución de mejor ajuste a os registros históricos. Análisis estadístico de precipitaciones máximas para periodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100 y200. Aplicación del modelo precipitación – escorrentía, para la generación de caudales mediante la aplicación del modelo comúnmente utilizados en hidrología como:  Método Racional, aplicado a cuencas con extensión menor 10 Km2.(Ref.Manual de hidrología, hidráulica y Drenaje del MTC.).

3.04.2 Precipitación máxima en 24 horas La estación considerada para evaluar los niveles de precipitación extrema probable es Machente. La información obtenida de los registros de SENAMHI correspondiente a la precipitación máxima en 24 horas, se muestra en el anexo. Antes de realizar el tratamiento o análisis estadístico, los valores máximos fueron ajustados según lo recomendado por la OMM (WMO, 1986), para corregir el uso de intervalos de tiempo de lectura fijo de 24 horas, en lugar de variables. Los valores de precipitación máxima en 24 horas suelen obtenerse en las estaciones para intervalos fijos de tiempo, generalmente de 8:00 a.m a 8:00pm (o de 7:00 am a 7:00 am), estos valores normalmente no coinciden con los valores máximos reales en 24 horas, casi siempre son apreciablemente menores. Hershfield, propone un factor multiplicativo de 1.13 a la precipitación en 24 horas medida con intervalos fijos, para aproximarla a los valores reales de precipitación máxima en 24 horas. Este factor, ampliamente utilizado, es el que se aplicó para maximizar la precipitación máxima en 24 horas. Otros autores (Dwyer y Reed, 1994) recomiendan un factor algo superior (1.167).

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Según el texto Hidrologia para Ingenieros (1977), cuyos autores son: Linsley – Kohler y Paulus, para ajustar la relación entre la precipitación máxima verdadera y la precipitación máxima medida en intervalos fijos, recomienda los valores que a continuación se presenta en el cuadro. Relación entre precipitación precipitación en intervalos fijos

máxima

verdadera

y

Los valores registrados y corregidos, se muestran en el cuadro, considerando: Ppmax. Valor sin corregir Ppmax*. Valor corregido por el factor 1.13

PRECIPITACION MAXIMA EN 24 HORAS (mm) AÑO

Ppmax Ppmax* (mm) (mm) 1972 53.901 47.7 1973 69.721 61.7 1974 108.706 96.2 1975 63.958 56.6 1976 43.731 38.7 1977 40.567 35.9 1978 33.335 29.5 1979 34.352 30.4 1980 39.55 35.0 1981 55.257 48.9 Nota: se muestra en negrita el valor corregido por el factor 1.13.

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3.04.3 Análisis de frecuencias El análisis de frecuencia es una herramienta utilizada para, predecir el comportamiento futuro de las precipitaciones en un sitio de interés, a partir de la información histórica de precipitaciones. Es un método basado en procedimientos estadísticos que permite calcular la magnitud de la precipitación asociada a un periodo de retorno. Su confiabilidad depende de la longitud y calidad de la serie histórica, además de la incertidumbre propia de la distribución de probabilidades seleccionada. Cuando se pretende realizar extrapolaciones, periodo de retorno mayor que la longitud de la serie disponible, el error relativo asociado a la distribución de probabilidades utilizada es más importante, mientras que en interpolaciones la incertidumbre está asociada principalmente a la calidad de los datos a modelar; en ambos casos la incertidumbre es alta dependiendo de la cantidad de datos disponibles (AShkar, et al 1994). La extrapolación de frecuencias extremas es una distribución empírica de crecientes es extremadamente riesgosa (Garcon, 1994). Para determinar la magnitud de eventos extremos cuando la distribución de probabilidades no es una función fácilmente invertible, se requiere conocer la variación de la variable respecto a la media. Chow en 1951, propuso determinar esta variación a partir de un factor de frecuencia KT que se puede ser expresado como:

Y se puede estimar a partir de los datos, mediante la siguiente relación:

Para una distribución dada, puede determinarse una relación entre KT y el periodo de retorno Tr. Esta relación puede expresarse en términos matemáticos o por medio del uso de una tabla. El análisis de frecuencia consiste en determinar los parámetros de las distribuciones de probabilidad y determinar con el factor de frecuencia la magnitud del evento para un periodo de retorno dado. Los métodos probabilísticos que mejor se ajustan a valores extremos máximos, utilizados en la formulación del presente estudio son:  Distribución normal  Distribución Log Normal de 2 Parámetros  Distribución Valor extremo Tipo I o Gumbel  Distribución Gamma 3 Parámetros o Pearson Tipo III  Distribución Log Gamma o Log Pearson Tipo III

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A continuación se presenta el marco teórico de cada una de estas distribuciones. a. DISTRIBUCIÓN NORMAL La distribución normal es una distribución simétrica en forma de campana, también conocida como Campana de Gauss. Aunque muchas veces no se ajusta a los datos hidrológicos tiene amplia aplicación por ejemplo a los datos transformados que siguen la distribución normal. Función de densidad

Los dos parámetros de la distribución son: la media µ y su desviación estándar σ para los cuales (media) y s (desviación estándar) son derivados de los datos. Estimación de parámetros

Factor de frecuencia Si se trabaja con los X sin transformar el KT se calcula como

Este factor es el mismo de la variable normal estándar

b. DISTRIBUCION LOG NORMAL DE DOS PARAMETROS Si los logaritmos Y de una variable aleatoria X se distribuyen normalmente se dice que X se distribuye normalmente. Esta distribución es muy usada para el cálculo de valores extremos. Tiene la ventaja que X>0 y que la transformación log tiende a reducir la asimetría positiva ya que al sacar logaritmos se reducen en mayor proporción los datos mayores que los menores.

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Limitaciones: tiene solamente dos parámetros, y requiere que los logaritmos de las variables estén centradas en a media. Función de densidad

Donde: µy: media de los logaritmos de la población (parámetro escalar), estimado σy: desviación estándar de los logaritmos de la población, estimado Sy. Estimado de los parámetros

Factor de frecuencia: Si se trabaja con los X sin transformar el KT se calcula como

KT es la variable normal estandarizada para el TR dado

Cv: es el coeficiente de variación, x media de los datos originales y s desviación estándar de los datos originales. c. DISTRIBUCION GUMBEL O EXTREMA TIPO I Una familia importante de distribuciones usadas en el análisis de frecuencias hidrológico es la distribución general de valores extremos, a cual ha sido ampliamente utilizada para representar el comportamiento de crecientes y sequias (máximo y mínimo).

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Función de densidad En

donde α y β son los parámetros de la distribución

Estimación de los parámetros

Donde Y S son la media y la desviación estándar estimadas con la muestra. Factor de frecuencia

Donde: Tres el periodo de retorno. d. DISTRIBUCION GAMMA O PEARSON DE 3 PARAMETROS La función de densidad de probabilidad Pearson III se define como:

Función de densidad Donde: α, β y δ son los parámetros de la función y Г(β) es la función Gamma. Estimación de parámetros

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Donde: es la media de los datos, S2 es su varianza y su coeficiente de sesgo, que se define como:

De este modo la función de distribución de probabilidad es:

Sustituyendo:

La ecuación se escribe como:

e. DISTRIBUCION PARAMETROS

LOG

GAMMA

O

LOGPEARSON

DE

3

Si los logaritmos Y de una variable aleatoria X se ajustan a una distribución Pearson Tipo III, se dice que la variable aleatoria X se ajusta a una distribución Log Pearson Tipo III. Esta distribución es ampliamente usada, para el análisis de frecuencia de caudales y precipitación máxima. Esta se trabaja igual que para la Pearson Tipo III, pero con Xy y Sy como la media y desviación estándar de los logaritmos de la variable original X. Función de densidad

Donde: ∝ 0, ∝ ∝ 0 α y β son los parámetros de escala y forma, respectivamente, y y0 es el parámetro de localización.

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Estimación de parámetros

Cs es el coeficiente de asimetría, son la media y la desviación estándar de los logaritmos de la muerta respectivamente. Factor de frecuencia

Donde: z es la variable normal estandarizada. Este valor de KT se encuentra tabulado de acuerdo al valor de Cs calculado con la muestra. 3.04.4 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 D 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: Dn=max(P(x) – Po(x)) La prueba requiere que el valor Dn calculado con la expresión anterior sea menor que el valor tabulado Dα para un nivel de probabilidad requerido. Esta prueba es fácil de realizar y comprende las siguientes etapas: El estadístico Dn 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, valores de 0.05 y 0.01 son los más usuales. El valor critico Dα de la prueba debe ser obtenido de la tabla siguiente, en función del nivel de significancia α y el tamaño de la muestra n. MEJORAMIENTO Y REHABILITACION DEL CAMINO VECINAL: PUERTO AMARGURA – GLORIA AMARGURA – NUEVO AMANECER – LOS ANGELES – SANTA TERESA Y PAMPAS, DISTRITO DE LLOCHEGUA – HUANTA – AYACUCHO

Si el valor calculado Dnes mayor que el Dα, la distribución escogida se debe rechazar. El nivel de significancia α depende directamente del tamaño de la muestra, tal como se aprecia en la tabla 1, a continuación. Tabla 01 PRUEBA SMIRNOV KOLMOGOROV

El análisis se realizó mediante la aplicación del software HIDROESTA (método parámetros ordinarios).

Los resultados obtenidos para la estación se presentan en los cuadros:

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Cuadro: Prueba SmirnovKolmogorov – Distribucion Normal m

x

P(x)

Distribucion Normal F(Z) Ordinario F(Z) Mom Lineal

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

33.335 34.352 39.550 40.567 43.731 53.901 55.257 63.958 69.721 108.706

0.091 0.182 0.273 0.364 0.455 0.546 0.636 0.727 0.818 0.909

0.1780 0.1899 0.2580 0.2727 0.3208 0.4929 0.5167 0.6645 0.7512 0.9917

0.1670 0.1790 0.2483 0.2634 0.3130 0.4925 0.5174 0.6717 0.7612 0.9939 Δ=

Delta 0.0871 0.0081 0.0147 0.0909 0.1337 0.0526 0.1197 0.0628 0.0670 0.0826 0.1337

Cuadro: Prueba SmirnovKolmogorov – Distribucion Log-Normal m

x

P(x)

Distribucion Log-Normal F(Z) Ordinario F(Z) Mom Lineal

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

33.335 34.352 39.55 40.567 43.731 53.901 55.257 63.958 69.721 108.706

0.0909 0.1818 0.2727 0.3636 0.4545 0.5455 0.6364 0.7273 0.8182 0.9091

0.1244 0.1420 0.2461 0.2685 0.3400 0.5628 0.5893 0.7340 0.8052 0.9809

0.1310 0.1487 0.2521 0.2741 0.3441 0.5611 0.5869 0.7283 0.7986 0.9781 Δ=

Delta 0.0335 0.0398 0.0266 0.0952 0.1146 0.0173 0.0470 0.0067 0.0130 0.0718 0.1146

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Cuadro: Prueba SmirnovKolmogorov – Distribución Gumbel m

X

P(X)

DistribucionGumbel G(Y) Ordinario G(Y) Mom Lineal

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

33.335 34.352 39.55 40.567 43.731 53.901 55.257 63.958 69.721 108.706

0.0909 0.1818 0.2727 0.3636 0.4545 0.5455 0.6364 0.7273 0.8182 0.9091

0.1598 0.177 0.2749 0.2954 0.3606 0.563 0.5873 0.722 0.7904 0.9743

0.1588 0.176 0.2741 0.2946 0.36 0.563 0.5874 0.7224 0.7908 0.9745 Δ=

Delta 0.0689 0.0048 0.0022 0.0682 0.0939 0.0175 0.049 0.0052 0.0278 0.0652 0.0939

Cuadro: Prueba SmirnovKolmogorov – Distribución Pearson Tipo III m

X 1 33.335 2 34.352 3 39.550 4 40.567 5 43.731 6 53.901 7 55.257 8 63.958 9 69.721 10 108.706

P(X) 0.0909 0.1818 0.2727 0.3636 0.4545 0.5455 0.6364 0.7273 0.8182 0.9091

Distribucion Pearson Tipo III G(Y) Ordinario G(Y) Mom Lineal Delta 0.1317 0.1589 0.2969 0.3228 0.3998 0.6042 0.6265 0.7447 0.8029 0.9685

0.0939 0.1471 0.3425 0.3725 0.4549 0.644 0.6631 0.7616 0.8095 0.9561 Δ=

0.0408 0.023 0.0241 0.0408 0.0547 0.0588 0.0099 0.0174 0.0152 0.0594 0.0594

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Cuadro: Prueba SmirnovKolmogorov – Distribución Log-Pearson Tipo III m

X

P(X)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

33.335 34.352 39.55 40.567 43.731 53.901 55.257 63.958 69.721 108.706

Distribucion Log-Pearson Tipo III G(Y) Ordinario G(Y) Mom Lineal Delta

0.0909 0.1818 0.2727 0.3636 0.4545 0.5455 0.6364 0.7273 0.8182 0.9091

0.0989 0.1235 0.2678 0.2971 0.386 0.6188 0.6429 0.7644 0.8198 0.9631

0.1012 0.1322 0.299 0.3303 0.4211 0.6385 0.6599 0.7666 0.8152 0.9497 Δ=

0.008 0.0583 0.005 0.0665 0.0685 0.0734 0.0066 0.0371 0.0016 0.054 0.0734

CUADRO RESUMEN DISTRIBUCION

DELTA

NORMAL

0.1337

LOG NORMAL

0.1146

GUMBEL

0.0939

PEARSON TIPO III

0.0594

LOG PEARSON TIPO III

0.0734

TABLA

N: 10 α : 0.05 Dα : 0.409

Después de realizar el análisis de Smirnov – Kolmogorov, se concluye que los datos de precipitación máxima en 24 horas registradas por la estación Machente se ajustan a la distribución Pearson Tipo III Con los registros de precipitación máxima en 24 horas, resultante del análisis anterior, se procedió a evaluar los niveles de precipitación extrema probable en cada estación, para periodos de ocurrencia media de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, y 200 años. Los valores de precipitación extrema en 24 horas para las estaciones analizadas, se detalla en el cuadro.

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CUADRO: PRECIPITACION EXTREMA (mm) ESTACION MACHENTE DISTRIBUCION Normal Log Normal Gumbel Pearson Tipo III Log Pearson Tipo III

2

5

10

20

25

50

100

200

54.32 50.11 51.07 45.43 50.24

73.43 70.25 79.63 63.01 69.17

83.43 83.83 98.53 79.48 82.09

91.69 97.01 116.67 97.81 94.75

94.10 101.22 122.42 104.05 98.83

100.98 114.32 140.14 124.34 111.60

107.18 127.55 157.73 145.88 124.63

112.84 140.98 175.26 168.54 138.01

3.04.5 Intensidades de lluvia La estación de lluvia ubicada en la zona, no cuenta con registros pluviográficos que permitan obtener las intensidades máximas, para poder estimarlas se recurrió al principio conceptual, referente a que los valores extremos de lluvias de alta intensidades y corta duración aparecen, en el mayor de los casos, marginalmente dependientes 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. Existen varios modelos para estimar la intensidad a partir de la precipitación máxima en 24 horas. Se presentan algunos a continuación a. Modelo de Frederich Bell Permite calcular la lluvia máxima en función del periodo 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:

Donde: t= duración en minutos T=periodo de retorno en años Precipitacion caída en t minutos con periodo de retorno de T años Precipitación caída en 60 minutos con periodo de retorno de 10 años El valor de 10 60 puede ser calculado a partir del modelo de Yance Tueros, que estima la intensidad máxima horaria a partir de la precipitación máxima en 24 horas.

I=intensidad máxima en mm/h

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a, b=parámetros del modelo; 0.4602, 0.876 respectivamente P24=precipitación máxima en 24 horas

Cuadro: PRECIPITACION MAXIMA ESTACION MACHENTE Duración en minutos

T años

Pmax 24 horas

500 200 100 50 25 20 10 5 2

200.05 168.54 145.88 124.34 104.05 97.81 79.48 63.01 45.43

5 11.9 10.7 9.7 8.8 7.8 7.5 6.6 5.6 4.4

20 24.9 22.3 20.3 18.3 16.3 15.7 13.7 11.7 9.1

30 29.6 26.5 24.1 21.8 19.4 18.7 16.3 13.9 10.8

60 38.9 34.8 31.7 28.6 25.5 24.5 21.4 18.3 14.2

Pmax 24 horas 200.05 168.54 145.88 124.34 104.05 97.81 79.48 63.01 45.43

Cuadro: INTENSIDAD MAXIMA ESTACION MACHENTE Duración en minutos 5 10 15 20 142.8 107.4 87.2 74.7 128.4 96.0 78.0 66.9 116.4 87.6 71.2 60.9 105.6 78.6 64.0 54.9 93.6 70.2 57.2 48.9 90.0 67.2 54.8 47.1 79.2 58.8 48.0 41.1 67.2 50.4 41.2 35.1 52.8 39.0 32.0 27.3

30 59.2 53.0 48.2 43.6 38.8 37.4 32.6 27.8 21.6

60 38.9 34.8 31.7 28.6 25.5 24.5 21.4 18.3 14.2

T años 500 200 100 50 25 20 10 5 2

10 17.9 16.0 14.6 13.1 11.7 11.2 9.8 8.4 6.5

15 21.8 19.5 17.8 16.0 14.3 13.7 12.0 10.3 8.0

RESULTADO DEL ANALISIS DE REGRESION – ESTACION MACHENTE Constante R cuadrado Núm. De observaciones Grado de Libertad Coeficiente (s) X

2.09497 0.9876 54 45 0.1782 -0.5273

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b. Modelo de Dick Peschke (1978) La distribución temporal de la precipitación máxima e intensidad en un tiempo de duración (td) igual al tiempo de concentración, se obtuvo aplicando este modelo, el cual permite estimar la lluvia máxima Pt para cualquier tiempo de duración td (minutos) comprendido entre 8 y 720 minutos en función de la precipitación máxima en 24 horas (P24h). La expresión matemática es la siguiente: 8 < td > 720 minutos

Donde: Pd, tc : duración igual al tiempo de concentración (minutos) P24h : Precipitación máxima en 24 horas (mm) Las precipitaciones obtenidas mediante la aplicación de esta metodología se presentan a continuación. PRECIPITACION DE DISEÑO PARA DURACIONES MENORES A 24 HORAS DURACION Hr min 0.17 10 0.33 20 0.5 30 0.67 40 0.83 50 1 60 1.5 90 2 120 4 240 6 360 7 420 8 480 10 600 11 660 12 720 24 1440

2 13.12 15.60 17.26 18.55 19.61 20.53 22.72 24.41 29.03 32.13 33.39 34.52 36.50 37.38 38.21 45.43

5 18.19 21.63 23.94 25.72 27.20 28.47 31.51 33.85 40.26 44.55 46.31 47.88 50.62 51.84 52.98 63.01

10 22.94 27.29 30.20 32.45 34.31 35.91 39.74 42.70 50.78 56.20 58.41 60.39 63.86 65.40 66.83 79.48

PERIODO DE RETORNO 20 25 50 100 28.24 30.04 35.89 42.11 33.58 35.72 42.68 50.08 37.16 39.53 47.24 55.42 39.93 42.48 50.76 59.55 42.22 44.92 53.67 62.97 44.19 47.01 56.18 65.91 48.91 52.03 62.17 72.94 52.55 55.91 66.81 78.38 62.50 66.48 79.45 93.21 69.17 73.58 87.92 103.15 71.88 76.47 91.38 107.20 74.32 79.06 94.48 110.84 78.59 83.60 99.90 117.20 80.48 85.61 102.31 120.03 82.25 87.50 104.56 122.67 97.81 104.05 124.34 145.88

200 48.65 57.86 64.03 68.81 72.75 76.15 84.27 90.55 107.69 119.17 123.86 128.06 135.41 138.67 141.72 168.54

500 57.75 68.68 76.00 81.67 86.36 90.38 100.03 107.48 127.82 141.46 147.01 152.01 160.73 164.60 168.22 200.05

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INTENSIDAD DE PRECIPITACION DE DISEÑO PARA DURACIONES MENORES A 24 HORAS DURACION

Hr min 0.17 10 0.33 20 0.5 30 0.67 40 0.83 50 1 60 1.5 90 2 120 4 240 6 360 7 420 8 480 10 600 11 660 12 720 24 1440

2 5 10 78.69 109.14 137.66 46.79 64.89 81.86 34.52 47.88 60.39 27.82 38.59 48.67 23.53 32.64 41.17 20.53 28.47 35.91 15.14 21.00 26.49 12.21 16.93 21.35 7.26 10.06 12.70 5.35 7.43 9.37 4.77 6.62 8.34 4.32 5.98 7.55 3.65 5.06 6.39 3.40 4.71 5.95 3.18 4.42 5.57 1.89 2.63 3.31

PERIODO DE RETORNO 20 25 50 100 169.42 180.22 215.36 252.67 100.74 107.16 128.05 150.24 74.32 79.06 94.48 110.84 59.90 63.72 76.14 89.33 50.67 53.90 64.41 75.57 44.19 47.01 56.18 65.91 32.60 34.68 41.45 48.63 26.28 27.95 33.40 39.19 15.62 16.62 19.86 23.30 11.53 12.26 14.65 17.19 10.27 10.92 13.05 15.31 9.29 9.88 11.81 13.86 7.86 8.36 9.99 11.72 7.32 7.78 9.30 10.91 6.85 7.29 8.71 10.22 4.08 4.34 5.18 6.08

200 291.92 173.57 128.06 103.21 87.30 76.15 56.18 45.28 26.92 19.86 17.69 16.01 13.54 12.61 11.81 7.02

500 346.50 206.03 152.01 122.51 103.63 90.38 66.68 53.74 31.96 23.58 21.00 19.00 16.07 14.96 14.02 8.34

3.04.6 Intensidad de diseño para duración menores a 24 horas (curvas I-D-F) Las curvas de intensidad-duración-frecuencia, se han calculado indirectamente, mediante la siguiente relación:

Donde: I=intensidad máxima (mm/h) K, m, n=factores característicos de la zona de estudio T=periodo de retorno en años t=duración de la precipitación equivalente al tiempo de concentración (min) si se toman los logaritmos de la ecuación anterior se obtiene:

O bien Y=a0+a1X1+a2X2 Donde: Y=Log(I)

a0==Log K

X1=Log(T)

a1=m

X2=Log(t)

a2=-n

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Los factores de K, m, n, se obtienen a partir de las intensidades máximas calculadas anteriormente, mediante regresión múltiple. Para la estación Machente, se tiene la siguiente ecuación IDF.

INTENSIDADES MAXIMAS – ESTACION MACHENTE

K = 124.4432 m = 0.1782 n = 0.5273 CUADRO INTENSIDAD MAXIMA (mm/hr) ESTACION MACHENTE Duracion (minutos) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

(t) periodo de retorno 5 10 20 49.23 55.70 63.03 51.34 52.49 53.66 41.77 41.94 42.10 34.60 34.62 34.65 29.74 29.74 29.75 26.30 26.30 26.30 23.72 23.72 23.72 21.70 21.70 21.70 20.08 20.08 20.08 18.73 18.73 18.73 17.59 17.59 17.59 16.62 16.62 16.62

25 65.58 54.04 42.16 34.65 29.75 26.30 23.72 21.70 20.08 18.73 17.59 16.62

50 74.20 55.24 42.32 34.68 29.75 26.30 23.72 21.70 20.08 18.73 17.59 16.62

100 83.96 56.47 42.49 34.70 29.76 26.30 23.72 21.70 20.08 18.73 17.59 16.62

3.04.7 Periodos de recurrencia para estructuras de drenaje El periodo de diseño de todas las obras de drenaje que se considera son los siguientes:

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4.0 SUB CUENCAS HIDROGRAFICAS En todo el tramo del camino en estudio se ha identificado 7subcuencas poco definidas, en las cuales se encuentran 06 badenes y 02 puente los cuales al delimitarlos se identifican como subcuencas con áreas pequeñas.

UBICACIÓN DE MICROCUENCAS CUENCA PROGRESIVA

C-1 C-2 C-3 C-4 C-5 C-6 C-7

01+730 01+825 04+760 14+230 19+820 21+420 22+080

AREA (Km2)

LONGITUD DEL CAUCE PRINCIPAL (m)

PENDIENTE DEL CAUCE PRINCIPAL

2.210 1.923 5.682 0.734 0.802 0.728 3.224

745.14 386.57 1637.98 316.91 616.23 455.8 1038.2

18.50% 18.87% 17.99% 58.79% 15.99% 25.52% 25.05%

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Mapa hidrológico

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5.0 ANALISIS DE CAUDALES EXTREMOS O DE DISEÑO En la zona de estudio no se cuenta con registros hidrométricos, por lo que para la evaluación de caudales extremos se aplicó el modelo del Método Racional para todas las cuencas siendo estas con extensiones menores a 6 Km2. La extensión de las subcuencas colectoras, lo mismo que la longitud máxima de la subcuenca y la distancia al centro de la misma, se evaluó en base a la previa identificación de los límites de las subcuencas en los planos topográficos, a escalas 1:100 000 que cubre el área del proyecto. La metodología mencionada anteriormente se desarrolla a continuación: 6.0 METODO PARA ESTIMAR CAUDALES EXTREMOS 6.01

Método Racional Estima el caudal máximo a partir de la precipitación, abarcando todas las abstracciones en un solo coeficiente c (coef. escorrentía) estimado sobre la base de las características de la cuenca. Muy usado para cuencas, A<10 Km2 Considerar que la duración de P es igual a tc. (Ref. Manual de Hidrología, Hidráulica y drenaje del MTC).

Al respecto dado la pequeña magnitud de las cuencas en el sector del proyecto (menores a 6 Km2), se ha considerado adecuado la utilización del Método Racional. Este método es aplicado con buenos resultados en cuencas pequeñas. La descarga máxima instantánea es determinada sobre la base de la intensidad máxima de precipitación y según la relación:

Donde: Q = Descarga pico en m3/seg C = Coeficiente de escorrentía I = intensidad de precipitación en mm/hora A = Área de la cuenca en Km2 El método asume que: 



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

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



La relación entre la descarga máxima y el tamaño de la cuenca es para 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.

Para efectos de la aplicabilidad de esta fórmula, el coeficiente de escorrentía “C” varía de acuerdo a las características geomorfológicas de la zona: topografía, naturaleza del suelos y vegetación de la cuenca, como se muestra en el cuadro siguiente: Valores para la determinación del coeficiente de escorrentía

Fuente: Manual para diseño de caminos no pavimentados de bajo volumen de tránsito, MTC Coeficiente de escorrentía

Fuente: Manual para diseño de caminos no pavimentados de bajo volumen de tránsito, MTC 6.01.1.1

TIEMPO DE CONCENTRACION (Tc)

El tiempo de concentración (Tc) de una determinada cuenca hidrográfica es el tiempo necesario que demora una partícula en llegar desde el punto más lejano hasta la salida de la cuenca. Transcurrido el tiempo de concentración se considera que toda la cuenca contribuye a la salida. Como existe una relación inversa entre la duración de una tormenta y su intensidad, entonces se asume que la duración crítica es igual al tiempo de concentración Tc. El tiempo de concentración real depende de muchos factores, entre otros de la geometría de la planta de la cuenca, pendiente, área; características del suelo, cobertura vegetal, etc. Las fórmulas más comunes solo incluyen pendiente, la longitud del cauce mayor desde la divisoria y el área. MEJORAMIENTO Y REHABILITACION DEL CAMINO VECINAL: PUERTO AMARGURA – GLORIA AMARGURA – NUEVO AMANECER – LOS ANGELES – SANTA TERESA Y PAMPAS, DISTRITO DE LLOCHEGUA – HUANTA – AYACUCHO

Para determinar el Tc se utilizó las conocidas formulas planteadas por Temes, Hathaway.

a. Formula de Hathaway

Donde: Tc: tiempo de concentración (horas) L: Longitud del cauce principal (Km) n: factor de rugosidad S: Pendiente (m/m) Los valores de “n” se determinan según la siguiente tabla:

Formula del US Corps Of Engineers

Donde: Tc: Tiempo de concentración (horas) L: Longitud del cauce principal (Km) s: Pendiente (m/m)

Se muestra a continuación los cálculos de los tiempos de concentración:

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Cuadro de tiempos de concentración para las sub cuencas

CUENCA

C-1 C-2 C-3 C-4 C-5 C-6 C-7

LONGITUD CAUCE (Km)

PENDIENTE (m/m)

0.75 0.55 1.64 0.32 0.62 0.46 1.04

0.445 0.507 0.388 0.65 0.384 0.453 0.504

n

Tc US Corps Of Engineers (HORAS)

Tc (Hathaway) (HORAS)

Tc promedio (HORAS)

0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6

0.28 0.22 0.52 0.14 0.25 0.19 0.35

0.5 0.42 0.75 0.31 0.48 0.4 0.57

0.39 0.32 0.64 0.23 0.37 0.30 0.46

6.01.2 Calculo de intensidad de lluvia Las curvas de intensidad-duración-frecuencia, se han calculado indirectamente, mediante la siguiente relación:

Donde: I=intensidad máxima (mm/h) K, m, n=factores característicos de la zona de estudio T=periodo de retorno en años t=duración de la precipitación equivalente al tiempo de concentración (min) T

50 años K = 124.4432 m=0.1782 n=0.5273 6.01.3 Caudal de diseño

CUENCA PROGRESIVA

C-1 C-2 C-3 C-4 C-5 C-6 C-7

01+730 01+825 04+760 14+230 19+820 21+420 22+080

AREA (Km2)

2.210 1.923 5.682 0.734 0.802 0.728 3.224

COEFICIENTE DE ESCORRENTIA C

0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44

INTENSIDAD (mm/hr)

CAUDAL (m3/S)

47.40 57.54 36.50 62.61 48.73 54.43 43.44

12.8 13.52 25.35 5.62 4.78 4.84 17.12

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7.0 INVENTARIO DE LAS ESTRUCTURAS DE DRENAJE TRANSVERSAL EXISTENTE Las estructuras existentes en el tramo de estudio del camino vecinal se circunscriben a alcantarillas de tipo AMC y TMC. 7.01 N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Alcantarillas: Las alcantarillas existentes son de tipo marco con las características y medidas de acuerdo al siguiente cuadro: PROGRESIVA KM 8+620 8+750 8+884 9+126 9+160 9+450 9+665 9+840 9+980 10+100 10+265 10+430 10+495 10+595 10+650 10+953 11+173 11+338 11+670 11+686 11+770 11+837 11+900 11+920 12+145 12+375 12+620 12+872 18+500 18+660

TIPO BADEN ALCANTARILLA ALCANTARILLA ALCANTARILLA ALCANTARILLA BADEN ALCANTARILLA ALCANTARILLA BADEN (DEMOLER) CUNETA REVESTIDA (120m) ALCANTARILLA ALCANTARILLA ALCANTARILLA ALCANTARILLA ALCANTARILLA (DEMOLER) ALCANTARILLA ALCANTARILLA ALCANTARILLA BADEN ALCANTARILLA ALCANTARILLA CUNETA REVESTIDA (60m) BADEN CUNETA REVESTIDA (210m) ALCANTARILLA ALCANTARILLA ALCANTARILLA ALCANTARILLA BADEN BADEN

ESTRUCTURA EXISTENTE MATERIAL SECCION

Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto simple Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Armado Concreto simple Concreto Ciclopeo Concreto simple Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Ciclopeo

Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Triangular Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Triangular Triangular Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada

LARGO (m) 4

28

12

6

15

5 8

ANCHO (m) 4.5 0.8 0.8 0.8 0.8 5.3 0.8 0.8 5.3 1 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 4 0.8 0.8 1 5.4 1 0.8 0.8 0.8 0.8 4 4

ALTO (m) 1 1 1 1 1 1 0.5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0.5 0.5 1 1 1 1

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8.0 EVALUACION DE ESTRUCTURAS DE DRENAJE TRANSVERSAL EXISTENTE Todas las estructuras existentes, son estructuras de concreto (alcantarillas tipo y badenes de concreto). 8.01

Alcantarillas

Las alcantarillas existentes a lo largo del camino vecinal se encuentran una parte colapsadas otra regulares y buenos, necesitan demoler y remplazar, realizar trabajos de limpieza materiales y vegetación, reposición presente tanto en la entrada y salida de las alcantarillas. 8.02

Badenes

Las fotografías de las alcantarillas y badenes existentes, se muestran en los anexos.

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2.1.

Cunetas de tierra

El reconocimiento de campo permitió constatar la existencia de cunetas de tierra a lo largo del camino vecinal. En gran parte del camino vecinal, las cunetas se encuentran obstruidas, debido a la colmatación con materiales de derrumbes productos de las constantes precipitaciones pluviales en esta zona y la falta de mantenimiento regular. 9.0 SOLUCIONES PLANTEADAS El presente estudio contempla la limpieza de las alcantarillas tipo AMC existentes, para garantizar el funcionamiento del sistema de drenaje en concordancia a la demanda hidrológica y características geomorfológicas del último tramo del camino vecinal. Es preciso indicar que un complemento a las soluciones propuestas y que han sido descritas anteriormente, es el mantenimiento periódico de las estructuras de drenaje, el cual cumple un papel importante que debe tomarse en cuenta a fin de que el camino vecinal logre la vida útil que se requiere. 10.0

OBRAS DE DRENAJE PLANTEADAS Las obras de drenaje planteadas están conformadas por estructuras transversales, y longitudinales, las mismas que han sido diseñadas considerando los criterios descritos anteriormente. 10.01 Obras de drenaje transversal El objetivo del sistema de drenaje transversal propuesto es permitir el paso del flujo inalterado del agua superficial presente en el ámbito del camino vecinal y que discurre en forma transversal a esta, proveniente de quebradas, cárcavas, acequias, etc. Y derivas los caudales recolectados por los sistemas de drenaje longitudinal, hacia el talud inferior de la vía. Las estructuras de drenaje transversal proyectados en el presente estudio, está constituido por alcantarillas de alivio de tubería metálica corrugada. 10.01.1

Alcantarillas

Para el diseño hidráulico de las alcantarillas se ha tenido en cuenta la función que cumplirá cada una de ellas dentro del proyecto, ya sea el paso de las descargas de quebradas y el alivio de las cunetas longitudinales, facilidad de limpieza de la sección TMC. a) Tipo de alcantarilla propuesta. a. Alcantarilla tipo TMC Las alcantarillas TMC han sido previstas para el alivio de las cunetas longitudinales y las descargas de cursos de pequeña extensión y donde el nivel de la rasante permite su instalación correcta. Estas alcantarillas presentan la MEJORAMIENTO Y REHABILITACION DEL CAMINO VECINAL: PUERTO AMARGURA – GLORIA AMARGURA – NUEVO AMANECER – LOS ANGELES – SANTA TERESA Y PAMPAS, DISTRITO DE LLOCHEGUA – HUANTA – AYACUCHO

ventaja de obstruir en menor grado el tránsito durante la construcción, además de presentar un menor costo de inversión inicial. b) Estructura de entrada de alcantarillas Entrada tipo caja receptora Las alcantarillas con estructura de tipo caja receptora permiten:  El ingreso del agua captada por las cunetas construidas al pie de los taludes y así evacuarlas hacia un dren natural.  El ingreso del agua proveniente de pequeñas quebradas que presentan ancho de contacto con el camino vecinal y pendiente que facilita este tipo de estructura para evacuarlas ordenadamente sin causar daño al camino vecinal. Las cajas son estructuras de sección rectangular y tendrán una altura talque en su interior puedan ser instaladas las alcantarillas TMC, con una profundidad adicional de 0.3 m para almacenar los sedimentos que arrastren las quebradas y cunetas permitiendo la descarga libre hacia el interior del cajón. c) Estructura de salida de alcantarilla Salida tipo alero inclinado Se considera para la mayor parte de las descargas de alcantarillas hacia el talud natural. Se ha previsto colocar un sistema de protección de los taludes del terraplén a la salida de la alcantarilla, para evitar la erosión del terraplén de la carretera. Esta protección se construirá principalmente con revegetación o piedra emboquillada. d) Estructuras de protección a la entrada de alcantarillas Las estructuras de protección al ingreso de las estructuras de entrada de las alcantarillas se instalaran con la finalidad de evitar cualquier acción erosiva del flujo a su ingreso. Las estructuras de protección propuestas son las que a continuación se describen. e) Adecuación de entrada Para lograr este tipo de protección se instalan zanjas de ingreso en piedra asentada y emboquillado en zonas llanas donde el nivel del fondo de la alcantarilla se encuentre por debajo del nivel del terreno. Estas zanjas tendrán pendiente similar a la de la alcantarilla para facilitar el ingreso del flujo hacia la alcantarilla.

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f) Estructuras de protección a la salida de alcantarillas Las estructuras de protección a la salida de las estructuras de alcantarillas, se instalaran con la finalidad de limitar la socavación en la sección de descarga. Las estructuras de protección de la salida que se plantean son las que a continuación se describen.

g) Adecuación de la salida La protección de este tipo se plantea con la finalidad que el flujo de salida evacue hacia el dren natural en forma ordenada en un nivel algo superior al nivel de salida de la alcantarilla. Esta zanja para desfogue será de piedra asentada y emboquillada. 10.01.2 Badenes En muchos puntos del camino vecinal se ha observado la necesidad de obras de este tipo, en el estado actual del camino se puede observar la presencia de badenes, pero no logran cubrir la demanda de caudal presente muchos puntos. La función de los badenes es permitir el paso de flujos de agua considerables pero sobre todo tengan la eficacia en el paso de flujo acompañado de material; además permitiendo la fácil y rápida limpieza de los materiales depositados en la plataforma, restituyendo el flujo vehicular. 10.02 Obras de drenaje longitudinal El sistema de drenaje longitudinal, previsto para colectar los caudales de escorrentía provenientes tanto de los taludes laterales como de la superficie del pavimento de la vía y comprende las cunetas laterales y sus obras de descarga y zanjas de coronación, las que se describen a continuación. 10.02.1

Cunetas laterales

Se ha considerado la construcción de cunetas longitudinales en el lado interno de todos los sectores del camino vecinal a ser excavadas a media ladera y a ambos lados en los sectores en corte cerrado. a. Determinación de la zona húmeda de influencia En base del reconocimiento de campo, se definió un ancho de aporte total típico de 400 m para todo del tramo (Km 0+000 – 24+926, tramo de camino con mucho recorrido sinuoso), considerando la topografía por el cual se desarrolla el camino, a lo largo del talud e incluyendo el ancho de la vía. b. Bombeo o pendiente transversal del camino vecinal

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Con el fin de facilitar el ingreso de las aguas de escorrentía superficial que discurren sobre la superficie de rodadura, hacia las cunetas y evitar la formación de charcos sobre el pavimento, se ha considerado una pendiente mínima de 2.5% en el sentido transversal de la plataforma del camino vecinal en todos sus tramos c. Pendiente longitudinal del camino vecinal La pendiente longitudinal en todo el tramo del camino en estudio, será superior a la pendiente mínima de 0.5 % especificada en las normas peruanas de caminos de bajo volumen de tránsito.

d. Pendiente longitudinal de la cuneta La pendiente longitudinal de la cuneta adoptada será igual a la pendiente del trazo vial. e. Longitudes del tramo La longitud máxima de los tramos de las cunetas entre secciones de descarga (alcantarillas, badenes, cursos naturales o terreno natural), ha sido establecida en una distancia aproximada de 230m a fin de limitar los efectos de eventuales obstrucciones de la sección de flujo en el tramo y el consecuente deterioro de la vía por efecto de desborde del flujo sobre el pavimento. f.

Estructura de entrega de cunetas

La descarga de los caudales transportados por las cunetas se realizara mediante estructuras de descarga típicas, las cuales se ajustan a las características de la zona de descarga. Para el efecto, se han considerado dos tipos de entrega, que se detallan a continuación. a. Estructuras de entrega de la cuneta hacia el terreno natural La entrega de las cunetas longitudinales al terreno natural se realizara mediante una transición de un emboquillado de piedra de sección curvo, seguida de un canal de similar sección construido también de piedra emboquillada. En los casos de existir pendiente de descarga pronunciada, se considerará la construcción de escalones de amortiguación de energía. b. Estructuras de entrega de la cuneta hacia la alcantarilla de alivio

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Para el caso de descarga en la entrada de alcantarillas, las cunetas verterán sus caudales a las estructuras de captación de la alcantarilla, siendo ésta de tipo caja receptora. 11.0

DISEÑO HIDRAULICO DE ESTRUCTURAS DE DRENAJE PLANTEADAS 11.01 Sistema de drenaje longitudinal El sistema de drenaje longitudinal, considerado para evacuar las aguas de escorrentía del talud superior de la vía, está formado por cuneta de tierra de característica geométrica y requerimiento hidráulico típica. Este planteamiento fue formulado en concordancia con los estudios hidrológicos, de trazo, suelos y geología. 2.2.

Cunetas.

Las cunetas tienen como función la recolección del agua pluvial producida de manera temporal, que incide directamente sobre la superficie de rodadura y los taludes adyacentes al camino vecinal. Dicho flujo superficial debe ser conducido a las estructuras de drenaje transversal proyectado, a los cursos de drenaje natural y en ciertos casos a descarga directa sobre el terreno. 2.2.1. Tipo de cuneta. Se propone el diseño de un tipo de cuneta, de sección geométrica y requerimiento hidráulico, de acuerdo al estudio hidrológico, las características de las mismas se describen a continuación. a. Tipo I. cuneta triangular de tierra con talud interno 1:2 y talud externo de acuerdo al tipo de suelo considerado en el diseño vial y el estudio geológico (1:3 material suelto, 1:5 roca suelta, 1:10 roca fija). 2.2.2. Criterio de diseño Para el tramo que se desarrolla en terreno accidentado, se ha aplicado los siguientes criterios:  la longitud mayor de captación entre alcantarillas de descarga de cunetas será de 250 m.  se prevé descarga a través de alcantarillas de alivio, para asegurar el funcionamiento de las cunetas dentro de la capacidad máxima de diseño.  El ancho de aporte a considerar para la estimación de la escorrentía a ser captada por la cuneta será de 400 m (talud y ancho de plataforma).  La pendiente mínima longitudinal de las cunetas será de 1%, excepcionalmente se ha proyectado tramos con menor pendiente, ajustando este valor a la pendiente del camino.

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2.2.3. Caudal máximo El caudal máximo de cuneta Qc se determinó utilizando el método racional:

Donde: Qc: caudal de diseño (m3/s) C:Coeficiente de escorrentía (adimensional) I: Intensidad de la lluvia (mm/h) A: Área de la cuenca en (Km2)

. . 3.6

El método asume que:  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 para 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. Para el efecto se aplicó la ecuación de intensidad de lluvia, a partir de las curvas de intensidad-duración-frecuencia: mediante la siguiente relación:

Donde: I=intensidad máxima (mm/h) K, m, n=factores característicos de la zona de estudio T=periodo de retorno en años t=duración de la precipitación equivalente al tiempo de concentración (min) T

25 años K = 124.4432 m=0.1782 n=0.5273

El tiempo de concentración se estimó en base del modelo de Hathaway:

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Donde: Tc: Tiempo de concentración (h) L: Longitud del tramo por drenar (Km) n: Factor de rugosidad (adimensional) S: Pendiente (m/m)

entonces:

L L AREA s tc I Q drenaje cuneta INFLUENCIA n C (m/m) (Hr) (mm/h) (m3/s) (Km) (Km) (Km2) 0+000 31+000 0.4 0.25 0.1 0.6 0.06 0.60 33.34 0.44 0.41 TRAMO

2.2.4. Capacidad de descarga La capacidad hidráulica (cálculo de la velocidad y del caudal) de la cuneta se determinó considerando un canal con régimen hidráulico uniforme, para ello se empleó la fórmula de Manning.





Donde: Q = Caudal m3/s V = Velocidad media m/s A = Área de la sección transversal ocupada por el agua m2 P = Perímetro mojado m R = A/P; radio hidráulico m S = Pendiente del fondo m/m n = Coeficiente de rugosidad de Manning (según cuadro)

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a+b

Analizando la sección y considerando que la cuneta trabaja al 80% de su capacidad y una pendiente de acuerdo al terreno se tiene el siguiente cuadro del diseño hidráulico.

b

a

h

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h

CUADRO DE DISEÑO HIDRAULICO DATOS CUNETAS

Desde (km )

Hasta (km )

0+000 1+200 2+210 3+340 5+240 6+280 7+200 9+260 10+360 11+270 12+300 13+920 14+240 15+240 18+640 19+320 20+160 20+720 21+350 23+480 24+380

1+200 2+210 3+340 5+240 6+280 7+200 9+260 10+360 11+270 12+300 13+920 14+240 15+240 18+640 19+320 20+160 20+720 21+350 23+480 24+380 24+926

Nº

Factor de Caudal dem anda Qd Influencia en (m 3/s) Cuneta

CARACTERISTICAS GEOMETRICAS DE LA CUNETA

CARACTERISITICAS HIDRAULICAS DE LA CUNETA

Caudal Hidrologico cuneta Qg (m 3/s)

Tipo de suelo

Descripcion del Suelo

Rugocidad (n)

Pendiente (%)

h (m )

a (m )

b (m )

Area H. (m 2)

Perim etro (m )

Caudal Cuneta Velocidad Com parativo oferta Qcal (m /seg) Qg < Qcal (m 3/seg)

0.41

1.000

0.408

1

Material Suelto

0.018

8.00%

0.400

1.000

0.133

0.227

1.499

1.01

1.89

Ok

0.41

1.000

0.408

1

Material Suelto

0.018

8.00%

0.400

1.000

0.133

0.227

1.499

1.01

1.89

Ok

0.41

1.000

0.408

2

Roca Suelta

0.027

8.00%

0.400

1.000

0.080

0.216

1.485

0.63

1.23

Ok

0.41

1.000

0.408

1

Material Suelto

0.018

8.00%

0.400

1.000

0.133

0.227

1.499

1.01

1.89

Ok

0.41

1.000

0.408

2

Roca Suelta

0.027

8.00%

0.400

1.000

0.080

0.216

1.485

0.63

1.23

Ok

0.41

1.000

0.408

1

Material Suelto

0.018

8.00%

0.400

1.000

0.133

0.227

1.499

1.01

1.89

Ok

0.41

1.000

0.408

1

Material Suelto

0.018

8.00%

0.400

1.000

0.133

0.227

1.499

1.01

1.89

Ok

0.41

1.000

0.408

1

Material Suelto

0.018

8.00%

0.400

1.000

0.133

0.227

1.499

1.01

1.89

Ok

0.41

1.000

0.408

1

Material Suelto

0.018

8.00%

0.400

1.000

0.133

0.227

1.499

1.01

1.89

Ok

0.41

1.000

0.408

1

Material Suelto

0.018

8.00%

0.400

1.000

0.133

0.227

1.499

1.01

1.89

Ok

0.41

1.000

0.408

2

Roca Suelta

0.027

8.00%

0.400

1.000

0.080

0.216

1.485

0.63

1.23

Ok

0.41

1.000

0.408

2

Roca Suelta

0.027

8.00%

0.400

1.000

0.080

0.216

1.485

0.63

1.23

Ok

0.41

1.000

0.408

1

Material Suelto

0.018

8.00%

0.400

1.000

0.133

0.227

1.499

1.01

1.89

Ok

0.41

1.000

0.408

1

Material Suelto

0.018

8.00%

0.400

1.000

0.133

0.227

1.499

1.01

1.89

Ok

0.41

1.000

0.408

1

Material Suelto

0.018

8.00%

0.400

1.000

0.133

0.227

1.499

1.01

1.89

Ok

0.41

1.000

0.408

2

Roca Suelta

0.027

8.00%

0.400

1.000

0.080

0.216

1.485

0.63

1.23

Ok

0.41

1.000

0.408

2

Roca Suelta

0.027

8.00%

0.400

1.000

0.080

0.216

1.485

0.63

1.23

Ok

0.41

1.000

0.408

1

Material Suelto

0.018

8.00%

0.400

1.000

0.133

0.227

1.499

1.01

1.89

Ok

0.41

1.000

0.408

2

Roca Suelta

0.027

8.00%

0.400

1.000

0.080

0.216

1.485

0.63

1.23

Ok

0.41

1.000

0.408

2

Roca Suelta

0.027

8.00%

0.400

1.000

0.080

0.216

1.485

0.63

1.23

Ok

0.41

1.000

0.408

2

Roca Suelta

0.027

8.00%

0.400

1.000

0.080

0.216

1.485

0.63

1.23

Ok

a

h

TIPO DE MATERIAL 1 Material Suelto 2 Roca Suelta 3 Roca Fija

n 1 0.018 2 0.027 3 0.035

Tipo de suelo Material Suelto Roca Suelta Roca Fija

0.5 0.75 1

Tipo 0.2 seca 0.3 lluviosa 0.5 muy lluviosa

De acuerdo a los resultados del cálculo hidráulico se llega a que:

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2.2.5. Estructura de entrega de las cunetas Se denomina así a las estructuras que permiten la entrega de las aguas que conducen las cunetas a cauces naturales, taludes protegidos, cajas de ingreso de agua pluvial, etc. Para ser conducidas, en forma ordenada, hacia un punto de evacuación final. Existen dos tipos de estructuras de entrega, definidas según un punto de evacuación, las cuales son: a. Entrega de cuneta hacia alcantarillas. Para el caso de descarga en la entrada de alcantarillas, las cunetas verterán sus caudales a las estructuras de captación de la alcantarilla, sea ésta del tipo caja receptora, toma o tipo alero recto. b. Entrega de la cuneta hacia terreno natural. Se obtiene ante la inevitable necesidad de evacuar las cunetas en terreno natural, para desbordar su capacidad hidráulica, contando para ello con una estructura de entrega adecuada. Esta estructura se coloca sobre el terreno o talud en una longitud no menor de 10 m. 11.02 Sistema de drenaje transversal 2.3. Alcantarillas Las alcantarillas son estructuras que conforma gran parte del sistema de drenaje transversal en el camino vecinal. En el presente proyecto se cuenta con alcantarillas transversales existentes del tipo AMC de 0.5-a 2.1 m de luz, tipo TMC de 18” y 36 “ y se considera como alcantarillas transversales proyectadas tipo TMC. 2.3.1. Consideraciones de diseño Las consideraciones de diseño que se tuvo en cuenta para el diseño son los siguientes: - se ha proyectado alcantarillas en lugares donde por exceso de longitud de las cunetas es necesario evacuar el agua captada y en puntos bajos de la vía (alcantarillas de alivio) - en la entrada y salida de cada alcantarilla se consideró construir cabezales. Para las alcantarillas de descarga que son en su totalidad en este proyecto se propone ejecutar en el ingreso una caja toma y en la salida un cabezal tipo alas. - La distribución de estas estructuras se ha realizado de la forma que cumpla las indicaciones y recomendaciones dadas, con la finalidad de no tener una sección de cunetas muy amplia y según la longitud de cuneta proyectada, salvo casos excepcionales. - Para el borde libre se ha considerado que este debe ser no menor del 25% del tirante.

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-

Para el dimensionamiento de las alcantarillas, se consideró que funcionara a carga parcial. Se empleará la teoría del escurrimiento crítico para los tubos circulares para el caudal ofertado, las fórmulas de Manning para la pendiente, la fórmula de Talbot para el diámetro y la formula racional para el caudal aportado de la cuenca tributaria

CAUDAL SEGÚN ESTUDIO HIDROLOGICO

CUENCA PROGRESIVA

C-1

01+730

C-2

01+825

C-3

AREA (Km2)

COEFICIENTE DE ESCORRENTIA C

2.210 1.923 5.682

0.44 0.44 0.44

INTENSIDAD (mm/hr)

CAUDAL (m3/S)

47.40 52.61 36.50

12.8 12.36 25.35

04+760 PROMEDIO DE CAUDAL GENERADO POR AREA (KM2)

C-4

14+230

C-5

19+820

C-6

21+420

C-7

22+080

0.734 0.802 0.728 3.224

0.44 0.44 0.44 0.44

62.61 48.73 54.43 43.44

PROMEDIO DE CAUDAL GENERADO POR AREA (KM2)

CAUDAL/AREA (CADA CUENCA)

5.56 m3/s 5.62 4.78 4.84 17.12 6.39 m3/s

2.3.2. Capacidad de descarga Se tomó en cuenta la siguiente expresión:

Donde: Qh: Descarga máxima proyectada (m3/s), según estudio hidrológico Qd: Descarga de diseño de alcantarilla (m3/s) -

5.79 6.43 4.46

La descarga de diseño para secciones prismáticas, se obtuvo haciendo uso de las siguientes expresiones:

Caudal critico

Velocidad critica

Pendiente critica

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7.66 5.96 6.65 5.31

Diseño hidráulico de las alcantarillas de TMC Procedimiento: De acuerdo a la teoría del escurrimiento crítico en los tubos circulares hallamos una relación entre el caudal de la alcantarilla (Qalc) y el diámetro de la tubería (D). También de acuerdo a la teoría anterior y con la fórmula de Manning hallamos una relación entre la pendiente necesaria para la tubería (S) y el diámetro de la tubería (D). Aplicando la fórmula de Talbot hallamos el diámetro de la tubería (D) y por ende el Qalc y la S. Como paso final mediante el método racional hallamos el caudal aportado por la cuenca (Qg) y verificamos que éste sea menor que el Qalc (Qg
D=E Diámetro

Como podemos apreciar en el grafico se toma la profundidad crítica, por lo que se trabajara con área y velocidad crítica.

Superficie del Agua

Hv=0.3113D

Profundidad crítica .6887D

V  2 gh Hv=0.3113D (para un tubo redondo) De donde:

V  2(9.81)(0.3113) D  2.471D 1 / 2

Y critico =0.6887 D

A critica = 0.5768 D^2 V critica = 2.471 D^(1/2)

Como: Q = AxV

Q = 1.425 D^(5/2)

FORMULA DE MANNING Se determinará la pendiente necesaria para que el agua pase por la sección crítica sin que se produzca el efecto del remanso.

Manning:

V 2n2 S  4/3 R

R 2 / 3 S 1/ 2 V n

n = 0.024 para TMC.

R

A 0.5768 D 2  P 1.9578 D

Reemplazando los datos tenemos:

R  0.2946 D

S

1.3741 3 D

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FORMULA DE TALBOT

A  0.183 * c * 4 M 3 Donde: A = Área libre del tubo (m2) M = Área que se desea drenar (Has) c = Coeficiente que depende del contorno del terreno drenado y hallaremos el diámetro con:

D

4A 

METODO RACIONAL Hallaremos el gasto considerando la precipitación, para ello usaremos la fórmula:

Qg 

C * I * At 3 .6

Donde; Qg = Caudal aportado por la cuenca tributaria (m3/s) C = coeficiente de escorrentía de acuerdo a las características de la zona I = Intensidad de precipitación (mm/hora) At = Área tributaria de la cuenca (Has)

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DISEÑO DE BADEN DE CONCRETO ARMADO Caudal

Q:

Pendiente

S:

Coeficiente de rugosidad

n:

Relación

1.046 0.030 0.017 0.035

:

a=h/l:

1.- Calculando el caudal de la cuenca (Q) Q:

1.046

m3/seg m/m m/m

( ver hoja de calculo de caudal )

m3/seg

2.- Calculando las dimensiones de la sección del badén a =h / L

0.279544 rad

γ:

16.02 º Radio hidraúlico

Por tanto tenemos:

r=

16.01

m

Por consiguiente se tiene: h [m]: 0.16 L [m]: 4.46

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Dimensiones considerando el bordo libre (b) b:

0.10 m

γ:

0.36 rad

20.53 º

r

Por consiguiente se tiene: ht [m]: 0.26 Lt [m]: 5.70

r 9 0 - γ1

ht:

0.26 m

Lt:

5.7 0 m

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REACION DE OBRAS DE ARTE N°

PROGRESIVA KM

TIPO

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

0+440 0+560 1+060 1+420 1+840 2+620 2+910 3+360 3+640 3+980 4+220 4+480 4+870 5+160 5+380 5+640 5+880 6+080 6+340 6+655 6+760 6+990 7+060 7+190 7+475 7+520 7+580 8+030 8+160 8+435 9+200 10+650 9+670 11+500 12+995 13+042 13+230 13+452 13+758 14+375 14+500 14+520 15+150 15+445 15+615 15+683 15+740 15+840 16+395 16+610 16+670 17+200 17+220 17+250 17+300 18+280 19+040 19+250 19+360 20+030 20+425 20+630 20+700 20+800 21+490 21+780 21+820 21+910 22+070 22+085 22+330 22+775 22+910 23+020 23+410 23+580 24+342 24+400 25+300 25+510 25+800 25+840 27+740 28+165 28+800 29+280 29+700 30+120 30+180 30+395 30+440 30+540

ALCANTARILLA ALCANTARILLA ALCANTARILLA ALCANTARILLA ALCANTARILLA ALCANTARILLA BADEN BADEN ALCANTARILLA BADEN ALCANTARILLA BADEN BADEN ALCANTARILLA BADEN ALCANTARILLA ALCANTARILLA BADEN ALCANTARILLA ALCANTARILLA MURO DE CONTENSION MURO DE CONTENSION BADEN MURO DE CONTENSION MURO DE CONTENSION BADEN ALCANTARILLA ALCANTARILLA ALCANTARILLA BADEN MURO DE CONTENSION ALCANTARILLA BADEN ALCANTARILLA ALCANTARILLA ALCANTARILLA ALCANTARILLA ALCANTARILLA BADEN ALCANTARILLA BADEN BADEN BADEN BADEN ALCANTARILLA ALCANTARILLA MURO DE CONTENSION ZONA DE DESLIZAMIENTO (140m) ALCANTARILLA BADEN BADEN BADEN BADEN ZONA DE DERRUMBE (100m) ALCANTARILLA ALCANTARILLA BADEN ALCANTARILLA BADEN MURO DE CONTENSION BADEN BADEN BADEN ALCANTARILLA ALCANTARILLA MURO DE CONTENSION PUENTE ALCANTARILLA BADEN BADEN BADEN BADEN BADEN MURO DE CONTENSION PRIMER RIO BADEN BADEN BADEN BADEN BADEN BADEN BADEN CANTERA PARA AFIRMADO BADEN ALCANTARILLA PUENTE BADEN BADEN ALCANTARILLA ALCANTARILLA ALCANTARILLA ALCANTARILLA

ESTRUCTURA PROYECTADA MATERIAL

SECCION

Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Ciclopeo Concreto Ciclopeo Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Armado Concreto Ciclopeo

Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada

Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Ciclopeo Concreto Ciclopeo Concreto Ciclopeo

Cuadrada

Concreto Armado Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Ciclopeo Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Ciclopeo Concreto Ciclopeo Concreto Ciclopeo Concreto Ciclopeo Concreto Armado

Cuadrada Cuadrada

Concreto Concreto Concreto Concreto Concreto Concreto Concreto

Cuadrada Cuadrada

Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada

Cuadrada

Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada

Cuadrada Cuadrada

Cuadrada

Cuadrada Cuadrada

Cuadrada

Ciclopeo Ciclopeo Ciclopeo Ciclopeo Ciclopeo Ciclopeo Ciclopeo

Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Armado Concreto Ciclopeo Concreto Ciclopeo Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado Concreto Armado

Cuadrada

Cuadrada Cuadrada Cuadrada Cuadrada

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12.0

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 12.01 CONCLUSIONES  Para el estudio hidrológico e hidráulico, se utilizó información pluviométrica máxima en 24 horas de la estación de Machente.  Los registros de precipitación máxima en 24 horas en la estación Machente abarcan desde 1972 hasta 1981.  el régimen de la precipitación pluvial de 24 horas según el registro histórico de 10 años es de 61.7 mm, presentado en Febrero de 1973 con una excepción presentada de 96.2 mm, en agosto del 1974, según reporte de la estación Machente.  Después de realizar el análisis de Smirnov Kolmogorov, se concluye que los datos de la estación de Machente se ajusta a la distribución Pearson Tipo III.  El clima en la zona del proyecto es cálido, con una temperatura anual máxima de 32ºC y temperaturas medias menores a 19° C.  El periodo de lluvia empieza en Octubre y se prolonga hasta el mes de Abril.  Todas las microcuencas delimitadas como áreas de influencia para las obras de drenaje tienen áreas menores a 10 Km2  Como nuestro país no cuenta con registros de caudales en las quebradas, se empleó los métodos de precipitación – escorrentía para generar los caudales de diseño.  La intensidad de lluvia se determinó mediante la aplicación de la metodología propuesta por Frederich Bell.  De los estudios y evaluación en campo se concluyó que el sistema de drenaje longitudinal es deficiente por falta de mantenimiento, por lo que se considera mejorar. También es necesidad construir nuevos sistemas de drenaje transversal para aliviar el caudal que transportan las cunetas para evitar la erosión de la plataforma del camino.  El diámetro mínimo de las alcantarillas de alivio proyectadas será de 36“, a fin de proveer las condiciones adecuadas en caso de que el flujo presente materiales orgánicos propios de la zona y para su fácil limpieza y mantenimiento.

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 La cantidad de alcantarillas existentes es de 25, de los cuales 3 se encuentran en estado malo, por lo que se proyecta remplazarlos por badenes de concreto.  La cantidad de badenes de concreto es de 5 und, 4 de los cuales se encuentra en estado regular a bueno, por lo que se recomienda realizar labores de limpieza, pero el badén de la progresiva 22+060 requiere reforzar la estructura y la construcción de disipadores de energía.  Las cunetas cuya influencia es de 250 m de longitud y 400 metros de ancho incluyendo la calzada, y cuya capacidad hidráulica es calculada mediante la formula de Manning nos indica que la sección tipo triangular a considerar será de 1.0x0.50 m.  se proyecta la construcción de 38 alcantarillas de TMC de diámetros de 36” y 48”.  Se proyecta la construcción de 61 badenes de concreto, de 8.5m a 22.0 m de longitud y 5.1 m a 6.5 m de sección.  se proyecta la construcción 3 de entregas del caudal de la cuneta hacia el terreno natural (aliviaderos). 12.02 RECOMENDACIONES

 Como las precipitaciones pluviales se producen entre los meses de Octubre – Abril, por lo tanto toda explotación de cantera y trabajos con concreto se recomienda efectuar entre los meses de Mayo a Setiembre .  Se debe realizar el mantenimiento rutinario de las cunetas y alcantarillas a fin de permitir el libre escurrimiento de las aguas de la zona adyacente al camino vecinal y preservar la vida útil de la vía. Con mayor frecuencia durante los primeros años hasta que los taludes de corte se estabilicen naturalmente.  Las recomendaciones y soluciones dadas en el presente informe pueden ser ajustadas, o mejoradas por el jefe de proyecto, en base a las conclusiones de las demás especialidades y en beneficio de la calidad del proyecto.

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13.0

ANEXOS

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El análisis mediante la aplicación del software HIDROESTA (método parámetros ordinarios).

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CUADRO RESUMEN DISTRIBUCION

DELTA

NORMAL

0.1337

LOG NORMAL

0.1146

GUMBEL

0.0939

PEARSON TIPO III

0.0594

LOG PEARSON TIPO III

0.0734

TABLA

N: 10 α : 0.05 Dα : 0.409

Después de realizar el análisis de Smirnov – Kolmogorov, se concluye que los datos de precipitación máxima en 24 horas registradas por la estación Machente se ajustan a la distribución Pearson Tipo III

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