Estudio Hidrológicos De Cunetas.docx

PROYECTO: “MEJORAMIENTO DE PISTAS Y VEREDAS EN LAS JUNTAS VECINALES DE LA VILLA Y SEÑOR DE LOS MILAGROS, DISTRITO DE JAZAN – BONGARÁ – AMAZONAS”, CODIGO SNIP Nº351055

INFORME HIDROLÓGICO E HIDRÁULICO PARA EL DISEÑO DE OBRAS DE ARTE (CUNETAS Y ALCANTARILLAS)

PROYECTO: “MEJORAMIENTO DE PISTAS Y VEREDAS EN LAS JUNTAS VECINALES DE LA VILLA Y SEÑOR DE LOS MILAGROS, DISTRITO DE JAZAN – BONGARA – AMAZONAS”, CODIGO SNIP Nº351055

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE JAZAN

PROYECTO: “MEJORAMIENTO DE PISTAS Y VEREDAS EN LAS JUNTAS VECINALES DE LA VILLA Y SEÑOR DE LOS MILAGROS, DISTRITO DE JAZAN – BONGARÁ – AMAZONAS”, CODIGO SNIP Nº351055

01. HIDROLOGÍA El presente capítulo expone las consideraciones y análisis de carácter Hidrológico, involucrados en la evaluación de las obras de drenaje para el corredor de la vía entre el casco urbano de Pitalito – al Tecnoparque agroecológico Yamboro en el departamento de Huila. 01.01.

OBJETIVO Y LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO

El objeto del presente proyecto corresponde a los estudios y diseños hidrológicos e hidráulicos de obras menores como alcantarillas y cunetas para el “MEJORAMIENTO DE PISTAS Y VEREDAS EN LAS JUNTAS VECINALES DE LA VILLA Y SEÑOR DE LOS MILAGROS, DISTRITO DE JAZAN – BONGARA – AMAZONAS” con código SNIP Nº351055. Trayecto localizado entre las coordenadas ######### N, ######## E Y ######## N, ####### E, con origen Magna Bogotá.

Imagen Nº 1. Localización satelital de tramo de análisis 01.02.

RECOPILACIÓN Y ANALISIS DE INFORMACIÓN

La recopilación de información se realizó en instituciones que guardan relación con este tipo de estudios. Cartografía en escalas 1:100.000, información Hidrológica y Metereológica en el SENAMHI, de Perú. Adicionalmente se tomó como información directa el levantamiento

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE JAZAN

PROYECTO: “MEJORAMIENTO DE PISTAS Y VEREDAS EN LAS JUNTAS VECINALES DE LA VILLA Y SEÑOR DE LOS MILAGROS, DISTRITO DE JAZAN – BONGARÁ – AMAZONAS”, CODIGO SNIP Nº351055

topográfico del sector en estudio. De manera complementaria se utilizaron imágenes de sensores remotos de alta precisión de las bases de datos espaciales Bing Maps y Google Earth; toda la información geoespacial se procesó empleando georreferenciación al sistema de coordenadas planas Magna Colombia Bogotá. 01.02.01.

Información Cartográfica

La información cartográfica empleada correspondiente al estudio de topografía que se ha realizado en la zona a intervenir. 01.02.02.

Información Hidrometeorologica

La evaluación hidroclimatica, para fines del presente proyecto, contempla el análisis de la precipitación y las variables climatológicas de temperatura y humedad relativa. Teniendo en cuenta la ubicación del corredor vial es necesario utilizar estaciones de la zona que registren los comportamientos de estas variables. Para efectos de analizar las variables climatológicas se consideran estaciones que contemplen los siguientes criterios dentro del catálogo facilitado por el SENAMHI. 

Como primera acción se localizan las estaciones operando en la zona, mas próximas al ámbito de estudio, de forma que las mismas cubriesen las cuencas propias.



La elección de las estaciones a considerar se basa en la fiabilidad y homogeneidad de datos y situación relativa de las estaciones respecto del corredor de estudio y de las cuencas vertientes.

Por ende, debido a la cercanía al área de estudio y la inactividad de las estaciones Pitalito y Pitalito 1, se opta por escoger la estación Insfopal, sin embargo, esta estación es Pluviometrica por lo que no cuenta con parámetros de humedad y temperatura, por lo que se considera el uso de la estación Sevilla para tal fin. A continuación, se relacionan en la Tabla 1 y sus reportes del IDEAM se completan en el Anexo1. Cuadro Nº1. Estaciones Hidrometeorologicas IDEAM

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE JAZAN

PROYECTO: “MEJORAMIENTO DE PISTAS Y VEREDAS EN LAS JUNTAS VECINALES DE LA VILLA Y SEÑOR DE LOS MILAGROS, DISTRITO DE JAZAN – BONGARÁ – AMAZONAS”, CODIGO SNIP Nº351055

Imagen Nº2. Ubicación de Estaciones Metereológicas. 01.02.02.01.

Estudios Anteriores

Se tiene conocimiento de un trazado previo de la vía sobre el cual se desarrolla el carreteable existente. Sin embargo, con relación a estudios de carácter hidráulico realizados no se recuperó información durante la etapa de documentación por consiguiente los presentes estudios han sido realizados íntegramente por el consultor. 01.02.03.

CLIMATOLOGÍA

Las condiciones atmosféricas que intervienen en el estado físico del clima, en una zona dada, por un determinado tiempo, se conocen como elementos climáticos, entre otros sobresalen la precipitación, la temperatura y la Humedad Relativa. Para efectos de analizar las variables climatológicas

se

consideran

los

registros

de

las

Estaciones

Insfopal

Código

IDEAM:211010110 y Sevilla IDEAM:21015020. 01.02.03.02.

Precipitación

El área que comprende las cuencas de las corrientes superficiales que interceptan la vía, en lo relacionado con fenómenos de precipitación presentan dos periodos bien diferenciados, uno de sequía que abarca los meses de Diciembre a Febrero y otro de lluvias que va desde Marzo hasta Noviembre, presentando un comportamiento de régimen monomodal. Lo anterior se define con relación a los registros de la Estación Insfopal que reporta una precipitación total anual de 1406.7 mm 01.02.03.03.

Temperatura

La temperatura es considerada como uno de los parámetros climáticos de mayor importancia puesto que controla el nivel de evaporación (indirectamente también la evapotranspiración potencial), la humedad relativa y la dirección de los vientos (los vientos cálidos tienden a ascender y los vientos fríos a descender). Además, influye en los factores hidrológicos, biológicos y económicos de una región. Para este caso se tiene presente los datos obtenidos por la Estación Sevilla, la cual tiene una temperatura media de 20.3 ºC. 01.02.03.04.

Humedad Relativa

La humedad relativa es la relación porcentual entre la cantidad de vapor de agua contenida en un volumen de aire y la que tendría si estuviese saturado a la temperatura a que se encuentra dicho aire. Tambien, se encuentra directamente relacionada con los ciclos de precipitación e inversamente proporcional a los de temperatura. Para este caso se tiene presente los datos de la Estación Sevilla, la cual tiene valores medios de humedad relativa del orden de 81%.

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE JAZAN

PROYECTO: “MEJORAMIENTO DE PISTAS Y VEREDAS EN LAS JUNTAS VECINALES DE LA VILLA Y SEÑOR DE LOS MILAGROS, DISTRITO DE JAZAN – BONGARÁ – AMAZONAS”, CODIGO SNIP Nº351055

01.02.04.

ANALISIS DE PRECIPITACIONES

El análisis de precipitación para el área de influencia del proyecto se realiza con fundamento en los registros de las estaciones relacionadas en la Tabla 1, esto con el propósito de involucrar los posibles efectos orográficos en el comportamiento de las precipitaciones. 01.02.04.05.

Análisis de Precipitación Media

A partir de los registros de precipitación media mensual multianual, para la estación Palestina, se presenta en la Gráfica 1, la distribución temporal de las precipitaciones a través del ciclo anual. Grafico Nº1. Precipitación Media, Estación Insfopal Se observa en el Grafico Nº1, un comportamiento monomodal de la precipitación diferenciando un periodo seco comprendido entre los meses de Diciembre a Febrero y un periodo húmedo de Marzo a Noviembre.

01.02.04.06.

Análisis de Precipitación máxima

Los Análisis de precipitación máxima tienen por objeto la evaluación de eventos extremos que, para un determinado periodo de retorno permitirán mediante la aplicación de modelos lluvia – Escorrentía estimar Caudales de diseño. El análisis de precipitaciones máximas contempla los análisis de frecuencia para los registros de precipitación máxima en 24 horas y la obtención de relaciones intensidad-duraciónfrecuencia para efectos de aplicar metodologías que permitan estimar hidrogramas de lluvia. La Tabla Nº 2 y la gráfica 2 relacionan los resultados del análisis de frecuencia generado a partir de los registros de precipitaciones máximas en 24 horas presentados en el Cuadro 1. Cuadro Nº1. Series de Precipitación Máxima en 24 horas Tabla Nº2. Análisis de frecuencia estación Palestina Grafico Nº2. Análisis de frecuencia estación Palestina La obtención de hietogramas de precipitación se realiza mediante dos enfoques metodológicos que a saber son: tormentas sintéticas tipo SCS para tiempos de concentración superiores a 180 minutos y método de bloque alterno para tiempos de concentración iguales o menores a dicho valor. La aplicación de la metodología del bloque alterno requiere de contar con relaciones I-D-F, las cuales se elaboración a partir de los registros de precipitaciones máximas en 24 horas empleando el Método Simplificado que se relaciona en el Manual de Drenaje de

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE JAZAN

PROYECTO: “MEJORAMIENTO DE PISTAS Y VEREDAS EN LAS JUNTAS VECINALES DE LA VILLA Y SEÑOR DE LOS MILAGROS, DISTRITO DE JAZAN – BONGARÁ – AMAZONAS”, CODIGO SNIP Nº351055

Carreteras 2009. Por otra parte, las relaciones I-D-F son necesarias para la evaluación hidráulica de las obras de drenaje menor. Las relaciones I-D-F presentadas obedecen a la siguiente expresión:

Donde: : intensidad de precipitación, en milímetros hora (mm/h). : Periodo de retorno, en años. : Precipitación Máxima Promedio anual en 24 horas, a nivel multianual. : Parámetros de ajuste de regresión. La Gráfica Nº3, presenta las curvas I-D-F evaluadas para las estaciones relacionadas en la Tabla Nº1. La evaluación de dichas I-D-F, se presentan con mayor detalle en el Anexo 2. CURVAS I-D-F ESTACION INSFOPAL – CODIGO: 21010110 Grafica Nº3. Relación I-D-F estación Insfopal Cabe mencionar que además de la evaluación de caudales o volúmenes de escorrentía concentrados sobre cauces definidos se debe considerar la estimación de volúmenes o caudales generados por escorrentía directa sobre la vía y una franja de área adyacente, que para su adecuado manejo requiere la implementación de obras de drenaje, las cuales normalmente corresponden a alcantarillas y cunetas. La evaluación de dichos volúmenes está ligada al diseño geométrico de la vía e influye directamente en las características geométricas del terraplén (altura), por consiguiente, su desarrollo se presenta en el capítulo correspondiente a hidráulica de obras de drenaje.

02. HIDRÁULICA DE OBRAS DE DRENAJE Uno de los aspectos que influye tanto en la durabilidad como en el servicio normal de una carretera corresponde a las condiciones de drenaje establecidas, es decir, un adecuado sistema de drenaje, normalmente se reflejará en mayor durabilidad de la carretera. El planteamiento del sistema de drenaje para una carretera involucra aspectos de tipo hidrológico e hidráulico que a su vez contempla determinantes de tipo topográfico, es decir, la topografía determina algunos aspectos de tipo hidráulico en lo correspondiente a las velocidades y energía de flujo concentrado sobre un cauce.

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE JAZAN

PROYECTO: “MEJORAMIENTO DE PISTAS Y VEREDAS EN LAS JUNTAS VECINALES DE LA VILLA Y SEÑOR DE LOS MILAGROS, DISTRITO DE JAZAN – BONGARÁ – AMAZONAS”, CODIGO SNIP Nº351055

De acuerdo a la topografía predominante para el sector donde se desarrolla el diseño vial, se encuentra que las condiciones de drenaje eficientes, esto debido a la presencia de pendientes altas. 02.01.

MODELO DE ANÁLISIS HIDRAULICO

Los análisis hidráulicos para determinar la capacidad de las obras de drenaje correspondientes a Alcantarillas, se realizan mediante el modelo y software HY-87.2, desarrollado por la FHWA (Federal Higways Administration), del departamento de transportes de USA, el cual permite realizar la evaluación hidráulica considerando condiciones de flujo gradualmente variado. 02.01.01.

Ecuación de Manning

La ecuación de Manning constituye una de las más utilizadas para análisis de flujo uniforme en canales abiertos, debido a la simplicidad de su forma y a los resultados satisfactorios que arroja.

V = velocidad media, en m/s. Rh = es el radio hidráulico de la sección transversal S = la pendiente de la Línea de energía. n = [s.m^1/3] coeficiente de Manning y tiene la propiedad de permanecer constante para una determinada rugosidad, asumiendo el flujo como permanente, uniforme y turbulento rugoso. Su valor varía dependiendo de las unidades de medidas utilizadas para las otras variables ligadas al dimensionamiento hidráulico. El coeficiente de rugosidad de Manning seve afectado por factores como: a) Rugosidad superficial b) Vegetación c) Irregularidad del Canal d) Alineamiento del canal e) Sedimentación y socavación f)

Tamaño y forma del canal, entre otros.

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE JAZAN

PROYECTO: “MEJORAMIENTO DE PISTAS Y VEREDAS EN LAS JUNTAS VECINALES DE LA VILLA Y SEÑOR DE LOS MILAGROS, DISTRITO DE JAZAN – BONGARÁ – AMAZONAS”, CODIGO SNIP Nº351055

En corriente con fondo granular, el coeficiente de resistencia al flujo presenta variación en función del nivel de ocupación del cauce y de la forma del mismo. El coeficiente de Manning puede ser expresado como:

Donde ng es el coeficiente de rugosidad debido al tamaño de gramo de las particulas del fondo y nf es el coeficiente de rugosidad

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE JAZAN