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CALCULO SOCAVACION RIO SURATA
INTRODUCCION
La subcuenca Riacuteo Charta pertenece a la cuenca del Riacuteo Surataacute que a su vez forma parte de la Cuenca superior del Riacuteo Lebrija la cual se encuentra localizada en el sector noroccidente y centro norte del departamento Posee una extensioacuten total de 7830 hectaacutereas y el aacuterea hasta el sector de influencia es de 3105 has
En aspectos climaacuteticos la cuenca tiene una precipitacioacuten media anual que varia entre 66 y 2065 mm con un ciclo anual de tendencia bimodal con dos periodos lluviosos (Marzo ndash Mayo y Septiembre ndash Noviembre) y dos secos (Dic- Febrero y junio ndash agosto) El rango de variacioacuten de la temperatura instantaacutenea se estima entre valores muy cercanos a cero y 35ordm C la humedad relativa media multianual asciende a 81 El brillo solar anual varia entre 1472 y 1913 horas La evaporacioacuten media multianual varia entre 700 y 1500 mmantildeo
En la cuenca las formaciones vegetales comprenden el Paacuteramo Subpaacuteramo Bosque altoandino bosque Subandino bosque Andino Bosque inferior y vegetacioacuten xerofiacutetica las cuales se localizan desde la parte alta de paacuteramo en los Municipios de Tona California Surataacute Vetas hasta las zonas maacutes bajas de vegetacioacuten xerofiacutetica en los Municipios de Piedecuesta Giroacuten Bucaramanga
La subcuenca del Riacuteo Surataacute tiene una extensioacuten de 68461 hectaacutereas ocupa relieves moderados a fuertemente escarpados o empinados con pendientes desde 7 -12 12-25 25 -50 50-75 la altura miacutenima parte desde 550 msnm que corresponde a la entrega de aguas del riacuteo Surataacute al riacuteo Lebrija y la cota de elevacioacuten maacutexima es de 4200 msnm estaacute localizada en la parte alta de la Microcuenca riacuteo Vetas
Esta cuenca hidrograacutefica es abastecedora de agua para Aacuterea metropolitana de Bucaramanga Su ubicacioacuten es al norte de la ciudad de Bucaramanga y se comunica por la viacutea a los Municipios de la provincia Soto Norte viacutea en regulares condiciones que va paralela a la corriente del riacuteo Surataacute
La subcuenca estaacute conformada por las zonas de vida de bosque inferior tropical bosque Subandino andino alto andino y zona de paacuteramo
Sobre el territorio de la Subcuenca se observan procesos de remocioacuten en masa y deslizamientos La cuenca tiene forma ovalada con tendencia a crecidas torrenciales Hidroloacutegicamente esta conformada por cinco microcuencas Riacuteo Vetas Riacuteo Surataacute alto Riacuteo Charta cuenca donde se encuentra la viacutea riacuteo Tona y riacuteo Surataacute bajo todos afluentes principales del Riacuteo Surataacute
El rendimiento hiacutedrico de la Subcuenca se considera bajo 10 ndash 20 lpskm2 y el iacutendice de escasez en la subcuenca en general se clasifica de acuerdo a la metodologiacutea del IDEAM en la categoriacutea de demanda baja no existiendo problemas de cantidad de agua y presentando algunos problemas de calidad debido a la contaminacioacuten por sedimentos de las explotaciones auriacuteferas producto de las actividades socioeconoacutemicas que se registran en la parte alta de la Subcuenca especialmente en la microcuenca del Riacuteo Vetas
CLIMATOLOGIacuteA
Generalidades
Teniendo en cuenta el estudio de Plan de Manejo Ambiental de la cuenca del Riacuteo Surataacute las caracteriacutesticas de los paraacutemetros principales se resumen a continuacioacuten
Precipitacioacuten
El anaacutelisis de la precipitacioacuten en la zona de estudio se basoacute en la informacioacuten de las estaciones administradas por la CDMB y El IDEAM en las cuales la precipitacioacuten anual promedio variacutea entre 660 a 1200 mm localizada en la parte baja de la Subcuenca del riacuteo Surataacute Bajo y con 2065 mm aproximadamente en la vereda Retiro Chiquito Se consideran zonas con mayor precipitacioacuten en la vereda el Quemado y Ucataacute de la Microcuenca del riacuteo Tona
El reacutegimen de lluvias regional es bimodal con los periacuteodos de invierno comprendidos entre los meses de marzo a mayo o abril a junio en algunas estaciones y tambieacuten entre septiembre y noviembre presentando en promedio entre 9 y 16 diacuteas con precipitacioacuten al mes y precipitaciones maacuteximas diarias entre 20 y 50 mm
Temperatura
En la subcuenca los valores maacutes altos de temperatura se presentan durante los meses de marzo a mayo y el menor en noviembre El rango de variacioacuten de la temperatura instantaacutenea se estima entre valores muy cercanos a cero grados en la parte alta de los paacuteramos de Tasajero Monsalve Vetas y Ramiacuterez influencia del paacuteramo de Berliacuten y con 35degC para la parte baja de la desembocadura del Riacuteo Surataacute
Humedad Relativa
Se observan valores ligeramente mayores en los meses de abril a mayo y de octubre a noviembre A partir de la informacioacuten histoacuterica se estima la humedad relativa media multianual en 81 para la regioacuten de la Subcuenca
Brillo Solar
El brillo solar anual variacutea entre 1472 horasantildeo relacionadas para la parte alta de la subcuenca en la zona de paacuteramos y 1913 horasantildeo en la parte media y baja de la Subcuenca El mayor brillo solar se presenta en los meses de diciembre y enero (aproximadamente 200 horasmes) y el menor en los meses de octubre o junio (entre 90 y 130 horasmes)
Velocidad del Viento
La informacioacuten de vientos en la zona de estudio es muy escasa Los valores medios multianuales en la zona se encuentran entre 1 y 28 ms Los meses con mayor velocidad del viento son febrero marzo y diciembre Los meses que presentan menores valores son junio julio y noviembre
Evaporacioacuten
La evaporacioacuten media multianual en la regioacuten variacutea entre 700 mmantildeo y 1500 mmantildeo Los meses de mayor evaporacioacuten corresponden al periacuteodo diciembre - marzo Los meses de menor evaporacioacuten son septiembre y noviembre Los valores mensuales registrados oscilan entre 45 y 140 mmmes
Evapotranspiracioacuten
La evapotranspiracioacuten representa uno de los mecanismos maacutes importantes de peacuterdida de agua de un sistema hiacutedrico natural Su estimacioacuten es importante para elaborar balances hiacutedricos en la zona de estudio Conceptualmente la evapotranspiracioacuten es el resultado de la transpiracioacuten de las plantas y la evaporacioacuten desde la superficie del suelo yo del agua La evapotranspiracioacuten potencial se define como la evapotranspiracioacuten que ocurririacutea cuando existe un adecuado abastecimiento de humedad a la zona radicular de las plantas y al suelo que proporcione el agua necesaria para un desarrollo oacuteptimo de la vegetacioacuten La evapotranspiracioacuten real contempla la eventual escasez de agua para el sistema suelo - vegetacioacuten en un periacuteodo dado
Se estimaron valores medios anuales entre 910 y 1400 mm Los meses de mayor evapotranspiracioacuten son enero o marzo con valores entre 86 y 125 mm y el de menor es noviembre con valores entre 72 y 108 mm
Zonificacioacuten Climaacutetica
De acuerdo con la metodologiacutea de Thornwaite en la subcuenca del riacuteo Surataacute se presenta un amplio rango de climas que van desde caacutelido huacutemedo en la desembocadura del riacuteo Surataacute al Riacuteo Lebrija hasta el friacuteo huacutemedo en la zona de paacuteramo alto de Monsalve pasando por climas huacutemedos en el piso teacutermico Templado moderadamente huacutemedo en el Friacuteo y muy huacutemedo en el Paacuteramo Bajo condicionando la presencia de excesos o deacuteficit hiacutedricos al grado de aridez o humedad estimado para cada piso teacutermico Es conveniente tener en cuenta que la zonificacioacuten climaacutetica propuesta por Thornwaite tiene como objetivo identificar enclaves climaacuteticos por lo cual en su concepcioacuten incluye un amplio rango de condiciones de humedad
En la parte media de la subcuenca en la entrega de aguas del riacuteo Charta al riacuteo Surataacute se observa que el sector de la playa corresponde a zonas con tendencias secas seguidas de zonas ligeramente huacutemedas que componen parte del cantildeoacuten del rioacute Charta y del Riacuteo Surataacute en la microcuenca Surataacute alto las zonas maacutes huacutemedas se encuentran en el sector de la microcuenca Riacuteo Tona y sobre el filo de la microcuenca del riacuteo Charta al costado sur occidental Cabe resaltar que dentro de la Subcuenca existen algunos enclaves de microclimas que corresponden a sectores desde el templado friacuteo huacutemedo al caacutelido seco los cuales se pueden observar en los mapas de clasificacioacuten climaacutetica por microcuencas
HIDROLOGIacuteA
El Riacuteo Surataacute nace en la microcuenca del riacuteo Surataacute alto sobre la cota de los 3800 msnm en el paacuteramo de Monsalve y desemboca en el riacuteo Lebrija en la vereda Santa Rita sobre la cota de los 1000 msnm
La red hidroloacutegica de la subcuenca del Riacuteo Surataacute esta conformada por cinco corrientes tributarias delimitadas en orden ascendente para su ordenamiento y manejo por microcuencas asiacute Riacuteo Vetas Riacuteo Surataacute Alto Riacuteo Charta objeto del estudio Riacuteo Tona y en la parte final la Microcuenca Riacuteo Surataacute Bajo conformando el tributario principal Riacuteo Surataacute
OFERTA HIacuteDRICA
Con base en el rendimiento Hiacutedrico de cada unidad determinada en las distintas Microcuencas se determinaron los rendimientos totales para cada una de ellas obteniendo un total de rendimiento para la Subcuenca de 96607 litros por segundo lo cual representa una oferta total de 3044 millones de metros cuacutebicos siendo la Microcuenca Riacuteo Tona la que mayor aporte hace a la subcuenca con el 30 del total
Para el anaacutelisis se realizan dos caacutelculos de oferta neta El primero con una disminucioacuten en la oferta de cada microcuenca equivalente al 25 por caudal ecoloacutegico y 25 por calidad quedando la Oferta Neta en el 50 del total de la Oferta El segundo caacutelculo se hace de la misma forma para las microcuencas para el caso de nuestro intereacutes tomaremos la cuenca del Riacuteo Charta
Caacutelculos de oferta subcuenca Charta
MICROCUENCA
AREA Has
RENDIMIENTO
HIDRICO LS
OFERTA
TOTAL M3
OFERTA NETA 1
(50 Calidad y Caudal)
OFERTA NETA 2
(Tona y Charta 35
Calidad y Caudal)
CHARTA 7830 1619 50835401 167
25417701 33043010
Fuente Adaptacioacuten por el Grupo de Planificacioacuten y Ordenamiento Ambiental Territorial (POAT) CDMB 2006
SUELOS
En la subcuenca se presentan variedad de suelos en la parte maacutes alta en territorios de los municipios de Vetas Surataacute Charta y Tona se presentan suelos muy superficiales texturas gruesas con fertilidad baja a muy baja estos sectores es que se deben dedicar a la proteccioacuten absoluta fomento y conservacioacuten de la vegetacioacuten y fauna silvestre existente Otro tipo de suelo que se desarrolla en la parte alta y media de la subcuenca en pendientes relativamente altas a moderadas se presentan en sectores de las microcuencas Veta Surataacute Alto Charta y Tona los cuales son muy superficiales con textura franco fina y franco grueso con drenaje natural bueno y fertilidad natural baja Estos suelos se deben dedicar a la implementacioacuten de sistemas agroforestales en pendientes no mayores al 25 es necesario desarrollar praacutecticas de conservacioacuten de suelo por la tendencia a procesos altamente erosivos
El parte media de la subcuenca que corresponderiacutea a la parte central de la microcuenca Charta parte media a baja de la microcuenca Tona y Surataacute alto y pequentildeos sectores en la parte baja de la microcuenca Vetas y en la parte alta de la microcuenca Surataacute bajo Estos territorios estaacuten enmarcados dentro de en un clima medio huacutemedo en donde se presentan suelos profundos y moderadamente superficiales texturas medias moderadamente gruesas en algunos sectores con
saturacioacuten de aluminio fertilidad baja y moderada Estos suelos ameritan practicas de conservaron de suelo realizar practicas de fertilidad y abonamiento
En la parte media a baja de la microcuenca en sectores de las microcuenca Surataacute Alto Tona y en pequentildeos sectores de la microcuenca Vetas Charta y Surataacute Bajo los suelos son superficiales con texturas arcillosas con drenaje natural bueno y fertilidad natural alta Son suelos aptos para actividades agropecuarias tradicionales en no pendientes mayores del 25 por cuanto puede generar procesos de erosioacuten
En la parte baja de la subcuenca sobre el territorio de la microcuenca Surataacute Bajo los suelos estaacuten asociados a relieves quebrados poca profundidad fertilidad muy baja donde se debe dejar la regeneracioacuten vegetal espontaacutenea
CAPACIDA D E USO
La capacidad de uso de la tierra es la determinacioacuten de la categoriacutea de uso maacutes intensivo que puede soportar una unidad de tierra en forma sostenible es decir sin su deterioro (IGAC 1998)
El conocimiento de la capacidad de uso y del uso actual de la tierra son ingredientes baacutesicos en el proceso de planificacioacuten de uso de las tierras
En la clasificacioacuten agroloacutegica1 a medida que aumenta el grado numeacuterico disminuye la aptitud para el uso potencial
Existen ocho clases es asiacute como los suelos de la clase I tienen pocas o ninguna limitacioacuten para la explotacioacuten intensiva estas limitaciones se van haciendo ostensibles hasta llegar a la clase VIII en donde las tierras son totalmente nulas para cualquier explotacioacuten agropecuaria se exceptuacutea la clase V cuyas limitaciones se pueden eliminar con relativa facilidad para pasar posteriormente a una categoriacutea de grado mejor
Las cuatro primeras clases se pueden utilizar en cultivos y ganaderiacutea restringiendo el tipo de cultivo y se requieren praacutecticas de manejo maacutes intensivas para mantener la productividad y sostenibilidad del recurso La clase V esta limitada por presencia de abundantes rocas yo por drenaje natural impedido
1 Este sistema se basa en la clasificacioacuten de las tierras por su capacidad de uso elaborada por el departamento de agricultura de los estados unidos y complementada por la subdireccioacuten Agroloacutegica del Instituto Geograacutefico Agustiacuten Codazzi
Las clases VI y VII presentan limitaciones para la produccioacuten de cultivos transitorios y presentan mayores riesgos a la degradacioacuten de los suelos la clase VI es apta para cultivos permanentes y ganaderiacutea semiintensiva y extensiva controlada la clase VII es apta para explotaciones forestales agroforestales y silvopastoriles con praacutecticas de conservacioacuten que eviten la degradacioacuten de los suelos
La clase VIII tienen severas limitaciones que no son factibles de mejorar razoacuten por la cual las tierras de esta clase deben permanecer en proteccioacuten absoluta para la conservacioacuten del territorio
En la Subcuenca Surataacute se presentan las clases agroloacutegicas II III IV VI VII y VIII en las cinco Microcuencas
Clases Agroloacutegicas de la Subcuenca Riacuteo Charta
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
IVs Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
Las tierras presentan limitaciones para la agricultura y requieren praacutecticas de conservacioacuten de suelos y buen manejo para lograr una produccioacuten sostenible tales como fertilizacioacuten establecimiento de riego y siembras en contorno Las pendientes moderadas las hacen susceptibles a la erosioacuten son aptas para explotacioacuten de cafeacute cantildea y frutales
VIs Charta y Tona Son tierras aptas para una explotacioacuten con pastos o en cultivos de semibosque especialmente cafeacute plaacutetano y frutales Son necesarios programas de encalamiento en eacutestos suelos para contrarrestar el aluminio requieren praacutecticas muy cuidadosas de prevencioacuten de la erosioacuten
VIes Charta Tienen mayores limitaciones para la explotacioacuten agriacutecola por las pendientes pronunciadas la susceptibilidad a la erosioacuten altos contenidos de rocas sobre la superficie o dentro del perfil del suelo Estaacuten ubicadas en las veredas El Roble y la Rinconada Tambieacuten se presenta en Surataacute Bajo y comprende unidades que se encuentran en el piedemonte al norte de Bucaramanga y aacutereas de menor pendiente que se encuentran en los flancos de las laderas del riacuteo Surataacute presentan relieve
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
ondulado a fuertemente quebrado con pendientes de 25 a 50 es frecuente la presencia de piedras dentro del perfil y en la superficie
VIIs Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
Su vocacioacuten debe estar encaminada a programas de reforestacioacuten con bosque protector o productor Los suelos de esta categoriacutea presentan limitaciones consistentes en pendientes muy pronunciadas alta susceptibilidad a la erosioacuten rocas en superficie poca profundidad efectiva en sectores En aacutereas de menor pendiente se puede explotar en ganaderiacutea extensiva en potreros con aacuterboles de leguminosas especialmente evitando el sobrepastoreo
VIIes Charta y Surataacute Bajo
Son suelos limitados por tener erosioacuten ligera a moderada alta susceptibilidad a la misma a causa de las pendientes poca profundidad radicular por afloramiento de rocas y fertilidad natural baja Comprende unidades de montantildea con relieve fuertemente quebrado y escarpado con pendientes mayores del 50 y 25 a 50 algunas veces Por sectores aparece piedra en la superficie del terreno y dentro del perfil
VIIcse Charta El clima seco y las fuertes pendientes hacen que estas tierras no tengan utilidad agropecuaria Los usos maacutes convenientes son la reforestacioacuten con especies tolerantes a la sequiacutea y a las condiciones del suelo En las aacutereas ya deforestadas o en las afectadas por la erosioacuten deben ser tratadas como distritos de recuperacioacuten de suelos con regeneracioacuten espontaacutenea
VIII Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
En cada Microcuenca tiene condiciones particulares de aptitud En Charta estaacuten ubicadas en la parte alta de la montantildea en clima muy friacuteo huacutemedo lo cual constituye un limitante para su desarrollo El relieve es quebrado y escarpado con abundantes afloramientos rocosos los suelos son muy superficiales a superficiales Las condiciones anteriores ameritan la regeneracioacuten natural de la vegetacioacuten deben por lo tanto dedicarse a la conservacioacuten del medio natural para el
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
sostenimiento de la vida silvestre y proteccioacuten de la cabecera de la microcuenca del riacuteo Charta En Surataacute Alto y tona la vocacioacuten debe estar encaminada a la conservacioacuten fomento de la vegetacioacuten y de la vida silvestre existente En Surataacute bajo corresponden al cantildeoacuten del riacuteo con pendientes pronunciadas y clima seco
En Vetas deben destinarse para el crecimiento de la flora y fauna nativas y como reservorios de agua ya que en estas aacutereas tienen su nacimiento importantes corrientes hiacutedricas abastecedoras
Fuente IGAC y Planes de Ordenamiento Ambiental de la Subcuenca riacuteo Surataacute Adaptado por el
Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Consolidado de descripcioacuten de los usos y coberturas de las tierras
Mic
rocu
en
ca
Tierras Agropecuarias
Agroforestal
Bosq
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Pasto
s
Silvoag
riacutecola
- silvop
asto
ril
Charta 192 3410 522 1703 957 1029 - 17 7830
Fuente Adaptado por el Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Curvas de IFD
Teniendo en cuenta que se desea evaluar caudales maacuteximos en periodos de retornos de 100 antildeos una de las metodologiacuteas utilizan intensidad de lluvia se procedioacute a elaboracioacuten de las curvas de idf
Para el anaacutelisis de precipitacioacuten en la zona de estudio se derivaron las curvas sinteacuteticas de Intensidad-Duracioacuten-Frecuencia IDF para la estacioacuten mencionada utilizando la metodologiacutea propuesta por Vargas y Diacuteaz-Granados (1998) como funcioacuten del promedio del valor maacuteximo anual de precipitacioacuten diaria M el promedio del nuacutemero de diacuteas con lluvia al antildeo N la precipitacioacuten media anual PT y la regioacuten geograacutefica donde se encuentra localizada la estacioacuten
La formulacioacuten general para encontrar la intensidad media I en mmhr se da como sigue
I=a Tb
tcM d
I=a Tb
tcM d Ne
fedc
b
PTNMt
TaI
Donde
T = Periacuteodo de retorno en antildeos
t = Duracioacuten de la tormenta en horas
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Vivero Surataacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 5 Curva de I-F-D Estacioacuten Vivero Surataacute
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Cachiriacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 6 Curvas I-F- D Estacioacuten Cachiriacute
T antildeosDuracion de la lluvia (min)
5 10 15 20 25 30 6714
2 30766 21755 17763 15383 13759 12560 82683 34739 24564 20057 17370 15536 14182 95665 39164 27693 22612 19582 17515 15989 11012
10 44725 31625 25822 22362 20001 18259 1282825 51750 36593 29878 25875 23143 21127 1512350 56962 40278 32887 28481 25474 23255 16825
100 62135 43936 35874 31068 27788 25367 18515Tabla de intensidad para el tiempo de concetracioacuten
DETERMINACIOacuteN DE CAUDALES
Para la determinacioacuten de los caudales maacuteximos se utilizoacute la metodologiacutea el Meacutetodo Racional
Las aacutereas de drenaje de las estructuras evaluadas para este proyecto Matanza ndash Surataacute se desarrollo conceptualmente en 1 unidad hidroloacutegica para la cual se determino sus caracteriacutesticas topograacuteficas e hidroloacutegicas
Caracteriacutesticas topograacuteficas
El movimiento del agua dentro de la cuenca es una funcioacuten compleja que depende de las caracteriacutesticas fisiograacuteficas de la cuenca Para la determinacioacuten de estas caracteriacutesticas se utilizoacute cartografiacutea base del IGAC escala 125000 disponible en el proyecto PLAN E MANEJO AMBIENTAL DE LA CUENCA DEL RIO SURATA
Aacuterea de Drenaje
El aacuterea de drenaje para cada estructura se obtuvo utilizando el software ArcGis 93 en este se montoacute la cartografiacutea base y la topografiacutea de la correspondiente viacutea usando las herramientas se trazoacute el aacuterea para estructura como un poliacutegono y de esta forma de obtuvieron las aacutereas hasta el punto de intereacutes
Diferencia de nivel
Se obtuvo utilizando la misma cartografiacutea y se determinoacute como la diferencia entre la cota maacutes alta de la cuenca y el cierre de la cuenca con la viacutea
Descripcioacuten ValorAacuterea de influencia 25104 HasLongitud 10265 MetrosAltura Maacutexima 1800 msnmAltura Miacutenima 1100 msnm
Caracteriacutesticas Hidroloacutegicas
Coeficiente de escorrentiacutea
Este coeficiente adimensional estaacute definido por Chow et al (1993) como la tasa pico de escorrentiacutea directa y la intensidad promedio de precipitacioacuten en una tormenta y es funcioacuten del periacuteodo de retorno y de factores como la pendiente de la cuenca las caracteriacutesticas del terreno del almacenamiento y otras caracteriacutesticas de detencioacuten
Para el caacutelculo del coeficiente de escorrentiacutea se utilizoacute la metodologiacutea propuesta por TEMEZ (1978) para pequentildeas cuencas
C=(PdminusPo)(Pd+23Po )
(Pd+11Po )2
Donde
C = Coeficiente de escorrentiacutea
Po = Paraacutemetro que depende del uso y tipo de suelo de la cobertura vegetal de la cuenca y de la humedad
antecedente
Pd = Precipitacioacuten maacutexima en 24 horas para los antildeos de periacuteodo de retorno T y para un tiempo de concentracioacuten Tc obtenida de las curvas IFD
El valor de Po se determina utilizando la Ecuacioacuten presentada y a partir del Nuacutemero de Curva (CN)
Po=5080minus50 8lowastCNCN
Donde CN es un paraacutemetro propuesto por el SCS para determinar la retencioacuten potencial maacutexima del suelo en una cuenca y se aplica para valores de humedad antecedente propios de cada cuenca y se obtiene con base en el tipo de suelo y su condicioacuten hidroloacutegica
S=1000CN
minus10
Donde
S = Retencioacuten potencial maacutexima (pulg)
CN = Curva Numero
Del anaacutelisis de los registros de precipitacioacuten maacutexima en 24 horas no se encontraron registros de condiciones de humedad antecedentes mayores a los 5 cm en los cinco diacuteas anteriores al evento extremo De acuerdo a este anaacutelisis y con la clasificacioacuten de condicioacuten de humedad antecedente propuesta por el SCS la areas de drenaje se clasifica dentro del Tipo II
Para la determinacioacuten del CN se utilizaron los planos de Suelos y Uso de suelos actual a una escala 12500 presentados en el estudio General de suelos y Zonificacioacuten de Tierras para el departamento de Santander desarrollado conjuntamente por la CDMB CAS y el Instituto Geograacutefico Agustin Codazzi en el antildeo 2003
Tomando la informacioacuten de cobertura y suelos del estudio Plan de Manejo Ambiental de la Cuenca del Riacuteo Surataacute sector Riacuteo Charta El valor promedio fue de 070
Tiempo de Concentracioacuten
Este definido como el tiempo que tarda en llegar una gota de lluvia caiacuteda en el extremo hidraacuteulicamente maacutes alejado de la cuenca hasta el punto de disentildeo y se determina mediante formulas experimentales las cuales se presentan a continuacioacuten
Ecuacioacuten de Kirpich (1940)
Desarrollada a partir de informacioacuten del SCS en siete cuencas rurales en Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3-10) y fue adoptada por la Direccioacuten General de Carreteras de Espantildea (MOPU) y por la State of California Divisioacuten of Highways Dicha ecuacioacuten relaciona el tiempo de concentracioacuten con la pendiente y la longitud Su uso es aplicable en pequentildeas cuencas
TC=3 9756lowastL0 77
S0 385
Donde
Tc= Tiempo de concentracioacuten en min
L= Longitud del cauce desde el punto maacutes alejado de la cuenca hasta el sitio de intereacutes en km
S= Pendiente ponderada del cauce principal en mm
Cuando esta ecuacioacuten se utiliza para flujo superficial en concreto o asfalto debe multiplicarse por 04 para canales de concreto por 03 y no debe ajustarse para flujo superficial en suelo descubierto o cunetas
El valor estimado fue de 6714 minutos
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
0 05 1 15 2 25 3
Caud
al (
m3
sm
m)
Tiempo (horas)
HU Tiempo de concentracioacuten
Grafica 7 Hidrograma Unitario para tiempo de concentracioacuten
Meacutetodos y Modelos de caacutelculo de caudales
Se reconocen dos tipos de teacutecnicas para la estimacioacuten de caudales maacuteximos probables en una cuenca Los primeros son meacutetodos estadiacutesticos basados en el ajuste de datos histoacutericos de caudales y los segundos son meacutetodos o modelos conceptuales basados en ecuaciones obtenidas del estudio de cuencas Debido a la carencia de datos histoacutericos de caudales se utilizaran como se habiacutea mencionado al inicio del informe diferentes metodologiacuteas conceptuales que se resumen a continuacioacuten
Meacutetodo Racional
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
En la cuenca las formaciones vegetales comprenden el Paacuteramo Subpaacuteramo Bosque altoandino bosque Subandino bosque Andino Bosque inferior y vegetacioacuten xerofiacutetica las cuales se localizan desde la parte alta de paacuteramo en los Municipios de Tona California Surataacute Vetas hasta las zonas maacutes bajas de vegetacioacuten xerofiacutetica en los Municipios de Piedecuesta Giroacuten Bucaramanga
La subcuenca del Riacuteo Surataacute tiene una extensioacuten de 68461 hectaacutereas ocupa relieves moderados a fuertemente escarpados o empinados con pendientes desde 7 -12 12-25 25 -50 50-75 la altura miacutenima parte desde 550 msnm que corresponde a la entrega de aguas del riacuteo Surataacute al riacuteo Lebrija y la cota de elevacioacuten maacutexima es de 4200 msnm estaacute localizada en la parte alta de la Microcuenca riacuteo Vetas
Esta cuenca hidrograacutefica es abastecedora de agua para Aacuterea metropolitana de Bucaramanga Su ubicacioacuten es al norte de la ciudad de Bucaramanga y se comunica por la viacutea a los Municipios de la provincia Soto Norte viacutea en regulares condiciones que va paralela a la corriente del riacuteo Surataacute
La subcuenca estaacute conformada por las zonas de vida de bosque inferior tropical bosque Subandino andino alto andino y zona de paacuteramo
Sobre el territorio de la Subcuenca se observan procesos de remocioacuten en masa y deslizamientos La cuenca tiene forma ovalada con tendencia a crecidas torrenciales Hidroloacutegicamente esta conformada por cinco microcuencas Riacuteo Vetas Riacuteo Surataacute alto Riacuteo Charta cuenca donde se encuentra la viacutea riacuteo Tona y riacuteo Surataacute bajo todos afluentes principales del Riacuteo Surataacute
El rendimiento hiacutedrico de la Subcuenca se considera bajo 10 ndash 20 lpskm2 y el iacutendice de escasez en la subcuenca en general se clasifica de acuerdo a la metodologiacutea del IDEAM en la categoriacutea de demanda baja no existiendo problemas de cantidad de agua y presentando algunos problemas de calidad debido a la contaminacioacuten por sedimentos de las explotaciones auriacuteferas producto de las actividades socioeconoacutemicas que se registran en la parte alta de la Subcuenca especialmente en la microcuenca del Riacuteo Vetas
CLIMATOLOGIacuteA
Generalidades
Teniendo en cuenta el estudio de Plan de Manejo Ambiental de la cuenca del Riacuteo Surataacute las caracteriacutesticas de los paraacutemetros principales se resumen a continuacioacuten
Precipitacioacuten
El anaacutelisis de la precipitacioacuten en la zona de estudio se basoacute en la informacioacuten de las estaciones administradas por la CDMB y El IDEAM en las cuales la precipitacioacuten anual promedio variacutea entre 660 a 1200 mm localizada en la parte baja de la Subcuenca del riacuteo Surataacute Bajo y con 2065 mm aproximadamente en la vereda Retiro Chiquito Se consideran zonas con mayor precipitacioacuten en la vereda el Quemado y Ucataacute de la Microcuenca del riacuteo Tona
El reacutegimen de lluvias regional es bimodal con los periacuteodos de invierno comprendidos entre los meses de marzo a mayo o abril a junio en algunas estaciones y tambieacuten entre septiembre y noviembre presentando en promedio entre 9 y 16 diacuteas con precipitacioacuten al mes y precipitaciones maacuteximas diarias entre 20 y 50 mm
Temperatura
En la subcuenca los valores maacutes altos de temperatura se presentan durante los meses de marzo a mayo y el menor en noviembre El rango de variacioacuten de la temperatura instantaacutenea se estima entre valores muy cercanos a cero grados en la parte alta de los paacuteramos de Tasajero Monsalve Vetas y Ramiacuterez influencia del paacuteramo de Berliacuten y con 35degC para la parte baja de la desembocadura del Riacuteo Surataacute
Humedad Relativa
Se observan valores ligeramente mayores en los meses de abril a mayo y de octubre a noviembre A partir de la informacioacuten histoacuterica se estima la humedad relativa media multianual en 81 para la regioacuten de la Subcuenca
Brillo Solar
El brillo solar anual variacutea entre 1472 horasantildeo relacionadas para la parte alta de la subcuenca en la zona de paacuteramos y 1913 horasantildeo en la parte media y baja de la Subcuenca El mayor brillo solar se presenta en los meses de diciembre y enero (aproximadamente 200 horasmes) y el menor en los meses de octubre o junio (entre 90 y 130 horasmes)
Velocidad del Viento
La informacioacuten de vientos en la zona de estudio es muy escasa Los valores medios multianuales en la zona se encuentran entre 1 y 28 ms Los meses con mayor velocidad del viento son febrero marzo y diciembre Los meses que presentan menores valores son junio julio y noviembre
Evaporacioacuten
La evaporacioacuten media multianual en la regioacuten variacutea entre 700 mmantildeo y 1500 mmantildeo Los meses de mayor evaporacioacuten corresponden al periacuteodo diciembre - marzo Los meses de menor evaporacioacuten son septiembre y noviembre Los valores mensuales registrados oscilan entre 45 y 140 mmmes
Evapotranspiracioacuten
La evapotranspiracioacuten representa uno de los mecanismos maacutes importantes de peacuterdida de agua de un sistema hiacutedrico natural Su estimacioacuten es importante para elaborar balances hiacutedricos en la zona de estudio Conceptualmente la evapotranspiracioacuten es el resultado de la transpiracioacuten de las plantas y la evaporacioacuten desde la superficie del suelo yo del agua La evapotranspiracioacuten potencial se define como la evapotranspiracioacuten que ocurririacutea cuando existe un adecuado abastecimiento de humedad a la zona radicular de las plantas y al suelo que proporcione el agua necesaria para un desarrollo oacuteptimo de la vegetacioacuten La evapotranspiracioacuten real contempla la eventual escasez de agua para el sistema suelo - vegetacioacuten en un periacuteodo dado
Se estimaron valores medios anuales entre 910 y 1400 mm Los meses de mayor evapotranspiracioacuten son enero o marzo con valores entre 86 y 125 mm y el de menor es noviembre con valores entre 72 y 108 mm
Zonificacioacuten Climaacutetica
De acuerdo con la metodologiacutea de Thornwaite en la subcuenca del riacuteo Surataacute se presenta un amplio rango de climas que van desde caacutelido huacutemedo en la desembocadura del riacuteo Surataacute al Riacuteo Lebrija hasta el friacuteo huacutemedo en la zona de paacuteramo alto de Monsalve pasando por climas huacutemedos en el piso teacutermico Templado moderadamente huacutemedo en el Friacuteo y muy huacutemedo en el Paacuteramo Bajo condicionando la presencia de excesos o deacuteficit hiacutedricos al grado de aridez o humedad estimado para cada piso teacutermico Es conveniente tener en cuenta que la zonificacioacuten climaacutetica propuesta por Thornwaite tiene como objetivo identificar enclaves climaacuteticos por lo cual en su concepcioacuten incluye un amplio rango de condiciones de humedad
En la parte media de la subcuenca en la entrega de aguas del riacuteo Charta al riacuteo Surataacute se observa que el sector de la playa corresponde a zonas con tendencias secas seguidas de zonas ligeramente huacutemedas que componen parte del cantildeoacuten del rioacute Charta y del Riacuteo Surataacute en la microcuenca Surataacute alto las zonas maacutes huacutemedas se encuentran en el sector de la microcuenca Riacuteo Tona y sobre el filo de la microcuenca del riacuteo Charta al costado sur occidental Cabe resaltar que dentro de la Subcuenca existen algunos enclaves de microclimas que corresponden a sectores desde el templado friacuteo huacutemedo al caacutelido seco los cuales se pueden observar en los mapas de clasificacioacuten climaacutetica por microcuencas
HIDROLOGIacuteA
El Riacuteo Surataacute nace en la microcuenca del riacuteo Surataacute alto sobre la cota de los 3800 msnm en el paacuteramo de Monsalve y desemboca en el riacuteo Lebrija en la vereda Santa Rita sobre la cota de los 1000 msnm
La red hidroloacutegica de la subcuenca del Riacuteo Surataacute esta conformada por cinco corrientes tributarias delimitadas en orden ascendente para su ordenamiento y manejo por microcuencas asiacute Riacuteo Vetas Riacuteo Surataacute Alto Riacuteo Charta objeto del estudio Riacuteo Tona y en la parte final la Microcuenca Riacuteo Surataacute Bajo conformando el tributario principal Riacuteo Surataacute
OFERTA HIacuteDRICA
Con base en el rendimiento Hiacutedrico de cada unidad determinada en las distintas Microcuencas se determinaron los rendimientos totales para cada una de ellas obteniendo un total de rendimiento para la Subcuenca de 96607 litros por segundo lo cual representa una oferta total de 3044 millones de metros cuacutebicos siendo la Microcuenca Riacuteo Tona la que mayor aporte hace a la subcuenca con el 30 del total
Para el anaacutelisis se realizan dos caacutelculos de oferta neta El primero con una disminucioacuten en la oferta de cada microcuenca equivalente al 25 por caudal ecoloacutegico y 25 por calidad quedando la Oferta Neta en el 50 del total de la Oferta El segundo caacutelculo se hace de la misma forma para las microcuencas para el caso de nuestro intereacutes tomaremos la cuenca del Riacuteo Charta
Caacutelculos de oferta subcuenca Charta
MICROCUENCA
AREA Has
RENDIMIENTO
HIDRICO LS
OFERTA
TOTAL M3
OFERTA NETA 1
(50 Calidad y Caudal)
OFERTA NETA 2
(Tona y Charta 35
Calidad y Caudal)
CHARTA 7830 1619 50835401 167
25417701 33043010
Fuente Adaptacioacuten por el Grupo de Planificacioacuten y Ordenamiento Ambiental Territorial (POAT) CDMB 2006
SUELOS
En la subcuenca se presentan variedad de suelos en la parte maacutes alta en territorios de los municipios de Vetas Surataacute Charta y Tona se presentan suelos muy superficiales texturas gruesas con fertilidad baja a muy baja estos sectores es que se deben dedicar a la proteccioacuten absoluta fomento y conservacioacuten de la vegetacioacuten y fauna silvestre existente Otro tipo de suelo que se desarrolla en la parte alta y media de la subcuenca en pendientes relativamente altas a moderadas se presentan en sectores de las microcuencas Veta Surataacute Alto Charta y Tona los cuales son muy superficiales con textura franco fina y franco grueso con drenaje natural bueno y fertilidad natural baja Estos suelos se deben dedicar a la implementacioacuten de sistemas agroforestales en pendientes no mayores al 25 es necesario desarrollar praacutecticas de conservacioacuten de suelo por la tendencia a procesos altamente erosivos
El parte media de la subcuenca que corresponderiacutea a la parte central de la microcuenca Charta parte media a baja de la microcuenca Tona y Surataacute alto y pequentildeos sectores en la parte baja de la microcuenca Vetas y en la parte alta de la microcuenca Surataacute bajo Estos territorios estaacuten enmarcados dentro de en un clima medio huacutemedo en donde se presentan suelos profundos y moderadamente superficiales texturas medias moderadamente gruesas en algunos sectores con
saturacioacuten de aluminio fertilidad baja y moderada Estos suelos ameritan practicas de conservaron de suelo realizar practicas de fertilidad y abonamiento
En la parte media a baja de la microcuenca en sectores de las microcuenca Surataacute Alto Tona y en pequentildeos sectores de la microcuenca Vetas Charta y Surataacute Bajo los suelos son superficiales con texturas arcillosas con drenaje natural bueno y fertilidad natural alta Son suelos aptos para actividades agropecuarias tradicionales en no pendientes mayores del 25 por cuanto puede generar procesos de erosioacuten
En la parte baja de la subcuenca sobre el territorio de la microcuenca Surataacute Bajo los suelos estaacuten asociados a relieves quebrados poca profundidad fertilidad muy baja donde se debe dejar la regeneracioacuten vegetal espontaacutenea
CAPACIDA D E USO
La capacidad de uso de la tierra es la determinacioacuten de la categoriacutea de uso maacutes intensivo que puede soportar una unidad de tierra en forma sostenible es decir sin su deterioro (IGAC 1998)
El conocimiento de la capacidad de uso y del uso actual de la tierra son ingredientes baacutesicos en el proceso de planificacioacuten de uso de las tierras
En la clasificacioacuten agroloacutegica1 a medida que aumenta el grado numeacuterico disminuye la aptitud para el uso potencial
Existen ocho clases es asiacute como los suelos de la clase I tienen pocas o ninguna limitacioacuten para la explotacioacuten intensiva estas limitaciones se van haciendo ostensibles hasta llegar a la clase VIII en donde las tierras son totalmente nulas para cualquier explotacioacuten agropecuaria se exceptuacutea la clase V cuyas limitaciones se pueden eliminar con relativa facilidad para pasar posteriormente a una categoriacutea de grado mejor
Las cuatro primeras clases se pueden utilizar en cultivos y ganaderiacutea restringiendo el tipo de cultivo y se requieren praacutecticas de manejo maacutes intensivas para mantener la productividad y sostenibilidad del recurso La clase V esta limitada por presencia de abundantes rocas yo por drenaje natural impedido
1 Este sistema se basa en la clasificacioacuten de las tierras por su capacidad de uso elaborada por el departamento de agricultura de los estados unidos y complementada por la subdireccioacuten Agroloacutegica del Instituto Geograacutefico Agustiacuten Codazzi
Las clases VI y VII presentan limitaciones para la produccioacuten de cultivos transitorios y presentan mayores riesgos a la degradacioacuten de los suelos la clase VI es apta para cultivos permanentes y ganaderiacutea semiintensiva y extensiva controlada la clase VII es apta para explotaciones forestales agroforestales y silvopastoriles con praacutecticas de conservacioacuten que eviten la degradacioacuten de los suelos
La clase VIII tienen severas limitaciones que no son factibles de mejorar razoacuten por la cual las tierras de esta clase deben permanecer en proteccioacuten absoluta para la conservacioacuten del territorio
En la Subcuenca Surataacute se presentan las clases agroloacutegicas II III IV VI VII y VIII en las cinco Microcuencas
Clases Agroloacutegicas de la Subcuenca Riacuteo Charta
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
IVs Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
Las tierras presentan limitaciones para la agricultura y requieren praacutecticas de conservacioacuten de suelos y buen manejo para lograr una produccioacuten sostenible tales como fertilizacioacuten establecimiento de riego y siembras en contorno Las pendientes moderadas las hacen susceptibles a la erosioacuten son aptas para explotacioacuten de cafeacute cantildea y frutales
VIs Charta y Tona Son tierras aptas para una explotacioacuten con pastos o en cultivos de semibosque especialmente cafeacute plaacutetano y frutales Son necesarios programas de encalamiento en eacutestos suelos para contrarrestar el aluminio requieren praacutecticas muy cuidadosas de prevencioacuten de la erosioacuten
VIes Charta Tienen mayores limitaciones para la explotacioacuten agriacutecola por las pendientes pronunciadas la susceptibilidad a la erosioacuten altos contenidos de rocas sobre la superficie o dentro del perfil del suelo Estaacuten ubicadas en las veredas El Roble y la Rinconada Tambieacuten se presenta en Surataacute Bajo y comprende unidades que se encuentran en el piedemonte al norte de Bucaramanga y aacutereas de menor pendiente que se encuentran en los flancos de las laderas del riacuteo Surataacute presentan relieve
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
ondulado a fuertemente quebrado con pendientes de 25 a 50 es frecuente la presencia de piedras dentro del perfil y en la superficie
VIIs Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
Su vocacioacuten debe estar encaminada a programas de reforestacioacuten con bosque protector o productor Los suelos de esta categoriacutea presentan limitaciones consistentes en pendientes muy pronunciadas alta susceptibilidad a la erosioacuten rocas en superficie poca profundidad efectiva en sectores En aacutereas de menor pendiente se puede explotar en ganaderiacutea extensiva en potreros con aacuterboles de leguminosas especialmente evitando el sobrepastoreo
VIIes Charta y Surataacute Bajo
Son suelos limitados por tener erosioacuten ligera a moderada alta susceptibilidad a la misma a causa de las pendientes poca profundidad radicular por afloramiento de rocas y fertilidad natural baja Comprende unidades de montantildea con relieve fuertemente quebrado y escarpado con pendientes mayores del 50 y 25 a 50 algunas veces Por sectores aparece piedra en la superficie del terreno y dentro del perfil
VIIcse Charta El clima seco y las fuertes pendientes hacen que estas tierras no tengan utilidad agropecuaria Los usos maacutes convenientes son la reforestacioacuten con especies tolerantes a la sequiacutea y a las condiciones del suelo En las aacutereas ya deforestadas o en las afectadas por la erosioacuten deben ser tratadas como distritos de recuperacioacuten de suelos con regeneracioacuten espontaacutenea
VIII Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
En cada Microcuenca tiene condiciones particulares de aptitud En Charta estaacuten ubicadas en la parte alta de la montantildea en clima muy friacuteo huacutemedo lo cual constituye un limitante para su desarrollo El relieve es quebrado y escarpado con abundantes afloramientos rocosos los suelos son muy superficiales a superficiales Las condiciones anteriores ameritan la regeneracioacuten natural de la vegetacioacuten deben por lo tanto dedicarse a la conservacioacuten del medio natural para el
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
sostenimiento de la vida silvestre y proteccioacuten de la cabecera de la microcuenca del riacuteo Charta En Surataacute Alto y tona la vocacioacuten debe estar encaminada a la conservacioacuten fomento de la vegetacioacuten y de la vida silvestre existente En Surataacute bajo corresponden al cantildeoacuten del riacuteo con pendientes pronunciadas y clima seco
En Vetas deben destinarse para el crecimiento de la flora y fauna nativas y como reservorios de agua ya que en estas aacutereas tienen su nacimiento importantes corrientes hiacutedricas abastecedoras
Fuente IGAC y Planes de Ordenamiento Ambiental de la Subcuenca riacuteo Surataacute Adaptado por el
Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Consolidado de descripcioacuten de los usos y coberturas de las tierras
Mic
rocu
en
ca
Tierras Agropecuarias
Agroforestal
Bosq
ues y
Rastr
ojo
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Bosq
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DM
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L
Cu
ltiv
os y
M
iscelaacute
neos
Pasto
s
Silvoag
riacutecola
- silvop
asto
ril
Charta 192 3410 522 1703 957 1029 - 17 7830
Fuente Adaptado por el Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Curvas de IFD
Teniendo en cuenta que se desea evaluar caudales maacuteximos en periodos de retornos de 100 antildeos una de las metodologiacuteas utilizan intensidad de lluvia se procedioacute a elaboracioacuten de las curvas de idf
Para el anaacutelisis de precipitacioacuten en la zona de estudio se derivaron las curvas sinteacuteticas de Intensidad-Duracioacuten-Frecuencia IDF para la estacioacuten mencionada utilizando la metodologiacutea propuesta por Vargas y Diacuteaz-Granados (1998) como funcioacuten del promedio del valor maacuteximo anual de precipitacioacuten diaria M el promedio del nuacutemero de diacuteas con lluvia al antildeo N la precipitacioacuten media anual PT y la regioacuten geograacutefica donde se encuentra localizada la estacioacuten
La formulacioacuten general para encontrar la intensidad media I en mmhr se da como sigue
I=a Tb
tcM d
I=a Tb
tcM d Ne
fedc
b
PTNMt
TaI
Donde
T = Periacuteodo de retorno en antildeos
t = Duracioacuten de la tormenta en horas
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Vivero Surataacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 5 Curva de I-F-D Estacioacuten Vivero Surataacute
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Cachiriacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 6 Curvas I-F- D Estacioacuten Cachiriacute
T antildeosDuracion de la lluvia (min)
5 10 15 20 25 30 6714
2 30766 21755 17763 15383 13759 12560 82683 34739 24564 20057 17370 15536 14182 95665 39164 27693 22612 19582 17515 15989 11012
10 44725 31625 25822 22362 20001 18259 1282825 51750 36593 29878 25875 23143 21127 1512350 56962 40278 32887 28481 25474 23255 16825
100 62135 43936 35874 31068 27788 25367 18515Tabla de intensidad para el tiempo de concetracioacuten
DETERMINACIOacuteN DE CAUDALES
Para la determinacioacuten de los caudales maacuteximos se utilizoacute la metodologiacutea el Meacutetodo Racional
Las aacutereas de drenaje de las estructuras evaluadas para este proyecto Matanza ndash Surataacute se desarrollo conceptualmente en 1 unidad hidroloacutegica para la cual se determino sus caracteriacutesticas topograacuteficas e hidroloacutegicas
Caracteriacutesticas topograacuteficas
El movimiento del agua dentro de la cuenca es una funcioacuten compleja que depende de las caracteriacutesticas fisiograacuteficas de la cuenca Para la determinacioacuten de estas caracteriacutesticas se utilizoacute cartografiacutea base del IGAC escala 125000 disponible en el proyecto PLAN E MANEJO AMBIENTAL DE LA CUENCA DEL RIO SURATA
Aacuterea de Drenaje
El aacuterea de drenaje para cada estructura se obtuvo utilizando el software ArcGis 93 en este se montoacute la cartografiacutea base y la topografiacutea de la correspondiente viacutea usando las herramientas se trazoacute el aacuterea para estructura como un poliacutegono y de esta forma de obtuvieron las aacutereas hasta el punto de intereacutes
Diferencia de nivel
Se obtuvo utilizando la misma cartografiacutea y se determinoacute como la diferencia entre la cota maacutes alta de la cuenca y el cierre de la cuenca con la viacutea
Descripcioacuten ValorAacuterea de influencia 25104 HasLongitud 10265 MetrosAltura Maacutexima 1800 msnmAltura Miacutenima 1100 msnm
Caracteriacutesticas Hidroloacutegicas
Coeficiente de escorrentiacutea
Este coeficiente adimensional estaacute definido por Chow et al (1993) como la tasa pico de escorrentiacutea directa y la intensidad promedio de precipitacioacuten en una tormenta y es funcioacuten del periacuteodo de retorno y de factores como la pendiente de la cuenca las caracteriacutesticas del terreno del almacenamiento y otras caracteriacutesticas de detencioacuten
Para el caacutelculo del coeficiente de escorrentiacutea se utilizoacute la metodologiacutea propuesta por TEMEZ (1978) para pequentildeas cuencas
C=(PdminusPo)(Pd+23Po )
(Pd+11Po )2
Donde
C = Coeficiente de escorrentiacutea
Po = Paraacutemetro que depende del uso y tipo de suelo de la cobertura vegetal de la cuenca y de la humedad
antecedente
Pd = Precipitacioacuten maacutexima en 24 horas para los antildeos de periacuteodo de retorno T y para un tiempo de concentracioacuten Tc obtenida de las curvas IFD
El valor de Po se determina utilizando la Ecuacioacuten presentada y a partir del Nuacutemero de Curva (CN)
Po=5080minus50 8lowastCNCN
Donde CN es un paraacutemetro propuesto por el SCS para determinar la retencioacuten potencial maacutexima del suelo en una cuenca y se aplica para valores de humedad antecedente propios de cada cuenca y se obtiene con base en el tipo de suelo y su condicioacuten hidroloacutegica
S=1000CN
minus10
Donde
S = Retencioacuten potencial maacutexima (pulg)
CN = Curva Numero
Del anaacutelisis de los registros de precipitacioacuten maacutexima en 24 horas no se encontraron registros de condiciones de humedad antecedentes mayores a los 5 cm en los cinco diacuteas anteriores al evento extremo De acuerdo a este anaacutelisis y con la clasificacioacuten de condicioacuten de humedad antecedente propuesta por el SCS la areas de drenaje se clasifica dentro del Tipo II
Para la determinacioacuten del CN se utilizaron los planos de Suelos y Uso de suelos actual a una escala 12500 presentados en el estudio General de suelos y Zonificacioacuten de Tierras para el departamento de Santander desarrollado conjuntamente por la CDMB CAS y el Instituto Geograacutefico Agustin Codazzi en el antildeo 2003
Tomando la informacioacuten de cobertura y suelos del estudio Plan de Manejo Ambiental de la Cuenca del Riacuteo Surataacute sector Riacuteo Charta El valor promedio fue de 070
Tiempo de Concentracioacuten
Este definido como el tiempo que tarda en llegar una gota de lluvia caiacuteda en el extremo hidraacuteulicamente maacutes alejado de la cuenca hasta el punto de disentildeo y se determina mediante formulas experimentales las cuales se presentan a continuacioacuten
Ecuacioacuten de Kirpich (1940)
Desarrollada a partir de informacioacuten del SCS en siete cuencas rurales en Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3-10) y fue adoptada por la Direccioacuten General de Carreteras de Espantildea (MOPU) y por la State of California Divisioacuten of Highways Dicha ecuacioacuten relaciona el tiempo de concentracioacuten con la pendiente y la longitud Su uso es aplicable en pequentildeas cuencas
TC=3 9756lowastL0 77
S0 385
Donde
Tc= Tiempo de concentracioacuten en min
L= Longitud del cauce desde el punto maacutes alejado de la cuenca hasta el sitio de intereacutes en km
S= Pendiente ponderada del cauce principal en mm
Cuando esta ecuacioacuten se utiliza para flujo superficial en concreto o asfalto debe multiplicarse por 04 para canales de concreto por 03 y no debe ajustarse para flujo superficial en suelo descubierto o cunetas
El valor estimado fue de 6714 minutos
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
0 05 1 15 2 25 3
Caud
al (
m3
sm
m)
Tiempo (horas)
HU Tiempo de concentracioacuten
Grafica 7 Hidrograma Unitario para tiempo de concentracioacuten
Meacutetodos y Modelos de caacutelculo de caudales
Se reconocen dos tipos de teacutecnicas para la estimacioacuten de caudales maacuteximos probables en una cuenca Los primeros son meacutetodos estadiacutesticos basados en el ajuste de datos histoacutericos de caudales y los segundos son meacutetodos o modelos conceptuales basados en ecuaciones obtenidas del estudio de cuencas Debido a la carencia de datos histoacutericos de caudales se utilizaran como se habiacutea mencionado al inicio del informe diferentes metodologiacuteas conceptuales que se resumen a continuacioacuten
Meacutetodo Racional
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
CLIMATOLOGIacuteA
Generalidades
Teniendo en cuenta el estudio de Plan de Manejo Ambiental de la cuenca del Riacuteo Surataacute las caracteriacutesticas de los paraacutemetros principales se resumen a continuacioacuten
Precipitacioacuten
El anaacutelisis de la precipitacioacuten en la zona de estudio se basoacute en la informacioacuten de las estaciones administradas por la CDMB y El IDEAM en las cuales la precipitacioacuten anual promedio variacutea entre 660 a 1200 mm localizada en la parte baja de la Subcuenca del riacuteo Surataacute Bajo y con 2065 mm aproximadamente en la vereda Retiro Chiquito Se consideran zonas con mayor precipitacioacuten en la vereda el Quemado y Ucataacute de la Microcuenca del riacuteo Tona
El reacutegimen de lluvias regional es bimodal con los periacuteodos de invierno comprendidos entre los meses de marzo a mayo o abril a junio en algunas estaciones y tambieacuten entre septiembre y noviembre presentando en promedio entre 9 y 16 diacuteas con precipitacioacuten al mes y precipitaciones maacuteximas diarias entre 20 y 50 mm
Temperatura
En la subcuenca los valores maacutes altos de temperatura se presentan durante los meses de marzo a mayo y el menor en noviembre El rango de variacioacuten de la temperatura instantaacutenea se estima entre valores muy cercanos a cero grados en la parte alta de los paacuteramos de Tasajero Monsalve Vetas y Ramiacuterez influencia del paacuteramo de Berliacuten y con 35degC para la parte baja de la desembocadura del Riacuteo Surataacute
Humedad Relativa
Se observan valores ligeramente mayores en los meses de abril a mayo y de octubre a noviembre A partir de la informacioacuten histoacuterica se estima la humedad relativa media multianual en 81 para la regioacuten de la Subcuenca
Brillo Solar
El brillo solar anual variacutea entre 1472 horasantildeo relacionadas para la parte alta de la subcuenca en la zona de paacuteramos y 1913 horasantildeo en la parte media y baja de la Subcuenca El mayor brillo solar se presenta en los meses de diciembre y enero (aproximadamente 200 horasmes) y el menor en los meses de octubre o junio (entre 90 y 130 horasmes)
Velocidad del Viento
La informacioacuten de vientos en la zona de estudio es muy escasa Los valores medios multianuales en la zona se encuentran entre 1 y 28 ms Los meses con mayor velocidad del viento son febrero marzo y diciembre Los meses que presentan menores valores son junio julio y noviembre
Evaporacioacuten
La evaporacioacuten media multianual en la regioacuten variacutea entre 700 mmantildeo y 1500 mmantildeo Los meses de mayor evaporacioacuten corresponden al periacuteodo diciembre - marzo Los meses de menor evaporacioacuten son septiembre y noviembre Los valores mensuales registrados oscilan entre 45 y 140 mmmes
Evapotranspiracioacuten
La evapotranspiracioacuten representa uno de los mecanismos maacutes importantes de peacuterdida de agua de un sistema hiacutedrico natural Su estimacioacuten es importante para elaborar balances hiacutedricos en la zona de estudio Conceptualmente la evapotranspiracioacuten es el resultado de la transpiracioacuten de las plantas y la evaporacioacuten desde la superficie del suelo yo del agua La evapotranspiracioacuten potencial se define como la evapotranspiracioacuten que ocurririacutea cuando existe un adecuado abastecimiento de humedad a la zona radicular de las plantas y al suelo que proporcione el agua necesaria para un desarrollo oacuteptimo de la vegetacioacuten La evapotranspiracioacuten real contempla la eventual escasez de agua para el sistema suelo - vegetacioacuten en un periacuteodo dado
Se estimaron valores medios anuales entre 910 y 1400 mm Los meses de mayor evapotranspiracioacuten son enero o marzo con valores entre 86 y 125 mm y el de menor es noviembre con valores entre 72 y 108 mm
Zonificacioacuten Climaacutetica
De acuerdo con la metodologiacutea de Thornwaite en la subcuenca del riacuteo Surataacute se presenta un amplio rango de climas que van desde caacutelido huacutemedo en la desembocadura del riacuteo Surataacute al Riacuteo Lebrija hasta el friacuteo huacutemedo en la zona de paacuteramo alto de Monsalve pasando por climas huacutemedos en el piso teacutermico Templado moderadamente huacutemedo en el Friacuteo y muy huacutemedo en el Paacuteramo Bajo condicionando la presencia de excesos o deacuteficit hiacutedricos al grado de aridez o humedad estimado para cada piso teacutermico Es conveniente tener en cuenta que la zonificacioacuten climaacutetica propuesta por Thornwaite tiene como objetivo identificar enclaves climaacuteticos por lo cual en su concepcioacuten incluye un amplio rango de condiciones de humedad
En la parte media de la subcuenca en la entrega de aguas del riacuteo Charta al riacuteo Surataacute se observa que el sector de la playa corresponde a zonas con tendencias secas seguidas de zonas ligeramente huacutemedas que componen parte del cantildeoacuten del rioacute Charta y del Riacuteo Surataacute en la microcuenca Surataacute alto las zonas maacutes huacutemedas se encuentran en el sector de la microcuenca Riacuteo Tona y sobre el filo de la microcuenca del riacuteo Charta al costado sur occidental Cabe resaltar que dentro de la Subcuenca existen algunos enclaves de microclimas que corresponden a sectores desde el templado friacuteo huacutemedo al caacutelido seco los cuales se pueden observar en los mapas de clasificacioacuten climaacutetica por microcuencas
HIDROLOGIacuteA
El Riacuteo Surataacute nace en la microcuenca del riacuteo Surataacute alto sobre la cota de los 3800 msnm en el paacuteramo de Monsalve y desemboca en el riacuteo Lebrija en la vereda Santa Rita sobre la cota de los 1000 msnm
La red hidroloacutegica de la subcuenca del Riacuteo Surataacute esta conformada por cinco corrientes tributarias delimitadas en orden ascendente para su ordenamiento y manejo por microcuencas asiacute Riacuteo Vetas Riacuteo Surataacute Alto Riacuteo Charta objeto del estudio Riacuteo Tona y en la parte final la Microcuenca Riacuteo Surataacute Bajo conformando el tributario principal Riacuteo Surataacute
OFERTA HIacuteDRICA
Con base en el rendimiento Hiacutedrico de cada unidad determinada en las distintas Microcuencas se determinaron los rendimientos totales para cada una de ellas obteniendo un total de rendimiento para la Subcuenca de 96607 litros por segundo lo cual representa una oferta total de 3044 millones de metros cuacutebicos siendo la Microcuenca Riacuteo Tona la que mayor aporte hace a la subcuenca con el 30 del total
Para el anaacutelisis se realizan dos caacutelculos de oferta neta El primero con una disminucioacuten en la oferta de cada microcuenca equivalente al 25 por caudal ecoloacutegico y 25 por calidad quedando la Oferta Neta en el 50 del total de la Oferta El segundo caacutelculo se hace de la misma forma para las microcuencas para el caso de nuestro intereacutes tomaremos la cuenca del Riacuteo Charta
Caacutelculos de oferta subcuenca Charta
MICROCUENCA
AREA Has
RENDIMIENTO
HIDRICO LS
OFERTA
TOTAL M3
OFERTA NETA 1
(50 Calidad y Caudal)
OFERTA NETA 2
(Tona y Charta 35
Calidad y Caudal)
CHARTA 7830 1619 50835401 167
25417701 33043010
Fuente Adaptacioacuten por el Grupo de Planificacioacuten y Ordenamiento Ambiental Territorial (POAT) CDMB 2006
SUELOS
En la subcuenca se presentan variedad de suelos en la parte maacutes alta en territorios de los municipios de Vetas Surataacute Charta y Tona se presentan suelos muy superficiales texturas gruesas con fertilidad baja a muy baja estos sectores es que se deben dedicar a la proteccioacuten absoluta fomento y conservacioacuten de la vegetacioacuten y fauna silvestre existente Otro tipo de suelo que se desarrolla en la parte alta y media de la subcuenca en pendientes relativamente altas a moderadas se presentan en sectores de las microcuencas Veta Surataacute Alto Charta y Tona los cuales son muy superficiales con textura franco fina y franco grueso con drenaje natural bueno y fertilidad natural baja Estos suelos se deben dedicar a la implementacioacuten de sistemas agroforestales en pendientes no mayores al 25 es necesario desarrollar praacutecticas de conservacioacuten de suelo por la tendencia a procesos altamente erosivos
El parte media de la subcuenca que corresponderiacutea a la parte central de la microcuenca Charta parte media a baja de la microcuenca Tona y Surataacute alto y pequentildeos sectores en la parte baja de la microcuenca Vetas y en la parte alta de la microcuenca Surataacute bajo Estos territorios estaacuten enmarcados dentro de en un clima medio huacutemedo en donde se presentan suelos profundos y moderadamente superficiales texturas medias moderadamente gruesas en algunos sectores con
saturacioacuten de aluminio fertilidad baja y moderada Estos suelos ameritan practicas de conservaron de suelo realizar practicas de fertilidad y abonamiento
En la parte media a baja de la microcuenca en sectores de las microcuenca Surataacute Alto Tona y en pequentildeos sectores de la microcuenca Vetas Charta y Surataacute Bajo los suelos son superficiales con texturas arcillosas con drenaje natural bueno y fertilidad natural alta Son suelos aptos para actividades agropecuarias tradicionales en no pendientes mayores del 25 por cuanto puede generar procesos de erosioacuten
En la parte baja de la subcuenca sobre el territorio de la microcuenca Surataacute Bajo los suelos estaacuten asociados a relieves quebrados poca profundidad fertilidad muy baja donde se debe dejar la regeneracioacuten vegetal espontaacutenea
CAPACIDA D E USO
La capacidad de uso de la tierra es la determinacioacuten de la categoriacutea de uso maacutes intensivo que puede soportar una unidad de tierra en forma sostenible es decir sin su deterioro (IGAC 1998)
El conocimiento de la capacidad de uso y del uso actual de la tierra son ingredientes baacutesicos en el proceso de planificacioacuten de uso de las tierras
En la clasificacioacuten agroloacutegica1 a medida que aumenta el grado numeacuterico disminuye la aptitud para el uso potencial
Existen ocho clases es asiacute como los suelos de la clase I tienen pocas o ninguna limitacioacuten para la explotacioacuten intensiva estas limitaciones se van haciendo ostensibles hasta llegar a la clase VIII en donde las tierras son totalmente nulas para cualquier explotacioacuten agropecuaria se exceptuacutea la clase V cuyas limitaciones se pueden eliminar con relativa facilidad para pasar posteriormente a una categoriacutea de grado mejor
Las cuatro primeras clases se pueden utilizar en cultivos y ganaderiacutea restringiendo el tipo de cultivo y se requieren praacutecticas de manejo maacutes intensivas para mantener la productividad y sostenibilidad del recurso La clase V esta limitada por presencia de abundantes rocas yo por drenaje natural impedido
1 Este sistema se basa en la clasificacioacuten de las tierras por su capacidad de uso elaborada por el departamento de agricultura de los estados unidos y complementada por la subdireccioacuten Agroloacutegica del Instituto Geograacutefico Agustiacuten Codazzi
Las clases VI y VII presentan limitaciones para la produccioacuten de cultivos transitorios y presentan mayores riesgos a la degradacioacuten de los suelos la clase VI es apta para cultivos permanentes y ganaderiacutea semiintensiva y extensiva controlada la clase VII es apta para explotaciones forestales agroforestales y silvopastoriles con praacutecticas de conservacioacuten que eviten la degradacioacuten de los suelos
La clase VIII tienen severas limitaciones que no son factibles de mejorar razoacuten por la cual las tierras de esta clase deben permanecer en proteccioacuten absoluta para la conservacioacuten del territorio
En la Subcuenca Surataacute se presentan las clases agroloacutegicas II III IV VI VII y VIII en las cinco Microcuencas
Clases Agroloacutegicas de la Subcuenca Riacuteo Charta
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
IVs Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
Las tierras presentan limitaciones para la agricultura y requieren praacutecticas de conservacioacuten de suelos y buen manejo para lograr una produccioacuten sostenible tales como fertilizacioacuten establecimiento de riego y siembras en contorno Las pendientes moderadas las hacen susceptibles a la erosioacuten son aptas para explotacioacuten de cafeacute cantildea y frutales
VIs Charta y Tona Son tierras aptas para una explotacioacuten con pastos o en cultivos de semibosque especialmente cafeacute plaacutetano y frutales Son necesarios programas de encalamiento en eacutestos suelos para contrarrestar el aluminio requieren praacutecticas muy cuidadosas de prevencioacuten de la erosioacuten
VIes Charta Tienen mayores limitaciones para la explotacioacuten agriacutecola por las pendientes pronunciadas la susceptibilidad a la erosioacuten altos contenidos de rocas sobre la superficie o dentro del perfil del suelo Estaacuten ubicadas en las veredas El Roble y la Rinconada Tambieacuten se presenta en Surataacute Bajo y comprende unidades que se encuentran en el piedemonte al norte de Bucaramanga y aacutereas de menor pendiente que se encuentran en los flancos de las laderas del riacuteo Surataacute presentan relieve
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
ondulado a fuertemente quebrado con pendientes de 25 a 50 es frecuente la presencia de piedras dentro del perfil y en la superficie
VIIs Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
Su vocacioacuten debe estar encaminada a programas de reforestacioacuten con bosque protector o productor Los suelos de esta categoriacutea presentan limitaciones consistentes en pendientes muy pronunciadas alta susceptibilidad a la erosioacuten rocas en superficie poca profundidad efectiva en sectores En aacutereas de menor pendiente se puede explotar en ganaderiacutea extensiva en potreros con aacuterboles de leguminosas especialmente evitando el sobrepastoreo
VIIes Charta y Surataacute Bajo
Son suelos limitados por tener erosioacuten ligera a moderada alta susceptibilidad a la misma a causa de las pendientes poca profundidad radicular por afloramiento de rocas y fertilidad natural baja Comprende unidades de montantildea con relieve fuertemente quebrado y escarpado con pendientes mayores del 50 y 25 a 50 algunas veces Por sectores aparece piedra en la superficie del terreno y dentro del perfil
VIIcse Charta El clima seco y las fuertes pendientes hacen que estas tierras no tengan utilidad agropecuaria Los usos maacutes convenientes son la reforestacioacuten con especies tolerantes a la sequiacutea y a las condiciones del suelo En las aacutereas ya deforestadas o en las afectadas por la erosioacuten deben ser tratadas como distritos de recuperacioacuten de suelos con regeneracioacuten espontaacutenea
VIII Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
En cada Microcuenca tiene condiciones particulares de aptitud En Charta estaacuten ubicadas en la parte alta de la montantildea en clima muy friacuteo huacutemedo lo cual constituye un limitante para su desarrollo El relieve es quebrado y escarpado con abundantes afloramientos rocosos los suelos son muy superficiales a superficiales Las condiciones anteriores ameritan la regeneracioacuten natural de la vegetacioacuten deben por lo tanto dedicarse a la conservacioacuten del medio natural para el
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
sostenimiento de la vida silvestre y proteccioacuten de la cabecera de la microcuenca del riacuteo Charta En Surataacute Alto y tona la vocacioacuten debe estar encaminada a la conservacioacuten fomento de la vegetacioacuten y de la vida silvestre existente En Surataacute bajo corresponden al cantildeoacuten del riacuteo con pendientes pronunciadas y clima seco
En Vetas deben destinarse para el crecimiento de la flora y fauna nativas y como reservorios de agua ya que en estas aacutereas tienen su nacimiento importantes corrientes hiacutedricas abastecedoras
Fuente IGAC y Planes de Ordenamiento Ambiental de la Subcuenca riacuteo Surataacute Adaptado por el
Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Consolidado de descripcioacuten de los usos y coberturas de las tierras
Mic
rocu
en
ca
Tierras Agropecuarias
Agroforestal
Bosq
ues y
Rastr
ojo
s
alt
os
Bosq
ue P
lan
tad
o
Veg
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cioacute
n E
sp
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l -
Pajo
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s
Urb
an
o ndash
DM
- M
Ineriacute
a
TO
TA
L
Cu
ltiv
os y
M
iscelaacute
neos
Pasto
s
Silvoag
riacutecola
- silvop
asto
ril
Charta 192 3410 522 1703 957 1029 - 17 7830
Fuente Adaptado por el Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Curvas de IFD
Teniendo en cuenta que se desea evaluar caudales maacuteximos en periodos de retornos de 100 antildeos una de las metodologiacuteas utilizan intensidad de lluvia se procedioacute a elaboracioacuten de las curvas de idf
Para el anaacutelisis de precipitacioacuten en la zona de estudio se derivaron las curvas sinteacuteticas de Intensidad-Duracioacuten-Frecuencia IDF para la estacioacuten mencionada utilizando la metodologiacutea propuesta por Vargas y Diacuteaz-Granados (1998) como funcioacuten del promedio del valor maacuteximo anual de precipitacioacuten diaria M el promedio del nuacutemero de diacuteas con lluvia al antildeo N la precipitacioacuten media anual PT y la regioacuten geograacutefica donde se encuentra localizada la estacioacuten
La formulacioacuten general para encontrar la intensidad media I en mmhr se da como sigue
I=a Tb
tcM d
I=a Tb
tcM d Ne
fedc
b
PTNMt
TaI
Donde
T = Periacuteodo de retorno en antildeos
t = Duracioacuten de la tormenta en horas
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Vivero Surataacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 5 Curva de I-F-D Estacioacuten Vivero Surataacute
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Cachiriacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 6 Curvas I-F- D Estacioacuten Cachiriacute
T antildeosDuracion de la lluvia (min)
5 10 15 20 25 30 6714
2 30766 21755 17763 15383 13759 12560 82683 34739 24564 20057 17370 15536 14182 95665 39164 27693 22612 19582 17515 15989 11012
10 44725 31625 25822 22362 20001 18259 1282825 51750 36593 29878 25875 23143 21127 1512350 56962 40278 32887 28481 25474 23255 16825
100 62135 43936 35874 31068 27788 25367 18515Tabla de intensidad para el tiempo de concetracioacuten
DETERMINACIOacuteN DE CAUDALES
Para la determinacioacuten de los caudales maacuteximos se utilizoacute la metodologiacutea el Meacutetodo Racional
Las aacutereas de drenaje de las estructuras evaluadas para este proyecto Matanza ndash Surataacute se desarrollo conceptualmente en 1 unidad hidroloacutegica para la cual se determino sus caracteriacutesticas topograacuteficas e hidroloacutegicas
Caracteriacutesticas topograacuteficas
El movimiento del agua dentro de la cuenca es una funcioacuten compleja que depende de las caracteriacutesticas fisiograacuteficas de la cuenca Para la determinacioacuten de estas caracteriacutesticas se utilizoacute cartografiacutea base del IGAC escala 125000 disponible en el proyecto PLAN E MANEJO AMBIENTAL DE LA CUENCA DEL RIO SURATA
Aacuterea de Drenaje
El aacuterea de drenaje para cada estructura se obtuvo utilizando el software ArcGis 93 en este se montoacute la cartografiacutea base y la topografiacutea de la correspondiente viacutea usando las herramientas se trazoacute el aacuterea para estructura como un poliacutegono y de esta forma de obtuvieron las aacutereas hasta el punto de intereacutes
Diferencia de nivel
Se obtuvo utilizando la misma cartografiacutea y se determinoacute como la diferencia entre la cota maacutes alta de la cuenca y el cierre de la cuenca con la viacutea
Descripcioacuten ValorAacuterea de influencia 25104 HasLongitud 10265 MetrosAltura Maacutexima 1800 msnmAltura Miacutenima 1100 msnm
Caracteriacutesticas Hidroloacutegicas
Coeficiente de escorrentiacutea
Este coeficiente adimensional estaacute definido por Chow et al (1993) como la tasa pico de escorrentiacutea directa y la intensidad promedio de precipitacioacuten en una tormenta y es funcioacuten del periacuteodo de retorno y de factores como la pendiente de la cuenca las caracteriacutesticas del terreno del almacenamiento y otras caracteriacutesticas de detencioacuten
Para el caacutelculo del coeficiente de escorrentiacutea se utilizoacute la metodologiacutea propuesta por TEMEZ (1978) para pequentildeas cuencas
C=(PdminusPo)(Pd+23Po )
(Pd+11Po )2
Donde
C = Coeficiente de escorrentiacutea
Po = Paraacutemetro que depende del uso y tipo de suelo de la cobertura vegetal de la cuenca y de la humedad
antecedente
Pd = Precipitacioacuten maacutexima en 24 horas para los antildeos de periacuteodo de retorno T y para un tiempo de concentracioacuten Tc obtenida de las curvas IFD
El valor de Po se determina utilizando la Ecuacioacuten presentada y a partir del Nuacutemero de Curva (CN)
Po=5080minus50 8lowastCNCN
Donde CN es un paraacutemetro propuesto por el SCS para determinar la retencioacuten potencial maacutexima del suelo en una cuenca y se aplica para valores de humedad antecedente propios de cada cuenca y se obtiene con base en el tipo de suelo y su condicioacuten hidroloacutegica
S=1000CN
minus10
Donde
S = Retencioacuten potencial maacutexima (pulg)
CN = Curva Numero
Del anaacutelisis de los registros de precipitacioacuten maacutexima en 24 horas no se encontraron registros de condiciones de humedad antecedentes mayores a los 5 cm en los cinco diacuteas anteriores al evento extremo De acuerdo a este anaacutelisis y con la clasificacioacuten de condicioacuten de humedad antecedente propuesta por el SCS la areas de drenaje se clasifica dentro del Tipo II
Para la determinacioacuten del CN se utilizaron los planos de Suelos y Uso de suelos actual a una escala 12500 presentados en el estudio General de suelos y Zonificacioacuten de Tierras para el departamento de Santander desarrollado conjuntamente por la CDMB CAS y el Instituto Geograacutefico Agustin Codazzi en el antildeo 2003
Tomando la informacioacuten de cobertura y suelos del estudio Plan de Manejo Ambiental de la Cuenca del Riacuteo Surataacute sector Riacuteo Charta El valor promedio fue de 070
Tiempo de Concentracioacuten
Este definido como el tiempo que tarda en llegar una gota de lluvia caiacuteda en el extremo hidraacuteulicamente maacutes alejado de la cuenca hasta el punto de disentildeo y se determina mediante formulas experimentales las cuales se presentan a continuacioacuten
Ecuacioacuten de Kirpich (1940)
Desarrollada a partir de informacioacuten del SCS en siete cuencas rurales en Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3-10) y fue adoptada por la Direccioacuten General de Carreteras de Espantildea (MOPU) y por la State of California Divisioacuten of Highways Dicha ecuacioacuten relaciona el tiempo de concentracioacuten con la pendiente y la longitud Su uso es aplicable en pequentildeas cuencas
TC=3 9756lowastL0 77
S0 385
Donde
Tc= Tiempo de concentracioacuten en min
L= Longitud del cauce desde el punto maacutes alejado de la cuenca hasta el sitio de intereacutes en km
S= Pendiente ponderada del cauce principal en mm
Cuando esta ecuacioacuten se utiliza para flujo superficial en concreto o asfalto debe multiplicarse por 04 para canales de concreto por 03 y no debe ajustarse para flujo superficial en suelo descubierto o cunetas
El valor estimado fue de 6714 minutos
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
0 05 1 15 2 25 3
Caud
al (
m3
sm
m)
Tiempo (horas)
HU Tiempo de concentracioacuten
Grafica 7 Hidrograma Unitario para tiempo de concentracioacuten
Meacutetodos y Modelos de caacutelculo de caudales
Se reconocen dos tipos de teacutecnicas para la estimacioacuten de caudales maacuteximos probables en una cuenca Los primeros son meacutetodos estadiacutesticos basados en el ajuste de datos histoacutericos de caudales y los segundos son meacutetodos o modelos conceptuales basados en ecuaciones obtenidas del estudio de cuencas Debido a la carencia de datos histoacutericos de caudales se utilizaran como se habiacutea mencionado al inicio del informe diferentes metodologiacuteas conceptuales que se resumen a continuacioacuten
Meacutetodo Racional
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
Brillo Solar
El brillo solar anual variacutea entre 1472 horasantildeo relacionadas para la parte alta de la subcuenca en la zona de paacuteramos y 1913 horasantildeo en la parte media y baja de la Subcuenca El mayor brillo solar se presenta en los meses de diciembre y enero (aproximadamente 200 horasmes) y el menor en los meses de octubre o junio (entre 90 y 130 horasmes)
Velocidad del Viento
La informacioacuten de vientos en la zona de estudio es muy escasa Los valores medios multianuales en la zona se encuentran entre 1 y 28 ms Los meses con mayor velocidad del viento son febrero marzo y diciembre Los meses que presentan menores valores son junio julio y noviembre
Evaporacioacuten
La evaporacioacuten media multianual en la regioacuten variacutea entre 700 mmantildeo y 1500 mmantildeo Los meses de mayor evaporacioacuten corresponden al periacuteodo diciembre - marzo Los meses de menor evaporacioacuten son septiembre y noviembre Los valores mensuales registrados oscilan entre 45 y 140 mmmes
Evapotranspiracioacuten
La evapotranspiracioacuten representa uno de los mecanismos maacutes importantes de peacuterdida de agua de un sistema hiacutedrico natural Su estimacioacuten es importante para elaborar balances hiacutedricos en la zona de estudio Conceptualmente la evapotranspiracioacuten es el resultado de la transpiracioacuten de las plantas y la evaporacioacuten desde la superficie del suelo yo del agua La evapotranspiracioacuten potencial se define como la evapotranspiracioacuten que ocurririacutea cuando existe un adecuado abastecimiento de humedad a la zona radicular de las plantas y al suelo que proporcione el agua necesaria para un desarrollo oacuteptimo de la vegetacioacuten La evapotranspiracioacuten real contempla la eventual escasez de agua para el sistema suelo - vegetacioacuten en un periacuteodo dado
Se estimaron valores medios anuales entre 910 y 1400 mm Los meses de mayor evapotranspiracioacuten son enero o marzo con valores entre 86 y 125 mm y el de menor es noviembre con valores entre 72 y 108 mm
Zonificacioacuten Climaacutetica
De acuerdo con la metodologiacutea de Thornwaite en la subcuenca del riacuteo Surataacute se presenta un amplio rango de climas que van desde caacutelido huacutemedo en la desembocadura del riacuteo Surataacute al Riacuteo Lebrija hasta el friacuteo huacutemedo en la zona de paacuteramo alto de Monsalve pasando por climas huacutemedos en el piso teacutermico Templado moderadamente huacutemedo en el Friacuteo y muy huacutemedo en el Paacuteramo Bajo condicionando la presencia de excesos o deacuteficit hiacutedricos al grado de aridez o humedad estimado para cada piso teacutermico Es conveniente tener en cuenta que la zonificacioacuten climaacutetica propuesta por Thornwaite tiene como objetivo identificar enclaves climaacuteticos por lo cual en su concepcioacuten incluye un amplio rango de condiciones de humedad
En la parte media de la subcuenca en la entrega de aguas del riacuteo Charta al riacuteo Surataacute se observa que el sector de la playa corresponde a zonas con tendencias secas seguidas de zonas ligeramente huacutemedas que componen parte del cantildeoacuten del rioacute Charta y del Riacuteo Surataacute en la microcuenca Surataacute alto las zonas maacutes huacutemedas se encuentran en el sector de la microcuenca Riacuteo Tona y sobre el filo de la microcuenca del riacuteo Charta al costado sur occidental Cabe resaltar que dentro de la Subcuenca existen algunos enclaves de microclimas que corresponden a sectores desde el templado friacuteo huacutemedo al caacutelido seco los cuales se pueden observar en los mapas de clasificacioacuten climaacutetica por microcuencas
HIDROLOGIacuteA
El Riacuteo Surataacute nace en la microcuenca del riacuteo Surataacute alto sobre la cota de los 3800 msnm en el paacuteramo de Monsalve y desemboca en el riacuteo Lebrija en la vereda Santa Rita sobre la cota de los 1000 msnm
La red hidroloacutegica de la subcuenca del Riacuteo Surataacute esta conformada por cinco corrientes tributarias delimitadas en orden ascendente para su ordenamiento y manejo por microcuencas asiacute Riacuteo Vetas Riacuteo Surataacute Alto Riacuteo Charta objeto del estudio Riacuteo Tona y en la parte final la Microcuenca Riacuteo Surataacute Bajo conformando el tributario principal Riacuteo Surataacute
OFERTA HIacuteDRICA
Con base en el rendimiento Hiacutedrico de cada unidad determinada en las distintas Microcuencas se determinaron los rendimientos totales para cada una de ellas obteniendo un total de rendimiento para la Subcuenca de 96607 litros por segundo lo cual representa una oferta total de 3044 millones de metros cuacutebicos siendo la Microcuenca Riacuteo Tona la que mayor aporte hace a la subcuenca con el 30 del total
Para el anaacutelisis se realizan dos caacutelculos de oferta neta El primero con una disminucioacuten en la oferta de cada microcuenca equivalente al 25 por caudal ecoloacutegico y 25 por calidad quedando la Oferta Neta en el 50 del total de la Oferta El segundo caacutelculo se hace de la misma forma para las microcuencas para el caso de nuestro intereacutes tomaremos la cuenca del Riacuteo Charta
Caacutelculos de oferta subcuenca Charta
MICROCUENCA
AREA Has
RENDIMIENTO
HIDRICO LS
OFERTA
TOTAL M3
OFERTA NETA 1
(50 Calidad y Caudal)
OFERTA NETA 2
(Tona y Charta 35
Calidad y Caudal)
CHARTA 7830 1619 50835401 167
25417701 33043010
Fuente Adaptacioacuten por el Grupo de Planificacioacuten y Ordenamiento Ambiental Territorial (POAT) CDMB 2006
SUELOS
En la subcuenca se presentan variedad de suelos en la parte maacutes alta en territorios de los municipios de Vetas Surataacute Charta y Tona se presentan suelos muy superficiales texturas gruesas con fertilidad baja a muy baja estos sectores es que se deben dedicar a la proteccioacuten absoluta fomento y conservacioacuten de la vegetacioacuten y fauna silvestre existente Otro tipo de suelo que se desarrolla en la parte alta y media de la subcuenca en pendientes relativamente altas a moderadas se presentan en sectores de las microcuencas Veta Surataacute Alto Charta y Tona los cuales son muy superficiales con textura franco fina y franco grueso con drenaje natural bueno y fertilidad natural baja Estos suelos se deben dedicar a la implementacioacuten de sistemas agroforestales en pendientes no mayores al 25 es necesario desarrollar praacutecticas de conservacioacuten de suelo por la tendencia a procesos altamente erosivos
El parte media de la subcuenca que corresponderiacutea a la parte central de la microcuenca Charta parte media a baja de la microcuenca Tona y Surataacute alto y pequentildeos sectores en la parte baja de la microcuenca Vetas y en la parte alta de la microcuenca Surataacute bajo Estos territorios estaacuten enmarcados dentro de en un clima medio huacutemedo en donde se presentan suelos profundos y moderadamente superficiales texturas medias moderadamente gruesas en algunos sectores con
saturacioacuten de aluminio fertilidad baja y moderada Estos suelos ameritan practicas de conservaron de suelo realizar practicas de fertilidad y abonamiento
En la parte media a baja de la microcuenca en sectores de las microcuenca Surataacute Alto Tona y en pequentildeos sectores de la microcuenca Vetas Charta y Surataacute Bajo los suelos son superficiales con texturas arcillosas con drenaje natural bueno y fertilidad natural alta Son suelos aptos para actividades agropecuarias tradicionales en no pendientes mayores del 25 por cuanto puede generar procesos de erosioacuten
En la parte baja de la subcuenca sobre el territorio de la microcuenca Surataacute Bajo los suelos estaacuten asociados a relieves quebrados poca profundidad fertilidad muy baja donde se debe dejar la regeneracioacuten vegetal espontaacutenea
CAPACIDA D E USO
La capacidad de uso de la tierra es la determinacioacuten de la categoriacutea de uso maacutes intensivo que puede soportar una unidad de tierra en forma sostenible es decir sin su deterioro (IGAC 1998)
El conocimiento de la capacidad de uso y del uso actual de la tierra son ingredientes baacutesicos en el proceso de planificacioacuten de uso de las tierras
En la clasificacioacuten agroloacutegica1 a medida que aumenta el grado numeacuterico disminuye la aptitud para el uso potencial
Existen ocho clases es asiacute como los suelos de la clase I tienen pocas o ninguna limitacioacuten para la explotacioacuten intensiva estas limitaciones se van haciendo ostensibles hasta llegar a la clase VIII en donde las tierras son totalmente nulas para cualquier explotacioacuten agropecuaria se exceptuacutea la clase V cuyas limitaciones se pueden eliminar con relativa facilidad para pasar posteriormente a una categoriacutea de grado mejor
Las cuatro primeras clases se pueden utilizar en cultivos y ganaderiacutea restringiendo el tipo de cultivo y se requieren praacutecticas de manejo maacutes intensivas para mantener la productividad y sostenibilidad del recurso La clase V esta limitada por presencia de abundantes rocas yo por drenaje natural impedido
1 Este sistema se basa en la clasificacioacuten de las tierras por su capacidad de uso elaborada por el departamento de agricultura de los estados unidos y complementada por la subdireccioacuten Agroloacutegica del Instituto Geograacutefico Agustiacuten Codazzi
Las clases VI y VII presentan limitaciones para la produccioacuten de cultivos transitorios y presentan mayores riesgos a la degradacioacuten de los suelos la clase VI es apta para cultivos permanentes y ganaderiacutea semiintensiva y extensiva controlada la clase VII es apta para explotaciones forestales agroforestales y silvopastoriles con praacutecticas de conservacioacuten que eviten la degradacioacuten de los suelos
La clase VIII tienen severas limitaciones que no son factibles de mejorar razoacuten por la cual las tierras de esta clase deben permanecer en proteccioacuten absoluta para la conservacioacuten del territorio
En la Subcuenca Surataacute se presentan las clases agroloacutegicas II III IV VI VII y VIII en las cinco Microcuencas
Clases Agroloacutegicas de la Subcuenca Riacuteo Charta
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
IVs Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
Las tierras presentan limitaciones para la agricultura y requieren praacutecticas de conservacioacuten de suelos y buen manejo para lograr una produccioacuten sostenible tales como fertilizacioacuten establecimiento de riego y siembras en contorno Las pendientes moderadas las hacen susceptibles a la erosioacuten son aptas para explotacioacuten de cafeacute cantildea y frutales
VIs Charta y Tona Son tierras aptas para una explotacioacuten con pastos o en cultivos de semibosque especialmente cafeacute plaacutetano y frutales Son necesarios programas de encalamiento en eacutestos suelos para contrarrestar el aluminio requieren praacutecticas muy cuidadosas de prevencioacuten de la erosioacuten
VIes Charta Tienen mayores limitaciones para la explotacioacuten agriacutecola por las pendientes pronunciadas la susceptibilidad a la erosioacuten altos contenidos de rocas sobre la superficie o dentro del perfil del suelo Estaacuten ubicadas en las veredas El Roble y la Rinconada Tambieacuten se presenta en Surataacute Bajo y comprende unidades que se encuentran en el piedemonte al norte de Bucaramanga y aacutereas de menor pendiente que se encuentran en los flancos de las laderas del riacuteo Surataacute presentan relieve
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
ondulado a fuertemente quebrado con pendientes de 25 a 50 es frecuente la presencia de piedras dentro del perfil y en la superficie
VIIs Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
Su vocacioacuten debe estar encaminada a programas de reforestacioacuten con bosque protector o productor Los suelos de esta categoriacutea presentan limitaciones consistentes en pendientes muy pronunciadas alta susceptibilidad a la erosioacuten rocas en superficie poca profundidad efectiva en sectores En aacutereas de menor pendiente se puede explotar en ganaderiacutea extensiva en potreros con aacuterboles de leguminosas especialmente evitando el sobrepastoreo
VIIes Charta y Surataacute Bajo
Son suelos limitados por tener erosioacuten ligera a moderada alta susceptibilidad a la misma a causa de las pendientes poca profundidad radicular por afloramiento de rocas y fertilidad natural baja Comprende unidades de montantildea con relieve fuertemente quebrado y escarpado con pendientes mayores del 50 y 25 a 50 algunas veces Por sectores aparece piedra en la superficie del terreno y dentro del perfil
VIIcse Charta El clima seco y las fuertes pendientes hacen que estas tierras no tengan utilidad agropecuaria Los usos maacutes convenientes son la reforestacioacuten con especies tolerantes a la sequiacutea y a las condiciones del suelo En las aacutereas ya deforestadas o en las afectadas por la erosioacuten deben ser tratadas como distritos de recuperacioacuten de suelos con regeneracioacuten espontaacutenea
VIII Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
En cada Microcuenca tiene condiciones particulares de aptitud En Charta estaacuten ubicadas en la parte alta de la montantildea en clima muy friacuteo huacutemedo lo cual constituye un limitante para su desarrollo El relieve es quebrado y escarpado con abundantes afloramientos rocosos los suelos son muy superficiales a superficiales Las condiciones anteriores ameritan la regeneracioacuten natural de la vegetacioacuten deben por lo tanto dedicarse a la conservacioacuten del medio natural para el
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
sostenimiento de la vida silvestre y proteccioacuten de la cabecera de la microcuenca del riacuteo Charta En Surataacute Alto y tona la vocacioacuten debe estar encaminada a la conservacioacuten fomento de la vegetacioacuten y de la vida silvestre existente En Surataacute bajo corresponden al cantildeoacuten del riacuteo con pendientes pronunciadas y clima seco
En Vetas deben destinarse para el crecimiento de la flora y fauna nativas y como reservorios de agua ya que en estas aacutereas tienen su nacimiento importantes corrientes hiacutedricas abastecedoras
Fuente IGAC y Planes de Ordenamiento Ambiental de la Subcuenca riacuteo Surataacute Adaptado por el
Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Consolidado de descripcioacuten de los usos y coberturas de las tierras
Mic
rocu
en
ca
Tierras Agropecuarias
Agroforestal
Bosq
ues y
Rastr
ojo
s
alt
os
Bosq
ue P
lan
tad
o
Veg
eta
cioacute
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Pajo
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riale
s
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DM
- M
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a
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TA
L
Cu
ltiv
os y
M
iscelaacute
neos
Pasto
s
Silvoag
riacutecola
- silvop
asto
ril
Charta 192 3410 522 1703 957 1029 - 17 7830
Fuente Adaptado por el Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Curvas de IFD
Teniendo en cuenta que se desea evaluar caudales maacuteximos en periodos de retornos de 100 antildeos una de las metodologiacuteas utilizan intensidad de lluvia se procedioacute a elaboracioacuten de las curvas de idf
Para el anaacutelisis de precipitacioacuten en la zona de estudio se derivaron las curvas sinteacuteticas de Intensidad-Duracioacuten-Frecuencia IDF para la estacioacuten mencionada utilizando la metodologiacutea propuesta por Vargas y Diacuteaz-Granados (1998) como funcioacuten del promedio del valor maacuteximo anual de precipitacioacuten diaria M el promedio del nuacutemero de diacuteas con lluvia al antildeo N la precipitacioacuten media anual PT y la regioacuten geograacutefica donde se encuentra localizada la estacioacuten
La formulacioacuten general para encontrar la intensidad media I en mmhr se da como sigue
I=a Tb
tcM d
I=a Tb
tcM d Ne
fedc
b
PTNMt
TaI
Donde
T = Periacuteodo de retorno en antildeos
t = Duracioacuten de la tormenta en horas
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Vivero Surataacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 5 Curva de I-F-D Estacioacuten Vivero Surataacute
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Cachiriacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 6 Curvas I-F- D Estacioacuten Cachiriacute
T antildeosDuracion de la lluvia (min)
5 10 15 20 25 30 6714
2 30766 21755 17763 15383 13759 12560 82683 34739 24564 20057 17370 15536 14182 95665 39164 27693 22612 19582 17515 15989 11012
10 44725 31625 25822 22362 20001 18259 1282825 51750 36593 29878 25875 23143 21127 1512350 56962 40278 32887 28481 25474 23255 16825
100 62135 43936 35874 31068 27788 25367 18515Tabla de intensidad para el tiempo de concetracioacuten
DETERMINACIOacuteN DE CAUDALES
Para la determinacioacuten de los caudales maacuteximos se utilizoacute la metodologiacutea el Meacutetodo Racional
Las aacutereas de drenaje de las estructuras evaluadas para este proyecto Matanza ndash Surataacute se desarrollo conceptualmente en 1 unidad hidroloacutegica para la cual se determino sus caracteriacutesticas topograacuteficas e hidroloacutegicas
Caracteriacutesticas topograacuteficas
El movimiento del agua dentro de la cuenca es una funcioacuten compleja que depende de las caracteriacutesticas fisiograacuteficas de la cuenca Para la determinacioacuten de estas caracteriacutesticas se utilizoacute cartografiacutea base del IGAC escala 125000 disponible en el proyecto PLAN E MANEJO AMBIENTAL DE LA CUENCA DEL RIO SURATA
Aacuterea de Drenaje
El aacuterea de drenaje para cada estructura se obtuvo utilizando el software ArcGis 93 en este se montoacute la cartografiacutea base y la topografiacutea de la correspondiente viacutea usando las herramientas se trazoacute el aacuterea para estructura como un poliacutegono y de esta forma de obtuvieron las aacutereas hasta el punto de intereacutes
Diferencia de nivel
Se obtuvo utilizando la misma cartografiacutea y se determinoacute como la diferencia entre la cota maacutes alta de la cuenca y el cierre de la cuenca con la viacutea
Descripcioacuten ValorAacuterea de influencia 25104 HasLongitud 10265 MetrosAltura Maacutexima 1800 msnmAltura Miacutenima 1100 msnm
Caracteriacutesticas Hidroloacutegicas
Coeficiente de escorrentiacutea
Este coeficiente adimensional estaacute definido por Chow et al (1993) como la tasa pico de escorrentiacutea directa y la intensidad promedio de precipitacioacuten en una tormenta y es funcioacuten del periacuteodo de retorno y de factores como la pendiente de la cuenca las caracteriacutesticas del terreno del almacenamiento y otras caracteriacutesticas de detencioacuten
Para el caacutelculo del coeficiente de escorrentiacutea se utilizoacute la metodologiacutea propuesta por TEMEZ (1978) para pequentildeas cuencas
C=(PdminusPo)(Pd+23Po )
(Pd+11Po )2
Donde
C = Coeficiente de escorrentiacutea
Po = Paraacutemetro que depende del uso y tipo de suelo de la cobertura vegetal de la cuenca y de la humedad
antecedente
Pd = Precipitacioacuten maacutexima en 24 horas para los antildeos de periacuteodo de retorno T y para un tiempo de concentracioacuten Tc obtenida de las curvas IFD
El valor de Po se determina utilizando la Ecuacioacuten presentada y a partir del Nuacutemero de Curva (CN)
Po=5080minus50 8lowastCNCN
Donde CN es un paraacutemetro propuesto por el SCS para determinar la retencioacuten potencial maacutexima del suelo en una cuenca y se aplica para valores de humedad antecedente propios de cada cuenca y se obtiene con base en el tipo de suelo y su condicioacuten hidroloacutegica
S=1000CN
minus10
Donde
S = Retencioacuten potencial maacutexima (pulg)
CN = Curva Numero
Del anaacutelisis de los registros de precipitacioacuten maacutexima en 24 horas no se encontraron registros de condiciones de humedad antecedentes mayores a los 5 cm en los cinco diacuteas anteriores al evento extremo De acuerdo a este anaacutelisis y con la clasificacioacuten de condicioacuten de humedad antecedente propuesta por el SCS la areas de drenaje se clasifica dentro del Tipo II
Para la determinacioacuten del CN se utilizaron los planos de Suelos y Uso de suelos actual a una escala 12500 presentados en el estudio General de suelos y Zonificacioacuten de Tierras para el departamento de Santander desarrollado conjuntamente por la CDMB CAS y el Instituto Geograacutefico Agustin Codazzi en el antildeo 2003
Tomando la informacioacuten de cobertura y suelos del estudio Plan de Manejo Ambiental de la Cuenca del Riacuteo Surataacute sector Riacuteo Charta El valor promedio fue de 070
Tiempo de Concentracioacuten
Este definido como el tiempo que tarda en llegar una gota de lluvia caiacuteda en el extremo hidraacuteulicamente maacutes alejado de la cuenca hasta el punto de disentildeo y se determina mediante formulas experimentales las cuales se presentan a continuacioacuten
Ecuacioacuten de Kirpich (1940)
Desarrollada a partir de informacioacuten del SCS en siete cuencas rurales en Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3-10) y fue adoptada por la Direccioacuten General de Carreteras de Espantildea (MOPU) y por la State of California Divisioacuten of Highways Dicha ecuacioacuten relaciona el tiempo de concentracioacuten con la pendiente y la longitud Su uso es aplicable en pequentildeas cuencas
TC=3 9756lowastL0 77
S0 385
Donde
Tc= Tiempo de concentracioacuten en min
L= Longitud del cauce desde el punto maacutes alejado de la cuenca hasta el sitio de intereacutes en km
S= Pendiente ponderada del cauce principal en mm
Cuando esta ecuacioacuten se utiliza para flujo superficial en concreto o asfalto debe multiplicarse por 04 para canales de concreto por 03 y no debe ajustarse para flujo superficial en suelo descubierto o cunetas
El valor estimado fue de 6714 minutos
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
0 05 1 15 2 25 3
Caud
al (
m3
sm
m)
Tiempo (horas)
HU Tiempo de concentracioacuten
Grafica 7 Hidrograma Unitario para tiempo de concentracioacuten
Meacutetodos y Modelos de caacutelculo de caudales
Se reconocen dos tipos de teacutecnicas para la estimacioacuten de caudales maacuteximos probables en una cuenca Los primeros son meacutetodos estadiacutesticos basados en el ajuste de datos histoacutericos de caudales y los segundos son meacutetodos o modelos conceptuales basados en ecuaciones obtenidas del estudio de cuencas Debido a la carencia de datos histoacutericos de caudales se utilizaran como se habiacutea mencionado al inicio del informe diferentes metodologiacuteas conceptuales que se resumen a continuacioacuten
Meacutetodo Racional
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
Zonificacioacuten Climaacutetica
De acuerdo con la metodologiacutea de Thornwaite en la subcuenca del riacuteo Surataacute se presenta un amplio rango de climas que van desde caacutelido huacutemedo en la desembocadura del riacuteo Surataacute al Riacuteo Lebrija hasta el friacuteo huacutemedo en la zona de paacuteramo alto de Monsalve pasando por climas huacutemedos en el piso teacutermico Templado moderadamente huacutemedo en el Friacuteo y muy huacutemedo en el Paacuteramo Bajo condicionando la presencia de excesos o deacuteficit hiacutedricos al grado de aridez o humedad estimado para cada piso teacutermico Es conveniente tener en cuenta que la zonificacioacuten climaacutetica propuesta por Thornwaite tiene como objetivo identificar enclaves climaacuteticos por lo cual en su concepcioacuten incluye un amplio rango de condiciones de humedad
En la parte media de la subcuenca en la entrega de aguas del riacuteo Charta al riacuteo Surataacute se observa que el sector de la playa corresponde a zonas con tendencias secas seguidas de zonas ligeramente huacutemedas que componen parte del cantildeoacuten del rioacute Charta y del Riacuteo Surataacute en la microcuenca Surataacute alto las zonas maacutes huacutemedas se encuentran en el sector de la microcuenca Riacuteo Tona y sobre el filo de la microcuenca del riacuteo Charta al costado sur occidental Cabe resaltar que dentro de la Subcuenca existen algunos enclaves de microclimas que corresponden a sectores desde el templado friacuteo huacutemedo al caacutelido seco los cuales se pueden observar en los mapas de clasificacioacuten climaacutetica por microcuencas
HIDROLOGIacuteA
El Riacuteo Surataacute nace en la microcuenca del riacuteo Surataacute alto sobre la cota de los 3800 msnm en el paacuteramo de Monsalve y desemboca en el riacuteo Lebrija en la vereda Santa Rita sobre la cota de los 1000 msnm
La red hidroloacutegica de la subcuenca del Riacuteo Surataacute esta conformada por cinco corrientes tributarias delimitadas en orden ascendente para su ordenamiento y manejo por microcuencas asiacute Riacuteo Vetas Riacuteo Surataacute Alto Riacuteo Charta objeto del estudio Riacuteo Tona y en la parte final la Microcuenca Riacuteo Surataacute Bajo conformando el tributario principal Riacuteo Surataacute
OFERTA HIacuteDRICA
Con base en el rendimiento Hiacutedrico de cada unidad determinada en las distintas Microcuencas se determinaron los rendimientos totales para cada una de ellas obteniendo un total de rendimiento para la Subcuenca de 96607 litros por segundo lo cual representa una oferta total de 3044 millones de metros cuacutebicos siendo la Microcuenca Riacuteo Tona la que mayor aporte hace a la subcuenca con el 30 del total
Para el anaacutelisis se realizan dos caacutelculos de oferta neta El primero con una disminucioacuten en la oferta de cada microcuenca equivalente al 25 por caudal ecoloacutegico y 25 por calidad quedando la Oferta Neta en el 50 del total de la Oferta El segundo caacutelculo se hace de la misma forma para las microcuencas para el caso de nuestro intereacutes tomaremos la cuenca del Riacuteo Charta
Caacutelculos de oferta subcuenca Charta
MICROCUENCA
AREA Has
RENDIMIENTO
HIDRICO LS
OFERTA
TOTAL M3
OFERTA NETA 1
(50 Calidad y Caudal)
OFERTA NETA 2
(Tona y Charta 35
Calidad y Caudal)
CHARTA 7830 1619 50835401 167
25417701 33043010
Fuente Adaptacioacuten por el Grupo de Planificacioacuten y Ordenamiento Ambiental Territorial (POAT) CDMB 2006
SUELOS
En la subcuenca se presentan variedad de suelos en la parte maacutes alta en territorios de los municipios de Vetas Surataacute Charta y Tona se presentan suelos muy superficiales texturas gruesas con fertilidad baja a muy baja estos sectores es que se deben dedicar a la proteccioacuten absoluta fomento y conservacioacuten de la vegetacioacuten y fauna silvestre existente Otro tipo de suelo que se desarrolla en la parte alta y media de la subcuenca en pendientes relativamente altas a moderadas se presentan en sectores de las microcuencas Veta Surataacute Alto Charta y Tona los cuales son muy superficiales con textura franco fina y franco grueso con drenaje natural bueno y fertilidad natural baja Estos suelos se deben dedicar a la implementacioacuten de sistemas agroforestales en pendientes no mayores al 25 es necesario desarrollar praacutecticas de conservacioacuten de suelo por la tendencia a procesos altamente erosivos
El parte media de la subcuenca que corresponderiacutea a la parte central de la microcuenca Charta parte media a baja de la microcuenca Tona y Surataacute alto y pequentildeos sectores en la parte baja de la microcuenca Vetas y en la parte alta de la microcuenca Surataacute bajo Estos territorios estaacuten enmarcados dentro de en un clima medio huacutemedo en donde se presentan suelos profundos y moderadamente superficiales texturas medias moderadamente gruesas en algunos sectores con
saturacioacuten de aluminio fertilidad baja y moderada Estos suelos ameritan practicas de conservaron de suelo realizar practicas de fertilidad y abonamiento
En la parte media a baja de la microcuenca en sectores de las microcuenca Surataacute Alto Tona y en pequentildeos sectores de la microcuenca Vetas Charta y Surataacute Bajo los suelos son superficiales con texturas arcillosas con drenaje natural bueno y fertilidad natural alta Son suelos aptos para actividades agropecuarias tradicionales en no pendientes mayores del 25 por cuanto puede generar procesos de erosioacuten
En la parte baja de la subcuenca sobre el territorio de la microcuenca Surataacute Bajo los suelos estaacuten asociados a relieves quebrados poca profundidad fertilidad muy baja donde se debe dejar la regeneracioacuten vegetal espontaacutenea
CAPACIDA D E USO
La capacidad de uso de la tierra es la determinacioacuten de la categoriacutea de uso maacutes intensivo que puede soportar una unidad de tierra en forma sostenible es decir sin su deterioro (IGAC 1998)
El conocimiento de la capacidad de uso y del uso actual de la tierra son ingredientes baacutesicos en el proceso de planificacioacuten de uso de las tierras
En la clasificacioacuten agroloacutegica1 a medida que aumenta el grado numeacuterico disminuye la aptitud para el uso potencial
Existen ocho clases es asiacute como los suelos de la clase I tienen pocas o ninguna limitacioacuten para la explotacioacuten intensiva estas limitaciones se van haciendo ostensibles hasta llegar a la clase VIII en donde las tierras son totalmente nulas para cualquier explotacioacuten agropecuaria se exceptuacutea la clase V cuyas limitaciones se pueden eliminar con relativa facilidad para pasar posteriormente a una categoriacutea de grado mejor
Las cuatro primeras clases se pueden utilizar en cultivos y ganaderiacutea restringiendo el tipo de cultivo y se requieren praacutecticas de manejo maacutes intensivas para mantener la productividad y sostenibilidad del recurso La clase V esta limitada por presencia de abundantes rocas yo por drenaje natural impedido
1 Este sistema se basa en la clasificacioacuten de las tierras por su capacidad de uso elaborada por el departamento de agricultura de los estados unidos y complementada por la subdireccioacuten Agroloacutegica del Instituto Geograacutefico Agustiacuten Codazzi
Las clases VI y VII presentan limitaciones para la produccioacuten de cultivos transitorios y presentan mayores riesgos a la degradacioacuten de los suelos la clase VI es apta para cultivos permanentes y ganaderiacutea semiintensiva y extensiva controlada la clase VII es apta para explotaciones forestales agroforestales y silvopastoriles con praacutecticas de conservacioacuten que eviten la degradacioacuten de los suelos
La clase VIII tienen severas limitaciones que no son factibles de mejorar razoacuten por la cual las tierras de esta clase deben permanecer en proteccioacuten absoluta para la conservacioacuten del territorio
En la Subcuenca Surataacute se presentan las clases agroloacutegicas II III IV VI VII y VIII en las cinco Microcuencas
Clases Agroloacutegicas de la Subcuenca Riacuteo Charta
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
IVs Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
Las tierras presentan limitaciones para la agricultura y requieren praacutecticas de conservacioacuten de suelos y buen manejo para lograr una produccioacuten sostenible tales como fertilizacioacuten establecimiento de riego y siembras en contorno Las pendientes moderadas las hacen susceptibles a la erosioacuten son aptas para explotacioacuten de cafeacute cantildea y frutales
VIs Charta y Tona Son tierras aptas para una explotacioacuten con pastos o en cultivos de semibosque especialmente cafeacute plaacutetano y frutales Son necesarios programas de encalamiento en eacutestos suelos para contrarrestar el aluminio requieren praacutecticas muy cuidadosas de prevencioacuten de la erosioacuten
VIes Charta Tienen mayores limitaciones para la explotacioacuten agriacutecola por las pendientes pronunciadas la susceptibilidad a la erosioacuten altos contenidos de rocas sobre la superficie o dentro del perfil del suelo Estaacuten ubicadas en las veredas El Roble y la Rinconada Tambieacuten se presenta en Surataacute Bajo y comprende unidades que se encuentran en el piedemonte al norte de Bucaramanga y aacutereas de menor pendiente que se encuentran en los flancos de las laderas del riacuteo Surataacute presentan relieve
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
ondulado a fuertemente quebrado con pendientes de 25 a 50 es frecuente la presencia de piedras dentro del perfil y en la superficie
VIIs Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
Su vocacioacuten debe estar encaminada a programas de reforestacioacuten con bosque protector o productor Los suelos de esta categoriacutea presentan limitaciones consistentes en pendientes muy pronunciadas alta susceptibilidad a la erosioacuten rocas en superficie poca profundidad efectiva en sectores En aacutereas de menor pendiente se puede explotar en ganaderiacutea extensiva en potreros con aacuterboles de leguminosas especialmente evitando el sobrepastoreo
VIIes Charta y Surataacute Bajo
Son suelos limitados por tener erosioacuten ligera a moderada alta susceptibilidad a la misma a causa de las pendientes poca profundidad radicular por afloramiento de rocas y fertilidad natural baja Comprende unidades de montantildea con relieve fuertemente quebrado y escarpado con pendientes mayores del 50 y 25 a 50 algunas veces Por sectores aparece piedra en la superficie del terreno y dentro del perfil
VIIcse Charta El clima seco y las fuertes pendientes hacen que estas tierras no tengan utilidad agropecuaria Los usos maacutes convenientes son la reforestacioacuten con especies tolerantes a la sequiacutea y a las condiciones del suelo En las aacutereas ya deforestadas o en las afectadas por la erosioacuten deben ser tratadas como distritos de recuperacioacuten de suelos con regeneracioacuten espontaacutenea
VIII Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
En cada Microcuenca tiene condiciones particulares de aptitud En Charta estaacuten ubicadas en la parte alta de la montantildea en clima muy friacuteo huacutemedo lo cual constituye un limitante para su desarrollo El relieve es quebrado y escarpado con abundantes afloramientos rocosos los suelos son muy superficiales a superficiales Las condiciones anteriores ameritan la regeneracioacuten natural de la vegetacioacuten deben por lo tanto dedicarse a la conservacioacuten del medio natural para el
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
sostenimiento de la vida silvestre y proteccioacuten de la cabecera de la microcuenca del riacuteo Charta En Surataacute Alto y tona la vocacioacuten debe estar encaminada a la conservacioacuten fomento de la vegetacioacuten y de la vida silvestre existente En Surataacute bajo corresponden al cantildeoacuten del riacuteo con pendientes pronunciadas y clima seco
En Vetas deben destinarse para el crecimiento de la flora y fauna nativas y como reservorios de agua ya que en estas aacutereas tienen su nacimiento importantes corrientes hiacutedricas abastecedoras
Fuente IGAC y Planes de Ordenamiento Ambiental de la Subcuenca riacuteo Surataacute Adaptado por el
Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Consolidado de descripcioacuten de los usos y coberturas de las tierras
Mic
rocu
en
ca
Tierras Agropecuarias
Agroforestal
Bosq
ues y
Rastr
ojo
s
alt
os
Bosq
ue P
lan
tad
o
Veg
eta
cioacute
n E
sp
ecia
l -
Pajo
nale
s
Tie
rras E
riale
s
Urb
an
o ndash
DM
- M
Ineriacute
a
TO
TA
L
Cu
ltiv
os y
M
iscelaacute
neos
Pasto
s
Silvoag
riacutecola
- silvop
asto
ril
Charta 192 3410 522 1703 957 1029 - 17 7830
Fuente Adaptado por el Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Curvas de IFD
Teniendo en cuenta que se desea evaluar caudales maacuteximos en periodos de retornos de 100 antildeos una de las metodologiacuteas utilizan intensidad de lluvia se procedioacute a elaboracioacuten de las curvas de idf
Para el anaacutelisis de precipitacioacuten en la zona de estudio se derivaron las curvas sinteacuteticas de Intensidad-Duracioacuten-Frecuencia IDF para la estacioacuten mencionada utilizando la metodologiacutea propuesta por Vargas y Diacuteaz-Granados (1998) como funcioacuten del promedio del valor maacuteximo anual de precipitacioacuten diaria M el promedio del nuacutemero de diacuteas con lluvia al antildeo N la precipitacioacuten media anual PT y la regioacuten geograacutefica donde se encuentra localizada la estacioacuten
La formulacioacuten general para encontrar la intensidad media I en mmhr se da como sigue
I=a Tb
tcM d
I=a Tb
tcM d Ne
fedc
b
PTNMt
TaI
Donde
T = Periacuteodo de retorno en antildeos
t = Duracioacuten de la tormenta en horas
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Vivero Surataacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 5 Curva de I-F-D Estacioacuten Vivero Surataacute
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Cachiriacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 6 Curvas I-F- D Estacioacuten Cachiriacute
T antildeosDuracion de la lluvia (min)
5 10 15 20 25 30 6714
2 30766 21755 17763 15383 13759 12560 82683 34739 24564 20057 17370 15536 14182 95665 39164 27693 22612 19582 17515 15989 11012
10 44725 31625 25822 22362 20001 18259 1282825 51750 36593 29878 25875 23143 21127 1512350 56962 40278 32887 28481 25474 23255 16825
100 62135 43936 35874 31068 27788 25367 18515Tabla de intensidad para el tiempo de concetracioacuten
DETERMINACIOacuteN DE CAUDALES
Para la determinacioacuten de los caudales maacuteximos se utilizoacute la metodologiacutea el Meacutetodo Racional
Las aacutereas de drenaje de las estructuras evaluadas para este proyecto Matanza ndash Surataacute se desarrollo conceptualmente en 1 unidad hidroloacutegica para la cual se determino sus caracteriacutesticas topograacuteficas e hidroloacutegicas
Caracteriacutesticas topograacuteficas
El movimiento del agua dentro de la cuenca es una funcioacuten compleja que depende de las caracteriacutesticas fisiograacuteficas de la cuenca Para la determinacioacuten de estas caracteriacutesticas se utilizoacute cartografiacutea base del IGAC escala 125000 disponible en el proyecto PLAN E MANEJO AMBIENTAL DE LA CUENCA DEL RIO SURATA
Aacuterea de Drenaje
El aacuterea de drenaje para cada estructura se obtuvo utilizando el software ArcGis 93 en este se montoacute la cartografiacutea base y la topografiacutea de la correspondiente viacutea usando las herramientas se trazoacute el aacuterea para estructura como un poliacutegono y de esta forma de obtuvieron las aacutereas hasta el punto de intereacutes
Diferencia de nivel
Se obtuvo utilizando la misma cartografiacutea y se determinoacute como la diferencia entre la cota maacutes alta de la cuenca y el cierre de la cuenca con la viacutea
Descripcioacuten ValorAacuterea de influencia 25104 HasLongitud 10265 MetrosAltura Maacutexima 1800 msnmAltura Miacutenima 1100 msnm
Caracteriacutesticas Hidroloacutegicas
Coeficiente de escorrentiacutea
Este coeficiente adimensional estaacute definido por Chow et al (1993) como la tasa pico de escorrentiacutea directa y la intensidad promedio de precipitacioacuten en una tormenta y es funcioacuten del periacuteodo de retorno y de factores como la pendiente de la cuenca las caracteriacutesticas del terreno del almacenamiento y otras caracteriacutesticas de detencioacuten
Para el caacutelculo del coeficiente de escorrentiacutea se utilizoacute la metodologiacutea propuesta por TEMEZ (1978) para pequentildeas cuencas
C=(PdminusPo)(Pd+23Po )
(Pd+11Po )2
Donde
C = Coeficiente de escorrentiacutea
Po = Paraacutemetro que depende del uso y tipo de suelo de la cobertura vegetal de la cuenca y de la humedad
antecedente
Pd = Precipitacioacuten maacutexima en 24 horas para los antildeos de periacuteodo de retorno T y para un tiempo de concentracioacuten Tc obtenida de las curvas IFD
El valor de Po se determina utilizando la Ecuacioacuten presentada y a partir del Nuacutemero de Curva (CN)
Po=5080minus50 8lowastCNCN
Donde CN es un paraacutemetro propuesto por el SCS para determinar la retencioacuten potencial maacutexima del suelo en una cuenca y se aplica para valores de humedad antecedente propios de cada cuenca y se obtiene con base en el tipo de suelo y su condicioacuten hidroloacutegica
S=1000CN
minus10
Donde
S = Retencioacuten potencial maacutexima (pulg)
CN = Curva Numero
Del anaacutelisis de los registros de precipitacioacuten maacutexima en 24 horas no se encontraron registros de condiciones de humedad antecedentes mayores a los 5 cm en los cinco diacuteas anteriores al evento extremo De acuerdo a este anaacutelisis y con la clasificacioacuten de condicioacuten de humedad antecedente propuesta por el SCS la areas de drenaje se clasifica dentro del Tipo II
Para la determinacioacuten del CN se utilizaron los planos de Suelos y Uso de suelos actual a una escala 12500 presentados en el estudio General de suelos y Zonificacioacuten de Tierras para el departamento de Santander desarrollado conjuntamente por la CDMB CAS y el Instituto Geograacutefico Agustin Codazzi en el antildeo 2003
Tomando la informacioacuten de cobertura y suelos del estudio Plan de Manejo Ambiental de la Cuenca del Riacuteo Surataacute sector Riacuteo Charta El valor promedio fue de 070
Tiempo de Concentracioacuten
Este definido como el tiempo que tarda en llegar una gota de lluvia caiacuteda en el extremo hidraacuteulicamente maacutes alejado de la cuenca hasta el punto de disentildeo y se determina mediante formulas experimentales las cuales se presentan a continuacioacuten
Ecuacioacuten de Kirpich (1940)
Desarrollada a partir de informacioacuten del SCS en siete cuencas rurales en Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3-10) y fue adoptada por la Direccioacuten General de Carreteras de Espantildea (MOPU) y por la State of California Divisioacuten of Highways Dicha ecuacioacuten relaciona el tiempo de concentracioacuten con la pendiente y la longitud Su uso es aplicable en pequentildeas cuencas
TC=3 9756lowastL0 77
S0 385
Donde
Tc= Tiempo de concentracioacuten en min
L= Longitud del cauce desde el punto maacutes alejado de la cuenca hasta el sitio de intereacutes en km
S= Pendiente ponderada del cauce principal en mm
Cuando esta ecuacioacuten se utiliza para flujo superficial en concreto o asfalto debe multiplicarse por 04 para canales de concreto por 03 y no debe ajustarse para flujo superficial en suelo descubierto o cunetas
El valor estimado fue de 6714 minutos
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
0 05 1 15 2 25 3
Caud
al (
m3
sm
m)
Tiempo (horas)
HU Tiempo de concentracioacuten
Grafica 7 Hidrograma Unitario para tiempo de concentracioacuten
Meacutetodos y Modelos de caacutelculo de caudales
Se reconocen dos tipos de teacutecnicas para la estimacioacuten de caudales maacuteximos probables en una cuenca Los primeros son meacutetodos estadiacutesticos basados en el ajuste de datos histoacutericos de caudales y los segundos son meacutetodos o modelos conceptuales basados en ecuaciones obtenidas del estudio de cuencas Debido a la carencia de datos histoacutericos de caudales se utilizaran como se habiacutea mencionado al inicio del informe diferentes metodologiacuteas conceptuales que se resumen a continuacioacuten
Meacutetodo Racional
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
Con base en el rendimiento Hiacutedrico de cada unidad determinada en las distintas Microcuencas se determinaron los rendimientos totales para cada una de ellas obteniendo un total de rendimiento para la Subcuenca de 96607 litros por segundo lo cual representa una oferta total de 3044 millones de metros cuacutebicos siendo la Microcuenca Riacuteo Tona la que mayor aporte hace a la subcuenca con el 30 del total
Para el anaacutelisis se realizan dos caacutelculos de oferta neta El primero con una disminucioacuten en la oferta de cada microcuenca equivalente al 25 por caudal ecoloacutegico y 25 por calidad quedando la Oferta Neta en el 50 del total de la Oferta El segundo caacutelculo se hace de la misma forma para las microcuencas para el caso de nuestro intereacutes tomaremos la cuenca del Riacuteo Charta
Caacutelculos de oferta subcuenca Charta
MICROCUENCA
AREA Has
RENDIMIENTO
HIDRICO LS
OFERTA
TOTAL M3
OFERTA NETA 1
(50 Calidad y Caudal)
OFERTA NETA 2
(Tona y Charta 35
Calidad y Caudal)
CHARTA 7830 1619 50835401 167
25417701 33043010
Fuente Adaptacioacuten por el Grupo de Planificacioacuten y Ordenamiento Ambiental Territorial (POAT) CDMB 2006
SUELOS
En la subcuenca se presentan variedad de suelos en la parte maacutes alta en territorios de los municipios de Vetas Surataacute Charta y Tona se presentan suelos muy superficiales texturas gruesas con fertilidad baja a muy baja estos sectores es que se deben dedicar a la proteccioacuten absoluta fomento y conservacioacuten de la vegetacioacuten y fauna silvestre existente Otro tipo de suelo que se desarrolla en la parte alta y media de la subcuenca en pendientes relativamente altas a moderadas se presentan en sectores de las microcuencas Veta Surataacute Alto Charta y Tona los cuales son muy superficiales con textura franco fina y franco grueso con drenaje natural bueno y fertilidad natural baja Estos suelos se deben dedicar a la implementacioacuten de sistemas agroforestales en pendientes no mayores al 25 es necesario desarrollar praacutecticas de conservacioacuten de suelo por la tendencia a procesos altamente erosivos
El parte media de la subcuenca que corresponderiacutea a la parte central de la microcuenca Charta parte media a baja de la microcuenca Tona y Surataacute alto y pequentildeos sectores en la parte baja de la microcuenca Vetas y en la parte alta de la microcuenca Surataacute bajo Estos territorios estaacuten enmarcados dentro de en un clima medio huacutemedo en donde se presentan suelos profundos y moderadamente superficiales texturas medias moderadamente gruesas en algunos sectores con
saturacioacuten de aluminio fertilidad baja y moderada Estos suelos ameritan practicas de conservaron de suelo realizar practicas de fertilidad y abonamiento
En la parte media a baja de la microcuenca en sectores de las microcuenca Surataacute Alto Tona y en pequentildeos sectores de la microcuenca Vetas Charta y Surataacute Bajo los suelos son superficiales con texturas arcillosas con drenaje natural bueno y fertilidad natural alta Son suelos aptos para actividades agropecuarias tradicionales en no pendientes mayores del 25 por cuanto puede generar procesos de erosioacuten
En la parte baja de la subcuenca sobre el territorio de la microcuenca Surataacute Bajo los suelos estaacuten asociados a relieves quebrados poca profundidad fertilidad muy baja donde se debe dejar la regeneracioacuten vegetal espontaacutenea
CAPACIDA D E USO
La capacidad de uso de la tierra es la determinacioacuten de la categoriacutea de uso maacutes intensivo que puede soportar una unidad de tierra en forma sostenible es decir sin su deterioro (IGAC 1998)
El conocimiento de la capacidad de uso y del uso actual de la tierra son ingredientes baacutesicos en el proceso de planificacioacuten de uso de las tierras
En la clasificacioacuten agroloacutegica1 a medida que aumenta el grado numeacuterico disminuye la aptitud para el uso potencial
Existen ocho clases es asiacute como los suelos de la clase I tienen pocas o ninguna limitacioacuten para la explotacioacuten intensiva estas limitaciones se van haciendo ostensibles hasta llegar a la clase VIII en donde las tierras son totalmente nulas para cualquier explotacioacuten agropecuaria se exceptuacutea la clase V cuyas limitaciones se pueden eliminar con relativa facilidad para pasar posteriormente a una categoriacutea de grado mejor
Las cuatro primeras clases se pueden utilizar en cultivos y ganaderiacutea restringiendo el tipo de cultivo y se requieren praacutecticas de manejo maacutes intensivas para mantener la productividad y sostenibilidad del recurso La clase V esta limitada por presencia de abundantes rocas yo por drenaje natural impedido
1 Este sistema se basa en la clasificacioacuten de las tierras por su capacidad de uso elaborada por el departamento de agricultura de los estados unidos y complementada por la subdireccioacuten Agroloacutegica del Instituto Geograacutefico Agustiacuten Codazzi
Las clases VI y VII presentan limitaciones para la produccioacuten de cultivos transitorios y presentan mayores riesgos a la degradacioacuten de los suelos la clase VI es apta para cultivos permanentes y ganaderiacutea semiintensiva y extensiva controlada la clase VII es apta para explotaciones forestales agroforestales y silvopastoriles con praacutecticas de conservacioacuten que eviten la degradacioacuten de los suelos
La clase VIII tienen severas limitaciones que no son factibles de mejorar razoacuten por la cual las tierras de esta clase deben permanecer en proteccioacuten absoluta para la conservacioacuten del territorio
En la Subcuenca Surataacute se presentan las clases agroloacutegicas II III IV VI VII y VIII en las cinco Microcuencas
Clases Agroloacutegicas de la Subcuenca Riacuteo Charta
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
IVs Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
Las tierras presentan limitaciones para la agricultura y requieren praacutecticas de conservacioacuten de suelos y buen manejo para lograr una produccioacuten sostenible tales como fertilizacioacuten establecimiento de riego y siembras en contorno Las pendientes moderadas las hacen susceptibles a la erosioacuten son aptas para explotacioacuten de cafeacute cantildea y frutales
VIs Charta y Tona Son tierras aptas para una explotacioacuten con pastos o en cultivos de semibosque especialmente cafeacute plaacutetano y frutales Son necesarios programas de encalamiento en eacutestos suelos para contrarrestar el aluminio requieren praacutecticas muy cuidadosas de prevencioacuten de la erosioacuten
VIes Charta Tienen mayores limitaciones para la explotacioacuten agriacutecola por las pendientes pronunciadas la susceptibilidad a la erosioacuten altos contenidos de rocas sobre la superficie o dentro del perfil del suelo Estaacuten ubicadas en las veredas El Roble y la Rinconada Tambieacuten se presenta en Surataacute Bajo y comprende unidades que se encuentran en el piedemonte al norte de Bucaramanga y aacutereas de menor pendiente que se encuentran en los flancos de las laderas del riacuteo Surataacute presentan relieve
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
ondulado a fuertemente quebrado con pendientes de 25 a 50 es frecuente la presencia de piedras dentro del perfil y en la superficie
VIIs Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
Su vocacioacuten debe estar encaminada a programas de reforestacioacuten con bosque protector o productor Los suelos de esta categoriacutea presentan limitaciones consistentes en pendientes muy pronunciadas alta susceptibilidad a la erosioacuten rocas en superficie poca profundidad efectiva en sectores En aacutereas de menor pendiente se puede explotar en ganaderiacutea extensiva en potreros con aacuterboles de leguminosas especialmente evitando el sobrepastoreo
VIIes Charta y Surataacute Bajo
Son suelos limitados por tener erosioacuten ligera a moderada alta susceptibilidad a la misma a causa de las pendientes poca profundidad radicular por afloramiento de rocas y fertilidad natural baja Comprende unidades de montantildea con relieve fuertemente quebrado y escarpado con pendientes mayores del 50 y 25 a 50 algunas veces Por sectores aparece piedra en la superficie del terreno y dentro del perfil
VIIcse Charta El clima seco y las fuertes pendientes hacen que estas tierras no tengan utilidad agropecuaria Los usos maacutes convenientes son la reforestacioacuten con especies tolerantes a la sequiacutea y a las condiciones del suelo En las aacutereas ya deforestadas o en las afectadas por la erosioacuten deben ser tratadas como distritos de recuperacioacuten de suelos con regeneracioacuten espontaacutenea
VIII Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
En cada Microcuenca tiene condiciones particulares de aptitud En Charta estaacuten ubicadas en la parte alta de la montantildea en clima muy friacuteo huacutemedo lo cual constituye un limitante para su desarrollo El relieve es quebrado y escarpado con abundantes afloramientos rocosos los suelos son muy superficiales a superficiales Las condiciones anteriores ameritan la regeneracioacuten natural de la vegetacioacuten deben por lo tanto dedicarse a la conservacioacuten del medio natural para el
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
sostenimiento de la vida silvestre y proteccioacuten de la cabecera de la microcuenca del riacuteo Charta En Surataacute Alto y tona la vocacioacuten debe estar encaminada a la conservacioacuten fomento de la vegetacioacuten y de la vida silvestre existente En Surataacute bajo corresponden al cantildeoacuten del riacuteo con pendientes pronunciadas y clima seco
En Vetas deben destinarse para el crecimiento de la flora y fauna nativas y como reservorios de agua ya que en estas aacutereas tienen su nacimiento importantes corrientes hiacutedricas abastecedoras
Fuente IGAC y Planes de Ordenamiento Ambiental de la Subcuenca riacuteo Surataacute Adaptado por el
Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Consolidado de descripcioacuten de los usos y coberturas de las tierras
Mic
rocu
en
ca
Tierras Agropecuarias
Agroforestal
Bosq
ues y
Rastr
ojo
s
alt
os
Bosq
ue P
lan
tad
o
Veg
eta
cioacute
n E
sp
ecia
l -
Pajo
nale
s
Tie
rras E
riale
s
Urb
an
o ndash
DM
- M
Ineriacute
a
TO
TA
L
Cu
ltiv
os y
M
iscelaacute
neos
Pasto
s
Silvoag
riacutecola
- silvop
asto
ril
Charta 192 3410 522 1703 957 1029 - 17 7830
Fuente Adaptado por el Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Curvas de IFD
Teniendo en cuenta que se desea evaluar caudales maacuteximos en periodos de retornos de 100 antildeos una de las metodologiacuteas utilizan intensidad de lluvia se procedioacute a elaboracioacuten de las curvas de idf
Para el anaacutelisis de precipitacioacuten en la zona de estudio se derivaron las curvas sinteacuteticas de Intensidad-Duracioacuten-Frecuencia IDF para la estacioacuten mencionada utilizando la metodologiacutea propuesta por Vargas y Diacuteaz-Granados (1998) como funcioacuten del promedio del valor maacuteximo anual de precipitacioacuten diaria M el promedio del nuacutemero de diacuteas con lluvia al antildeo N la precipitacioacuten media anual PT y la regioacuten geograacutefica donde se encuentra localizada la estacioacuten
La formulacioacuten general para encontrar la intensidad media I en mmhr se da como sigue
I=a Tb
tcM d
I=a Tb
tcM d Ne
fedc
b
PTNMt
TaI
Donde
T = Periacuteodo de retorno en antildeos
t = Duracioacuten de la tormenta en horas
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Vivero Surataacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 5 Curva de I-F-D Estacioacuten Vivero Surataacute
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Cachiriacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 6 Curvas I-F- D Estacioacuten Cachiriacute
T antildeosDuracion de la lluvia (min)
5 10 15 20 25 30 6714
2 30766 21755 17763 15383 13759 12560 82683 34739 24564 20057 17370 15536 14182 95665 39164 27693 22612 19582 17515 15989 11012
10 44725 31625 25822 22362 20001 18259 1282825 51750 36593 29878 25875 23143 21127 1512350 56962 40278 32887 28481 25474 23255 16825
100 62135 43936 35874 31068 27788 25367 18515Tabla de intensidad para el tiempo de concetracioacuten
DETERMINACIOacuteN DE CAUDALES
Para la determinacioacuten de los caudales maacuteximos se utilizoacute la metodologiacutea el Meacutetodo Racional
Las aacutereas de drenaje de las estructuras evaluadas para este proyecto Matanza ndash Surataacute se desarrollo conceptualmente en 1 unidad hidroloacutegica para la cual se determino sus caracteriacutesticas topograacuteficas e hidroloacutegicas
Caracteriacutesticas topograacuteficas
El movimiento del agua dentro de la cuenca es una funcioacuten compleja que depende de las caracteriacutesticas fisiograacuteficas de la cuenca Para la determinacioacuten de estas caracteriacutesticas se utilizoacute cartografiacutea base del IGAC escala 125000 disponible en el proyecto PLAN E MANEJO AMBIENTAL DE LA CUENCA DEL RIO SURATA
Aacuterea de Drenaje
El aacuterea de drenaje para cada estructura se obtuvo utilizando el software ArcGis 93 en este se montoacute la cartografiacutea base y la topografiacutea de la correspondiente viacutea usando las herramientas se trazoacute el aacuterea para estructura como un poliacutegono y de esta forma de obtuvieron las aacutereas hasta el punto de intereacutes
Diferencia de nivel
Se obtuvo utilizando la misma cartografiacutea y se determinoacute como la diferencia entre la cota maacutes alta de la cuenca y el cierre de la cuenca con la viacutea
Descripcioacuten ValorAacuterea de influencia 25104 HasLongitud 10265 MetrosAltura Maacutexima 1800 msnmAltura Miacutenima 1100 msnm
Caracteriacutesticas Hidroloacutegicas
Coeficiente de escorrentiacutea
Este coeficiente adimensional estaacute definido por Chow et al (1993) como la tasa pico de escorrentiacutea directa y la intensidad promedio de precipitacioacuten en una tormenta y es funcioacuten del periacuteodo de retorno y de factores como la pendiente de la cuenca las caracteriacutesticas del terreno del almacenamiento y otras caracteriacutesticas de detencioacuten
Para el caacutelculo del coeficiente de escorrentiacutea se utilizoacute la metodologiacutea propuesta por TEMEZ (1978) para pequentildeas cuencas
C=(PdminusPo)(Pd+23Po )
(Pd+11Po )2
Donde
C = Coeficiente de escorrentiacutea
Po = Paraacutemetro que depende del uso y tipo de suelo de la cobertura vegetal de la cuenca y de la humedad
antecedente
Pd = Precipitacioacuten maacutexima en 24 horas para los antildeos de periacuteodo de retorno T y para un tiempo de concentracioacuten Tc obtenida de las curvas IFD
El valor de Po se determina utilizando la Ecuacioacuten presentada y a partir del Nuacutemero de Curva (CN)
Po=5080minus50 8lowastCNCN
Donde CN es un paraacutemetro propuesto por el SCS para determinar la retencioacuten potencial maacutexima del suelo en una cuenca y se aplica para valores de humedad antecedente propios de cada cuenca y se obtiene con base en el tipo de suelo y su condicioacuten hidroloacutegica
S=1000CN
minus10
Donde
S = Retencioacuten potencial maacutexima (pulg)
CN = Curva Numero
Del anaacutelisis de los registros de precipitacioacuten maacutexima en 24 horas no se encontraron registros de condiciones de humedad antecedentes mayores a los 5 cm en los cinco diacuteas anteriores al evento extremo De acuerdo a este anaacutelisis y con la clasificacioacuten de condicioacuten de humedad antecedente propuesta por el SCS la areas de drenaje se clasifica dentro del Tipo II
Para la determinacioacuten del CN se utilizaron los planos de Suelos y Uso de suelos actual a una escala 12500 presentados en el estudio General de suelos y Zonificacioacuten de Tierras para el departamento de Santander desarrollado conjuntamente por la CDMB CAS y el Instituto Geograacutefico Agustin Codazzi en el antildeo 2003
Tomando la informacioacuten de cobertura y suelos del estudio Plan de Manejo Ambiental de la Cuenca del Riacuteo Surataacute sector Riacuteo Charta El valor promedio fue de 070
Tiempo de Concentracioacuten
Este definido como el tiempo que tarda en llegar una gota de lluvia caiacuteda en el extremo hidraacuteulicamente maacutes alejado de la cuenca hasta el punto de disentildeo y se determina mediante formulas experimentales las cuales se presentan a continuacioacuten
Ecuacioacuten de Kirpich (1940)
Desarrollada a partir de informacioacuten del SCS en siete cuencas rurales en Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3-10) y fue adoptada por la Direccioacuten General de Carreteras de Espantildea (MOPU) y por la State of California Divisioacuten of Highways Dicha ecuacioacuten relaciona el tiempo de concentracioacuten con la pendiente y la longitud Su uso es aplicable en pequentildeas cuencas
TC=3 9756lowastL0 77
S0 385
Donde
Tc= Tiempo de concentracioacuten en min
L= Longitud del cauce desde el punto maacutes alejado de la cuenca hasta el sitio de intereacutes en km
S= Pendiente ponderada del cauce principal en mm
Cuando esta ecuacioacuten se utiliza para flujo superficial en concreto o asfalto debe multiplicarse por 04 para canales de concreto por 03 y no debe ajustarse para flujo superficial en suelo descubierto o cunetas
El valor estimado fue de 6714 minutos
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
0 05 1 15 2 25 3
Caud
al (
m3
sm
m)
Tiempo (horas)
HU Tiempo de concentracioacuten
Grafica 7 Hidrograma Unitario para tiempo de concentracioacuten
Meacutetodos y Modelos de caacutelculo de caudales
Se reconocen dos tipos de teacutecnicas para la estimacioacuten de caudales maacuteximos probables en una cuenca Los primeros son meacutetodos estadiacutesticos basados en el ajuste de datos histoacutericos de caudales y los segundos son meacutetodos o modelos conceptuales basados en ecuaciones obtenidas del estudio de cuencas Debido a la carencia de datos histoacutericos de caudales se utilizaran como se habiacutea mencionado al inicio del informe diferentes metodologiacuteas conceptuales que se resumen a continuacioacuten
Meacutetodo Racional
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
Caacutelculos de oferta subcuenca Charta
MICROCUENCA
AREA Has
RENDIMIENTO
HIDRICO LS
OFERTA
TOTAL M3
OFERTA NETA 1
(50 Calidad y Caudal)
OFERTA NETA 2
(Tona y Charta 35
Calidad y Caudal)
CHARTA 7830 1619 50835401 167
25417701 33043010
Fuente Adaptacioacuten por el Grupo de Planificacioacuten y Ordenamiento Ambiental Territorial (POAT) CDMB 2006
SUELOS
En la subcuenca se presentan variedad de suelos en la parte maacutes alta en territorios de los municipios de Vetas Surataacute Charta y Tona se presentan suelos muy superficiales texturas gruesas con fertilidad baja a muy baja estos sectores es que se deben dedicar a la proteccioacuten absoluta fomento y conservacioacuten de la vegetacioacuten y fauna silvestre existente Otro tipo de suelo que se desarrolla en la parte alta y media de la subcuenca en pendientes relativamente altas a moderadas se presentan en sectores de las microcuencas Veta Surataacute Alto Charta y Tona los cuales son muy superficiales con textura franco fina y franco grueso con drenaje natural bueno y fertilidad natural baja Estos suelos se deben dedicar a la implementacioacuten de sistemas agroforestales en pendientes no mayores al 25 es necesario desarrollar praacutecticas de conservacioacuten de suelo por la tendencia a procesos altamente erosivos
El parte media de la subcuenca que corresponderiacutea a la parte central de la microcuenca Charta parte media a baja de la microcuenca Tona y Surataacute alto y pequentildeos sectores en la parte baja de la microcuenca Vetas y en la parte alta de la microcuenca Surataacute bajo Estos territorios estaacuten enmarcados dentro de en un clima medio huacutemedo en donde se presentan suelos profundos y moderadamente superficiales texturas medias moderadamente gruesas en algunos sectores con
saturacioacuten de aluminio fertilidad baja y moderada Estos suelos ameritan practicas de conservaron de suelo realizar practicas de fertilidad y abonamiento
En la parte media a baja de la microcuenca en sectores de las microcuenca Surataacute Alto Tona y en pequentildeos sectores de la microcuenca Vetas Charta y Surataacute Bajo los suelos son superficiales con texturas arcillosas con drenaje natural bueno y fertilidad natural alta Son suelos aptos para actividades agropecuarias tradicionales en no pendientes mayores del 25 por cuanto puede generar procesos de erosioacuten
En la parte baja de la subcuenca sobre el territorio de la microcuenca Surataacute Bajo los suelos estaacuten asociados a relieves quebrados poca profundidad fertilidad muy baja donde se debe dejar la regeneracioacuten vegetal espontaacutenea
CAPACIDA D E USO
La capacidad de uso de la tierra es la determinacioacuten de la categoriacutea de uso maacutes intensivo que puede soportar una unidad de tierra en forma sostenible es decir sin su deterioro (IGAC 1998)
El conocimiento de la capacidad de uso y del uso actual de la tierra son ingredientes baacutesicos en el proceso de planificacioacuten de uso de las tierras
En la clasificacioacuten agroloacutegica1 a medida que aumenta el grado numeacuterico disminuye la aptitud para el uso potencial
Existen ocho clases es asiacute como los suelos de la clase I tienen pocas o ninguna limitacioacuten para la explotacioacuten intensiva estas limitaciones se van haciendo ostensibles hasta llegar a la clase VIII en donde las tierras son totalmente nulas para cualquier explotacioacuten agropecuaria se exceptuacutea la clase V cuyas limitaciones se pueden eliminar con relativa facilidad para pasar posteriormente a una categoriacutea de grado mejor
Las cuatro primeras clases se pueden utilizar en cultivos y ganaderiacutea restringiendo el tipo de cultivo y se requieren praacutecticas de manejo maacutes intensivas para mantener la productividad y sostenibilidad del recurso La clase V esta limitada por presencia de abundantes rocas yo por drenaje natural impedido
1 Este sistema se basa en la clasificacioacuten de las tierras por su capacidad de uso elaborada por el departamento de agricultura de los estados unidos y complementada por la subdireccioacuten Agroloacutegica del Instituto Geograacutefico Agustiacuten Codazzi
Las clases VI y VII presentan limitaciones para la produccioacuten de cultivos transitorios y presentan mayores riesgos a la degradacioacuten de los suelos la clase VI es apta para cultivos permanentes y ganaderiacutea semiintensiva y extensiva controlada la clase VII es apta para explotaciones forestales agroforestales y silvopastoriles con praacutecticas de conservacioacuten que eviten la degradacioacuten de los suelos
La clase VIII tienen severas limitaciones que no son factibles de mejorar razoacuten por la cual las tierras de esta clase deben permanecer en proteccioacuten absoluta para la conservacioacuten del territorio
En la Subcuenca Surataacute se presentan las clases agroloacutegicas II III IV VI VII y VIII en las cinco Microcuencas
Clases Agroloacutegicas de la Subcuenca Riacuteo Charta
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
IVs Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
Las tierras presentan limitaciones para la agricultura y requieren praacutecticas de conservacioacuten de suelos y buen manejo para lograr una produccioacuten sostenible tales como fertilizacioacuten establecimiento de riego y siembras en contorno Las pendientes moderadas las hacen susceptibles a la erosioacuten son aptas para explotacioacuten de cafeacute cantildea y frutales
VIs Charta y Tona Son tierras aptas para una explotacioacuten con pastos o en cultivos de semibosque especialmente cafeacute plaacutetano y frutales Son necesarios programas de encalamiento en eacutestos suelos para contrarrestar el aluminio requieren praacutecticas muy cuidadosas de prevencioacuten de la erosioacuten
VIes Charta Tienen mayores limitaciones para la explotacioacuten agriacutecola por las pendientes pronunciadas la susceptibilidad a la erosioacuten altos contenidos de rocas sobre la superficie o dentro del perfil del suelo Estaacuten ubicadas en las veredas El Roble y la Rinconada Tambieacuten se presenta en Surataacute Bajo y comprende unidades que se encuentran en el piedemonte al norte de Bucaramanga y aacutereas de menor pendiente que se encuentran en los flancos de las laderas del riacuteo Surataacute presentan relieve
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
ondulado a fuertemente quebrado con pendientes de 25 a 50 es frecuente la presencia de piedras dentro del perfil y en la superficie
VIIs Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
Su vocacioacuten debe estar encaminada a programas de reforestacioacuten con bosque protector o productor Los suelos de esta categoriacutea presentan limitaciones consistentes en pendientes muy pronunciadas alta susceptibilidad a la erosioacuten rocas en superficie poca profundidad efectiva en sectores En aacutereas de menor pendiente se puede explotar en ganaderiacutea extensiva en potreros con aacuterboles de leguminosas especialmente evitando el sobrepastoreo
VIIes Charta y Surataacute Bajo
Son suelos limitados por tener erosioacuten ligera a moderada alta susceptibilidad a la misma a causa de las pendientes poca profundidad radicular por afloramiento de rocas y fertilidad natural baja Comprende unidades de montantildea con relieve fuertemente quebrado y escarpado con pendientes mayores del 50 y 25 a 50 algunas veces Por sectores aparece piedra en la superficie del terreno y dentro del perfil
VIIcse Charta El clima seco y las fuertes pendientes hacen que estas tierras no tengan utilidad agropecuaria Los usos maacutes convenientes son la reforestacioacuten con especies tolerantes a la sequiacutea y a las condiciones del suelo En las aacutereas ya deforestadas o en las afectadas por la erosioacuten deben ser tratadas como distritos de recuperacioacuten de suelos con regeneracioacuten espontaacutenea
VIII Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
En cada Microcuenca tiene condiciones particulares de aptitud En Charta estaacuten ubicadas en la parte alta de la montantildea en clima muy friacuteo huacutemedo lo cual constituye un limitante para su desarrollo El relieve es quebrado y escarpado con abundantes afloramientos rocosos los suelos son muy superficiales a superficiales Las condiciones anteriores ameritan la regeneracioacuten natural de la vegetacioacuten deben por lo tanto dedicarse a la conservacioacuten del medio natural para el
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
sostenimiento de la vida silvestre y proteccioacuten de la cabecera de la microcuenca del riacuteo Charta En Surataacute Alto y tona la vocacioacuten debe estar encaminada a la conservacioacuten fomento de la vegetacioacuten y de la vida silvestre existente En Surataacute bajo corresponden al cantildeoacuten del riacuteo con pendientes pronunciadas y clima seco
En Vetas deben destinarse para el crecimiento de la flora y fauna nativas y como reservorios de agua ya que en estas aacutereas tienen su nacimiento importantes corrientes hiacutedricas abastecedoras
Fuente IGAC y Planes de Ordenamiento Ambiental de la Subcuenca riacuteo Surataacute Adaptado por el
Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Consolidado de descripcioacuten de los usos y coberturas de las tierras
Mic
rocu
en
ca
Tierras Agropecuarias
Agroforestal
Bosq
ues y
Rastr
ojo
s
alt
os
Bosq
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TO
TA
L
Cu
ltiv
os y
M
iscelaacute
neos
Pasto
s
Silvoag
riacutecola
- silvop
asto
ril
Charta 192 3410 522 1703 957 1029 - 17 7830
Fuente Adaptado por el Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Curvas de IFD
Teniendo en cuenta que se desea evaluar caudales maacuteximos en periodos de retornos de 100 antildeos una de las metodologiacuteas utilizan intensidad de lluvia se procedioacute a elaboracioacuten de las curvas de idf
Para el anaacutelisis de precipitacioacuten en la zona de estudio se derivaron las curvas sinteacuteticas de Intensidad-Duracioacuten-Frecuencia IDF para la estacioacuten mencionada utilizando la metodologiacutea propuesta por Vargas y Diacuteaz-Granados (1998) como funcioacuten del promedio del valor maacuteximo anual de precipitacioacuten diaria M el promedio del nuacutemero de diacuteas con lluvia al antildeo N la precipitacioacuten media anual PT y la regioacuten geograacutefica donde se encuentra localizada la estacioacuten
La formulacioacuten general para encontrar la intensidad media I en mmhr se da como sigue
I=a Tb
tcM d
I=a Tb
tcM d Ne
fedc
b
PTNMt
TaI
Donde
T = Periacuteodo de retorno en antildeos
t = Duracioacuten de la tormenta en horas
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Vivero Surataacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 5 Curva de I-F-D Estacioacuten Vivero Surataacute
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Cachiriacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 6 Curvas I-F- D Estacioacuten Cachiriacute
T antildeosDuracion de la lluvia (min)
5 10 15 20 25 30 6714
2 30766 21755 17763 15383 13759 12560 82683 34739 24564 20057 17370 15536 14182 95665 39164 27693 22612 19582 17515 15989 11012
10 44725 31625 25822 22362 20001 18259 1282825 51750 36593 29878 25875 23143 21127 1512350 56962 40278 32887 28481 25474 23255 16825
100 62135 43936 35874 31068 27788 25367 18515Tabla de intensidad para el tiempo de concetracioacuten
DETERMINACIOacuteN DE CAUDALES
Para la determinacioacuten de los caudales maacuteximos se utilizoacute la metodologiacutea el Meacutetodo Racional
Las aacutereas de drenaje de las estructuras evaluadas para este proyecto Matanza ndash Surataacute se desarrollo conceptualmente en 1 unidad hidroloacutegica para la cual se determino sus caracteriacutesticas topograacuteficas e hidroloacutegicas
Caracteriacutesticas topograacuteficas
El movimiento del agua dentro de la cuenca es una funcioacuten compleja que depende de las caracteriacutesticas fisiograacuteficas de la cuenca Para la determinacioacuten de estas caracteriacutesticas se utilizoacute cartografiacutea base del IGAC escala 125000 disponible en el proyecto PLAN E MANEJO AMBIENTAL DE LA CUENCA DEL RIO SURATA
Aacuterea de Drenaje
El aacuterea de drenaje para cada estructura se obtuvo utilizando el software ArcGis 93 en este se montoacute la cartografiacutea base y la topografiacutea de la correspondiente viacutea usando las herramientas se trazoacute el aacuterea para estructura como un poliacutegono y de esta forma de obtuvieron las aacutereas hasta el punto de intereacutes
Diferencia de nivel
Se obtuvo utilizando la misma cartografiacutea y se determinoacute como la diferencia entre la cota maacutes alta de la cuenca y el cierre de la cuenca con la viacutea
Descripcioacuten ValorAacuterea de influencia 25104 HasLongitud 10265 MetrosAltura Maacutexima 1800 msnmAltura Miacutenima 1100 msnm
Caracteriacutesticas Hidroloacutegicas
Coeficiente de escorrentiacutea
Este coeficiente adimensional estaacute definido por Chow et al (1993) como la tasa pico de escorrentiacutea directa y la intensidad promedio de precipitacioacuten en una tormenta y es funcioacuten del periacuteodo de retorno y de factores como la pendiente de la cuenca las caracteriacutesticas del terreno del almacenamiento y otras caracteriacutesticas de detencioacuten
Para el caacutelculo del coeficiente de escorrentiacutea se utilizoacute la metodologiacutea propuesta por TEMEZ (1978) para pequentildeas cuencas
C=(PdminusPo)(Pd+23Po )
(Pd+11Po )2
Donde
C = Coeficiente de escorrentiacutea
Po = Paraacutemetro que depende del uso y tipo de suelo de la cobertura vegetal de la cuenca y de la humedad
antecedente
Pd = Precipitacioacuten maacutexima en 24 horas para los antildeos de periacuteodo de retorno T y para un tiempo de concentracioacuten Tc obtenida de las curvas IFD
El valor de Po se determina utilizando la Ecuacioacuten presentada y a partir del Nuacutemero de Curva (CN)
Po=5080minus50 8lowastCNCN
Donde CN es un paraacutemetro propuesto por el SCS para determinar la retencioacuten potencial maacutexima del suelo en una cuenca y se aplica para valores de humedad antecedente propios de cada cuenca y se obtiene con base en el tipo de suelo y su condicioacuten hidroloacutegica
S=1000CN
minus10
Donde
S = Retencioacuten potencial maacutexima (pulg)
CN = Curva Numero
Del anaacutelisis de los registros de precipitacioacuten maacutexima en 24 horas no se encontraron registros de condiciones de humedad antecedentes mayores a los 5 cm en los cinco diacuteas anteriores al evento extremo De acuerdo a este anaacutelisis y con la clasificacioacuten de condicioacuten de humedad antecedente propuesta por el SCS la areas de drenaje se clasifica dentro del Tipo II
Para la determinacioacuten del CN se utilizaron los planos de Suelos y Uso de suelos actual a una escala 12500 presentados en el estudio General de suelos y Zonificacioacuten de Tierras para el departamento de Santander desarrollado conjuntamente por la CDMB CAS y el Instituto Geograacutefico Agustin Codazzi en el antildeo 2003
Tomando la informacioacuten de cobertura y suelos del estudio Plan de Manejo Ambiental de la Cuenca del Riacuteo Surataacute sector Riacuteo Charta El valor promedio fue de 070
Tiempo de Concentracioacuten
Este definido como el tiempo que tarda en llegar una gota de lluvia caiacuteda en el extremo hidraacuteulicamente maacutes alejado de la cuenca hasta el punto de disentildeo y se determina mediante formulas experimentales las cuales se presentan a continuacioacuten
Ecuacioacuten de Kirpich (1940)
Desarrollada a partir de informacioacuten del SCS en siete cuencas rurales en Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3-10) y fue adoptada por la Direccioacuten General de Carreteras de Espantildea (MOPU) y por la State of California Divisioacuten of Highways Dicha ecuacioacuten relaciona el tiempo de concentracioacuten con la pendiente y la longitud Su uso es aplicable en pequentildeas cuencas
TC=3 9756lowastL0 77
S0 385
Donde
Tc= Tiempo de concentracioacuten en min
L= Longitud del cauce desde el punto maacutes alejado de la cuenca hasta el sitio de intereacutes en km
S= Pendiente ponderada del cauce principal en mm
Cuando esta ecuacioacuten se utiliza para flujo superficial en concreto o asfalto debe multiplicarse por 04 para canales de concreto por 03 y no debe ajustarse para flujo superficial en suelo descubierto o cunetas
El valor estimado fue de 6714 minutos
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
0 05 1 15 2 25 3
Caud
al (
m3
sm
m)
Tiempo (horas)
HU Tiempo de concentracioacuten
Grafica 7 Hidrograma Unitario para tiempo de concentracioacuten
Meacutetodos y Modelos de caacutelculo de caudales
Se reconocen dos tipos de teacutecnicas para la estimacioacuten de caudales maacuteximos probables en una cuenca Los primeros son meacutetodos estadiacutesticos basados en el ajuste de datos histoacutericos de caudales y los segundos son meacutetodos o modelos conceptuales basados en ecuaciones obtenidas del estudio de cuencas Debido a la carencia de datos histoacutericos de caudales se utilizaran como se habiacutea mencionado al inicio del informe diferentes metodologiacuteas conceptuales que se resumen a continuacioacuten
Meacutetodo Racional
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
saturacioacuten de aluminio fertilidad baja y moderada Estos suelos ameritan practicas de conservaron de suelo realizar practicas de fertilidad y abonamiento
En la parte media a baja de la microcuenca en sectores de las microcuenca Surataacute Alto Tona y en pequentildeos sectores de la microcuenca Vetas Charta y Surataacute Bajo los suelos son superficiales con texturas arcillosas con drenaje natural bueno y fertilidad natural alta Son suelos aptos para actividades agropecuarias tradicionales en no pendientes mayores del 25 por cuanto puede generar procesos de erosioacuten
En la parte baja de la subcuenca sobre el territorio de la microcuenca Surataacute Bajo los suelos estaacuten asociados a relieves quebrados poca profundidad fertilidad muy baja donde se debe dejar la regeneracioacuten vegetal espontaacutenea
CAPACIDA D E USO
La capacidad de uso de la tierra es la determinacioacuten de la categoriacutea de uso maacutes intensivo que puede soportar una unidad de tierra en forma sostenible es decir sin su deterioro (IGAC 1998)
El conocimiento de la capacidad de uso y del uso actual de la tierra son ingredientes baacutesicos en el proceso de planificacioacuten de uso de las tierras
En la clasificacioacuten agroloacutegica1 a medida que aumenta el grado numeacuterico disminuye la aptitud para el uso potencial
Existen ocho clases es asiacute como los suelos de la clase I tienen pocas o ninguna limitacioacuten para la explotacioacuten intensiva estas limitaciones se van haciendo ostensibles hasta llegar a la clase VIII en donde las tierras son totalmente nulas para cualquier explotacioacuten agropecuaria se exceptuacutea la clase V cuyas limitaciones se pueden eliminar con relativa facilidad para pasar posteriormente a una categoriacutea de grado mejor
Las cuatro primeras clases se pueden utilizar en cultivos y ganaderiacutea restringiendo el tipo de cultivo y se requieren praacutecticas de manejo maacutes intensivas para mantener la productividad y sostenibilidad del recurso La clase V esta limitada por presencia de abundantes rocas yo por drenaje natural impedido
1 Este sistema se basa en la clasificacioacuten de las tierras por su capacidad de uso elaborada por el departamento de agricultura de los estados unidos y complementada por la subdireccioacuten Agroloacutegica del Instituto Geograacutefico Agustiacuten Codazzi
Las clases VI y VII presentan limitaciones para la produccioacuten de cultivos transitorios y presentan mayores riesgos a la degradacioacuten de los suelos la clase VI es apta para cultivos permanentes y ganaderiacutea semiintensiva y extensiva controlada la clase VII es apta para explotaciones forestales agroforestales y silvopastoriles con praacutecticas de conservacioacuten que eviten la degradacioacuten de los suelos
La clase VIII tienen severas limitaciones que no son factibles de mejorar razoacuten por la cual las tierras de esta clase deben permanecer en proteccioacuten absoluta para la conservacioacuten del territorio
En la Subcuenca Surataacute se presentan las clases agroloacutegicas II III IV VI VII y VIII en las cinco Microcuencas
Clases Agroloacutegicas de la Subcuenca Riacuteo Charta
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
IVs Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
Las tierras presentan limitaciones para la agricultura y requieren praacutecticas de conservacioacuten de suelos y buen manejo para lograr una produccioacuten sostenible tales como fertilizacioacuten establecimiento de riego y siembras en contorno Las pendientes moderadas las hacen susceptibles a la erosioacuten son aptas para explotacioacuten de cafeacute cantildea y frutales
VIs Charta y Tona Son tierras aptas para una explotacioacuten con pastos o en cultivos de semibosque especialmente cafeacute plaacutetano y frutales Son necesarios programas de encalamiento en eacutestos suelos para contrarrestar el aluminio requieren praacutecticas muy cuidadosas de prevencioacuten de la erosioacuten
VIes Charta Tienen mayores limitaciones para la explotacioacuten agriacutecola por las pendientes pronunciadas la susceptibilidad a la erosioacuten altos contenidos de rocas sobre la superficie o dentro del perfil del suelo Estaacuten ubicadas en las veredas El Roble y la Rinconada Tambieacuten se presenta en Surataacute Bajo y comprende unidades que se encuentran en el piedemonte al norte de Bucaramanga y aacutereas de menor pendiente que se encuentran en los flancos de las laderas del riacuteo Surataacute presentan relieve
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
ondulado a fuertemente quebrado con pendientes de 25 a 50 es frecuente la presencia de piedras dentro del perfil y en la superficie
VIIs Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
Su vocacioacuten debe estar encaminada a programas de reforestacioacuten con bosque protector o productor Los suelos de esta categoriacutea presentan limitaciones consistentes en pendientes muy pronunciadas alta susceptibilidad a la erosioacuten rocas en superficie poca profundidad efectiva en sectores En aacutereas de menor pendiente se puede explotar en ganaderiacutea extensiva en potreros con aacuterboles de leguminosas especialmente evitando el sobrepastoreo
VIIes Charta y Surataacute Bajo
Son suelos limitados por tener erosioacuten ligera a moderada alta susceptibilidad a la misma a causa de las pendientes poca profundidad radicular por afloramiento de rocas y fertilidad natural baja Comprende unidades de montantildea con relieve fuertemente quebrado y escarpado con pendientes mayores del 50 y 25 a 50 algunas veces Por sectores aparece piedra en la superficie del terreno y dentro del perfil
VIIcse Charta El clima seco y las fuertes pendientes hacen que estas tierras no tengan utilidad agropecuaria Los usos maacutes convenientes son la reforestacioacuten con especies tolerantes a la sequiacutea y a las condiciones del suelo En las aacutereas ya deforestadas o en las afectadas por la erosioacuten deben ser tratadas como distritos de recuperacioacuten de suelos con regeneracioacuten espontaacutenea
VIII Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
En cada Microcuenca tiene condiciones particulares de aptitud En Charta estaacuten ubicadas en la parte alta de la montantildea en clima muy friacuteo huacutemedo lo cual constituye un limitante para su desarrollo El relieve es quebrado y escarpado con abundantes afloramientos rocosos los suelos son muy superficiales a superficiales Las condiciones anteriores ameritan la regeneracioacuten natural de la vegetacioacuten deben por lo tanto dedicarse a la conservacioacuten del medio natural para el
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
sostenimiento de la vida silvestre y proteccioacuten de la cabecera de la microcuenca del riacuteo Charta En Surataacute Alto y tona la vocacioacuten debe estar encaminada a la conservacioacuten fomento de la vegetacioacuten y de la vida silvestre existente En Surataacute bajo corresponden al cantildeoacuten del riacuteo con pendientes pronunciadas y clima seco
En Vetas deben destinarse para el crecimiento de la flora y fauna nativas y como reservorios de agua ya que en estas aacutereas tienen su nacimiento importantes corrientes hiacutedricas abastecedoras
Fuente IGAC y Planes de Ordenamiento Ambiental de la Subcuenca riacuteo Surataacute Adaptado por el
Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Consolidado de descripcioacuten de los usos y coberturas de las tierras
Mic
rocu
en
ca
Tierras Agropecuarias
Agroforestal
Bosq
ues y
Rastr
ojo
s
alt
os
Bosq
ue P
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DM
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TO
TA
L
Cu
ltiv
os y
M
iscelaacute
neos
Pasto
s
Silvoag
riacutecola
- silvop
asto
ril
Charta 192 3410 522 1703 957 1029 - 17 7830
Fuente Adaptado por el Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Curvas de IFD
Teniendo en cuenta que se desea evaluar caudales maacuteximos en periodos de retornos de 100 antildeos una de las metodologiacuteas utilizan intensidad de lluvia se procedioacute a elaboracioacuten de las curvas de idf
Para el anaacutelisis de precipitacioacuten en la zona de estudio se derivaron las curvas sinteacuteticas de Intensidad-Duracioacuten-Frecuencia IDF para la estacioacuten mencionada utilizando la metodologiacutea propuesta por Vargas y Diacuteaz-Granados (1998) como funcioacuten del promedio del valor maacuteximo anual de precipitacioacuten diaria M el promedio del nuacutemero de diacuteas con lluvia al antildeo N la precipitacioacuten media anual PT y la regioacuten geograacutefica donde se encuentra localizada la estacioacuten
La formulacioacuten general para encontrar la intensidad media I en mmhr se da como sigue
I=a Tb
tcM d
I=a Tb
tcM d Ne
fedc
b
PTNMt
TaI
Donde
T = Periacuteodo de retorno en antildeos
t = Duracioacuten de la tormenta en horas
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Vivero Surataacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 5 Curva de I-F-D Estacioacuten Vivero Surataacute
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Cachiriacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 6 Curvas I-F- D Estacioacuten Cachiriacute
T antildeosDuracion de la lluvia (min)
5 10 15 20 25 30 6714
2 30766 21755 17763 15383 13759 12560 82683 34739 24564 20057 17370 15536 14182 95665 39164 27693 22612 19582 17515 15989 11012
10 44725 31625 25822 22362 20001 18259 1282825 51750 36593 29878 25875 23143 21127 1512350 56962 40278 32887 28481 25474 23255 16825
100 62135 43936 35874 31068 27788 25367 18515Tabla de intensidad para el tiempo de concetracioacuten
DETERMINACIOacuteN DE CAUDALES
Para la determinacioacuten de los caudales maacuteximos se utilizoacute la metodologiacutea el Meacutetodo Racional
Las aacutereas de drenaje de las estructuras evaluadas para este proyecto Matanza ndash Surataacute se desarrollo conceptualmente en 1 unidad hidroloacutegica para la cual se determino sus caracteriacutesticas topograacuteficas e hidroloacutegicas
Caracteriacutesticas topograacuteficas
El movimiento del agua dentro de la cuenca es una funcioacuten compleja que depende de las caracteriacutesticas fisiograacuteficas de la cuenca Para la determinacioacuten de estas caracteriacutesticas se utilizoacute cartografiacutea base del IGAC escala 125000 disponible en el proyecto PLAN E MANEJO AMBIENTAL DE LA CUENCA DEL RIO SURATA
Aacuterea de Drenaje
El aacuterea de drenaje para cada estructura se obtuvo utilizando el software ArcGis 93 en este se montoacute la cartografiacutea base y la topografiacutea de la correspondiente viacutea usando las herramientas se trazoacute el aacuterea para estructura como un poliacutegono y de esta forma de obtuvieron las aacutereas hasta el punto de intereacutes
Diferencia de nivel
Se obtuvo utilizando la misma cartografiacutea y se determinoacute como la diferencia entre la cota maacutes alta de la cuenca y el cierre de la cuenca con la viacutea
Descripcioacuten ValorAacuterea de influencia 25104 HasLongitud 10265 MetrosAltura Maacutexima 1800 msnmAltura Miacutenima 1100 msnm
Caracteriacutesticas Hidroloacutegicas
Coeficiente de escorrentiacutea
Este coeficiente adimensional estaacute definido por Chow et al (1993) como la tasa pico de escorrentiacutea directa y la intensidad promedio de precipitacioacuten en una tormenta y es funcioacuten del periacuteodo de retorno y de factores como la pendiente de la cuenca las caracteriacutesticas del terreno del almacenamiento y otras caracteriacutesticas de detencioacuten
Para el caacutelculo del coeficiente de escorrentiacutea se utilizoacute la metodologiacutea propuesta por TEMEZ (1978) para pequentildeas cuencas
C=(PdminusPo)(Pd+23Po )
(Pd+11Po )2
Donde
C = Coeficiente de escorrentiacutea
Po = Paraacutemetro que depende del uso y tipo de suelo de la cobertura vegetal de la cuenca y de la humedad
antecedente
Pd = Precipitacioacuten maacutexima en 24 horas para los antildeos de periacuteodo de retorno T y para un tiempo de concentracioacuten Tc obtenida de las curvas IFD
El valor de Po se determina utilizando la Ecuacioacuten presentada y a partir del Nuacutemero de Curva (CN)
Po=5080minus50 8lowastCNCN
Donde CN es un paraacutemetro propuesto por el SCS para determinar la retencioacuten potencial maacutexima del suelo en una cuenca y se aplica para valores de humedad antecedente propios de cada cuenca y se obtiene con base en el tipo de suelo y su condicioacuten hidroloacutegica
S=1000CN
minus10
Donde
S = Retencioacuten potencial maacutexima (pulg)
CN = Curva Numero
Del anaacutelisis de los registros de precipitacioacuten maacutexima en 24 horas no se encontraron registros de condiciones de humedad antecedentes mayores a los 5 cm en los cinco diacuteas anteriores al evento extremo De acuerdo a este anaacutelisis y con la clasificacioacuten de condicioacuten de humedad antecedente propuesta por el SCS la areas de drenaje se clasifica dentro del Tipo II
Para la determinacioacuten del CN se utilizaron los planos de Suelos y Uso de suelos actual a una escala 12500 presentados en el estudio General de suelos y Zonificacioacuten de Tierras para el departamento de Santander desarrollado conjuntamente por la CDMB CAS y el Instituto Geograacutefico Agustin Codazzi en el antildeo 2003
Tomando la informacioacuten de cobertura y suelos del estudio Plan de Manejo Ambiental de la Cuenca del Riacuteo Surataacute sector Riacuteo Charta El valor promedio fue de 070
Tiempo de Concentracioacuten
Este definido como el tiempo que tarda en llegar una gota de lluvia caiacuteda en el extremo hidraacuteulicamente maacutes alejado de la cuenca hasta el punto de disentildeo y se determina mediante formulas experimentales las cuales se presentan a continuacioacuten
Ecuacioacuten de Kirpich (1940)
Desarrollada a partir de informacioacuten del SCS en siete cuencas rurales en Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3-10) y fue adoptada por la Direccioacuten General de Carreteras de Espantildea (MOPU) y por la State of California Divisioacuten of Highways Dicha ecuacioacuten relaciona el tiempo de concentracioacuten con la pendiente y la longitud Su uso es aplicable en pequentildeas cuencas
TC=3 9756lowastL0 77
S0 385
Donde
Tc= Tiempo de concentracioacuten en min
L= Longitud del cauce desde el punto maacutes alejado de la cuenca hasta el sitio de intereacutes en km
S= Pendiente ponderada del cauce principal en mm
Cuando esta ecuacioacuten se utiliza para flujo superficial en concreto o asfalto debe multiplicarse por 04 para canales de concreto por 03 y no debe ajustarse para flujo superficial en suelo descubierto o cunetas
El valor estimado fue de 6714 minutos
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
0 05 1 15 2 25 3
Caud
al (
m3
sm
m)
Tiempo (horas)
HU Tiempo de concentracioacuten
Grafica 7 Hidrograma Unitario para tiempo de concentracioacuten
Meacutetodos y Modelos de caacutelculo de caudales
Se reconocen dos tipos de teacutecnicas para la estimacioacuten de caudales maacuteximos probables en una cuenca Los primeros son meacutetodos estadiacutesticos basados en el ajuste de datos histoacutericos de caudales y los segundos son meacutetodos o modelos conceptuales basados en ecuaciones obtenidas del estudio de cuencas Debido a la carencia de datos histoacutericos de caudales se utilizaran como se habiacutea mencionado al inicio del informe diferentes metodologiacuteas conceptuales que se resumen a continuacioacuten
Meacutetodo Racional
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
Las clases VI y VII presentan limitaciones para la produccioacuten de cultivos transitorios y presentan mayores riesgos a la degradacioacuten de los suelos la clase VI es apta para cultivos permanentes y ganaderiacutea semiintensiva y extensiva controlada la clase VII es apta para explotaciones forestales agroforestales y silvopastoriles con praacutecticas de conservacioacuten que eviten la degradacioacuten de los suelos
La clase VIII tienen severas limitaciones que no son factibles de mejorar razoacuten por la cual las tierras de esta clase deben permanecer en proteccioacuten absoluta para la conservacioacuten del territorio
En la Subcuenca Surataacute se presentan las clases agroloacutegicas II III IV VI VII y VIII en las cinco Microcuencas
Clases Agroloacutegicas de la Subcuenca Riacuteo Charta
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
IVs Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
Las tierras presentan limitaciones para la agricultura y requieren praacutecticas de conservacioacuten de suelos y buen manejo para lograr una produccioacuten sostenible tales como fertilizacioacuten establecimiento de riego y siembras en contorno Las pendientes moderadas las hacen susceptibles a la erosioacuten son aptas para explotacioacuten de cafeacute cantildea y frutales
VIs Charta y Tona Son tierras aptas para una explotacioacuten con pastos o en cultivos de semibosque especialmente cafeacute plaacutetano y frutales Son necesarios programas de encalamiento en eacutestos suelos para contrarrestar el aluminio requieren praacutecticas muy cuidadosas de prevencioacuten de la erosioacuten
VIes Charta Tienen mayores limitaciones para la explotacioacuten agriacutecola por las pendientes pronunciadas la susceptibilidad a la erosioacuten altos contenidos de rocas sobre la superficie o dentro del perfil del suelo Estaacuten ubicadas en las veredas El Roble y la Rinconada Tambieacuten se presenta en Surataacute Bajo y comprende unidades que se encuentran en el piedemonte al norte de Bucaramanga y aacutereas de menor pendiente que se encuentran en los flancos de las laderas del riacuteo Surataacute presentan relieve
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
ondulado a fuertemente quebrado con pendientes de 25 a 50 es frecuente la presencia de piedras dentro del perfil y en la superficie
VIIs Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
Su vocacioacuten debe estar encaminada a programas de reforestacioacuten con bosque protector o productor Los suelos de esta categoriacutea presentan limitaciones consistentes en pendientes muy pronunciadas alta susceptibilidad a la erosioacuten rocas en superficie poca profundidad efectiva en sectores En aacutereas de menor pendiente se puede explotar en ganaderiacutea extensiva en potreros con aacuterboles de leguminosas especialmente evitando el sobrepastoreo
VIIes Charta y Surataacute Bajo
Son suelos limitados por tener erosioacuten ligera a moderada alta susceptibilidad a la misma a causa de las pendientes poca profundidad radicular por afloramiento de rocas y fertilidad natural baja Comprende unidades de montantildea con relieve fuertemente quebrado y escarpado con pendientes mayores del 50 y 25 a 50 algunas veces Por sectores aparece piedra en la superficie del terreno y dentro del perfil
VIIcse Charta El clima seco y las fuertes pendientes hacen que estas tierras no tengan utilidad agropecuaria Los usos maacutes convenientes son la reforestacioacuten con especies tolerantes a la sequiacutea y a las condiciones del suelo En las aacutereas ya deforestadas o en las afectadas por la erosioacuten deben ser tratadas como distritos de recuperacioacuten de suelos con regeneracioacuten espontaacutenea
VIII Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
En cada Microcuenca tiene condiciones particulares de aptitud En Charta estaacuten ubicadas en la parte alta de la montantildea en clima muy friacuteo huacutemedo lo cual constituye un limitante para su desarrollo El relieve es quebrado y escarpado con abundantes afloramientos rocosos los suelos son muy superficiales a superficiales Las condiciones anteriores ameritan la regeneracioacuten natural de la vegetacioacuten deben por lo tanto dedicarse a la conservacioacuten del medio natural para el
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
sostenimiento de la vida silvestre y proteccioacuten de la cabecera de la microcuenca del riacuteo Charta En Surataacute Alto y tona la vocacioacuten debe estar encaminada a la conservacioacuten fomento de la vegetacioacuten y de la vida silvestre existente En Surataacute bajo corresponden al cantildeoacuten del riacuteo con pendientes pronunciadas y clima seco
En Vetas deben destinarse para el crecimiento de la flora y fauna nativas y como reservorios de agua ya que en estas aacutereas tienen su nacimiento importantes corrientes hiacutedricas abastecedoras
Fuente IGAC y Planes de Ordenamiento Ambiental de la Subcuenca riacuteo Surataacute Adaptado por el
Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Consolidado de descripcioacuten de los usos y coberturas de las tierras
Mic
rocu
en
ca
Tierras Agropecuarias
Agroforestal
Bosq
ues y
Rastr
ojo
s
alt
os
Bosq
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tad
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DM
- M
Ineriacute
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TO
TA
L
Cu
ltiv
os y
M
iscelaacute
neos
Pasto
s
Silvoag
riacutecola
- silvop
asto
ril
Charta 192 3410 522 1703 957 1029 - 17 7830
Fuente Adaptado por el Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Curvas de IFD
Teniendo en cuenta que se desea evaluar caudales maacuteximos en periodos de retornos de 100 antildeos una de las metodologiacuteas utilizan intensidad de lluvia se procedioacute a elaboracioacuten de las curvas de idf
Para el anaacutelisis de precipitacioacuten en la zona de estudio se derivaron las curvas sinteacuteticas de Intensidad-Duracioacuten-Frecuencia IDF para la estacioacuten mencionada utilizando la metodologiacutea propuesta por Vargas y Diacuteaz-Granados (1998) como funcioacuten del promedio del valor maacuteximo anual de precipitacioacuten diaria M el promedio del nuacutemero de diacuteas con lluvia al antildeo N la precipitacioacuten media anual PT y la regioacuten geograacutefica donde se encuentra localizada la estacioacuten
La formulacioacuten general para encontrar la intensidad media I en mmhr se da como sigue
I=a Tb
tcM d
I=a Tb
tcM d Ne
fedc
b
PTNMt
TaI
Donde
T = Periacuteodo de retorno en antildeos
t = Duracioacuten de la tormenta en horas
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Vivero Surataacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 5 Curva de I-F-D Estacioacuten Vivero Surataacute
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Cachiriacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 6 Curvas I-F- D Estacioacuten Cachiriacute
T antildeosDuracion de la lluvia (min)
5 10 15 20 25 30 6714
2 30766 21755 17763 15383 13759 12560 82683 34739 24564 20057 17370 15536 14182 95665 39164 27693 22612 19582 17515 15989 11012
10 44725 31625 25822 22362 20001 18259 1282825 51750 36593 29878 25875 23143 21127 1512350 56962 40278 32887 28481 25474 23255 16825
100 62135 43936 35874 31068 27788 25367 18515Tabla de intensidad para el tiempo de concetracioacuten
DETERMINACIOacuteN DE CAUDALES
Para la determinacioacuten de los caudales maacuteximos se utilizoacute la metodologiacutea el Meacutetodo Racional
Las aacutereas de drenaje de las estructuras evaluadas para este proyecto Matanza ndash Surataacute se desarrollo conceptualmente en 1 unidad hidroloacutegica para la cual se determino sus caracteriacutesticas topograacuteficas e hidroloacutegicas
Caracteriacutesticas topograacuteficas
El movimiento del agua dentro de la cuenca es una funcioacuten compleja que depende de las caracteriacutesticas fisiograacuteficas de la cuenca Para la determinacioacuten de estas caracteriacutesticas se utilizoacute cartografiacutea base del IGAC escala 125000 disponible en el proyecto PLAN E MANEJO AMBIENTAL DE LA CUENCA DEL RIO SURATA
Aacuterea de Drenaje
El aacuterea de drenaje para cada estructura se obtuvo utilizando el software ArcGis 93 en este se montoacute la cartografiacutea base y la topografiacutea de la correspondiente viacutea usando las herramientas se trazoacute el aacuterea para estructura como un poliacutegono y de esta forma de obtuvieron las aacutereas hasta el punto de intereacutes
Diferencia de nivel
Se obtuvo utilizando la misma cartografiacutea y se determinoacute como la diferencia entre la cota maacutes alta de la cuenca y el cierre de la cuenca con la viacutea
Descripcioacuten ValorAacuterea de influencia 25104 HasLongitud 10265 MetrosAltura Maacutexima 1800 msnmAltura Miacutenima 1100 msnm
Caracteriacutesticas Hidroloacutegicas
Coeficiente de escorrentiacutea
Este coeficiente adimensional estaacute definido por Chow et al (1993) como la tasa pico de escorrentiacutea directa y la intensidad promedio de precipitacioacuten en una tormenta y es funcioacuten del periacuteodo de retorno y de factores como la pendiente de la cuenca las caracteriacutesticas del terreno del almacenamiento y otras caracteriacutesticas de detencioacuten
Para el caacutelculo del coeficiente de escorrentiacutea se utilizoacute la metodologiacutea propuesta por TEMEZ (1978) para pequentildeas cuencas
C=(PdminusPo)(Pd+23Po )
(Pd+11Po )2
Donde
C = Coeficiente de escorrentiacutea
Po = Paraacutemetro que depende del uso y tipo de suelo de la cobertura vegetal de la cuenca y de la humedad
antecedente
Pd = Precipitacioacuten maacutexima en 24 horas para los antildeos de periacuteodo de retorno T y para un tiempo de concentracioacuten Tc obtenida de las curvas IFD
El valor de Po se determina utilizando la Ecuacioacuten presentada y a partir del Nuacutemero de Curva (CN)
Po=5080minus50 8lowastCNCN
Donde CN es un paraacutemetro propuesto por el SCS para determinar la retencioacuten potencial maacutexima del suelo en una cuenca y se aplica para valores de humedad antecedente propios de cada cuenca y se obtiene con base en el tipo de suelo y su condicioacuten hidroloacutegica
S=1000CN
minus10
Donde
S = Retencioacuten potencial maacutexima (pulg)
CN = Curva Numero
Del anaacutelisis de los registros de precipitacioacuten maacutexima en 24 horas no se encontraron registros de condiciones de humedad antecedentes mayores a los 5 cm en los cinco diacuteas anteriores al evento extremo De acuerdo a este anaacutelisis y con la clasificacioacuten de condicioacuten de humedad antecedente propuesta por el SCS la areas de drenaje se clasifica dentro del Tipo II
Para la determinacioacuten del CN se utilizaron los planos de Suelos y Uso de suelos actual a una escala 12500 presentados en el estudio General de suelos y Zonificacioacuten de Tierras para el departamento de Santander desarrollado conjuntamente por la CDMB CAS y el Instituto Geograacutefico Agustin Codazzi en el antildeo 2003
Tomando la informacioacuten de cobertura y suelos del estudio Plan de Manejo Ambiental de la Cuenca del Riacuteo Surataacute sector Riacuteo Charta El valor promedio fue de 070
Tiempo de Concentracioacuten
Este definido como el tiempo que tarda en llegar una gota de lluvia caiacuteda en el extremo hidraacuteulicamente maacutes alejado de la cuenca hasta el punto de disentildeo y se determina mediante formulas experimentales las cuales se presentan a continuacioacuten
Ecuacioacuten de Kirpich (1940)
Desarrollada a partir de informacioacuten del SCS en siete cuencas rurales en Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3-10) y fue adoptada por la Direccioacuten General de Carreteras de Espantildea (MOPU) y por la State of California Divisioacuten of Highways Dicha ecuacioacuten relaciona el tiempo de concentracioacuten con la pendiente y la longitud Su uso es aplicable en pequentildeas cuencas
TC=3 9756lowastL0 77
S0 385
Donde
Tc= Tiempo de concentracioacuten en min
L= Longitud del cauce desde el punto maacutes alejado de la cuenca hasta el sitio de intereacutes en km
S= Pendiente ponderada del cauce principal en mm
Cuando esta ecuacioacuten se utiliza para flujo superficial en concreto o asfalto debe multiplicarse por 04 para canales de concreto por 03 y no debe ajustarse para flujo superficial en suelo descubierto o cunetas
El valor estimado fue de 6714 minutos
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
0 05 1 15 2 25 3
Caud
al (
m3
sm
m)
Tiempo (horas)
HU Tiempo de concentracioacuten
Grafica 7 Hidrograma Unitario para tiempo de concentracioacuten
Meacutetodos y Modelos de caacutelculo de caudales
Se reconocen dos tipos de teacutecnicas para la estimacioacuten de caudales maacuteximos probables en una cuenca Los primeros son meacutetodos estadiacutesticos basados en el ajuste de datos histoacutericos de caudales y los segundos son meacutetodos o modelos conceptuales basados en ecuaciones obtenidas del estudio de cuencas Debido a la carencia de datos histoacutericos de caudales se utilizaran como se habiacutea mencionado al inicio del informe diferentes metodologiacuteas conceptuales que se resumen a continuacioacuten
Meacutetodo Racional
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
ondulado a fuertemente quebrado con pendientes de 25 a 50 es frecuente la presencia de piedras dentro del perfil y en la superficie
VIIs Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
Su vocacioacuten debe estar encaminada a programas de reforestacioacuten con bosque protector o productor Los suelos de esta categoriacutea presentan limitaciones consistentes en pendientes muy pronunciadas alta susceptibilidad a la erosioacuten rocas en superficie poca profundidad efectiva en sectores En aacutereas de menor pendiente se puede explotar en ganaderiacutea extensiva en potreros con aacuterboles de leguminosas especialmente evitando el sobrepastoreo
VIIes Charta y Surataacute Bajo
Son suelos limitados por tener erosioacuten ligera a moderada alta susceptibilidad a la misma a causa de las pendientes poca profundidad radicular por afloramiento de rocas y fertilidad natural baja Comprende unidades de montantildea con relieve fuertemente quebrado y escarpado con pendientes mayores del 50 y 25 a 50 algunas veces Por sectores aparece piedra en la superficie del terreno y dentro del perfil
VIIcse Charta El clima seco y las fuertes pendientes hacen que estas tierras no tengan utilidad agropecuaria Los usos maacutes convenientes son la reforestacioacuten con especies tolerantes a la sequiacutea y a las condiciones del suelo En las aacutereas ya deforestadas o en las afectadas por la erosioacuten deben ser tratadas como distritos de recuperacioacuten de suelos con regeneracioacuten espontaacutenea
VIII Surataacute Alto Tona Vetas
Surataacute Bajo y Charta
En cada Microcuenca tiene condiciones particulares de aptitud En Charta estaacuten ubicadas en la parte alta de la montantildea en clima muy friacuteo huacutemedo lo cual constituye un limitante para su desarrollo El relieve es quebrado y escarpado con abundantes afloramientos rocosos los suelos son muy superficiales a superficiales Las condiciones anteriores ameritan la regeneracioacuten natural de la vegetacioacuten deben por lo tanto dedicarse a la conservacioacuten del medio natural para el
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
sostenimiento de la vida silvestre y proteccioacuten de la cabecera de la microcuenca del riacuteo Charta En Surataacute Alto y tona la vocacioacuten debe estar encaminada a la conservacioacuten fomento de la vegetacioacuten y de la vida silvestre existente En Surataacute bajo corresponden al cantildeoacuten del riacuteo con pendientes pronunciadas y clima seco
En Vetas deben destinarse para el crecimiento de la flora y fauna nativas y como reservorios de agua ya que en estas aacutereas tienen su nacimiento importantes corrientes hiacutedricas abastecedoras
Fuente IGAC y Planes de Ordenamiento Ambiental de la Subcuenca riacuteo Surataacute Adaptado por el
Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Consolidado de descripcioacuten de los usos y coberturas de las tierras
Mic
rocu
en
ca
Tierras Agropecuarias
Agroforestal
Bosq
ues y
Rastr
ojo
s
alt
os
Bosq
ue P
lan
tad
o
Veg
eta
cioacute
n E
sp
ecia
l -
Pajo
nale
s
Tie
rras E
riale
s
Urb
an
o ndash
DM
- M
Ineriacute
a
TO
TA
L
Cu
ltiv
os y
M
iscelaacute
neos
Pasto
s
Silvoag
riacutecola
- silvop
asto
ril
Charta 192 3410 522 1703 957 1029 - 17 7830
Fuente Adaptado por el Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Curvas de IFD
Teniendo en cuenta que se desea evaluar caudales maacuteximos en periodos de retornos de 100 antildeos una de las metodologiacuteas utilizan intensidad de lluvia se procedioacute a elaboracioacuten de las curvas de idf
Para el anaacutelisis de precipitacioacuten en la zona de estudio se derivaron las curvas sinteacuteticas de Intensidad-Duracioacuten-Frecuencia IDF para la estacioacuten mencionada utilizando la metodologiacutea propuesta por Vargas y Diacuteaz-Granados (1998) como funcioacuten del promedio del valor maacuteximo anual de precipitacioacuten diaria M el promedio del nuacutemero de diacuteas con lluvia al antildeo N la precipitacioacuten media anual PT y la regioacuten geograacutefica donde se encuentra localizada la estacioacuten
La formulacioacuten general para encontrar la intensidad media I en mmhr se da como sigue
I=a Tb
tcM d
I=a Tb
tcM d Ne
fedc
b
PTNMt
TaI
Donde
T = Periacuteodo de retorno en antildeos
t = Duracioacuten de la tormenta en horas
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Vivero Surataacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 5 Curva de I-F-D Estacioacuten Vivero Surataacute
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Cachiriacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 6 Curvas I-F- D Estacioacuten Cachiriacute
T antildeosDuracion de la lluvia (min)
5 10 15 20 25 30 6714
2 30766 21755 17763 15383 13759 12560 82683 34739 24564 20057 17370 15536 14182 95665 39164 27693 22612 19582 17515 15989 11012
10 44725 31625 25822 22362 20001 18259 1282825 51750 36593 29878 25875 23143 21127 1512350 56962 40278 32887 28481 25474 23255 16825
100 62135 43936 35874 31068 27788 25367 18515Tabla de intensidad para el tiempo de concetracioacuten
DETERMINACIOacuteN DE CAUDALES
Para la determinacioacuten de los caudales maacuteximos se utilizoacute la metodologiacutea el Meacutetodo Racional
Las aacutereas de drenaje de las estructuras evaluadas para este proyecto Matanza ndash Surataacute se desarrollo conceptualmente en 1 unidad hidroloacutegica para la cual se determino sus caracteriacutesticas topograacuteficas e hidroloacutegicas
Caracteriacutesticas topograacuteficas
El movimiento del agua dentro de la cuenca es una funcioacuten compleja que depende de las caracteriacutesticas fisiograacuteficas de la cuenca Para la determinacioacuten de estas caracteriacutesticas se utilizoacute cartografiacutea base del IGAC escala 125000 disponible en el proyecto PLAN E MANEJO AMBIENTAL DE LA CUENCA DEL RIO SURATA
Aacuterea de Drenaje
El aacuterea de drenaje para cada estructura se obtuvo utilizando el software ArcGis 93 en este se montoacute la cartografiacutea base y la topografiacutea de la correspondiente viacutea usando las herramientas se trazoacute el aacuterea para estructura como un poliacutegono y de esta forma de obtuvieron las aacutereas hasta el punto de intereacutes
Diferencia de nivel
Se obtuvo utilizando la misma cartografiacutea y se determinoacute como la diferencia entre la cota maacutes alta de la cuenca y el cierre de la cuenca con la viacutea
Descripcioacuten ValorAacuterea de influencia 25104 HasLongitud 10265 MetrosAltura Maacutexima 1800 msnmAltura Miacutenima 1100 msnm
Caracteriacutesticas Hidroloacutegicas
Coeficiente de escorrentiacutea
Este coeficiente adimensional estaacute definido por Chow et al (1993) como la tasa pico de escorrentiacutea directa y la intensidad promedio de precipitacioacuten en una tormenta y es funcioacuten del periacuteodo de retorno y de factores como la pendiente de la cuenca las caracteriacutesticas del terreno del almacenamiento y otras caracteriacutesticas de detencioacuten
Para el caacutelculo del coeficiente de escorrentiacutea se utilizoacute la metodologiacutea propuesta por TEMEZ (1978) para pequentildeas cuencas
C=(PdminusPo)(Pd+23Po )
(Pd+11Po )2
Donde
C = Coeficiente de escorrentiacutea
Po = Paraacutemetro que depende del uso y tipo de suelo de la cobertura vegetal de la cuenca y de la humedad
antecedente
Pd = Precipitacioacuten maacutexima en 24 horas para los antildeos de periacuteodo de retorno T y para un tiempo de concentracioacuten Tc obtenida de las curvas IFD
El valor de Po se determina utilizando la Ecuacioacuten presentada y a partir del Nuacutemero de Curva (CN)
Po=5080minus50 8lowastCNCN
Donde CN es un paraacutemetro propuesto por el SCS para determinar la retencioacuten potencial maacutexima del suelo en una cuenca y se aplica para valores de humedad antecedente propios de cada cuenca y se obtiene con base en el tipo de suelo y su condicioacuten hidroloacutegica
S=1000CN
minus10
Donde
S = Retencioacuten potencial maacutexima (pulg)
CN = Curva Numero
Del anaacutelisis de los registros de precipitacioacuten maacutexima en 24 horas no se encontraron registros de condiciones de humedad antecedentes mayores a los 5 cm en los cinco diacuteas anteriores al evento extremo De acuerdo a este anaacutelisis y con la clasificacioacuten de condicioacuten de humedad antecedente propuesta por el SCS la areas de drenaje se clasifica dentro del Tipo II
Para la determinacioacuten del CN se utilizaron los planos de Suelos y Uso de suelos actual a una escala 12500 presentados en el estudio General de suelos y Zonificacioacuten de Tierras para el departamento de Santander desarrollado conjuntamente por la CDMB CAS y el Instituto Geograacutefico Agustin Codazzi en el antildeo 2003
Tomando la informacioacuten de cobertura y suelos del estudio Plan de Manejo Ambiental de la Cuenca del Riacuteo Surataacute sector Riacuteo Charta El valor promedio fue de 070
Tiempo de Concentracioacuten
Este definido como el tiempo que tarda en llegar una gota de lluvia caiacuteda en el extremo hidraacuteulicamente maacutes alejado de la cuenca hasta el punto de disentildeo y se determina mediante formulas experimentales las cuales se presentan a continuacioacuten
Ecuacioacuten de Kirpich (1940)
Desarrollada a partir de informacioacuten del SCS en siete cuencas rurales en Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3-10) y fue adoptada por la Direccioacuten General de Carreteras de Espantildea (MOPU) y por la State of California Divisioacuten of Highways Dicha ecuacioacuten relaciona el tiempo de concentracioacuten con la pendiente y la longitud Su uso es aplicable en pequentildeas cuencas
TC=3 9756lowastL0 77
S0 385
Donde
Tc= Tiempo de concentracioacuten en min
L= Longitud del cauce desde el punto maacutes alejado de la cuenca hasta el sitio de intereacutes en km
S= Pendiente ponderada del cauce principal en mm
Cuando esta ecuacioacuten se utiliza para flujo superficial en concreto o asfalto debe multiplicarse por 04 para canales de concreto por 03 y no debe ajustarse para flujo superficial en suelo descubierto o cunetas
El valor estimado fue de 6714 minutos
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
0 05 1 15 2 25 3
Caud
al (
m3
sm
m)
Tiempo (horas)
HU Tiempo de concentracioacuten
Grafica 7 Hidrograma Unitario para tiempo de concentracioacuten
Meacutetodos y Modelos de caacutelculo de caudales
Se reconocen dos tipos de teacutecnicas para la estimacioacuten de caudales maacuteximos probables en una cuenca Los primeros son meacutetodos estadiacutesticos basados en el ajuste de datos histoacutericos de caudales y los segundos son meacutetodos o modelos conceptuales basados en ecuaciones obtenidas del estudio de cuencas Debido a la carencia de datos histoacutericos de caudales se utilizaran como se habiacutea mencionado al inicio del informe diferentes metodologiacuteas conceptuales que se resumen a continuacioacuten
Meacutetodo Racional
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
CLASE
AGROLOGICA
MICROCUENCA APTITUD DE USO
sostenimiento de la vida silvestre y proteccioacuten de la cabecera de la microcuenca del riacuteo Charta En Surataacute Alto y tona la vocacioacuten debe estar encaminada a la conservacioacuten fomento de la vegetacioacuten y de la vida silvestre existente En Surataacute bajo corresponden al cantildeoacuten del riacuteo con pendientes pronunciadas y clima seco
En Vetas deben destinarse para el crecimiento de la flora y fauna nativas y como reservorios de agua ya que en estas aacutereas tienen su nacimiento importantes corrientes hiacutedricas abastecedoras
Fuente IGAC y Planes de Ordenamiento Ambiental de la Subcuenca riacuteo Surataacute Adaptado por el
Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Consolidado de descripcioacuten de los usos y coberturas de las tierras
Mic
rocu
en
ca
Tierras Agropecuarias
Agroforestal
Bosq
ues y
Rastr
ojo
s
alt
os
Bosq
ue P
lan
tad
o
Veg
eta
cioacute
n E
sp
ecia
l -
Pajo
nale
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rras E
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DM
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TA
L
Cu
ltiv
os y
M
iscelaacute
neos
Pasto
s
Silvoag
riacutecola
- silvop
asto
ril
Charta 192 3410 522 1703 957 1029 - 17 7830
Fuente Adaptado por el Grupo de Planificacioacuten Ambiental Territorial CDMB 2006
Curvas de IFD
Teniendo en cuenta que se desea evaluar caudales maacuteximos en periodos de retornos de 100 antildeos una de las metodologiacuteas utilizan intensidad de lluvia se procedioacute a elaboracioacuten de las curvas de idf
Para el anaacutelisis de precipitacioacuten en la zona de estudio se derivaron las curvas sinteacuteticas de Intensidad-Duracioacuten-Frecuencia IDF para la estacioacuten mencionada utilizando la metodologiacutea propuesta por Vargas y Diacuteaz-Granados (1998) como funcioacuten del promedio del valor maacuteximo anual de precipitacioacuten diaria M el promedio del nuacutemero de diacuteas con lluvia al antildeo N la precipitacioacuten media anual PT y la regioacuten geograacutefica donde se encuentra localizada la estacioacuten
La formulacioacuten general para encontrar la intensidad media I en mmhr se da como sigue
I=a Tb
tcM d
I=a Tb
tcM d Ne
fedc
b
PTNMt
TaI
Donde
T = Periacuteodo de retorno en antildeos
t = Duracioacuten de la tormenta en horas
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Vivero Surataacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 5 Curva de I-F-D Estacioacuten Vivero Surataacute
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Cachiriacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 6 Curvas I-F- D Estacioacuten Cachiriacute
T antildeosDuracion de la lluvia (min)
5 10 15 20 25 30 6714
2 30766 21755 17763 15383 13759 12560 82683 34739 24564 20057 17370 15536 14182 95665 39164 27693 22612 19582 17515 15989 11012
10 44725 31625 25822 22362 20001 18259 1282825 51750 36593 29878 25875 23143 21127 1512350 56962 40278 32887 28481 25474 23255 16825
100 62135 43936 35874 31068 27788 25367 18515Tabla de intensidad para el tiempo de concetracioacuten
DETERMINACIOacuteN DE CAUDALES
Para la determinacioacuten de los caudales maacuteximos se utilizoacute la metodologiacutea el Meacutetodo Racional
Las aacutereas de drenaje de las estructuras evaluadas para este proyecto Matanza ndash Surataacute se desarrollo conceptualmente en 1 unidad hidroloacutegica para la cual se determino sus caracteriacutesticas topograacuteficas e hidroloacutegicas
Caracteriacutesticas topograacuteficas
El movimiento del agua dentro de la cuenca es una funcioacuten compleja que depende de las caracteriacutesticas fisiograacuteficas de la cuenca Para la determinacioacuten de estas caracteriacutesticas se utilizoacute cartografiacutea base del IGAC escala 125000 disponible en el proyecto PLAN E MANEJO AMBIENTAL DE LA CUENCA DEL RIO SURATA
Aacuterea de Drenaje
El aacuterea de drenaje para cada estructura se obtuvo utilizando el software ArcGis 93 en este se montoacute la cartografiacutea base y la topografiacutea de la correspondiente viacutea usando las herramientas se trazoacute el aacuterea para estructura como un poliacutegono y de esta forma de obtuvieron las aacutereas hasta el punto de intereacutes
Diferencia de nivel
Se obtuvo utilizando la misma cartografiacutea y se determinoacute como la diferencia entre la cota maacutes alta de la cuenca y el cierre de la cuenca con la viacutea
Descripcioacuten ValorAacuterea de influencia 25104 HasLongitud 10265 MetrosAltura Maacutexima 1800 msnmAltura Miacutenima 1100 msnm
Caracteriacutesticas Hidroloacutegicas
Coeficiente de escorrentiacutea
Este coeficiente adimensional estaacute definido por Chow et al (1993) como la tasa pico de escorrentiacutea directa y la intensidad promedio de precipitacioacuten en una tormenta y es funcioacuten del periacuteodo de retorno y de factores como la pendiente de la cuenca las caracteriacutesticas del terreno del almacenamiento y otras caracteriacutesticas de detencioacuten
Para el caacutelculo del coeficiente de escorrentiacutea se utilizoacute la metodologiacutea propuesta por TEMEZ (1978) para pequentildeas cuencas
C=(PdminusPo)(Pd+23Po )
(Pd+11Po )2
Donde
C = Coeficiente de escorrentiacutea
Po = Paraacutemetro que depende del uso y tipo de suelo de la cobertura vegetal de la cuenca y de la humedad
antecedente
Pd = Precipitacioacuten maacutexima en 24 horas para los antildeos de periacuteodo de retorno T y para un tiempo de concentracioacuten Tc obtenida de las curvas IFD
El valor de Po se determina utilizando la Ecuacioacuten presentada y a partir del Nuacutemero de Curva (CN)
Po=5080minus50 8lowastCNCN
Donde CN es un paraacutemetro propuesto por el SCS para determinar la retencioacuten potencial maacutexima del suelo en una cuenca y se aplica para valores de humedad antecedente propios de cada cuenca y se obtiene con base en el tipo de suelo y su condicioacuten hidroloacutegica
S=1000CN
minus10
Donde
S = Retencioacuten potencial maacutexima (pulg)
CN = Curva Numero
Del anaacutelisis de los registros de precipitacioacuten maacutexima en 24 horas no se encontraron registros de condiciones de humedad antecedentes mayores a los 5 cm en los cinco diacuteas anteriores al evento extremo De acuerdo a este anaacutelisis y con la clasificacioacuten de condicioacuten de humedad antecedente propuesta por el SCS la areas de drenaje se clasifica dentro del Tipo II
Para la determinacioacuten del CN se utilizaron los planos de Suelos y Uso de suelos actual a una escala 12500 presentados en el estudio General de suelos y Zonificacioacuten de Tierras para el departamento de Santander desarrollado conjuntamente por la CDMB CAS y el Instituto Geograacutefico Agustin Codazzi en el antildeo 2003
Tomando la informacioacuten de cobertura y suelos del estudio Plan de Manejo Ambiental de la Cuenca del Riacuteo Surataacute sector Riacuteo Charta El valor promedio fue de 070
Tiempo de Concentracioacuten
Este definido como el tiempo que tarda en llegar una gota de lluvia caiacuteda en el extremo hidraacuteulicamente maacutes alejado de la cuenca hasta el punto de disentildeo y se determina mediante formulas experimentales las cuales se presentan a continuacioacuten
Ecuacioacuten de Kirpich (1940)
Desarrollada a partir de informacioacuten del SCS en siete cuencas rurales en Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3-10) y fue adoptada por la Direccioacuten General de Carreteras de Espantildea (MOPU) y por la State of California Divisioacuten of Highways Dicha ecuacioacuten relaciona el tiempo de concentracioacuten con la pendiente y la longitud Su uso es aplicable en pequentildeas cuencas
TC=3 9756lowastL0 77
S0 385
Donde
Tc= Tiempo de concentracioacuten en min
L= Longitud del cauce desde el punto maacutes alejado de la cuenca hasta el sitio de intereacutes en km
S= Pendiente ponderada del cauce principal en mm
Cuando esta ecuacioacuten se utiliza para flujo superficial en concreto o asfalto debe multiplicarse por 04 para canales de concreto por 03 y no debe ajustarse para flujo superficial en suelo descubierto o cunetas
El valor estimado fue de 6714 minutos
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
0 05 1 15 2 25 3
Caud
al (
m3
sm
m)
Tiempo (horas)
HU Tiempo de concentracioacuten
Grafica 7 Hidrograma Unitario para tiempo de concentracioacuten
Meacutetodos y Modelos de caacutelculo de caudales
Se reconocen dos tipos de teacutecnicas para la estimacioacuten de caudales maacuteximos probables en una cuenca Los primeros son meacutetodos estadiacutesticos basados en el ajuste de datos histoacutericos de caudales y los segundos son meacutetodos o modelos conceptuales basados en ecuaciones obtenidas del estudio de cuencas Debido a la carencia de datos histoacutericos de caudales se utilizaran como se habiacutea mencionado al inicio del informe diferentes metodologiacuteas conceptuales que se resumen a continuacioacuten
Meacutetodo Racional
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
Para el anaacutelisis de precipitacioacuten en la zona de estudio se derivaron las curvas sinteacuteticas de Intensidad-Duracioacuten-Frecuencia IDF para la estacioacuten mencionada utilizando la metodologiacutea propuesta por Vargas y Diacuteaz-Granados (1998) como funcioacuten del promedio del valor maacuteximo anual de precipitacioacuten diaria M el promedio del nuacutemero de diacuteas con lluvia al antildeo N la precipitacioacuten media anual PT y la regioacuten geograacutefica donde se encuentra localizada la estacioacuten
La formulacioacuten general para encontrar la intensidad media I en mmhr se da como sigue
I=a Tb
tcM d
I=a Tb
tcM d Ne
fedc
b
PTNMt
TaI
Donde
T = Periacuteodo de retorno en antildeos
t = Duracioacuten de la tormenta en horas
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Vivero Surataacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 5 Curva de I-F-D Estacioacuten Vivero Surataacute
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Cachiriacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 6 Curvas I-F- D Estacioacuten Cachiriacute
T antildeosDuracion de la lluvia (min)
5 10 15 20 25 30 6714
2 30766 21755 17763 15383 13759 12560 82683 34739 24564 20057 17370 15536 14182 95665 39164 27693 22612 19582 17515 15989 11012
10 44725 31625 25822 22362 20001 18259 1282825 51750 36593 29878 25875 23143 21127 1512350 56962 40278 32887 28481 25474 23255 16825
100 62135 43936 35874 31068 27788 25367 18515Tabla de intensidad para el tiempo de concetracioacuten
DETERMINACIOacuteN DE CAUDALES
Para la determinacioacuten de los caudales maacuteximos se utilizoacute la metodologiacutea el Meacutetodo Racional
Las aacutereas de drenaje de las estructuras evaluadas para este proyecto Matanza ndash Surataacute se desarrollo conceptualmente en 1 unidad hidroloacutegica para la cual se determino sus caracteriacutesticas topograacuteficas e hidroloacutegicas
Caracteriacutesticas topograacuteficas
El movimiento del agua dentro de la cuenca es una funcioacuten compleja que depende de las caracteriacutesticas fisiograacuteficas de la cuenca Para la determinacioacuten de estas caracteriacutesticas se utilizoacute cartografiacutea base del IGAC escala 125000 disponible en el proyecto PLAN E MANEJO AMBIENTAL DE LA CUENCA DEL RIO SURATA
Aacuterea de Drenaje
El aacuterea de drenaje para cada estructura se obtuvo utilizando el software ArcGis 93 en este se montoacute la cartografiacutea base y la topografiacutea de la correspondiente viacutea usando las herramientas se trazoacute el aacuterea para estructura como un poliacutegono y de esta forma de obtuvieron las aacutereas hasta el punto de intereacutes
Diferencia de nivel
Se obtuvo utilizando la misma cartografiacutea y se determinoacute como la diferencia entre la cota maacutes alta de la cuenca y el cierre de la cuenca con la viacutea
Descripcioacuten ValorAacuterea de influencia 25104 HasLongitud 10265 MetrosAltura Maacutexima 1800 msnmAltura Miacutenima 1100 msnm
Caracteriacutesticas Hidroloacutegicas
Coeficiente de escorrentiacutea
Este coeficiente adimensional estaacute definido por Chow et al (1993) como la tasa pico de escorrentiacutea directa y la intensidad promedio de precipitacioacuten en una tormenta y es funcioacuten del periacuteodo de retorno y de factores como la pendiente de la cuenca las caracteriacutesticas del terreno del almacenamiento y otras caracteriacutesticas de detencioacuten
Para el caacutelculo del coeficiente de escorrentiacutea se utilizoacute la metodologiacutea propuesta por TEMEZ (1978) para pequentildeas cuencas
C=(PdminusPo)(Pd+23Po )
(Pd+11Po )2
Donde
C = Coeficiente de escorrentiacutea
Po = Paraacutemetro que depende del uso y tipo de suelo de la cobertura vegetal de la cuenca y de la humedad
antecedente
Pd = Precipitacioacuten maacutexima en 24 horas para los antildeos de periacuteodo de retorno T y para un tiempo de concentracioacuten Tc obtenida de las curvas IFD
El valor de Po se determina utilizando la Ecuacioacuten presentada y a partir del Nuacutemero de Curva (CN)
Po=5080minus50 8lowastCNCN
Donde CN es un paraacutemetro propuesto por el SCS para determinar la retencioacuten potencial maacutexima del suelo en una cuenca y se aplica para valores de humedad antecedente propios de cada cuenca y se obtiene con base en el tipo de suelo y su condicioacuten hidroloacutegica
S=1000CN
minus10
Donde
S = Retencioacuten potencial maacutexima (pulg)
CN = Curva Numero
Del anaacutelisis de los registros de precipitacioacuten maacutexima en 24 horas no se encontraron registros de condiciones de humedad antecedentes mayores a los 5 cm en los cinco diacuteas anteriores al evento extremo De acuerdo a este anaacutelisis y con la clasificacioacuten de condicioacuten de humedad antecedente propuesta por el SCS la areas de drenaje se clasifica dentro del Tipo II
Para la determinacioacuten del CN se utilizaron los planos de Suelos y Uso de suelos actual a una escala 12500 presentados en el estudio General de suelos y Zonificacioacuten de Tierras para el departamento de Santander desarrollado conjuntamente por la CDMB CAS y el Instituto Geograacutefico Agustin Codazzi en el antildeo 2003
Tomando la informacioacuten de cobertura y suelos del estudio Plan de Manejo Ambiental de la Cuenca del Riacuteo Surataacute sector Riacuteo Charta El valor promedio fue de 070
Tiempo de Concentracioacuten
Este definido como el tiempo que tarda en llegar una gota de lluvia caiacuteda en el extremo hidraacuteulicamente maacutes alejado de la cuenca hasta el punto de disentildeo y se determina mediante formulas experimentales las cuales se presentan a continuacioacuten
Ecuacioacuten de Kirpich (1940)
Desarrollada a partir de informacioacuten del SCS en siete cuencas rurales en Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3-10) y fue adoptada por la Direccioacuten General de Carreteras de Espantildea (MOPU) y por la State of California Divisioacuten of Highways Dicha ecuacioacuten relaciona el tiempo de concentracioacuten con la pendiente y la longitud Su uso es aplicable en pequentildeas cuencas
TC=3 9756lowastL0 77
S0 385
Donde
Tc= Tiempo de concentracioacuten en min
L= Longitud del cauce desde el punto maacutes alejado de la cuenca hasta el sitio de intereacutes en km
S= Pendiente ponderada del cauce principal en mm
Cuando esta ecuacioacuten se utiliza para flujo superficial en concreto o asfalto debe multiplicarse por 04 para canales de concreto por 03 y no debe ajustarse para flujo superficial en suelo descubierto o cunetas
El valor estimado fue de 6714 minutos
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
0 05 1 15 2 25 3
Caud
al (
m3
sm
m)
Tiempo (horas)
HU Tiempo de concentracioacuten
Grafica 7 Hidrograma Unitario para tiempo de concentracioacuten
Meacutetodos y Modelos de caacutelculo de caudales
Se reconocen dos tipos de teacutecnicas para la estimacioacuten de caudales maacuteximos probables en una cuenca Los primeros son meacutetodos estadiacutesticos basados en el ajuste de datos histoacutericos de caudales y los segundos son meacutetodos o modelos conceptuales basados en ecuaciones obtenidas del estudio de cuencas Debido a la carencia de datos histoacutericos de caudales se utilizaran como se habiacutea mencionado al inicio del informe diferentes metodologiacuteas conceptuales que se resumen a continuacioacuten
Meacutetodo Racional
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Vivero Surataacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 5 Curva de I-F-D Estacioacuten Vivero Surataacute
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Curvas IDF Cachiriacute
2 3 5 10 25 50 100
Grafica 6 Curvas I-F- D Estacioacuten Cachiriacute
T antildeosDuracion de la lluvia (min)
5 10 15 20 25 30 6714
2 30766 21755 17763 15383 13759 12560 82683 34739 24564 20057 17370 15536 14182 95665 39164 27693 22612 19582 17515 15989 11012
10 44725 31625 25822 22362 20001 18259 1282825 51750 36593 29878 25875 23143 21127 1512350 56962 40278 32887 28481 25474 23255 16825
100 62135 43936 35874 31068 27788 25367 18515Tabla de intensidad para el tiempo de concetracioacuten
DETERMINACIOacuteN DE CAUDALES
Para la determinacioacuten de los caudales maacuteximos se utilizoacute la metodologiacutea el Meacutetodo Racional
Las aacutereas de drenaje de las estructuras evaluadas para este proyecto Matanza ndash Surataacute se desarrollo conceptualmente en 1 unidad hidroloacutegica para la cual se determino sus caracteriacutesticas topograacuteficas e hidroloacutegicas
Caracteriacutesticas topograacuteficas
El movimiento del agua dentro de la cuenca es una funcioacuten compleja que depende de las caracteriacutesticas fisiograacuteficas de la cuenca Para la determinacioacuten de estas caracteriacutesticas se utilizoacute cartografiacutea base del IGAC escala 125000 disponible en el proyecto PLAN E MANEJO AMBIENTAL DE LA CUENCA DEL RIO SURATA
Aacuterea de Drenaje
El aacuterea de drenaje para cada estructura se obtuvo utilizando el software ArcGis 93 en este se montoacute la cartografiacutea base y la topografiacutea de la correspondiente viacutea usando las herramientas se trazoacute el aacuterea para estructura como un poliacutegono y de esta forma de obtuvieron las aacutereas hasta el punto de intereacutes
Diferencia de nivel
Se obtuvo utilizando la misma cartografiacutea y se determinoacute como la diferencia entre la cota maacutes alta de la cuenca y el cierre de la cuenca con la viacutea
Descripcioacuten ValorAacuterea de influencia 25104 HasLongitud 10265 MetrosAltura Maacutexima 1800 msnmAltura Miacutenima 1100 msnm
Caracteriacutesticas Hidroloacutegicas
Coeficiente de escorrentiacutea
Este coeficiente adimensional estaacute definido por Chow et al (1993) como la tasa pico de escorrentiacutea directa y la intensidad promedio de precipitacioacuten en una tormenta y es funcioacuten del periacuteodo de retorno y de factores como la pendiente de la cuenca las caracteriacutesticas del terreno del almacenamiento y otras caracteriacutesticas de detencioacuten
Para el caacutelculo del coeficiente de escorrentiacutea se utilizoacute la metodologiacutea propuesta por TEMEZ (1978) para pequentildeas cuencas
C=(PdminusPo)(Pd+23Po )
(Pd+11Po )2
Donde
C = Coeficiente de escorrentiacutea
Po = Paraacutemetro que depende del uso y tipo de suelo de la cobertura vegetal de la cuenca y de la humedad
antecedente
Pd = Precipitacioacuten maacutexima en 24 horas para los antildeos de periacuteodo de retorno T y para un tiempo de concentracioacuten Tc obtenida de las curvas IFD
El valor de Po se determina utilizando la Ecuacioacuten presentada y a partir del Nuacutemero de Curva (CN)
Po=5080minus50 8lowastCNCN
Donde CN es un paraacutemetro propuesto por el SCS para determinar la retencioacuten potencial maacutexima del suelo en una cuenca y se aplica para valores de humedad antecedente propios de cada cuenca y se obtiene con base en el tipo de suelo y su condicioacuten hidroloacutegica
S=1000CN
minus10
Donde
S = Retencioacuten potencial maacutexima (pulg)
CN = Curva Numero
Del anaacutelisis de los registros de precipitacioacuten maacutexima en 24 horas no se encontraron registros de condiciones de humedad antecedentes mayores a los 5 cm en los cinco diacuteas anteriores al evento extremo De acuerdo a este anaacutelisis y con la clasificacioacuten de condicioacuten de humedad antecedente propuesta por el SCS la areas de drenaje se clasifica dentro del Tipo II
Para la determinacioacuten del CN se utilizaron los planos de Suelos y Uso de suelos actual a una escala 12500 presentados en el estudio General de suelos y Zonificacioacuten de Tierras para el departamento de Santander desarrollado conjuntamente por la CDMB CAS y el Instituto Geograacutefico Agustin Codazzi en el antildeo 2003
Tomando la informacioacuten de cobertura y suelos del estudio Plan de Manejo Ambiental de la Cuenca del Riacuteo Surataacute sector Riacuteo Charta El valor promedio fue de 070
Tiempo de Concentracioacuten
Este definido como el tiempo que tarda en llegar una gota de lluvia caiacuteda en el extremo hidraacuteulicamente maacutes alejado de la cuenca hasta el punto de disentildeo y se determina mediante formulas experimentales las cuales se presentan a continuacioacuten
Ecuacioacuten de Kirpich (1940)
Desarrollada a partir de informacioacuten del SCS en siete cuencas rurales en Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3-10) y fue adoptada por la Direccioacuten General de Carreteras de Espantildea (MOPU) y por la State of California Divisioacuten of Highways Dicha ecuacioacuten relaciona el tiempo de concentracioacuten con la pendiente y la longitud Su uso es aplicable en pequentildeas cuencas
TC=3 9756lowastL0 77
S0 385
Donde
Tc= Tiempo de concentracioacuten en min
L= Longitud del cauce desde el punto maacutes alejado de la cuenca hasta el sitio de intereacutes en km
S= Pendiente ponderada del cauce principal en mm
Cuando esta ecuacioacuten se utiliza para flujo superficial en concreto o asfalto debe multiplicarse por 04 para canales de concreto por 03 y no debe ajustarse para flujo superficial en suelo descubierto o cunetas
El valor estimado fue de 6714 minutos
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
0 05 1 15 2 25 3
Caud
al (
m3
sm
m)
Tiempo (horas)
HU Tiempo de concentracioacuten
Grafica 7 Hidrograma Unitario para tiempo de concentracioacuten
Meacutetodos y Modelos de caacutelculo de caudales
Se reconocen dos tipos de teacutecnicas para la estimacioacuten de caudales maacuteximos probables en una cuenca Los primeros son meacutetodos estadiacutesticos basados en el ajuste de datos histoacutericos de caudales y los segundos son meacutetodos o modelos conceptuales basados en ecuaciones obtenidas del estudio de cuencas Debido a la carencia de datos histoacutericos de caudales se utilizaran como se habiacutea mencionado al inicio del informe diferentes metodologiacuteas conceptuales que se resumen a continuacioacuten
Meacutetodo Racional
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
2 30766 21755 17763 15383 13759 12560 82683 34739 24564 20057 17370 15536 14182 95665 39164 27693 22612 19582 17515 15989 11012
10 44725 31625 25822 22362 20001 18259 1282825 51750 36593 29878 25875 23143 21127 1512350 56962 40278 32887 28481 25474 23255 16825
100 62135 43936 35874 31068 27788 25367 18515Tabla de intensidad para el tiempo de concetracioacuten
DETERMINACIOacuteN DE CAUDALES
Para la determinacioacuten de los caudales maacuteximos se utilizoacute la metodologiacutea el Meacutetodo Racional
Las aacutereas de drenaje de las estructuras evaluadas para este proyecto Matanza ndash Surataacute se desarrollo conceptualmente en 1 unidad hidroloacutegica para la cual se determino sus caracteriacutesticas topograacuteficas e hidroloacutegicas
Caracteriacutesticas topograacuteficas
El movimiento del agua dentro de la cuenca es una funcioacuten compleja que depende de las caracteriacutesticas fisiograacuteficas de la cuenca Para la determinacioacuten de estas caracteriacutesticas se utilizoacute cartografiacutea base del IGAC escala 125000 disponible en el proyecto PLAN E MANEJO AMBIENTAL DE LA CUENCA DEL RIO SURATA
Aacuterea de Drenaje
El aacuterea de drenaje para cada estructura se obtuvo utilizando el software ArcGis 93 en este se montoacute la cartografiacutea base y la topografiacutea de la correspondiente viacutea usando las herramientas se trazoacute el aacuterea para estructura como un poliacutegono y de esta forma de obtuvieron las aacutereas hasta el punto de intereacutes
Diferencia de nivel
Se obtuvo utilizando la misma cartografiacutea y se determinoacute como la diferencia entre la cota maacutes alta de la cuenca y el cierre de la cuenca con la viacutea
Descripcioacuten ValorAacuterea de influencia 25104 HasLongitud 10265 MetrosAltura Maacutexima 1800 msnmAltura Miacutenima 1100 msnm
Caracteriacutesticas Hidroloacutegicas
Coeficiente de escorrentiacutea
Este coeficiente adimensional estaacute definido por Chow et al (1993) como la tasa pico de escorrentiacutea directa y la intensidad promedio de precipitacioacuten en una tormenta y es funcioacuten del periacuteodo de retorno y de factores como la pendiente de la cuenca las caracteriacutesticas del terreno del almacenamiento y otras caracteriacutesticas de detencioacuten
Para el caacutelculo del coeficiente de escorrentiacutea se utilizoacute la metodologiacutea propuesta por TEMEZ (1978) para pequentildeas cuencas
C=(PdminusPo)(Pd+23Po )
(Pd+11Po )2
Donde
C = Coeficiente de escorrentiacutea
Po = Paraacutemetro que depende del uso y tipo de suelo de la cobertura vegetal de la cuenca y de la humedad
antecedente
Pd = Precipitacioacuten maacutexima en 24 horas para los antildeos de periacuteodo de retorno T y para un tiempo de concentracioacuten Tc obtenida de las curvas IFD
El valor de Po se determina utilizando la Ecuacioacuten presentada y a partir del Nuacutemero de Curva (CN)
Po=5080minus50 8lowastCNCN
Donde CN es un paraacutemetro propuesto por el SCS para determinar la retencioacuten potencial maacutexima del suelo en una cuenca y se aplica para valores de humedad antecedente propios de cada cuenca y se obtiene con base en el tipo de suelo y su condicioacuten hidroloacutegica
S=1000CN
minus10
Donde
S = Retencioacuten potencial maacutexima (pulg)
CN = Curva Numero
Del anaacutelisis de los registros de precipitacioacuten maacutexima en 24 horas no se encontraron registros de condiciones de humedad antecedentes mayores a los 5 cm en los cinco diacuteas anteriores al evento extremo De acuerdo a este anaacutelisis y con la clasificacioacuten de condicioacuten de humedad antecedente propuesta por el SCS la areas de drenaje se clasifica dentro del Tipo II
Para la determinacioacuten del CN se utilizaron los planos de Suelos y Uso de suelos actual a una escala 12500 presentados en el estudio General de suelos y Zonificacioacuten de Tierras para el departamento de Santander desarrollado conjuntamente por la CDMB CAS y el Instituto Geograacutefico Agustin Codazzi en el antildeo 2003
Tomando la informacioacuten de cobertura y suelos del estudio Plan de Manejo Ambiental de la Cuenca del Riacuteo Surataacute sector Riacuteo Charta El valor promedio fue de 070
Tiempo de Concentracioacuten
Este definido como el tiempo que tarda en llegar una gota de lluvia caiacuteda en el extremo hidraacuteulicamente maacutes alejado de la cuenca hasta el punto de disentildeo y se determina mediante formulas experimentales las cuales se presentan a continuacioacuten
Ecuacioacuten de Kirpich (1940)
Desarrollada a partir de informacioacuten del SCS en siete cuencas rurales en Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3-10) y fue adoptada por la Direccioacuten General de Carreteras de Espantildea (MOPU) y por la State of California Divisioacuten of Highways Dicha ecuacioacuten relaciona el tiempo de concentracioacuten con la pendiente y la longitud Su uso es aplicable en pequentildeas cuencas
TC=3 9756lowastL0 77
S0 385
Donde
Tc= Tiempo de concentracioacuten en min
L= Longitud del cauce desde el punto maacutes alejado de la cuenca hasta el sitio de intereacutes en km
S= Pendiente ponderada del cauce principal en mm
Cuando esta ecuacioacuten se utiliza para flujo superficial en concreto o asfalto debe multiplicarse por 04 para canales de concreto por 03 y no debe ajustarse para flujo superficial en suelo descubierto o cunetas
El valor estimado fue de 6714 minutos
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
0 05 1 15 2 25 3
Caud
al (
m3
sm
m)
Tiempo (horas)
HU Tiempo de concentracioacuten
Grafica 7 Hidrograma Unitario para tiempo de concentracioacuten
Meacutetodos y Modelos de caacutelculo de caudales
Se reconocen dos tipos de teacutecnicas para la estimacioacuten de caudales maacuteximos probables en una cuenca Los primeros son meacutetodos estadiacutesticos basados en el ajuste de datos histoacutericos de caudales y los segundos son meacutetodos o modelos conceptuales basados en ecuaciones obtenidas del estudio de cuencas Debido a la carencia de datos histoacutericos de caudales se utilizaran como se habiacutea mencionado al inicio del informe diferentes metodologiacuteas conceptuales que se resumen a continuacioacuten
Meacutetodo Racional
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
DETERMINACIOacuteN DE CAUDALES
Para la determinacioacuten de los caudales maacuteximos se utilizoacute la metodologiacutea el Meacutetodo Racional
Las aacutereas de drenaje de las estructuras evaluadas para este proyecto Matanza ndash Surataacute se desarrollo conceptualmente en 1 unidad hidroloacutegica para la cual se determino sus caracteriacutesticas topograacuteficas e hidroloacutegicas
Caracteriacutesticas topograacuteficas
El movimiento del agua dentro de la cuenca es una funcioacuten compleja que depende de las caracteriacutesticas fisiograacuteficas de la cuenca Para la determinacioacuten de estas caracteriacutesticas se utilizoacute cartografiacutea base del IGAC escala 125000 disponible en el proyecto PLAN E MANEJO AMBIENTAL DE LA CUENCA DEL RIO SURATA
Aacuterea de Drenaje
El aacuterea de drenaje para cada estructura se obtuvo utilizando el software ArcGis 93 en este se montoacute la cartografiacutea base y la topografiacutea de la correspondiente viacutea usando las herramientas se trazoacute el aacuterea para estructura como un poliacutegono y de esta forma de obtuvieron las aacutereas hasta el punto de intereacutes
Diferencia de nivel
Se obtuvo utilizando la misma cartografiacutea y se determinoacute como la diferencia entre la cota maacutes alta de la cuenca y el cierre de la cuenca con la viacutea
Descripcioacuten ValorAacuterea de influencia 25104 HasLongitud 10265 MetrosAltura Maacutexima 1800 msnmAltura Miacutenima 1100 msnm
Caracteriacutesticas Hidroloacutegicas
Coeficiente de escorrentiacutea
Este coeficiente adimensional estaacute definido por Chow et al (1993) como la tasa pico de escorrentiacutea directa y la intensidad promedio de precipitacioacuten en una tormenta y es funcioacuten del periacuteodo de retorno y de factores como la pendiente de la cuenca las caracteriacutesticas del terreno del almacenamiento y otras caracteriacutesticas de detencioacuten
Para el caacutelculo del coeficiente de escorrentiacutea se utilizoacute la metodologiacutea propuesta por TEMEZ (1978) para pequentildeas cuencas
C=(PdminusPo)(Pd+23Po )
(Pd+11Po )2
Donde
C = Coeficiente de escorrentiacutea
Po = Paraacutemetro que depende del uso y tipo de suelo de la cobertura vegetal de la cuenca y de la humedad
antecedente
Pd = Precipitacioacuten maacutexima en 24 horas para los antildeos de periacuteodo de retorno T y para un tiempo de concentracioacuten Tc obtenida de las curvas IFD
El valor de Po se determina utilizando la Ecuacioacuten presentada y a partir del Nuacutemero de Curva (CN)
Po=5080minus50 8lowastCNCN
Donde CN es un paraacutemetro propuesto por el SCS para determinar la retencioacuten potencial maacutexima del suelo en una cuenca y se aplica para valores de humedad antecedente propios de cada cuenca y se obtiene con base en el tipo de suelo y su condicioacuten hidroloacutegica
S=1000CN
minus10
Donde
S = Retencioacuten potencial maacutexima (pulg)
CN = Curva Numero
Del anaacutelisis de los registros de precipitacioacuten maacutexima en 24 horas no se encontraron registros de condiciones de humedad antecedentes mayores a los 5 cm en los cinco diacuteas anteriores al evento extremo De acuerdo a este anaacutelisis y con la clasificacioacuten de condicioacuten de humedad antecedente propuesta por el SCS la areas de drenaje se clasifica dentro del Tipo II
Para la determinacioacuten del CN se utilizaron los planos de Suelos y Uso de suelos actual a una escala 12500 presentados en el estudio General de suelos y Zonificacioacuten de Tierras para el departamento de Santander desarrollado conjuntamente por la CDMB CAS y el Instituto Geograacutefico Agustin Codazzi en el antildeo 2003
Tomando la informacioacuten de cobertura y suelos del estudio Plan de Manejo Ambiental de la Cuenca del Riacuteo Surataacute sector Riacuteo Charta El valor promedio fue de 070
Tiempo de Concentracioacuten
Este definido como el tiempo que tarda en llegar una gota de lluvia caiacuteda en el extremo hidraacuteulicamente maacutes alejado de la cuenca hasta el punto de disentildeo y se determina mediante formulas experimentales las cuales se presentan a continuacioacuten
Ecuacioacuten de Kirpich (1940)
Desarrollada a partir de informacioacuten del SCS en siete cuencas rurales en Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3-10) y fue adoptada por la Direccioacuten General de Carreteras de Espantildea (MOPU) y por la State of California Divisioacuten of Highways Dicha ecuacioacuten relaciona el tiempo de concentracioacuten con la pendiente y la longitud Su uso es aplicable en pequentildeas cuencas
TC=3 9756lowastL0 77
S0 385
Donde
Tc= Tiempo de concentracioacuten en min
L= Longitud del cauce desde el punto maacutes alejado de la cuenca hasta el sitio de intereacutes en km
S= Pendiente ponderada del cauce principal en mm
Cuando esta ecuacioacuten se utiliza para flujo superficial en concreto o asfalto debe multiplicarse por 04 para canales de concreto por 03 y no debe ajustarse para flujo superficial en suelo descubierto o cunetas
El valor estimado fue de 6714 minutos
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
0 05 1 15 2 25 3
Caud
al (
m3
sm
m)
Tiempo (horas)
HU Tiempo de concentracioacuten
Grafica 7 Hidrograma Unitario para tiempo de concentracioacuten
Meacutetodos y Modelos de caacutelculo de caudales
Se reconocen dos tipos de teacutecnicas para la estimacioacuten de caudales maacuteximos probables en una cuenca Los primeros son meacutetodos estadiacutesticos basados en el ajuste de datos histoacutericos de caudales y los segundos son meacutetodos o modelos conceptuales basados en ecuaciones obtenidas del estudio de cuencas Debido a la carencia de datos histoacutericos de caudales se utilizaran como se habiacutea mencionado al inicio del informe diferentes metodologiacuteas conceptuales que se resumen a continuacioacuten
Meacutetodo Racional
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
Descripcioacuten ValorAacuterea de influencia 25104 HasLongitud 10265 MetrosAltura Maacutexima 1800 msnmAltura Miacutenima 1100 msnm
Caracteriacutesticas Hidroloacutegicas
Coeficiente de escorrentiacutea
Este coeficiente adimensional estaacute definido por Chow et al (1993) como la tasa pico de escorrentiacutea directa y la intensidad promedio de precipitacioacuten en una tormenta y es funcioacuten del periacuteodo de retorno y de factores como la pendiente de la cuenca las caracteriacutesticas del terreno del almacenamiento y otras caracteriacutesticas de detencioacuten
Para el caacutelculo del coeficiente de escorrentiacutea se utilizoacute la metodologiacutea propuesta por TEMEZ (1978) para pequentildeas cuencas
C=(PdminusPo)(Pd+23Po )
(Pd+11Po )2
Donde
C = Coeficiente de escorrentiacutea
Po = Paraacutemetro que depende del uso y tipo de suelo de la cobertura vegetal de la cuenca y de la humedad
antecedente
Pd = Precipitacioacuten maacutexima en 24 horas para los antildeos de periacuteodo de retorno T y para un tiempo de concentracioacuten Tc obtenida de las curvas IFD
El valor de Po se determina utilizando la Ecuacioacuten presentada y a partir del Nuacutemero de Curva (CN)
Po=5080minus50 8lowastCNCN
Donde CN es un paraacutemetro propuesto por el SCS para determinar la retencioacuten potencial maacutexima del suelo en una cuenca y se aplica para valores de humedad antecedente propios de cada cuenca y se obtiene con base en el tipo de suelo y su condicioacuten hidroloacutegica
S=1000CN
minus10
Donde
S = Retencioacuten potencial maacutexima (pulg)
CN = Curva Numero
Del anaacutelisis de los registros de precipitacioacuten maacutexima en 24 horas no se encontraron registros de condiciones de humedad antecedentes mayores a los 5 cm en los cinco diacuteas anteriores al evento extremo De acuerdo a este anaacutelisis y con la clasificacioacuten de condicioacuten de humedad antecedente propuesta por el SCS la areas de drenaje se clasifica dentro del Tipo II
Para la determinacioacuten del CN se utilizaron los planos de Suelos y Uso de suelos actual a una escala 12500 presentados en el estudio General de suelos y Zonificacioacuten de Tierras para el departamento de Santander desarrollado conjuntamente por la CDMB CAS y el Instituto Geograacutefico Agustin Codazzi en el antildeo 2003
Tomando la informacioacuten de cobertura y suelos del estudio Plan de Manejo Ambiental de la Cuenca del Riacuteo Surataacute sector Riacuteo Charta El valor promedio fue de 070
Tiempo de Concentracioacuten
Este definido como el tiempo que tarda en llegar una gota de lluvia caiacuteda en el extremo hidraacuteulicamente maacutes alejado de la cuenca hasta el punto de disentildeo y se determina mediante formulas experimentales las cuales se presentan a continuacioacuten
Ecuacioacuten de Kirpich (1940)
Desarrollada a partir de informacioacuten del SCS en siete cuencas rurales en Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3-10) y fue adoptada por la Direccioacuten General de Carreteras de Espantildea (MOPU) y por la State of California Divisioacuten of Highways Dicha ecuacioacuten relaciona el tiempo de concentracioacuten con la pendiente y la longitud Su uso es aplicable en pequentildeas cuencas
TC=3 9756lowastL0 77
S0 385
Donde
Tc= Tiempo de concentracioacuten en min
L= Longitud del cauce desde el punto maacutes alejado de la cuenca hasta el sitio de intereacutes en km
S= Pendiente ponderada del cauce principal en mm
Cuando esta ecuacioacuten se utiliza para flujo superficial en concreto o asfalto debe multiplicarse por 04 para canales de concreto por 03 y no debe ajustarse para flujo superficial en suelo descubierto o cunetas
El valor estimado fue de 6714 minutos
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
0 05 1 15 2 25 3
Caud
al (
m3
sm
m)
Tiempo (horas)
HU Tiempo de concentracioacuten
Grafica 7 Hidrograma Unitario para tiempo de concentracioacuten
Meacutetodos y Modelos de caacutelculo de caudales
Se reconocen dos tipos de teacutecnicas para la estimacioacuten de caudales maacuteximos probables en una cuenca Los primeros son meacutetodos estadiacutesticos basados en el ajuste de datos histoacutericos de caudales y los segundos son meacutetodos o modelos conceptuales basados en ecuaciones obtenidas del estudio de cuencas Debido a la carencia de datos histoacutericos de caudales se utilizaran como se habiacutea mencionado al inicio del informe diferentes metodologiacuteas conceptuales que se resumen a continuacioacuten
Meacutetodo Racional
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
El valor de Po se determina utilizando la Ecuacioacuten presentada y a partir del Nuacutemero de Curva (CN)
Po=5080minus50 8lowastCNCN
Donde CN es un paraacutemetro propuesto por el SCS para determinar la retencioacuten potencial maacutexima del suelo en una cuenca y se aplica para valores de humedad antecedente propios de cada cuenca y se obtiene con base en el tipo de suelo y su condicioacuten hidroloacutegica
S=1000CN
minus10
Donde
S = Retencioacuten potencial maacutexima (pulg)
CN = Curva Numero
Del anaacutelisis de los registros de precipitacioacuten maacutexima en 24 horas no se encontraron registros de condiciones de humedad antecedentes mayores a los 5 cm en los cinco diacuteas anteriores al evento extremo De acuerdo a este anaacutelisis y con la clasificacioacuten de condicioacuten de humedad antecedente propuesta por el SCS la areas de drenaje se clasifica dentro del Tipo II
Para la determinacioacuten del CN se utilizaron los planos de Suelos y Uso de suelos actual a una escala 12500 presentados en el estudio General de suelos y Zonificacioacuten de Tierras para el departamento de Santander desarrollado conjuntamente por la CDMB CAS y el Instituto Geograacutefico Agustin Codazzi en el antildeo 2003
Tomando la informacioacuten de cobertura y suelos del estudio Plan de Manejo Ambiental de la Cuenca del Riacuteo Surataacute sector Riacuteo Charta El valor promedio fue de 070
Tiempo de Concentracioacuten
Este definido como el tiempo que tarda en llegar una gota de lluvia caiacuteda en el extremo hidraacuteulicamente maacutes alejado de la cuenca hasta el punto de disentildeo y se determina mediante formulas experimentales las cuales se presentan a continuacioacuten
Ecuacioacuten de Kirpich (1940)
Desarrollada a partir de informacioacuten del SCS en siete cuencas rurales en Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3-10) y fue adoptada por la Direccioacuten General de Carreteras de Espantildea (MOPU) y por la State of California Divisioacuten of Highways Dicha ecuacioacuten relaciona el tiempo de concentracioacuten con la pendiente y la longitud Su uso es aplicable en pequentildeas cuencas
TC=3 9756lowastL0 77
S0 385
Donde
Tc= Tiempo de concentracioacuten en min
L= Longitud del cauce desde el punto maacutes alejado de la cuenca hasta el sitio de intereacutes en km
S= Pendiente ponderada del cauce principal en mm
Cuando esta ecuacioacuten se utiliza para flujo superficial en concreto o asfalto debe multiplicarse por 04 para canales de concreto por 03 y no debe ajustarse para flujo superficial en suelo descubierto o cunetas
El valor estimado fue de 6714 minutos
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
0 05 1 15 2 25 3
Caud
al (
m3
sm
m)
Tiempo (horas)
HU Tiempo de concentracioacuten
Grafica 7 Hidrograma Unitario para tiempo de concentracioacuten
Meacutetodos y Modelos de caacutelculo de caudales
Se reconocen dos tipos de teacutecnicas para la estimacioacuten de caudales maacuteximos probables en una cuenca Los primeros son meacutetodos estadiacutesticos basados en el ajuste de datos histoacutericos de caudales y los segundos son meacutetodos o modelos conceptuales basados en ecuaciones obtenidas del estudio de cuencas Debido a la carencia de datos histoacutericos de caudales se utilizaran como se habiacutea mencionado al inicio del informe diferentes metodologiacuteas conceptuales que se resumen a continuacioacuten
Meacutetodo Racional
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
Tomando la informacioacuten de cobertura y suelos del estudio Plan de Manejo Ambiental de la Cuenca del Riacuteo Surataacute sector Riacuteo Charta El valor promedio fue de 070
Tiempo de Concentracioacuten
Este definido como el tiempo que tarda en llegar una gota de lluvia caiacuteda en el extremo hidraacuteulicamente maacutes alejado de la cuenca hasta el punto de disentildeo y se determina mediante formulas experimentales las cuales se presentan a continuacioacuten
Ecuacioacuten de Kirpich (1940)
Desarrollada a partir de informacioacuten del SCS en siete cuencas rurales en Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3-10) y fue adoptada por la Direccioacuten General de Carreteras de Espantildea (MOPU) y por la State of California Divisioacuten of Highways Dicha ecuacioacuten relaciona el tiempo de concentracioacuten con la pendiente y la longitud Su uso es aplicable en pequentildeas cuencas
TC=3 9756lowastL0 77
S0 385
Donde
Tc= Tiempo de concentracioacuten en min
L= Longitud del cauce desde el punto maacutes alejado de la cuenca hasta el sitio de intereacutes en km
S= Pendiente ponderada del cauce principal en mm
Cuando esta ecuacioacuten se utiliza para flujo superficial en concreto o asfalto debe multiplicarse por 04 para canales de concreto por 03 y no debe ajustarse para flujo superficial en suelo descubierto o cunetas
El valor estimado fue de 6714 minutos
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
0 05 1 15 2 25 3
Caud
al (
m3
sm
m)
Tiempo (horas)
HU Tiempo de concentracioacuten
Grafica 7 Hidrograma Unitario para tiempo de concentracioacuten
Meacutetodos y Modelos de caacutelculo de caudales
Se reconocen dos tipos de teacutecnicas para la estimacioacuten de caudales maacuteximos probables en una cuenca Los primeros son meacutetodos estadiacutesticos basados en el ajuste de datos histoacutericos de caudales y los segundos son meacutetodos o modelos conceptuales basados en ecuaciones obtenidas del estudio de cuencas Debido a la carencia de datos histoacutericos de caudales se utilizaran como se habiacutea mencionado al inicio del informe diferentes metodologiacuteas conceptuales que se resumen a continuacioacuten
Meacutetodo Racional
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
El valor estimado fue de 6714 minutos
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
0 05 1 15 2 25 3
Caud
al (
m3
sm
m)
Tiempo (horas)
HU Tiempo de concentracioacuten
Grafica 7 Hidrograma Unitario para tiempo de concentracioacuten
Meacutetodos y Modelos de caacutelculo de caudales
Se reconocen dos tipos de teacutecnicas para la estimacioacuten de caudales maacuteximos probables en una cuenca Los primeros son meacutetodos estadiacutesticos basados en el ajuste de datos histoacutericos de caudales y los segundos son meacutetodos o modelos conceptuales basados en ecuaciones obtenidas del estudio de cuencas Debido a la carencia de datos histoacutericos de caudales se utilizaran como se habiacutea mencionado al inicio del informe diferentes metodologiacuteas conceptuales que se resumen a continuacioacuten
Meacutetodo Racional
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
Es uno de los meacutetodos de mayor aplicacioacuten para el caacutelculo de caudales extremos en cuencas pequentildeas estaacute basado en el concepto de que si una lluvia de intensidad i comienza instantaacuteneamente y continuacutea indefinidamente la tasa de escorrentiacutea aumentaraacute hasta que se alcance el tiempo de concentracioacuten Tc tiempo en el cual toda la cuenca estaacute contribuyendo al flujo de salida en el cierre
Q = k C Itr A
Donde
Q = Caudal pico (msup3s) para un periodo de retorno T antildeos
K = 0278 (factor de conversioacuten para garantizar unidades de Kmsup2)
C = Coeficiente de escorrentiacutea para un periodo de retorno T antildeos
Itr = Intensidad promedio de la lluvia (mmh) para una duracioacuten de lluvia Tc horas y un periodo de retorno T antildeos
A = Aacuterea de la cuenca (Kmsup2)
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
CALCULO DE SOCAVACION
FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACION
1048629 Ancho de la estructura10486291048629 Orientacioacuten10486291048629 Forma de la estructura10486291048629 Altura y velocidad de flujo10486291048629 Propiedades del suelo de fondo10486291048629 Cercas y elementos colocados alrededor10486291048629 Cimentacioacuten
Socavacion General
Para suelos granulares
Para suelos coesivos
Donde
Ys= Desnivel desde la superficie de agua y el fondo erosionado
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
Ho= Desnivel desde la superficie y el fondo original
Ym= Tirante medio
We= Ancho libre en la avenida
Qd= Caudal de disentildeo
Dm= Diametro medio
(Game)s peso seco
SOCAVACION K17+930
Caudal Rio Surata
Proyecto en la cuenca Rio Surata
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
Utilizando la herramienta ArcGis 93 obtenemos el aacuterea de influencia para conocer el caudal a modelar
El aacuterea medida fue de 406121426 m2 Equivalentes a 406 Km2
El caudal estimado sera 1580 m3seg
Con las secciones se modela con la herramienta hec ndash ras para obtener los niveles de inundacioacuten Tr 100 antildeos
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
CALCULO DE SOCAVACION GENERAL
K19+080
Se tomaron las secciones transversales y se transito el caudal a 100 antildeos de periodo de retorno esto nos permitiraacute saber las diferencias de nivel
SECCIONES EN LA FUENTE PROYECTO VIA MATANZA 1
v ia Matanza
2 1
Su r a t a
None of the XSs are Geo-Ref erenced ( Geo-Ref user entered XS Geo-Ref interpolated XS Non Geo-Ref user entered XS Non Geo-Ref interpolated XS)Some schematic data outside def ault extents (see ViewSet Schematic Plot Extents)
PERFIL LONGITUDINAL
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
0 5 10 15 20 25 301187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Surata v ia Matanza
VELOCIDADES
0 5 10 15 20 25 301
2
3
4
5
6
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
s)
Vel
Chn
l (m
s)
Vel
Rig
ht (
ms
)
Legend
Vel Chnl 100 antildeos
Vel Right 100 antildeos
Vel Left 100 antildeos
Surata v ia Matanza
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
VISTA EN 3D
4
3
2
1
Matanza1 Plan Plan 01 09082010
Legend
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
SECCIONES TRANSVERSALES
-10 0 10 20 301188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+080
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 251188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+070
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
-5 0 5 10 15 20 25 301186
1188
1190
1192
1194
1196
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+060
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025 025
-5 0 5 10 15 20 251186
1188
1190
1192
1194
1196
1198
Matanza1 Plan Plan 01 09082010 seccion 19+050
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 100 antildeos
WS 100 antildeos
Crit 100 antildeos
Ground
Bank Sta
025 025
El ensayo de suelos nos indica que hay gran presencia de material grueso eso significa que aplicaremos la formula para suelos granulares
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
=092
Alfa=107
Yo=056 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
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Alfa=107
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Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
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=106
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Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
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Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
Obtemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=95 m
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Yo=056 m
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Beta=077
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Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=096 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
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Beta=077
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Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
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Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=865 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
Muro seccioacuten K18+945
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=705 m
=092
Alfa=107
Yo=077 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=165 m
Muro K18+450
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=466 m
=092
Alfa=107
Yo=063 m
Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=699 m
=092
Alfa=107
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
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Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
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Alfa=107
Yo=07 m
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Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
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Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
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acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=213 m
Muro K17+930
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
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Dm=67 mm
Beta=077
=106
acutez=035
Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=142 m
Muro K18+790
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
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Dm=67 mm
Beta=077
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Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
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=092
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Beta=077
=106
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Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
Yo=07 m
Dm=67 mm
Beta=077
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Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=122 m
Muro K20+220
Obtenemos informacioacuten del modelamiento de caudales de los ensayos de suelos
Qd=1580 m3seg
Hm=890 m
=092
Alfa=119
Yo=07 m
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Beta=077
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Aplicando la foacutermula para suelos granulares encontramos un valor de Ys=137 m
