G P A O GOBIERNO PROVINCIAL AUTNOMO DE EL ORO ING. MONTGOMERY SANCHEZ REYES PREFECTO ESTUDIO HIDROLOGICO - HIDRULICO CONSTRUCCIN DE LA AUTOPISTA E25 EN EL TRAMO Y DE CORRALITOS EL GUABO MAYO 2012 GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo NDICE GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo ESTUDIO HIDROLGICO E HIDRULICO PARA LA CONSTRUCCIN DE LA AUTOPISTA E25 TRAMO Y DE CORRALITOS EL GUABO 1.INTRODUCCIN 1.1. Antecedentes ElGobiernoProvincialAutnomodeElOroensuafndemantenersusistemavialenopimas condiciones,ascomobrindarlaseguridadnecesariaparamantenerelflujocontinuodeltrfico proveniente del sur del pas hacia la provincia del Guayas y el centro del pas, ha incluido en unos desus objetivos la construccin de la autopista Y de Corralitos El Guabo. El presente informe corresponde al estudio Hidrolgico Hidrulico para la construccin de dicha autopista. 1.2. Objetivos -Calcular el caudal generado por la escorrenta superficial en precipitaciones mximas -Definir las estructuras hidrulicas requeridas para el manejo del excedente de agua lluvias -Determinar caudales mximos a drenar por cada obra hidrulica -Disear el sistema de conduccin y evacuacin de aguas lluvias -Analizar las caractersticas hidrolgicas de la zona de influencia del proyecto 1.3. Ubicacin de proyecto La zona del presente estudio se encuentra ubicada entre los cantones de Machala y de El GuaboCOORDENADAS DEL PROYECTO SISTEMA DE PROYECCION UTMDATUM: WGS 84 - 17S UBICACINNORTHINGESTING "Y" de Corralitos9634788623501 La Unin9636182624046 Tillales - El Guabo9641191627999 GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo Fig. 1: Ubicacin del proyecto 2.ESTADO ACTUAL ElProyectodelaautopistasertrazadoparaacortardistanciasyoptimizareltiempodel recorrido por lo que demandara un nuevo eje en un sector donde existen actualmente bananeras, al proyecto lo atraviesan 5 canales dedrenajey 2 de riego, los cuales drenan las zonas agrcolas de la Peaa, Union y El Guabo. Fig. 2: Sistema de drenaje en el sector GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo Antecedentes Histricos La Regin Litoral Ecuatoriana fue afectada por el Fenmeno de El Nio en los aos1.982-1.983. Se inicio el invierno en Noviembre de 1.982. El incremento dela precipitacin fuenotorio en los meses de Noviembre, Diciembre, Enero, Mayo, Junio, siendo normales en Febrero y Marzo. Pero debidoalasaturacindelterrenoseprodujeroninundaciones:Entrelaszonasmsafectadas (incluidobalnearios)estnlasProvinciasde:Esmeraldas-Guayas-LosRos-ElOro.EnElOro,las cuencas ms afectadas fueron las de los Ros Jubones - ArenillasyPuyango Fenmeno de El Nio 1997 1998El INAMHI para el anlisis consider los caudales medios mensuales de 13 estaciones que tienen unhistorialdeinformacinmayoralosdiezaos,independientementedelosvalores correspondientesalperiodo19971998,conlafinalidaddeconocerencuantasveceshan excedido los valores obtenidos en 1997 1998 ; se comparan los valores con los registrados en unperiodohidrolgiconormal;paraelestudiosetomencuentalosmesesdenoviembrea diciembre 1997 y de enero a junio de 1998. En estos meses El Nio tuvo su mayor incidencia. Paraestimarelperiododeretornoolaprobabilidaddeocurrenciadelascrecidasmximas observadasenlaRegindelLitoral,elINAMHIrealizelanlisisdefrecuenciasdecaudales mximos instantneos para 21 estaciones seleccionadas.Elanlisisdefrecuenciasserealizoajustandolasdistribucionesdeprobabilidadtericasalas seriesobservadas.Seajustaronleyesdedistribucintericasaestasseriesconlafinalidadde obtenervaloresparadiferentesperiodosderetorno(5,10,20,50y100aos).Losparmetros fueron estimados con el mtodo de mxima probabilidad en unos casos y por el mtodo de Log Normal en otros, seleccionndose con el mejor ajuste en cada caso. EnlaProvinciadeElOroelFenmenodelNiodelosaos1.997-1.998sedesarrollcongran intensidad desdeel mes deEnero hasta Julio. Los dos fenmenos del Nio: aos 1.982- 1.983 y 1.997-1.998sonconsideradosanormalesenpluviosidad,ocurridosenlasregionesTropicaly Subtropical mundial. Durantelasobservacionesrealizadasenlasestacioneslignimtricasylignigrficasnosepudo obtenerel nivel verdadero delos ros en queseprodujerondesbordamientos debido a quelas alturasalcanzadassobrepasaronlas escalaslignimtricas.Losdesbordamientos porlas orillasde losrosdestruyeronpoblaciones,carreteras,cultivos,tramosdecarreterasdeterioraron24 puentes en el Pas de los cuales, 7 fueron de la carretera que une a lasProvincias Guayas conEl Oro.LaestacindeveranoempiezadesdeelmesdeMayohastaNoviembre,extendindoseen algunos aos hasta Diciembre. (Fuente: Instituto Nacional de Meteorologa e Hidrologa, INAMHI). GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo 3.ESTUDIO HIDROLGICO Fig.3. Ciclo Hidrolgico La informacin mnima requerida para el diseo de unaobra hidrulica son: el volumen de agua, suvelocidadyconqufrecuenciallegaelaguaala estructura.Esto esrecomendableverificarlo encampoatravsdelestudiodeeficienciadeunaestructuraexistenteenellugaruotrositio cercanoalpuntodeinters;ademsdeunexamendelasestructurasubicadosaguasarribay aguasabajo,locualserprovechoso.Elclculodelcaudalserealizabasndoseenregistrode precipitacionesdelacuencaosusalrededores,conunafrecuenciadeterminadaatravsde procedimientos que permitan determinar el caudal mximo del escurrimiento y la rapidez con la cual llega al lugar donde se localizar la estructura. El proyecto por su ubicacin geogrfica se asienta sobre una subregin clida y hmeda. Esta zona seencuentrainfluenciadaporlacorrienteClidadelNioylacorrienteFradeHumboldty presenta las siguientes caractersticas: Precipitacin Para el presente estudio se ha tomado en cuenta las estaciones meteorolgicas de Machala,por ser la msrepresentativa en el rea del proyecto.Todos los aos, las lluvias se producen en los mesesdesde Diciembre hastaAbril, siendo Febrero y Marzolos mesesde mayor lluvia y con un promedio anual desde 1987 hasta el ao 2002 de 727.4 mm Intensidad de lluvia La intensidad de lluvia es la tasa promedio de lluvia en milmetros por minutos para una cuenca o subcuenca de drenaje particular. La intensidad se selecciona con base en la duracin de lluvia de GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo diseoyelperododeretorno.ParaleefectoselocalizanlasestacionesMeteorolgicas existentes en el rea de influencia del proyecto y debe elegirse las estaciones de mayor influencia sobre el proyecto, recordando que es preferible una red de menor tamao pero de mejor calidad deregistroyrepresentatividad,quemuchasestacionesconpocosdatos.Losregistrosde intensidad es proporcionada por el Instituto Nacional de Meteorologa e Hidrologa (INAMHI). Estosfactoresayudanadefinirelcomportamientodelsueloantelalluvia,esdecir,su comportamientohidrolgico,yaquelascaractersticasdelasuperficieotipodecubierta,la pendiente, y el tipo dedesarrollo en el rea, ayudan a elegir un coeficientepara representar los efectos integrados de todos esos factores. Fig. 4: Mapa de Isoyetas mm/ao 3.1. Informacin disponible Paralarealizacindelestudioserequiriinformacindeplanosydocumentoselaboradospor instituciones como: El Instituto Geogrfico Militar (IGM) y elInstituto Nacional de Meteorologa e Hidrologa (INAMHI).-Estudio de lluvias intensas del INAMHI. 1999 -Isoyetas de precipitaciones medias multianuales y mximas en 24 horas. GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo -Carta topogrfica del IGM de Machala 1:50000 Ademssedisponedelosdatosdelevantamientostopogrficosejecutadosporelpersonal tcnico yequipotopogrfico, ascomolosperfilestransversalesdelasabscisasdondeseubican las obras de arte, obtenidas por el consultor de ingeniera hidrulica y la informacin obtenida en inspecciones y reconocimiento del campo.

3.2. Metodologa de diseo En basedel estudio hidrolgico destinado al conocimiento hdrico dela regin atravesadopor la vaenestudioyaladeterminacindelosdatoshdricosenloslugaresdelasobrasdeartey corrientes, existentes y a construir, se realizaron las siguientes observaciones complementarias. -Recoleccin y complementacin de los datos existentes. -Estudios de cartas topogrficas de la zona. -Estudio complementario de campo. Loscriteriosdediseoestnorientadosabuscarydefinirlossitiosdondesernubicadoslos dispositivosquecaptenydenundestinoadecuadoalasaguasqueporprecipitaciones pluviomtricasincidansobrelaplataformaytaludes(drenajesuperficial)yporinfiltraciny ascenso capilar puede alcanzar a la subrasante(drenaje subterrneo). Los elementos bsicos que noshanservidoparaladefinicindelasobrasdeartehansidounaconsecuenciadela topografa existente, aspectos hidrolgicos y proyecto geomtrico. Criterios para la implantacin de alcantarillas: Paralaubicacindefinitivadelasalcantarillasesnecesariorealizarlanivelacindelejedel proyecto y la determinacin de las laterales calculadas para proceder a la toma de lossiguientes datos de campo: -Angulo de esviajamiento del cauce natural, en relacin al eje del proyecto considerando el avance del abscisado.-Sedetermina tambinladireccinysentidodela corrienteestoes,alaizquierdaoala derecha, en el sentido de avance. -Se determin la longitud de la alcantarilla, cota de entrada, de salida. GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo -Para el diseo de las Alcantarillas se tomar en cuenta los criterios de diseo adoptados yrecomendadasporCORPECUADOR-MOPyqueabarcanlossiguientesaspectos fundamentales: Informacin Topogrfica y ubicacin del cauce SedisponedelashojastopogrficasrealizadasporelInstitutoGeogrficomilitar-IGM;escala 1:50.000y altimetra con curvas denivel cada 40 y 20 metros. De estas hojas sedelimitaron las reas de aportacin, la longitud y pendiente de los cauces a drenar. Laimplantacinyubicacindelasalcantarillasgeneralmenteselasrealizaenformaobligada siguiendolaalineacindelproyecto,tratandoenloposibleseguirendireccinypendientedel caucenatural,evitandotrastornarelrgimenhidrulicoexistente.Cuandoelcrucehasido esviajado,sedejalasalcantarillasenformaoblicuamanteniendoelcrucenaturaldela corriente.Enterrenosplanos,generalmenteenarroyospequeosserectificaelcaucepero siempre localizandolos puntos de entrada y salida en sitios del cauce antiguo. Informacin Pluviomtrica Estosdatosclimticossonrecogidosyregistradosporinstalacionesclimatolgicasoestaciones meteorolgicas,alolargodeunperododetiempo,sobreunazonageogrfica.Comoregla general, las condiciones climticas se repiten cada ao, pero vara su comportamiento en funcin del mes, del ao, por lo que un estudio puntual en tiempo no permitira clasificar la zona climtica y tampoco servir para planificar actividades de un Proyecto. EnelsectordelProyecto,sehadispuestodelaestacinmeteorolgicaubicadaenMachala,ya que posee condiciones semejantes a la zona de estudio. Pluviometra Las precipitaciones es una de las caractersticas ms importantes y determinante del clima, es un factor controlante principal del ciclo hidrolgico, la ecologa, el paisaje y el uso del suelo Lospatronesdeprecipitacinenlazonadondeseubicalaestacinmeteorolgicasonmuy similaresalazonadondesedesarrollaelestudio;esdecirpresentanenelaodosestaciones marcadas (precipitacin promedio media mensual de 727.4 mm) Anlisis Hidrolgico Enelanlisishidrolgicodelasreasdedrenajesintervienenfundamentalmentelosdos componentesdelcicloprecipitacinyescurrimiento.Conbaseenlosregistrosdemediciones efectuados es posible establecer la relacin que existe entre ambos, considerando las mediciones directasfactiblesdeobtener,laestimacindecondicionesquenosonposiblesdemedir GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo directamenteylaprediccindelaprobableocurrenciadeeventosdentrodeunlapso especificado; a stas quedaran supeditadas las condicionesde diseo de la estructura. Existen varios mtodos para valuar los caudales de diseo. -Empricos -Semi-empricos -Estadsticos -Modelos Matemticos 4.CLCULOS HIDRULICOS Elanlisishidrulicodeunaestructuradedrenaje,sebasaenlaaplicacindelosprincipios bsicosdelahidrulicaysusecuacionesfundamentalesdecontinuidad,energaycantidadde movimiento.Porlotantodesdeelpuntodevistahidrulicoesimportanteestablecersila alcantarilla trabajar o no a presin para poder estimar sus dimensiones. 4.1. Escurrimientos de la Alcantarilla. Elflujoenunaalcantarillasemanifiestaporformastpicasdeescurrimiento:1)Concontrolde entrada y 2) Con control de salida. Para cada tipo de control se aplica diferentes controles y frmulas hidrulicas en la determinacin delacapacidaddelaalcantarilla.Enlasobrasconcontroldeentradas,tieneimportancia primordial: La seccin transversal del ducto la geometra de la entrada y la profundidad del agua a la entrada o altura de remanso. En las obras de control de salida se debe tener en cuenta, adems el nivel del agua en el cauce a la salida de la alcantarilla, as como tambin la pendiente, rugosidad y longitud del ducto. 4.2. Parmetros de Diseo. El clculo dimensional de una alcantarilla se efectuar con base al caudal mximo de diseo, a la pendiente establecida y a la verificacin de la velocidad mxima y/o el remanso en la entrada. Ladeterminacindelosparmetroshidrolgicosdediseo,paraaplicacindelosmtodos sugeridos puede hacerse siguiendo las siguientes recomendaciones: 4.3. El rea de Drenaje GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo El rea de Drenaje se puede determinar en las cartas topogrficas del IGM (Escala1:25.000) o en fotografasareasyseconsiderarcomolasuperficieenproyeccinhorizontallimitadaporel parte-aguas. Esta rea se calcula por cualquier mtodo y se expresa en hectrea o en Km2. 4.4. Intensidades Se determinaran las intensidades de precipitacin y se relacionaran con su frecuencia y duracin. Aunquelainformacinhidrolgicadisponiblenoessuficiente,elINAHMIpublica, peridicamente,anlisisestadsticosdeintensidadesquepermitencalcular,pormediodelas ecuacionespluviomtricas,larelacinintensidadfrecuenciaduracin,paracadaunadelas denominadas zonas de intensidades en que est dividido el pas. ParanuestroclculoutilizamoslaestacinmeteorolgicadelaeropuertodeMachala,lacuales propiedaddelINAMHI.SegnelEstudiodelluviasintensasdelINAMHIlasecuacionesdela estacin meteorolgica del aeropuerto son: Para lluvias con tiempo de concentracin de 5min < 30min

Para lluvias con tiempo de concentracin de 30min < 1440min

Donde: ITR = intensidad de lluvias para un tiempo de retorno dado T= Tiempo de concentracin (min) IdTR= Intensidad diaria para un periodo de retorno Intensidades mximas en 24 horas para la estacin Machala aeropuerto M-072, determinadas con informacin pluviogrficas ESTACINCOORDENASALTITUDTr (aos) GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo -Perodo de Retorno De acuerdo al tipo de carretera,se asignan los siguientes perodos de retorno: 1)Para Carreteras Arterial, ser no menor de 200 aos;2)Para carreteras colectoras, ser no menor de 150 aos;3)Para carreteras vecinales, ser no menor de 50 aos. -Tiempo de Concentracin Debido a la limitada informacin existente se recomienda tomar el tiempo de duracin de la lluviaigual al tiempo de concentracin, considerando que en ese lapso se produce la mayor aportacindelacuencaalcauce.Paraelclculodel tiempodeconcentracinexistenvarias expresiones empricas.Para nuestro caso, El tiempo de concentracin se lo calcul con la formula de KIRPICH Donde: tc =El tiempo de concentracin en min. L=La longituddel cauce principal, enKm. H =El desnivel entre el extremo de la cuenca y el punto de descarga enkm. -Precipitacin Mxima en 24 horas LATITUDLONGITUDMSNM15102550 Machala, Aereopuerto315'50" S7957'40 W43.374.014.645.375.88 ||.|

\|=385 . 077 . 097 . 3slTc GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo Laprecipitacinmximaen24horasseobtendrdelosregistrosdelasestaciones pluviomtricas ms cercanasa las zonas del proyecto, cuando nos se dispone de tales datos se podra recurrir al mapa de isolneas del INAHMI, en correlacin la zonificacin con las que han sido determinadas las ecuaciones. -Coeficiente de Escorrenta Este coeficiente establece la relacin que existe entre la cantidad total de lluvia que se precipita y la que se escurre superficialmente; su valor depender de varios factores: Permeabilidad del suelo, Morfologa de la cuenca,pendientes longitudinales y cobertura vegetal. GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo Coeficiente de escorrentia COEFICIENTE DE ESCORRENTIA C COBERTURAVEGETAL PENDIENTE DEL TERRENO TIPO SUELOPRONUNCIADAALTAMEDIA SUAVEDESPREC. 50% 20% 5% 1% SIN VEGETACION IMPERMEABLE0.800.750.700.650.60 SEMI PERMEAB.0.700.650.600.550.50 PERMEABLE0.500.450.400.350.30 CULTIVOS IMPERMEABLE0.700.650.600.550.50 SEMI PERMEAB.0.600.550.500.450.40 PERMEABLE0.400.350.300.250.20 PASTOS VEGETACION LIGERA IMPERMEABLE0.650.600.550.500.45 SEMI PERMEAB.0.550.500.450.400.35 PERMEABLE0.350.300.250.200.15 HIERBA, GRAMA IMPERMEABLE0.600.550.500.450.40 SEMI PERMEAB.0.500.450.400.350.30 PERMEABLE0.300.250.200.150.10 BOSQUES DENSA VEGETACION IMPERMEABLE0.550.500.450.400.35 SEMI PERMEAB.0.450.400.350.300.25 PERMEABLE0.250.200.150.100.05 1.6.3.Caudal de Diseo El clculo del caudal de diseo, para un perodo de retorno establecido, depender de la informacin hidrolgica disponible, de la importancia de la estructura que se disea y del servicio que prestar. 1.7.Alcantarillas para drenajes de cuencas pequeas definidas GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo Un mtodo adecuado y ampliamente utilizado para estimar el caudal mximo en cuencas pequeas, que no excedan a 400 Has.,Esel denominado Mtodo Racional que permite determinar el caudal en funcin de los datos de precipitacin pluvialen el lugar, del rea de la cuenca, de la topografa y del tipo de suelo. El Mtodo se expresa por la Ec. 4.40 (CORPECUADOR-MOP): cI A Q = 360 Donde: Q =Caudal mximo probable, en m3/seg c = Coeficiente de escorrentia I =Intensidad de la precipitacin, en mm/h, para una duracin igual al tiempo de concentracin A =El rea de la cuenca, en Ha. La intensidad de la lluvia est referida al valor medio y el tiempo de duracin de la misma. Cuando secuentaconregistroscompletostomadosenunaestacin,esposibledisponerdemediciones deintensidadesdelluviaydesuduracin;peroenocasiones,nesposibledisponerdeesta informacin, siendo necesario realizar extrapolaciones de los datos obtenidos, desde una estacin a otra, inmediatamente cercana, donde no existen. 1.8.Alcantarillasparaeldrenajedecarreterasparalelasaunroubicadasenplanicieso sabanas de inundaciones El Mtodo ms adecuado para estimar el caudal mximo en estas condiciones es el denominado Mtodo de Manning que depende de la secciny de la pendiente, Ec. 4.41 (COORPECUADOR-MOP) (A) (R)2/3(S)1/2 Q = n GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo Donde: Q =Caudal mximo probable, en m3/seg n= Coeficiente de rugosidad R=Radio Hidrulico, en m S=La pendiente de la planicie, en m/m COEFICIENTES DE RUGOSIDAD n DESCRIPCINn TUBOS DE HORMIGN0.012 Tubos de metal corrugado o tubos en arco a) Simple o revestido0.024 b) Solera pavimentada0.019 Tubo de arcilla vitrificada0.012 Tubo de hierro fundido0.013 Alcantarilla de ladrillo0.015 Pavimento asfltico0.015 Pavimento de hormign0.014 Parterre de csped0.05 Tierra0.02 Grava0.02 Roca0.035 Areas cultivadas0.03 0.05 Matorrales espesos0.07 0.014 Bosques espesos poca maleza0.10 - .0.15Cursos de aguaa) Algo de hierba y maleza poco o nada de matorrales0.03 0.035 b) Maleza densa0.035 0.05 c) Algo de maleza matorrales espesos a los costados0.05 -0.07 Debe tenerse presente que, en este caso las obras de drenaje se disearn, en nmero suficiente, parapermitirelpasofrancodelaguahaciaambosladosdelacarretera,demaneraquelas inundaciones que ocurran resulten semejantes a las producidas antes de la construccin de la va. Cuando termine la creciente (Avenida),la direccin del flujo se invertir bajo la estructura, lo que GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo permitir el retorno del agua de la planicie hacia el cauce principal incluyendo el aporte debido a la lluvia local. 1.9.ALCANTARILLAS PARA DRENAJES DE CUNETAS Las cunetas laterales de una carretera se disean por el mtodo racional o mediante aplicacin de la frmula de Manning; siendo convenientecomparar el resultado deambos mtodos. El diseo hidrulico obedece a los principios de la mecnica de fluidos. Aplicando la Ley de Continuidad, se tiene: Q = A V Elcaudalmximosedeterminarporlasumatoriadelosvolmenesdeescurrimientodelas cunetas, estimado para un perodo de retorno especificado. Para el diseo de estas se adoptar los criterios recomendados por CORPECUADOR - MOP. 1.9.1.DISEO DE CUNETAS b = 0.75 m TALUD 1.1TALUD 0.75:1 C=0.67 e=0.34 a= 0.60a= 0.15 Figura Tpica 5.9.2.PRINCIPIO DE FLUJO DE CANALES ABIERTOS; CON FLUJO UNIFORME PARA OBTENER LOS CAUDALES a = 2h = 2 x 0.30 = 0.60 m GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo a = h /2 = 0.30 /2= 0.15 m. b = a + a = 0.60 + 0.15 = 0.75 m c = \ (0.602 + 0.302) c = 0.67 m. (0.75) x (0.30) Area de la cuneta:A = = 0.11 m2 2 Permetro mojado:Pm = (0.67 + 0.34) m = 1.01 m. A 0.11 m2 Radio Hidrulico:R ===0.109m Pm1.01 m Gradiente LongitudinalS = 0.109 (>Grad. Proyecto) Se usarel Mtodo de Manning, donden = 0.020 (tierra lisa grava) (A) (R)2/3(S)1/2 Q = n (0.11) (0.109)2/3(0.109)1/2 Q = = 0.414m3/seg 0.020 1.9.3.CALCULO DE LA SECCION: Aplicando la frmulade Manning, obtenemos los elementos de la seccin por tanteo: Datos: Q = 0.414 m3/seg GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo (A) (R)2/3(S)1/2 Q = n = 0.020 n S = 0.109 Q n (0.414 m3/s)(0.020) AR2/3 == (S)1/2 (0.109) 1/2 AR2/3 = 0.02509 Siendo h tirante hidrulico, tendremos que el rea de la seccin transversal de la cuneta ser: A = ( h /2 + 2 h)xh /2= 1.25 h2 Pm= El Perimetro mojado ser igual a: Pm = \ 5 (h /2) + \ 5 (h)= 3.35h 2h h h REALIZANDO LOS TANTEOS CORRESPONDIENTES H APmR R2/3 AR2/31.25h23.354hA / Pm 0.350.153131.173940.130440.257200.03939 0.300.112501.006200.111800.232070.02610 0.250.078120.838500.093160.205500.01605 GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo DeacuerdoconlasnormasdeDiseodeCORPECUADORMOPensuseccinTpicaeltirante mnimoes 0.40 m. quedando la seccin transversal como se indica en la figura tpica. 1.9.4DISEO DE LAS CARACTERISTICAS GEOMETRICAS DE LA ALCANTARILLA Eldiseogeomtricodeunaalcantarillaserealizabasndoseenlosperfilestransversales tomados en el terreno del proyecto y determinar de los siguientes elementos: a)LONGITUD.- A ms de depender dela seccin transversal del proyecto, deber considerarse, la pendiente del cauce, inclinacin de los taludes y altura de los rellenos. b)PENDIENTE.- Depende de la inclinacin del cauce y del tipo de alcantarilla escogido. c)ELEVACION DEL INVERT.- Depende de la pendiente longitudinal del cauce, del tipo de terreno sobre el que se va a cimentar y de la gradiente de la alcantarilla proyectada. d)De los tipos de muros de la entrada o salida dependiendo si se encuentra en corte relleno y del esviajamiento con relacin al eje de la va que se proyecta. GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo 1.1.2. GENERALIDADES La va Palmales Poza Honda se encuentra ubicada a 13 kilmetros de la ciudad de Arenillas. Esta carretera es de gran importancia para estas comunidades, que tiene un buen potencial agrcola y ganadero.Ellapermiteelingresoysalidadeloshabitantesdelazona,ademslavacomunica con el vecino pas del sur y es una herramienta para el intercambio entre productos ecuatorianos y peruanos. GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo ElanlisisHidrolgicoeHidrulicoseenmarcadentrodelosobjetivosgeneralesdelEstudioy forma parte del alcance de los trabajos previstos para los diseos. 1.1.3OBJETIVOS El estudio hidrolgico hidrulico tiene las siguientes finalidades: Analizar las condiciones hidroclimatolgicas del sector.Determinar caudales mximos a drenar de cada obra hidrulicaDefinirlasestructurashidrulicasrequeridasparaelmanejodelosexcedentes pluviales y, Disear las obras de proteccin requeridas para el proyecto. 1.1.4.INFORMACION DISPONIBLE GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo Para la realizacin del estudio seobtuvo la informacin deplanos y documentos elaborados por instituciones como: El Instituto Geogrfico Militar (IGM) y elInstituto Nacional de Meteorologa e Hidrologa (INAMHI). De las fuentes indicadas se obtuvo lasiguiente informacin: Estudio de lluvias intensas del INAMHI. 1999 Isoyetas de precipitaciones medias multianuales y mximas en 24 horas. Cartas topogrficas del IGM del Cantn Arenillasa escala 1: 50.000. Las Lajasa escala 1: 50.000. Ademssedisponedelosdatosdelevantamientostopogrficosejecutadosporelpersonal tcnico yequipotopogrfico, ascomolosperfilestransversalesdelasabscisasdondeseubican las obras de arte, obtenidas por el consultor de ingeniera hidrulica y la informacin obtenida en inspecciones y reconocimiento del campo. 1.1.5. ESTUDIO HIDROLGICO GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo 1.3.ALCANTARILLAS(Obras de Arte) Elobjetivoprincipalparaeldiseohidrulicodealcantarillas,esdeterminareldimetroms econmico con el que se pueda pasar la descarga de diseo sin exceder la elevacin permisible de la cabecera; debetenerse en cuentaquela alcantarilla acta como un estrechamiento y crea un efecto de remanso al flujo de aproximacin, provocando almacenamiento de agua por encima de la entrada de la alcantarilla. Los componentes principales de la alcantarilla son: La Entrada la tubera propiamente dicha, y la salida con el disipador de energa de ser necesario. Las dos condiciones que se evalan en el diseo son, ver Figura No. 1: La primera, con control a la entradadeltubo,cuandoladescargadeunaalcantarilladependesolamentedelascondiciones delacargahidrulicaporencimadelainvertidadelaentrada,eltamaodelatuberayla geometra de la entrada. Cuando la entrada es la que controla el flujo, la pendiente, la longitud y la rugosidad de la tubera de la alcantarilla no influyen sobre la descarga. En este caso, la tubera estar siempre parcialmente llena aunque la carga de entrada pueda sobrepasar la parte superior de la entrada de la tubera, y por consiguiente, el flujo entra a la tubera sometido a presin. Las alcantarillascortasconelevacionesdesalidarelativamenteinsignificantescasisiempreoperan bajocontrolalaentrada.Elcontrolalasalidaocurrecuandoladescargadependedetodaslas variables hidrulicas de la estructura. Esto incluye la pendiente So, la longitud L, el dimetro D, la rugosidad n, la profundidad del agua a la salida y2, y la profundidad dela carga deentrada H. A menos que el nivel de salida est por encima de la salida de la alcantarilla, la tubera estar slo parcialmente llena. Esto significa que el flujo en la tubera ser un flujo por canal abierto. GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo Figura No. 1: Flujo a travs de la tubera 1.4.CRITERIO DE DISEO1.4.1 METODOLOGA Y PROCEDIMIENTO En basedel estudio hidrolgico destinado al conocimiento hdrico dela regin atravesado por la vaenestudioyaladeterminacindelosdatoshdricosenloslugaresdelasobrasdeartey corrientes, existentes y a construir, se realizaron las siguientes observaciones complementarias. -Recoleccin y complementacin de los datos existentes. -Estudios de cartas topogrficas de la zona. -Estudio complementario de campo. Loscriteriosdediseoestnorientadosabuscarydefinirlossitiosdondesernubicadoslos dispositivosquecaptenydenundestinoadecuadoalasaguasqueporprecipitaciones pluviomtricasincidansobrelaplataformaytaludes(drenajesuperficial)yporinfiltraciny ascenso capilar puede alcanzar a la subrasante(drenaje subterrneo). Los elementos bsicos que noshanservidoparaladefinicindelasobrasdeartehansidounaconsecuenciadela topografa existente, aspectos hidrolgicos y proyecto geomtrico. Enloscasosdemejoramiento.Seharespetadocuandohasidodelcasolaubicacindelas alcantarillasysolamenteselashaensanchadodeacuerdoalanuevaseccintpicaadoptaday hacialosladosindicadosenelresumendelelencodealcantarillas.Tambinselasha reemplazado por otras cuando se ha considerado necesario. GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo 1.4.2. CRITERIOS PARA LA IMPLANTACIN DE ALCANTARILLAS: Elalineamientohorizontaltienecoincidenciaconelcaminoexistente,portalraznseha realizadouninventariodelasobrasdearteenfuncionamientoparautilizarloenlosnuevos proyectosdeloscarreteros,cuandolasalcantarillastenganelespaciosuficienteoestnbien implantadas con relacin a la cota de sub-rasante del nuevo proyecto. Dentro de la fase de Verificacin y toma de datos en el campo se pudo observar la necesidad de implantar nuevas alcantarillas en donde aparecan nuevos escurrimientosoriginados por cambios enlatopografadebidoalosfenmenosfsicosquesehanpresentado,yquearrojaronvalores muyaltosdeescurrimientoenlosaforosrealizadosporloqueselasconsiderdentrodelplan general. Estas constan en el elenco de alcantarillas. Paralaubicacindefinitivadelasalcantarillasesnecesariorealizarlanivelacindelejedel proyecto y la determinacin de las laterales calculadas para proceder a la toma de los siguientes datos de campo: -Angulodeesviajamientodelcaucenatural,enrelacinalejedelproyectoconsiderandoel avance del abscisado. -Sedeterminatambinladireccinysentidodelacorrienteestoes,alaizquierdaoala derecha, en el sentido de avance. -Se determin la longitud de la alcantarilla, cota de entrada, de salida. ParaeldiseodelasAlcantarillassetomarencuentaloscriteriosdediseoadoptadosyrecomendadas por CORPECUADOR - MOP y que abarcan los siguientes aspectos fundamentales: 1.4.2.1. INFORMACION TOPOGRFICA Y UBICACIN DEL CAUCE SedisponedelashojastopogrficasrealizadasporelInstitutoGeogrficomilitar-IGM;escala 1:50.0001:25.000yaltimetraconcurvasdenivelcada40y20metros.Deestashojasse delimitaron las reas de aportacin, la longitud y pendiente de los cauces a drenar. GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo Laimplantacinyubicacindelasalcantarillasgeneralmenteselasrealizaenformaobligada siguiendolaalineacindelproyecto,tratandoenloposibleseguirendireccinypendientedel caucenatural,evitandotrastornarelrgimenhidrulicoexistente.Cuandoelcrucehasido esviajado,sedejalasalcantarillasenformaoblicuamanteniendoelcrucenaturaldela corriente.Enterrenosplanos,generalmenteenarroyospequeosserectificaelcaucepero siempre localizandolos puntos de entrada y salida en sitios del cauce antiguo. 5.4.2.2. INFORMACIN PLUVIOMETRICA Estosdatosclimticossonrecogidosyregistradosporinstalacionesclimatolgicasoestaciones meteorolgicas,alolargodeunperododetiempo,sobreunazonageogrfica.Comoregla general, las condiciones climticas se repiten cada ao, pero vara su comportamiento en funcin del mes, del ao, por lo que un estudio puntual en tiempo no permitira clasificar la zona climtica y tampoco servir para planificar actividades de un Proyecto. EnelsectordelProyecto,sehadispuestodelaestacinmeteorolgicaubicadaenMachala,ya que posee condiciones semejantes a la zona de estudio. Pluviometria Las precipitaciones es una de las caractersticas ms importantes y determinante del clima, es un factor controlante principal del ciclo hidrolgico, la ecologa, el paisaje y el uso del suelo Lospatronesdeprecipitacinenlazonadondeseubicalaestacinmeteorolgicasonmuy similaresalazonadondesedesarrollaelestudio;esdecirpresentanenelaodosestaciones marcadas (precipitacin promedio media mensual de 727.4 mm) 1.5 ANALISIS HIDROLOGICO Enelanlisishidrolgicodelasreasdedrenajesintervienenfundamentalmentelosdos componentesdelcicloprecipitacinyescurrimiento.Conbaseenlosregistrosdemediciones efectuados es posible establecer la relacin que existe entre ambos, considerando las mediciones GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo directasfactiblesdeobtener,laestimacindecondicionesquenosonposiblesdemedir directamenteylaprediccindelaprobableocurrenciadeeventosdentrodeunlapso especificado; a stas quedaran supeditadas las condicionesde diseo de la estructura. Existen varios mtodos para valuar los caudales de diseo. a)Empricos b)Semi-empricos c)Estadsticos d)Modelos Matemticos 1.6.DISEO HIDRAULICO Elanlisishidrulicodeunaestructuradedrenaje,sebasaenlaaplicacindelosprincipios bsicosdelahidrulicaysusecuacionesfundamentalesdecontinuidad,energaycantidadde movimiento.Porlotantodesdeelpuntodevistahidrulicoesimportanteestablecersila alcantarilla trabajar o no a presin para poder estimar sus dimensiones. 1.6.1.Escurrimientos de la Alcantarilla. Elflujoenunaalcantarillasemanifiestaporformastpicasdeescurrimiento:1)Concontrolde entrada y 2) Con control de salida. Para cada tipo de control se aplica diferentes controles y frmulas hidrulicas en la determinacin delacapacidaddelaalcantarilla.Enlasobrasconcontroldeentradas,tieneimportancia primordial: La seccin transversal del ducto la geometra de la entrada y la profundidad del agua a la entrada o altura de remanso. En las obras de control de salida se debe tener en cuenta, adems el nivel del agua en el cauce a la salida de la alcantarilla, as como tambin la pendiente, rugosidad y longitud del ducto. 1.6.2.Parmetros de Diseo. GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo El clculo dimensional de una alcantarilla se efectuar con base al caudal mximo de diseo, a la pendiente establecida y a la verificacin de la velocidad mxima y/o el remanso en la entrada. Ladeterminacindelosparmetroshidrolgicosdediseo,paraaplicacindelosmtodos sugeridos puede hacerse siguiendo las siguientes recomendaciones: -El rea de Drenaje El rea de Drenaje se puede determinar en las cartas topogrficas del IGM (Escala1:25.000) o enfotografasareasyseconsiderarcomolasuperficieenproyeccinhorizontallimitada porelparte-aguas.Estareasecalculaporcualquiermtodo yseexpresaenhectreaoen Km2. -Intensidades Sedeterminaranlasintensidadesdeprecipitacinyserelacionaranconsufrecuenciay duracin.Aunquelainformacinhidrolgicadisponiblenoessuficiente,elINAHMIpublica, peridicamente, anlisis estadsticos de intensidades que permiten calcular, por medio de las ecuacionespluviomtricas,larelacinintensidadfrecuenciaduracin,paracadaunade las denominadas zonas de intensidades en que est dividido el pas. Para nuestro clculo utilizamos la estacin meteorolgica del aeropuerto de Machala, la cual es propiedad del INAMHI. Segn el Estudio de lluvias intensas del INAMHI las ecuaciones de la estacin meteorolgica del aeropuerto son: Para lluvias con tiempo de concentracin de 5min < 30min

Para lluvias con tiempo de concentracin de 30min < 1440min

Donde: GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo ITR = intensidad de lluvias para un tiempo de retorno dado T= Tiempo de concentracin (min) IdTR= Intensidad diaria para un periodo de retorno Intensidades mximas en 24 horas para la estacin Machala aeropuerto M-072, determinadas con informacin pluviogrficas -Perodo de Retorno De acuerdo al tipo de carretera,se asignan los siguientes perodos de retorno: 4)Para Carreteras Arterial, ser no menor de 200 aos;5)Para carreteras colectoras, ser no menor de 150 aos;6)Para carreteras vecinales, ser no menor de 50 aos. -Tiempo de Concentracin Debido a la limitada informacin existente se recomienda tomar el tiempo de duracin de la lluviaigual al tiempo de concentracin, considerando que en ese lapso se produce la mayor aportacindelacuencaalcauce.Paraelclculodel tiempodeconcentracinexistenvarias expresiones empricas.Para nuestro caso, El tiempo de concentracin se lo calcul con la formula de KIRPICH ESTACIN COORDENASALTITUDTr (aos) LATITUDLONGITUDMSNM15102550 Machala, Aereopuerto315'50" S7957'40 W43.374.014.645.375.88 ||.|

\|=385 . 077 . 097 . 3slTc GOBIERNO PROVINCIAL AUTONOMO DE EL ORO Secretaria de Estudios y Proyectos Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo Donde: tc =El tiempo de concentracin en min. L=La longituddel cauce principal, enKm. H =El desnivel entre el extremo de la cuenca y el punto de descarga enkm. -Precipitacin Mxima en 24 horas Laprecipitacinmximaen24horasseobtendrdelosregistrosdelasestaciones pluviomtricas ms cercanasa las zonas del proyecto, cuando nos se dispone de tales datos se podra recurrir al mapa de isolneas del INAHMI, en correlacin la zonificacin con las que han sido determinadas las ecuaciones. -Coeficiente de Escorrenta Este coeficiente establece la relacin que existe entre la cantidad total de lluvia que se precipita y la que se escurre superficialmente; su valor depender de varios factores: Permeabilidad del suelo, Morfologa de la cuenca,pendientes longitudinales y cobertura vegetal. Coeficiente de escorrentia COEFICIENTE DE ESCORRENTIA C COBERTURAVEGETAL PENDIENTE DEL TERRENO TIPO SUELOPRONUNCIADAALTAMEDIA SUAVEDESPREC. 50% 20% 5% 1% SIN VEGETACION IMPERMEABLE 0.800.750.700.650.60 SEMI PERMEAB. 0.700.650.600.550.50 PERMEABLE0.500.450.400.350.30 CULTIVOS IMPERMEABLE 0.700.650.600.550.50 SEMI PERMEAB. 0.600.550.500.450.40 PERMEABLE0.400.350.300.250.20 PASTOS VEGETACION LIGERA IMPERMEABLE 0.650.600.550.500.45 SEMI PERMEAB. 0.550.500.450.400.35 PERMEABLE0.350.300.250.200.15 Ing. Cesar FloresCONSULTOR TECNICO Machala El Oro Ecuador Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo HIERBA, GRAMA IMPERMEABLE 0.600.550.500.450.40 SEMI PERMEAB. 0.500.450.400.350.30 PERMEABLE0.300.250.200.150.10 BOSQUES DENSA VEGETACION IMPERMEABLE 0.550.500.450.400.35 SEMI PERMEAB. 0.450.400.350.300.25 PERMEABLE0.250.200.150.100.05 1.6.3.Caudal de Diseo El clculo del caudal de diseo, para un perodo de retorno establecido, depender de la informacin hidrolgica disponible, de la importancia de la estructura que se disea y del servicio que prestar. 1.7.Alcantarillas para drenajes de cuencas pequeas definidas Un mtodo adecuado y ampliamente utilizado para estimar el caudal mximo en cuencas pequeas, que no excedan a 400 Has.,Esel denominado Mtodo Racional que permite determinar el caudal en funcin de los datos de precipitacin pluvialen el lugar, del rea de la cuenca, de la topografa y del tipo de suelo. El Mtodo se expresa por la Ec. 4.40 (CORPECUADOR-MOP): cI A Q = 360 Donde: Q =Caudal mximo probable, en m3/seg c = Coeficiente de escorrentia I =Intensidad de la precipitacin, en mm/h, para una duracin igual al tiempo de concentracin A =El rea de la cuenca, en Ha. Ing. Cesar FloresCONSULTOR TECNICO Machala El Oro Ecuador Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo La intensidad de la lluvia est referida al valor medio y el tiempo de duracin de la misma. Cuando se cuenta con registros completos tomados en una estacin, es posible disponer de mediciones de intensidadesdelluviaydesuduracin;peroenocasiones,nesposibledisponerdeesta informacin, siendo necesario realizar extrapolaciones de los datos obtenidos, desde una estacin a otra, inmediatamente cercana, donde no existen. 1.8.Alcantarillasparaeldrenajedecarreterasparalelasaunroubicadasenplanicieso sabanas de inundaciones ElMtodomsadecuadoparaestimarelcaudalmximoenestascondicioneseseldenominado MtododeManningquedependedelaseccinydelapendiente,Ec.4.41(COORPECUADOR-MOP) (A) (R)2/3(S)1/2 Q = n Donde: Q =Caudal mximo probable, en m3/seg n= Coeficiente de rugosidad R=Radio Hidrulico, en m S=La pendiente de la planicie, en m/m COEFICIENTES DE RUGOSIDAD n DESCRIPCINn TUBOS DE HORMIGN0.012 Tubos de metal corrugado o tubos en arco a) Simple o revestido0.024 b) Solera pavimentada0.019 Tubo de arcilla vitrificada0.012 Tubo de hierro fundido0.013 Alcantarilla de ladrillo0.015 Pavimento asfltico0.015 Pavimento de hormign0.014 Ing. Cesar FloresCONSULTOR TECNICO Machala El Oro Ecuador Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo Parterre de csped0.05 Tierra0.02 Grava0.02 Roca0.035 Areas cultivadas0.03 0.05 Matorrales espesos0.07 0.014 Bosques espesos poca maleza0.10 - .0.15Cursos de aguaa) Algo de hierba y maleza poco o nada de matorrales0.03 0.035 b) Maleza densa0.035 0.05 c) Algo de maleza matorrales espesos a los costados0.06 -0.07 Debe tenerse presente que, en este caso las obras de drenaje se disearn, en nmero suficiente, parapermitirelpasofrancodelaguahaciaambosladosdelacarretera,demaneraquelas inundaciones que ocurran resulten semejantes a las producidas antes de la construccin de la va. Cuando termine la creciente (Avenida),la direccin del flujo se invertir bajo la estructura, lo que permitir el retorno del agua de la planicie hacia el cauce principal incluyendo el aporte debido a la lluvia local. 1.9.ALCANTARILLAS PARA DRENAJES DE CUNETAS Las cunetas laterales de una carretera se disean por el mtodo racional o mediante aplicacin de lafrmuladeManning;siendoconvenientecompararelresultadodeambosmtodos.Eldiseo hidrulicoobedecealosprincipiosdela mecnicadefluidos.AplicandolaLey deContinuidad,se tiene: Q = A V Elcaudalmximosedeterminarporlasumatoriadelosvolmenesdeescurrimientodelas cunetas, estimado para un perodo de retorno especificado. Para el diseo de estas se adoptar los criterios recomendados por CORPECUADOR - MOP. 1.9.1.DISEO DE CUNETAS b = 0.75 m Ing. Cesar FloresCONSULTOR TECNICO Machala El Oro Ecuador Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo TALUD 1.1TALUD 0.75:1 C=0.67 e=0.34 a= 0.60a= 0.15 Figura Tpica 5.9.2.PRINCIPIO DEFLUJO DECANALES ABIERTOS; CONFLUJO UNIFORME PARAOBTENER LOS CAUDALES a = 2h = 2 x 0.30 = 0.60 m a = h /2 = 0.30 /2= 0.15 m. b = a + a = 0.60 + 0.15 = 0.75 m c = \ (0.602 + 0.302) c = 0.67 m. (0.75) x (0.30) Area de la cuneta:A = = 0.11 m2 2 Permetro mojado:Pm = (0.67 + 0.34) m = 1.01 m. A 0.11 m2 Radio Hidrulico:R ===0.109m Pm1.01 m Gradiente LongitudinalS = 0.109 (>Grad. Proyecto) Se usarel Mtodo de Manning, donden = 0.020 (tierra lisa grava) (A) (R)2/3(S)1/2 Q = n (0.11) (0.109)2/3(0.109)1/2 Ing. Cesar FloresCONSULTOR TECNICO Machala El Oro Ecuador Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo Q = = 0.414m3/seg 0.020 1.9.3.CALCULO DE LA SECCION: Aplicando la frmulade Manning, obtenemos los elementos de la seccin por tanteo: Datos: Q = 0.414 m3/seg (A) (R)2/3(S)1/2 Q = n = 0.020 n S = 0.109 Q n (0.414 m3/s)(0.020) AR2/3 == (S)1/2 (0.109) 1/2 AR2/3 = 0.02509 Siendo h tirante hidrulico, tendremos que el rea de la seccin transversal de la cuneta ser: A = ( h /2 + 2 h)xh /2= 1.25 h2 Pm= El Perimetro mojado ser igual a: Pm = \ 5 (h /2) + \ 5 (h)= 3.35h 2h h h Ing. Cesar FloresCONSULTOR TECNICO Machala El Oro Ecuador Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo REALIZANDO LOS TANTEOS CORRESPONDIENTES H APmR R2/3 AR2/31.25h23.354hA / Pm 0.350.153131.173940.130440.257200.03939 0.300.112501.006200.111800.232070.02610 0.250.078120.838500.093160.205500.01605 DeacuerdoconlasnormasdeDiseodeCORPECUADORMOPensuseccinTpicaeltirante mnimoes 0.40 m. quedando la seccin transversal como se indica en la figura tpica. 1.9.4DISEO DE LAS CARACTERISTICAS GEOMETRICAS DE LA ALCANTARILLA El diseo geomtrico de una alcantarilla se realiza basndose enlos perfiles transversales tomados en el terreno del proyecto y determinar de los siguientes elementos: e)LONGITUD.- A ms de depender de la seccin transversal del proyecto, deber considerarse, la pendiente del cauce, inclinacin de los taludes y altura de los rellenos. f)PENDIENTE.- Depende de la inclinacin del cauce y del tipo de alcantarilla escogido. g)ELEVACION DELINVERT.- Dependedelapendientelongitudinaldelcauce,del tipodeterreno sobre el que se va a cimentar y de la gradiente de la alcantarilla proyectada. h)De los tipos de muros de la entrada o salida dependiendo si se encuentra en corte relleno y del esviajamiento con relacin al eje de la va que se proyecta. 1.9.5.DETERMINACION DE LAS OBRAS DE DRENAJE: 5.9.5.1. DRENAJE TRANSVERSAL El drenaje transversal de la va estar conformadopor alcantarillas tipo cajn de Hormign Armado queseampliaranensutotalidadparapoderobtenerelanchodelacalzadadelnuevodiseo Ing. Cesar FloresCONSULTOR TECNICO Machala El Oro Ecuador Estudios y diseos definitivos para la construccin de laAutopista Y de Corralitos El Guabo proyectado; las alcantarillas existentes, construidas con ARMICO se ampliaran haciael lado que se recomiendaenlosplanosyseloharcontuberadeHAClase3quecumplaconlaNormaINEN 1591deDint.=1200mm.;Estasobrasdeartedeberntenerunmantenimientorutinariopara mantenerlas limpias y por ende una rpida evacuacin de las aguas. Todas las obras de arte existentes debern ser ampliadas a las nuevas caractersticas de la seccin tpica,conformesedetallaenelresumendelestudiohidrulicoehidrolgicoqueseanexanal presente informe. Sehaprevistounapendientedel2%enelinvertdeltuboparaquelasaguaslluviaspuedan escurrirse sin daar las paredes del piso y/o de las tuberas de HA que se prev colocar. 1. 9.5.2.DRENAJE LONGITUDINAL Entodoeldesarrollodelavasehaprevistolaconstruccindecunetaslongitudinalesalosdos ladosdelamisma,conestoseconseguirquelasaguaslluviasdrenendemanerarpida,pero sobre todo para estabilizar la construccin de las veredas perimetrales o ciclo vas que posee la va en estudio objeto del presente informe.