Informe Hidrologico Final Uchiza

HIDROLOGIA DEL PROYECTO: "CONSTRUCCION DEL CAMINO VECINAL CAMPO VERDE – CASCARILLA PAMPA HERMOSA, DISTRITO DE UCHIZA,

PROVINCIA DE TOCACHE – SAN MARTIN"

ESTUDIO DE HIDROLOGÍA E HIDRAULICA

1.0.0 INTRODUCCIÓN

En el estudio Hidrológico del proyecto “CONSTRUCCION DEL CAMINO

VECINAL CAMPO VERDE – CASCARILLA PAMPA HERMOSA , DISTRITO DE

UCHIZA, PROVINCIA DE TOCACHE – SAN MARTIN” se tendrá que tener en

cuenta datos de la zona y así poder realizar un análisis que se debe tomar en

cuenta, como fuente elemental los datos hidrológicos en la estación que se

encuentra sobre su entorno y que esto nos darán una visión acerca del

comportamiento de los procesos que son sumamente complejas porque se

encuentran en función de las características de las micro cuencas y/o

subcuenca trazadas en el eje del Proyecto que se encuentra dentro del distrito

de Uchiza, que lo constituyen el sistema hídrico que refleja un comportamiento

que los recursos agua, suelo y bosque, y los criterios de topografía, altitud y

cobertura vegetal es importante para el cálculo del coeficiente de Escorrentía

dentro del espacio del territorio delimitado de la micro cuenca del tramo del eje

del Camino vecinal desde su inicio hasta su término., donde se encuentra

conformado por un sistema hídrico que recorre sobre terrenos de profundidades

del suelo y entorno de la línea divisoria de las aguas, existiendo entradas y

salidas, dónde el ciclo hidrológico permite cuantificar el ingreso de la cantidad

de agua por medio de sus precipitaciones pluviales y salida , aguas

superficiales, aguas del sub. Suelo y ojos de agua con permanente vegetación,

que es originada por las precipitaciones pluviales que ocurren en ella y se

manifiestan en la escorrentía, durante la época lluviosa, que fluye por las

pequeñas quebradas que conforman la red de drenaje de las subcuencas y

micro cuencas.

2.00.00 OBJETIVOS DEL ESTUDIO

El presente Estudio, en el Capítulo de Hidrología y Drenaje, persigue alcanzar

los siguientes objetivos:

ESPECIALISTA: ING: PEDRO CORDOVA TRUJILLO CIP. N° 44287 MSc. Ing. Recursos Hídricos, RPM: *561777



Evaluar las características hidrológicas y geomorfológicas de las quebradas

y/o subcuencas que interceptan la vía proyectada.

Proponer los caudales máximos con 25, 50 y 100 años de período de

retorno para el diseño de diversas obras de drenaje que requieran ser

proyectadas de acuerdo a la evaluación y a la exigencia hidrológica e

hidrodinámica del área del Proyecto Vial, con la finalidad de garantizar su

estabilidad y permanencia de las obras de arte transversal y longitudinal.

Alcances

Los estudios hidrológicos e hidráulicos comprenderán lo siguiente:

Reconocimiento del lugar en la zona del proyecto; identificación de

niveles alcanzados en máximas avenidas, especialmente en

quebradas donde se ubican las Alcantarillas y pontón.

Recolección y análisis de información hidrométrica y meteorológica

existente proporcionada por el SENAMHI.

Selección y análisis de los métodos de estimación del caudal máximo

de diseño; para el cálculo máximo a partir de datos de precipitación,

se efectuará un análisis de frecuencia mediante el programa de

Smada y sus ajuste mediante el programa de Hidroesta esto nos

permitirá obtener los valores para el caudal máximo, empleando el

método racional y/o adecuado dependiendo de las características y

tamaño de las subcuencas.

3.00.00 UBICACIÓN DEL PROYECTO

El tramo de carretera del Camino Vecinal que es motivo del presente Estudio, se

ubica en:

Departamento: San Martín.

Provincia : Tocache.

Distrito : Uchiza.

Localidad : Puerto Huicte.




Con coordenadas UTM de Inicio y Término:

INICIO (Progresiva 0+000) 18 L 342899.56 Este

9058110.74 Norte

Altitud = 550 m.s.n.m.

TERMINO (Progresiva 9+200) 18 L 343892.48 Este

9051244.23 Norte

Altitud = 460 m.s.n.m.

4.00.00 ACCESOS

La vía en estudio se localiza en el distrito de Uchiza, en la región natural de Selva

Baja, al Norte de la ciudad de Uchiza, El punto de inicio del tramo se encuentra

en la localidad de Pampa Hermosa (progresiva 0+000); se desarrolla sobre una

geografía irregular semi plana de topografía llana a ondulada, con desniveles que

varían entre los 460 msnm a 550 msnm correspondiendo la cota más baja y alta

de la ciudad de Uchiza, estando irrigada por el río Uchiza.

5.00.00 ESTUDIOS EXISTENTES

Se ha revisado la información existente referente a estudios elaborados con

anterioridad en la zona, habiéndose encontrando no existe información referente

al Capítulo de Hidrología y Drenaje del tramo en estudio; pero habiéndose

revisado el siguiente Perfil de Proyecto de Inversión elaborado por otras

instituciones en otros estudios se encontró:

Capítulo: Hidrología y Drenaje existiendo para fines de su

mantenimiento, de otras vías cercanas al proyecto., no habiéndose

encontrado, específicamente.




6.00.00 DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ZONA DE ESTUDIO

6.00.01 HIDROGRAFÍA

El drenaje de la zona en estudio está constituido por numerosas quebradas que

vierten sus aguas al río Chontayacu, el cual constituye el colector natural

principal de la zona, formando un drenaje de tipo radial y dendrítico,

pertenecientes a la vertiente del Atlántico.

El sistema hidrográfico corresponde a la Hoya hidrográfica del atlántico, el

drenaje principal de la zona lo constituye la cuenca del río Uchiza.

La Cuenca del Río Chontayacu ocupa una franja con dirección NNE-SSO, está

conformada por los afluentes de los ríos, Huallaga y Uchiza y otros.

El río Chontayacu presenta un drenaje del tipo dendrítico en la margen izquierda

y paralelo a sub paralelo en la margen derecha. Su cauce es sinuoso de origen

tectónico con apariencia meandriforme. La longitud del río Uchiza es

aproximadamente de 5.5 km, desde sus nacientes hasta su desembocadura en el

río Huallaga. Esta confluencia delimita los sectores conocidos como bajo y Alto

Ucayali. En su recorrido se aprecian rápidos de origen estructural y de origen

aluvial, estos últimos producidos por materiales que acarrean sus afluentes; cuyo

ancho de lecho varía entre 50 y 35 metros, con pendiente del cauce del rio muy

bajo con aproximaciones de 0.4 por mil, donde se recomienda al proyectar

defensas ribereñas calcular los caudales máximos en sus periodos críticos de

grandes avenidas, ya que los cambios climáticos por efecto del fenómeno del

niño puede afectar incrementando los caudales y esto ocasionando grandes

erosiones y embalsamientos.

6.02.00 CLIMA Y PRECIPITACIÓN




El área de influencia de la vía tiene un Clima muy Húmedo y Cálido, seco en

invierno y no presenta un cambio térmico bien definido. El promedio anual de

temperatura es de 24ºC y la precipitación es de 2000 mm aproximadamente.

En la cuenca del rio Uchiza, la estación de lluvias (época de creciente)

corresponde a los meses de enero a marzo, presentando un pico mayor en el

mes de febrero; mientras que la estación seca (época de vaciante) corresponde a

los meses de junio a agosto, siendo julio el mes más seco.

El clima de la zona varía con la altitud, es un bosque húmedo tropical (bh-T), la

biotemperatura media anual máxima es de 25.7° C y la media mínima anual de

23.2°C, teniendo una precipitación máxima media anual de 3419.5 milímetros y

un promedio mínimo de 1916 milímetros.

Estos son indicaciones según el Diagrama de Holdridge que indica entre los

bosques húmedos – tropical transicional a bosque húmedo pre-montano y sub

tropical, cuya evapotranspiración potencial total por año variable entre la mitad

(0.5) e igual (1.00) al promedio de precipitación total por año, lo que ubica a ésta

zona de vida en la provincia de humedad: HUMEDO.

6.03.00 VEGETACIÓN

Se desarrolla tanto en las planicies como en las porciones medias de las laderas

suaves del sistema montañoso.

Los cultivos agrícolas más importantes que se desarrollan son: Cereales (maíz

amiláceo, maíz choclo y arroz); Tuberosas (yuca); Frutales (plátano, guaba,

guinda). Entre los cultivos pecuarios figuran los siguientes: “pasto brachiaria”,

“pasto elefante”, torurco”, “raigrás” y “gramalote”.

Se incluye en esta unidad la vegetación secundaria, la cual se encuentra

ocupando las áreas de cultivo abandonadas o en descanso prolongado.

La vegetación natural se caracteriza por un bosque alto, exuberante, tupido y

cargado de bromeliáceas, toda clase de orquídeas, lianas y bejucos.




Los tallos de casi todos los árboles están envueltos por abundantes epifitas y

trepadores, en las que son notables las Aráceas, de hojas grandes y vistosas, y

la gran variedad de helechos, líquenes y musgos que se adhieren al tronco, los

cultivos varían con la altitud y el clima; la cual ostenta una vegetación natural está

constituida por especies arbóreas abundante. Mientras que los cultivos lo

constituyen especies vegetales tales como: Arroz, plátano, café, cacao, maíz,

yuca, papaya y otros frutales con menor producción, pero sin embargo se ha

conseguido la existencia de árboles como cedro, ulcumano, tornillo y otros de

trabajo industrial.

6.04.00 RELIEVE

El relieve se caracteriza por ofrecer una configuración topográfica Plana y semi

plana, ondulada acolinado que es la fisonomía del penillano Amazónico. Los

suelos por lo general son profundos y ácidos, de arcillas de naturaleza caolinita,

que a lo largo del río Uchiza, aparecen los fluvisoles, que constituyen los suelos

fértiles y de mayor interés agrícola. Dentro de estas características se emplaza el

actual proyecto del camino vecinal, la cual se desarrolla generalmente en corte a

media ladera, habiéndose identificado también zonas planas, principalmente al

inicio del tramo pero en épocas invernales se hace intransitable la vía herradura

por el exceso de lodos.

7.00.00 ANÁLISIS HIDROLÓGICO

El área de estudio del proyecto no cuenta con estación de aforos, por lo que las

descargas máximas se han estimado con los registros de precipitaciones

máximas en 24 horas de la estación más cercana a la zona de estudio, como es:

la estación Uchiza por tener las mismas características físicas de la zona.

7.01.00 INFORMACIÓN BASICA

La información básica que se ha utilizado para la elaboración del análisis

hidrológico del estudio correspondiente es la siguiente:




7.01.01 Información Cartográfica

Se utilizó la siguiente información:

Carta Nacional proporcionada por el Instituto Geográfico Nacional (IGN),

a escala 1:100 000, habiéndose empleado las siguientes: Carta 20 m

Planos proporcionados por el Ministerio de Agricultura del Proyecto

Especial de Titulación de Tierras y Catastro Rural (PETT), a escala 1:25

000, habiéndose empleado las siguientes:

Uchiza: 17 K

Mapa físico Político del Perú.

7.01.02 Información Pluviométrica

Se refiere a precipitaciones máximas en 24 horas registradas en las estaciones

pluviométricas cercanas a la zona de estudio, habiéndose utilizado la siguiente

información:

Información pluviométrica obtenida de la estación de Puerto Inca.

período de 1981 -2005.

Información complementaria proporcionada por Servicio Nacional de

Meteorología e Hidrología (SENAMHI).

- Precipitaciones Máximas de 24 horas de la Estación Pluviométrica

“Uchiza” período 1981-2000.

La ubicación y características de las estaciones pluviométricas localizadas en la

zona de estudio o cercanas a ella, se presentan a continuación en el cuadro N°

01.




Vista de la estructura del puente ubicado en la progresiva km: 6+690 con una luz de 12 metros, que se ubica dentro del proyecto, cuya estructura será reemplazado en su totalidad.

De los trabajos de campo también se han obtenido la ubicación de las obras de

arte, contando con el plano clave elaborado por los topógrafos quienes realizaron

el levantamiento topográfico del eje del Camino Vecinal Puerto Huicte-Unión

Cadena (Emp. - santa lucía).




Cuadro No 01

ESTACION PLUVIOMÉTRICAS EN LA ZONA DE ESTUDIO

NOMBRE DE

LA ESTACIÓNTIPO

ENTIDAD

OPERADORA

UBICACIÓNALTITUD

msnmPROVINCIA DPTO.

PERIODO

DE

REGISTROLATITUD LONGITUD

Uchiza PLU SENAMHI 08° 29’ S 76°24’ W 544 Tocache San Martin 1966- 1984

En los cuadros N° 03 y 04 se presentan las series históricas de precipitaciones máximas

en 24 horas, proporcionadas por Senamhi, con 17 años de datos históricos.

Asimismo, en el Anexo, se presentan los registros de precipitación proporcionados por

SENAMHI.

CUADRO N° 02SERIE HISTÓRICA DE PRECIPITACIONES MAXIMAS DE 24 HORAS

(mm) – ESTACIÓN UCHIZA




PRECIPITACION MAXIMA EN 24 HORAS ESTACION UCHIZA 19667-1984 ESTACION : UCHIZA LAT. : 08º 29' "S" DPTO. : SAN MARTIN

LONG. : 76º 24' "W" PROV. : TOCACHE

ALT. : 544 msnm 3184 DIST. : UCHIZA

AÑO ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SETIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBREDICIEMBRE

1,966 70.6 82.9 61.1 63.3 42.5 72.7 63.7 36.5 75.0 89.7 70.2 56.8

1,967 46.3 68 70.2 43.5 26.5 48 66.5 14.8 24.7 50 82.6 53.1

1,968 57.04248 39.6 61.81956 52.94784 46.1 43.2 63.8 34.2 90.6 82 72.9 159.6

1,969 80.3 91.2 64.4 82 42.2 68 14 23.8 31 70 60.5 46.5

1,970 117.8 69 77.3 90.3 73 109.7 107.2 55.9 39.8 90 61.5 69.2

1,971 99.9 87.2 58 95.5 70.6 40.8 34.6 31.5 50.2 38.4 80.1 50.7

1,972 112.5 69.7 88.2 48.3 47.6 48 71.2 49.9 29.2 111.1 137.5 59.0

1,973 54.2 84.8 75.5 75.1 62.7 65.9 53.9 51.8 51.1 125.8 89.5 36.4

1,974 46.2 124.3 53.9 39.6 26.2 35.2 68.2 46.2 36.4 139.5 87.6 149.6

1977 91.5 82.5 102.2 150.6 41.6 28 36.9 73 47.4 130.4 58.3 112.8

1978 100.8 60.6 88.5 78.2 54.9 53 42 38.9 40.7 95.4 68.8 59.2

1979 52 42.7 56.6 62.2 72 38.1 31.3 64.5 22 80 102 88.4

1980 117.3 100 104.5 68.8 77.3 63.8 19.2 50 56.5 42.8 69.2 69.3

1981 50 35.2 45.7 37.2 56.8 78 27 40.2 42.2 40 47.8 62.6

1982 68.4 81.8 87.2 81.0 29.2 6.6 39.2 23.0 36.2 92.6 93.0 66.9

1983 104.6 42.6 55.3 54.8 68.8 25.9 35.2 55.1 103.5 58.2 77.8 51.8

1984 53.7 54.9 100.9 49.6 42.7 45.2 45.2 42.9 53.7 59.0 119.1 110.4

Fuente : SENAMHI

Fuente: SENAMHI.

CUADRO N° 03SERIE HISTÓRICA DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS




EN 24 HORAS (MM) – ESTACIÓN (UCHIZA)

AÑO MAXIMAS

1,966 89.701,967 82.601,968 159.601,969 91.201,970 117.801,971 99.901,972 137.501,973 125.801,974 149.601977 150.601978 100.801979 102.001980 117.301981 78.001982 93.001983 104.601984 119.10

Fuente: SENAMHI

PRUEBA DE CONSISTENCIA A LOS DATOS DE PRECIPITACIÓN

Para definir la confiabilidad de los datos de precipitación de la estación de Puerto Inca se contrasto por el método de doble masa, con la estación de Uchiza, de la serie de registro (1981-2000), resultando un coeficiente de correlación, r = 0.9109. tal como se demuestra en el siguiente gráfico.

7.01.03 INFORMACIÓN HIDROMETRICA




Se han identificado numerosas quebradas que interceptan el trazo del tramo en

estudio, de las cuales no cuenta con estaciones de aforo o medición de caudales,

referente a los niveles medios, requeridos de la información por lo que mediante

el estudio hidrológico se tendrá que calcular los diseños de los caudales

máximos para las obras de arte mediante el métodos más adecuadas dentro de

la hidrología.

7.02.00 HIDROLOGÍA ESTADÍSTICA

El análisis de frecuencias referido a precipitaciones máximas diarias, tiene la

finalidad de estimar precipitaciones máximas para diferentes períodos de retorno,

mediante la aplicación de modelos probabilísticos, los cuales pueden ser

discretos o continuos, cuya estimación de parámetros se ha realizado mediante

el Método de Momentos.

Los métodos probabilísticas que mejor se ajustan a valores extremos

máximos, utilizados en la formulación del presente Estudio son:

Distribución Log Normal de 2 parámetros

Distribución Log Normal de 3 parámetros

Distribución Valor Extremo Tipo I o Ley de Gumbel

Distribución Log – Pearson Tipo III

DISTRIBUCIÓN LOG NORMAL DE 2 PARAMETROS

La función de distribución de probabilidad es:

P (x≤x i )=1

S√ (2π )∫−∞

x i

e(−( x− X )2

2S2)dx (1)




Donde X y S son los parámetros de la distribución.

Si la variable x de la ecuación (1) se reemplaza por una función y = f(x), tal que y

= log(x), la función puede normalizarse, transformándose en una ley de

probabilidades denominada log – normal, N(Y, Sy). Los valores originales de la

variable aleatoria x, deben ser transformados a y = log x, de tal manera que:

(2)

Donde Y es la media de los datos de la muestra transformada.

S y=√∑i=1n

( y i−Y )2

n−1 (3)

Donde Sy es la desviación estándar de los datos de la muestra transformada.

Asimismo; se tiene las siguientes relaciones:

Cs=a/ S3 y (4)

a= n

(n−1 ) (n−2 ) ∑i=1n

( y i−Y )3 (5)

Donde Cs es el coeficiente de oblicuidad de los datos de la muestra

transformada. (Monsalve, 1999).

El análisis para la distribución Log Normal de 2 parámetros la Estación

Uchiza calculado con el apoyo de la del programa Smada.

Con las precipitaciones correspondientes a periodos de retorno de 2, 3, 5, 10, 25,

50, 100, y 200 años se muestran a continuación.




El análisis para la distribución Log Normal de 2 parámetros de la

Estación UCHIZA

Distribution Analysis: Log Normal de 2 parametros Distribution

ESTACION UCHIZADistribution Analysis: 2 Parameter Log Normal

------------------Summary of Data -----------------------First Moment (mean) = 114.789

Second Moment = 5.795e02Skew = 2.57e-01

---------------------------------------------------------Point Weibull Actual Predicted Standard

Number Probability Value Value Deviation---------------------------------------------------------

1 0.0500 78.0000 79.8590 6.79182 0.1000 82.6000 86.1139 6.07283 0.1500 89.7000 90.6096 5.65424 0.2000 91.2000 94.3499 5.38455 0.2500 93.0000 97.6814 5.21436 0.3000 99.9000 100.7728 5.12147 0.3500 100.8000 103.7238 5.09458 0.4000 102.0000 106.6023 5.12739 0.4500 104.6000 109.4608 5.216410 0.5000 117.3000 112.3458 5.360811 0.5500 117.8000 115.3064 5.561312 0.6000 119.1000 118.3984 5.821313 0.6500 125.8000 121.6841 6.147014 0.7000 130.5000 125.2474 6.549215 0.7500 131.4000 129.2113 7.045916 0.8000 137.5000 133.7738 7.669117 0.8500 149.6000 139.2958 8.480518 0.9000 150.6000 146.5679 9.618719 0.9500 159.6000 158.0477 11.5232

-------------------------------------------------------------------------- Predictions --------------------------

Exceedence Return Calculated StandardProbability Period Value Deviation---------------------------------------------------------0.9950 200.0 191.7222 17.48070.9900 100.0 182.0528 15.73570.9800 50.0 172.0429 13.95320.9600 25.0 161.5573 12.12370.9000 10.0 146.5679 9.61870.8000 5.0 133.7738 7.66910.6670 3.0 122.8593 6.27450.5000 2.0 112.3458 5.3608

---------------------------------------------------------




Actual Data

Distribution

2 Parameter Log Normal

Weibull Probability

Value

0

50

100

150

200

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

El análisis para la distribución Log Normal de 3 parámetros de la

Estación Uchiza calculado con el apoyo de la del programa Smada.

Datos de Precipitación Máxima de 24 horas

Distribution Analysis: 3 Parameter Log Normal------------------Summary of Data -----------------------

First Moment (mean) = 114.789 Second Moment = 5.795e02

Skew = 2.57e-01---------------------------------------------------------

Point Weibull Actual Predicted Standard Number Probability Value Value Deviation

--------------------------------------------------------- 1 0.0500 78.0000 77.0161 8.1138 2 0.1000 82.6000 84.6975 6.7678 3 0.1500 89.7000 90.0176 6.2345 4 0.2000 91.2000 94.3264 5.9945 5 0.2500 93.0000 98.0804 5.8900 6 0.3000 99.9000 101.4971 5.8552 7 0.3500 100.8000 104.7013 5.8583 8 0.4000 102.0000 107.7755 5.8833 9 0.4500 104.6000 110.7805 5.9222 10 0.5000 117.3000 113.7667 5.9721 11 0.5500 117.8000 116.7846 6.0335 12 0.6000 119.1000 119.8881 6.1110




13 0.6500 125.8000 123.1342 6.2131 14 0.7000 130.5000 126.5968 6.3557 15 0.7500 131.4000 130.3811 6.5663 16 0.8000 137.5000 134.6533 6.8957 17 0.8500 149.6000 139.7106 7.4459 18 0.9000 150.6000 146.1939 8.4573 19 0.9500 159.6000 156.0538 10.7289

-------------------------------------------------------------------------- Predictions --------------------------

Exceedence Return Calculated Standard Probability Period Value Deviation--------------------------------------------------------- 0.9950 200.0 182.7484 21.1456 0.9900 100.0 175.3869 17.6964 0.9800 50.0 167.5195 14.4797 0.9600 25.0 158.9834 11.5765 0.9000 10.0 146.1939 8.4573 0.8000 5.0 134.6533 6.8957 0.6670 3.0 124.2828 6.2560 0.5000 2.0 113.7667 5.9721---------------------------------------------------------

Actual Data

Distribution

3 Parameter Log Normal

Weibull Probability

Value

0

50

100

150

200

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

El análisis para la distribución Gumbel Tipo I de la Estación Uchiza

calculado con el apoyo de la del programa Smada.

DISTRIBUCIÓN GUMBEL




La distribución de Valores Tipo I conocida como Distribución Gumbel o Doble

Exponencial, tiene como función de distribución de probabilidades la siguiente

expresión:

F ( x )=e−e−α ( x−β )

(6)

Siendo:

α=1.2825σ

(7)

β=μ−0 .45σ

(8)

Donde:

α : Parámetro de concentración.

β : Parámetro de localización.

Según Ven Te Chow, la distribución puede expresarse de la siguiente forma:

x=x+kσ x (9)

Donde:

x

: Valor con una probabilidad dada.

x: Media de la serie.

k: Factor de frecuencia.




El análisis para la Distribución Gumbel de la Estación Uchiza que se

presenta:

Con el apoyo del programa Smada.

Con las precipitaciones correspondientes a periodos de retorno de 2, 3, 5, 10, 25,

50, 100, y 200 años se muestran a continuación.

Datos de Precipitación Máxima de 24 horas

Estacion Uchiza

Distribution Analysis: Gumbel Extremal Type I------------------Summary of Data -----------------------


Skew = 2.57e-01---------------------------------------------------------


--------------------------------------------------------- 1 0.0500 78.0000 79.8241 6.6606 2 0.1000 82.6000 85.5077 5.7750 3 0.1500 89.7000 89.6911 5.2361 4 0.2000 91.2000 93.2429 4.8812 5 0.2500 93.0000 96.4663 4.6600 6 0.3000 99.9000 99.5118 4.5527 7 0.3500 100.8000 102.4708 4.5499 8 0.4000 102.0000 105.4090 4.6463 9 0.4500 104.6000 108.3806 4.8382 10 0.5000 117.3000 111.4367 5.1236 11 0.5500 117.8000 114.6316 5.5021 12 0.6000 119.1000 118.0287 5.9774 13 0.6500 125.8000 121.7094 6.5583 14 0.7000 130.5000 125.7866 7.2624 15 0.7500 131.4000 130.4295 8.1213 16 0.8000 137.5000 135.9162 9.1921 17 0.8500 149.6000 142.7631 10.5865 18 0.9000 150.6000 152.1237 12.5604 19 0.9500 159.6000 167.6703 15.9382

---------------------------------------------------------

----------------- Predictions -------------------------- Exceedence Return Calculated Standard

Probability Period Value Deviation--------------------------------------------------------- 0.9950 200.0 217.8983 27.1830 0.9900 100.0 202.8736 23.7915 0.9800 50.0 187.7939 20.4061




0.9600 25.0 172.6019 17.0258 0.9000 10.0 152.1237 12.5604 0.8000 5.0 135.9162 9.1921 0.6670 3.0 123.0442 6.7827 0.5000 2.0 111.4367 5.1236---------------------------------------------------------

Actual Data

Distribution

Gumbel Extremal Type I

Weibull Probability

Value

0

50

100

150

200

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

DISTRIBUCIÓN LOG PEARSON TIPO III

Esta distribución es una de las series derivadas por Pearson.

La función de distribución de probabilidades es:

F ( x )= 1αΓ ( β )∫e

−(Lnx−δ )

α (Lnx−δ )β−1

αdx

(10)

Asimismo; se tiene las siguientes relaciones adicionales:

μ = αβ +δ (11)




σ2=α2 β (12)

γ= 2

√ β (13)

Siendo γ el sesgo.

El análisis para la Distribución Log Pearson III de la Estación Uchiza y las

precipitaciones correspondientes a diferentes periodos de retorno se

presentan en los cuadros Nº 09 y 10 respectivamente.

Con las precipitaciones correspondientes a periodos de retorno de 2, 5, 10,

25, 50, 100, y 200 años se muestran a continuación.

El análisis para la distribución Log Pearson tipo III de la Estación Uchiza

calculado con el apoyo de la del programa Smada, Datos de Precipitación

Máxima de 24 horas

Distribution Analysis: Log Pearson Type III

Estacion Uchiza

Distribution Analysis: Log Pearson Type III------------------Summary of Data -----------------------


Skew = 2.57e-01---------------------------------------------------------


--------------------------------------------------------- 1 0.0500 78.0000 77.9497 6.7457 2 0.1000 82.6000 84.5437 5.9597 3 0.1500 89.7000 89.3000 5.6704 4 0.2000 91.2000 93.2672 5.5798 5 0.2500 93.0000 96.8081 5.5901 6 0.3000 99.9000 100.0997 5.6577 7 0.3500 100.8000 103.2468 5.7606 8 0.4000 102.0000 106.3210 5.8871 9 0.4500 104.6000 109.3784 6.0317 10 0.5000 117.3000 112.4680 6.1927 11 0.5500 117.8000 115.6430 6.3725 12 0.6000 119.1000 118.9632 6.5772 13 0.6500 125.8000 122.4962 6.8182




14 0.7000 130.5000 126.3331 7.1157 15 0.7500 131.4000 130.6074 7.5057 16 0.8000 137.5000 135.5351 8.0564 17 0.8500 149.6000 141.5098 8.9098 18 0.9000 150.6000 149.3947 10.4169 19 0.9500 159.6000 161.8777 13.8196

-------------------------------------------------------------------------- Predictions --------------------------

Exceedence Return Calculated Standard Probability Period Value Deviation--------------------------------------------------------- 0.9950 200.0 198.7110 31.2742 0.9900 100.0 188.1047 25.1529 0.9800 50.0 177.1493 19.7439 0.9600 25.0 165.7020 15.1223 0.9000 10.0 149.3947 10.4169 0.8000 5.0 135.5351 8.0564 0.6670 3.0 123.7611 6.9116 0.5000 2.0 112.4680 6.1927---------------------------------------------------------

Actual Data

Distribution

Log Pearson Type III

Weibull Probability

Value

0

50

100

150

200

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

PRUEBAS DE BONDAD DEL AJUSTE

En la teoría estadística, las pruebas de bondad del ajuste más conocidas son la

χ2 y la Kolmogorov – Smirnov. A continuación se describen brevemente.Resultados ESTACION UCHIZA

Ajuste de una serie de datos a la distribución lognormal de 2 parámetros

Serie de datos X:

----------------------------------------N° X

----------------------------------------




1 79.852 86.113 90.614 94.345 97.68

6 100.777 103.728 106.619 109.4610 112.3411 115.3112 118.3913 121.6814 125.2415 129.2116 133.7717 139.2918 146.5619 158.04

----------------------------------------

Cálculos del ajuste Smirnov Kolmogorov:

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------m X P(X) F(Z) Ordinario F(Z) Mom Lineal Delta

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 79.85 0.0500 0.0319 0.0376 0.0181

2 86.11 0.1000 0.0743 0.0829 0.02573 90.61 0.1500 0.1215 0.1313 0.02854 94.34 0.2000 0.1714 0.1814 0.02865 97.68 0.2500 0.2238 0.2331 0.0262

6 100.77 0.3000 0.2775 0.2855 0.02257 103.72 0.3500 0.3323 0.3387 0.01778 106.61 0.4000 0.3880 0.3925 0.01209 109.46 0.4500 0.4439 0.4461 0.006110 112.34 0.5000 0.5000 0.5000 0.000011 115.31 0.5500 0.5563 0.5540 0.006312 118.39 0.6000 0.6121 0.6077 0.012113 121.68 0.6500 0.6677 0.6613 0.017714 125.24 0.7000 0.7225 0.7144 0.022515 129.21 0.7500 0.7763 0.7670 0.026316 133.77 0.8000 0.8285 0.8185 0.028517 139.29 0.8500 0.8785 0.8687 0.028518 146.56 0.9000 0.9256 0.9171 0.025619 158.04 0.9500 0.9681 0.9623 0.0181

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------Ajuste con momentos ordinarios:

-------------------------------------------------------Como el delta teórico 0.0286, es menor que el delta tabular 0.3120. Los datos se ajustan a la distribución logNormal 2 parámetros, con

un nivel de significación del 5%

------------------------------------------------------------Parámetros de la distribución logNormal:

------------------------------------------------------------Con momentos ordinarios:

Parámetro de escala (µy)= 4.7215Parámetro de forma (Sy)= 0.1841

Con momentos lineales:Parámetro de escala (µyl)= 4.7215Parámetro de forma (Syl)= 0.1919

El análisis de la prueba de ajuste según Kolmogorov - Smirnov para la

Estación Pluviométricas utilizada en el presente Estudio se muestra a

continuación.




De la Estación Uchiza observamos:

Con apoyo del programa Hidroesta fueron calculados los ∆máx.

* Distribución Gumbel teórico=0.0399 < tab.= 0.3041

Se dice que se ajusta a la distribución Gumbel Tipo I

* Distribución Log Normal 2 parámetros teórico=0.0286 < tab.= 0.3120

Se dice que se ajusta a la distribución Log Normal de 2 Paràmetros.

* Distribución Log Normal 3 parámetros No se ajusta según el

programa de hidroesta

* Distribución Log Pearson Tipo III, No se ajusta según el programa de

hidroesta

Se dice que no se ajusta a la distribución Log Pearson tipo III

Por tanto tenemos que:

0.02860.03390.3041

Teóricotab.

Se aceptan las tres Distribuciones, con un nivel de significación del 5 %

Podemos concluir que los datos se ajustan mejor a una Distribución Log Normal

de 2 parámetros por tener el menor Teórica=0.0277, comparado con los demás

distribuciones.

Para la formulación del presente Estudio, se ha elegido los resultados de la

Distribución Log Normal de 2 parámetros, dado que según la prueba de bondad

Kolmogorov – Smirnov dicha distribución de probabilidades se ajusta

satisfactoriamente a los datos de la muestra de las precipitaciones máximas de

24 horas de la estación Uchiza, luego le sigue el Log Pearson Tipo III.

7.03.00 INTENSIDAD DE LLUVIAS




Se cuenta con registros de precipitaciones máximas de 24 horas y mensuales en

la estación de Uchiza y Puerto Inca, con la finalidad de que en el presente

estudio se tenga resultados más consistentes y confiables en cuanto concierne

en el tramo en estudio de la “REHABILITACIÓN Y MEJORAMIENTO DEL

CAMINO VECINAL PUERTO HUICTE-UNIÓN CADENA (EMP. - SANTA LUCÍA),

DISTRITO DE UCHIZA -TOCACHE-SAN MARTÍN”, donde la intensidad

máxima horaria ha sido estimada a partir de la precipitación máxima anual para

el mismo periodo de retorno, registrada en la estación que componen las áreas

de las micro cuencas que interceptan al eje del Camino vecinal.

La intensidad en forma general es representada por la siguiente relación:

i= k

dn

Donde:

i - intensidad en mm/hora

d - duración de la lluvia

k y n - parámetros que dependen de la zona.

Para el presente caso se van a estimar los parámetros k y n para periodos de

retorno de 2, 3,10, 25, 50, 100 y 200 años.

Posteriormente se elabora la curva de intensidad –duración - frecuencia y se

calculan las intensidades de diseño, para lo cual mostraremos los cuadros de las

intensidades máximas para diferentes puntos de controles de las subcuencas y/o

áreas consideradas.

Para el cálculo del tiempo de concentración se utiliza la siguiente ecuación:

Donde:

T c=0.0195∗K0 .77

K=√L3∗H




Finalmente las intensidades máximas caídas en una hora para diferentes

periodos de retorno y un tiempo de concentración de los diferentes puntos de

control de las micro cuencas trazadas.

7.04.00 DRENAJE SUPERFICIAL

Cunetas longitudinales

Para la protección de la plataforma se ha considerado la construcción de cunetas

longitudinales a lo largo de la “REHABILITACIÓN Y MEJORAMIENTO DEL

CAMINO VECINAL PUERTO HUICTE-UNIÓN CADENA (EMP. - SANTA LUCÍA),

DISTRITO DE UCHIZA -TOCACHE-SAN MARTÍN”,

Estas cunetas son básicamente de dos tipos:

- Cuneta en tierra

Este tipo de cuneta se ha adoptado donde el suelo es suficientemente compacto y

el agua no provoca erosión en la superficie de la cuneta, siendo de sección

triangular donde el ancho de la plataforma es apropiado y de sección rectangular

en los sectores donde el ancho es reducido o se tiene la presencia de viviendas.

La longitud total de este tipo de cuneta, principalmente de sección triangular,

representa la mayoría del tramo

- Cuneta revestida

Estas se han previsto para los sectores que presentan cunetas erosionadas,

filtración de agua, cruce con otros caminos y presencia de viviendas.

Cuadro No 04


Cálculo de la Curva Intensidad - Duración - FrecuenciaLos valores observados de precipitación máxima en 24 horas, fueron ajustados a la distribución teóricaLog Normal de 2 paràmetros para hacer uso de ella se realizo el análisis de mejor ajuste de los datos comparándolas con las otras distribuciones teóricas Log Normal de 3 paràmetros, Log Pearson Tipo III y Gumbel, dando en la aplicaciòn del Ajuste del error cuadrático mínimo para dicha distribución (Log Normal de 2 paràmetros)



Cálculo según Log Normal de 2 Parámetros

Precipitación máxima en 24 horas (mm)

Años Probabilidad Exc. Valor Calculado Desviación Estándar

2 0.500 112.34 5.36

3 0.667 122.85 6.27

5 0.800 133.77 7.66

10 0.900 146.56 9.61

25 0.960 161.55 12.12

50 0.980 172.04 13.95

100 0.990 182.05 15.73

200 0.995 191.72 17.48

Con las estaciones de lluvia ubicadas en la zona del proyecto de la carretera,

con la finalidad de obtener la Intensidad máxima de lluvia en base al modelo Dick

y Pescke

Pd = Precipitación total (mm)

d = Duración en minutos

P24h = Precipitación máxima en 24 horas (mm)

Las curvas de Intensidad-Duración y Frecuencia se han calculado mediante la

ecuación:

Donde:


Pd=P24h(d

1440)0 .25

I= KTm

tn



I = Intensidad máxima (mm/min)

K, m, n

= Factores característicos de la zona de estudio

T = Periodo de retorno en años

t =

Duración de la precipitación equivalente al tiempo de concentración

(min)

Cuadro No 05

Lluvias máximas Calculadas en el Tramo de “CONSTRUCCION DEL

CAMINO VECINAL CAMPO VERDE - CASCARILLA PAMPA HERMOSA,

DISTRITO DE UCHIZA-TOCACHE-SAN MARTIN”

T (años)P. Max. 24

horas

Duración en

Minutos

15 30 60 120 180 240

200 191.72 61.249 72.838 86.619 103.008 113.997 122.498

100 182.05 58.160 69.164 82.250 97.813 108.248 116.320

50 172.04 54.962 65.361 77.728 92.435 102.296 109.924

25 161.55 51.611 61.376 72.988 86.798 96.058 103.221

10 146.56 46.822 55.681 66.216 78.744 87.145 93.644

5 133.77 42.736 50.822 60.437 71.873 79.540 85.471

3 122.85 39.247 46.673 55.504 66.005 73.047 78.494

2 112.34 35.889 42.680 50.755 60.359 66.798 71.779

Estudio Hidrológico Proyecto tramo Uchiza

Donde:

I = Intensidad máxima (mm/min)

K = 76.930

m = 0.148

n = 0.488




Cuadro No 07

Duración (t) (minutos) Periodo de Retorno (T) en años

2 5 10 25 50 100 2005 38.864 44.509 49.317 56.480 62.581 69.342 76.834

10 27.711 31.735 35.164 40.271 44.621 49.442 54.783

15 22.736 26.038 28.851 33.041 36.611 40.566 44.949

20 19.758 22.628 25.072 28.714 31.816 35.253 39.061

30 16.211 18.566 20.571 23.559 26.104 28.924 32.049

40 14.088 16.134 17.877 20.473 22.685 25.136 27.851

50 12.634 14.469 16.032 18.361 20.344 22.542 24.978

60 11.559 13.237 14.668 16.798 18.613 20.623 22.851

70 10.721 12.278 13.605 15.581 17.264 19.129 21.195

80 10.045 11.504 12.746 14.598 16.175 17.922 19.858

90 9.484 10.861 12.034 13.782 15.271 16.921 18.749

100 9.008 10.317 11.431 13.092 14.506 16.073 17.809

110 8.599 9.848 10.912 12.497 13.847 15.342 17.000

120 8.242 9.438 10.458 11.977 13.271 14.705 16.293Estudio Hidrológico Proyecto tramo Uchiza

Cuya grafica de las curvas de la I-D-F, con períodos de 25, 50 y 100 años se muestran

en la gráfica No 02 que nos sirven datos que no se encuentran en el cuadro se podrían

interpolar de acuerdo al tiempo de concentración de las aguas superficiales en cada

uno de las áreas de la micro cuenca.




Grafica No 02

0 20 40 60 80 100 120 140

0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

CURVA INTENSIDAD-DURACION-FRECUENCIA PARA LA CONSTRUCCION DEL CAMINO VECINAL CAMPO VERDE-CASCARILLA PAMPA HERMOSA, DEL

DISTRITO DE UCHIZA -TOCACHE-SAN MARTÍN

T25 T50 T100

DURACION (Minutos)

INT

EN

SID

AD

(mm

/h)

Proyección del caudal de escorrentía: mediante el método Racional por tener las

áreas de escurrimiento muy pequeñas.

Q = C* I* A/3.6

Q = Caudal en m3 / seg.

C = Coeficiente de escorrentía (0,48, recomendado para la zona)

A = Área de las micro cuenca en Km. 2

I = Intensidad en mm/hora Q = lts / seg. Máximo para 50 años de período de retorno.

CUNETAS EN EL TRAMO




Las cunetas son definidas por Paraud, como Canales longitudinales que sirven para

recoger y eliminar rápidamente el agua que cae sobre el firme, y que va ha ellas debido

a su pendiente transversal; su función es trascendental para la conservación, porque el

enemigo de un firme de cualquier clase es el agua; que al proyectar un camino hay que

cuidar con todo esmero su recojo y eliminación, dónde la cuneta cumple con ésta

función.

Las normas peruanas, refiere Paraud, se especifica que las cunetas serán de sección

triangular, fijándose sus dimensiones de acuerdo con las condiciones climáticas,

siendo las mínimas las siguientes:

ZONA

(m)

PROFUNDIDAD

(m)

ANCHO

(m)

Seca 0.20 0.50

Sierra 0.30 0.50

Costa Lluviosa y Selva 0.50 1.00

La estimación de pos caudales máximos de diseño para las cunetas en el tramo de la

CONSTRUCCION DEL CAMINO VECINAL CAMPO VERDE - CASCARILLA PAMPA

HERMOSA, DISTRITO DE UCHIZA-TOCACHE-SAN MARTIN, se realizó por el método

racional.

El coeficiente de escurrimiento (C) ,donde para el sistema de drenaje pluvial del

camino Rural se estimó un valor de C= 0.42 de acuerdo a la tabla que se adjunta,

escurrimiento para las cunetas.

El Tiempo de concentración, Tc.

Para la cuenca a portante “promedio” a la cuneta, se tiene de la cartografía disponible

IGN: 1/100000

Cuya fórmula se define en los cálculos.




Por condición de la aplicación del Método Racional, se asume que Tc = Td

Se tomó la Intensidad de lluvia con Tc = Td en minutos del cuadro No 08 y el gráfico

No 02 para un período de retorno de 25 años, y luego ajustada al 75%.

Así mismo se aplicó para las obras de arte en cada uno de las progresivas

proyectadas con el área a portante, para las cunetas cada 200 metros y un imprevium

de 70 – 100 metros.

Que para el tramo proyectado, se tendrá un caudal de diseño para las cunetas en

lts/seg. Que se mostrará en el procedimiento analítico.

1°. El coeficiente de escurrimiento o escorrentía, C.

Para las quebradas se calcula los caudales de diseño para un período de retorno de 25

años en donde se encuentran ubicadas una alcantarillas, con una vegetación

considerada como "Pradera" y una textura "Franco amillo limosa franco limosa», y con

una pendiente promedio de S (%)= 12,00, se obtuvo un coeficiente de escorrentía C

igual a:

C = 0,42

2°. El tiempo de concentración, Tc.

Para las micro cuencas se tiene los siguientes parámetros geomorfológicos, que cuyos

resultados en cada uno de los cuadros son tabulados de acuerdo a la longitud de la

corriente que existe en cada quebrada, siendo variables.

Fórmula de Kirpich, en minutos:

Tc = 0, 01947 * L 0,77 * S - 0,385

Se asume: Tc = Td = 10 min.

3°. Tomar la intensidad de lluvia con Tc = Td = 10 min, del Cuadro Nº 08 y Gráfico Nº 02,




para un periodo de retorno, P.R. = 50 años.

I 10 10 = 44.621 mm/hr

Ajustada al 75% de su valor (0,75 * 44.621):

I 10 10 = 33.47 mm/hr

Para nuestro caso se tomó el ajuste con la finalidad de tener datos aceptables según

estipula la teoría ya que los extremos hidrológicos en la selva peruana ocurren en ciertos

períodos del año, se vienen ocurriendo en diferentes temporadas es así se consideró I 10

10 = 33.47 mm/hr

El área de la cuenca aportante de las quebradas del Tramo.

4° Se obtiene el área de las Micro cuencas a portante cunetas (en Ha.)

Para el cálculo de la cuenca receptora, se ha asumido que las cunetas,

desaguarían en alcantarillas ubicadas en promedio a una distancia entre ellas de

200 m.

El ancho de las zonas aledañas se asume de 100 m, (Imprevium) que incluye la

superficie de la cuneta; el área resultante sería entonces de 20,000 m2

A = 0,0200km2

5º Aplicando la fórmula del Método Racional para obtener el escurrimiento

máximo:

Q = C *I *A/3,6

Q = 0,42 * 33.47 * 0,0200 / 3,6

Q = 0,078086 m3/s




Q = 78.09 Lt. /seg.

CAUDAL MÀXIMO DE DISEÑO POR EL MÈTODO RACIONAL EN CADA

MICROCUENCA

Cuadro No 08

DESCRIPCIÒN FORMULA/VALOR

1 Longitud Cauce

Principal

Lcp m

2 Pendiente S m/m

3 Tiempo de

Concentración

Tc Tc = 0,01947 * L 0,77 * S -0,385 Min.

I 10 10 (asumir)

4 Intensidad de Lluvia Cuadro 07 y 08 Grafico

02

mm/hr

Ajustada al 75% = 33.47

5 Coeficiente

Escorrentía

C 0.42

6 Área A variable Km2 y Has.

7 Caudal Máximo Q25 C*I*A/3,6 = 0.078086 m3/s.

Fuente: Elaboración Propia en resumen




Cuadro No 09

Para las obras de arte que se mencionan los caudales máximos para un

período de 25 años de período de retorno que son tabulados en base al

estudio hidrológico con datos de las precipitaciones promedios mensuales

y máximas de 24 horas de la estación de Uchiza.

8.00.00 CAUDAL DE DISEÑO PARA LAS OBRAS DE ARTE

La estimación del caudal de diseño se ha efectuado en base a la información

hidrológica disponible y a la importancia de cada uno de los cursos

comprometidos donde se proyectarán las estructuras de drenaje.

Según lo informado en el ítem anterior, existen 17 micro cuencas con áreas de

aportación menores de 10 Km2 para alcantarillas, 09 micro cuencas para

pontones y 2 puentes cuyas áreas de a portación del escurrimiento superficial

son menores a 10 Km2, por lo que se aplica el método racional.

En conclusión, para las micro cuencas con áreas de aportación menores a 10

Km2, el caudal de diseño se ha estimado mediante el Método Racional A

continuación se describen dichas metodologías.

El valor del coeficiente de escorrentía se ha establecido de acuerdo a las

características hidrológicas y geomorfológicas de las quebradas cuyos cursos




interceptan el alineamiento de la carretera. En virtud a ello, los coeficientes de

escorrentía variarán según dichas características.

La intensidad o altura de lluvia por hora se ha estimado mediante la fórmula de

Yance Tueros ampliamente utilizado en el medio, la cual está dada por:

I hora=C (Pmáx 24horas )n

(21)

Donde:

C = 0,4202n = 0,875

8.01.0 OBRAS DE DRENAJE PROYECTADAS

8.01.01. OBRAS DE DRENAJE TRANSVERSAL

El objetivo del sistema de drenaje transversal propuesto es permitir el paso del

flujo inalterado de agua superficial presente en el ámbito de la carretera y que

discurre en forma transversal a ésta. El agua superficial, principalmente proviene

de fuentes tales como quebradas, acequias, canales de riego, recolección del

agua que cae sobre la actual plataforma, etc. que discurren en sentido transversal

a la carretera y que requieren ser evacuadas por medio de apropiadas estructuras,

a fin de conducirlos adecuadamente sin afectar su estabilidad.

Las estructuras de drenaje transversal establecidas en el presente Estudio, están

constituidas por: Alcantarillas, pontones, y puentes en el tramo proyectado.

ALCANTARILLAS

Este tipo de obra de drenaje, se ha establecido en concordancia a las

características hidráulicas de las estructuras existentes y la demanda hidrológica de

la zona en estudio. Las alcantarillas proyectadas serán establecidas por Ing. En

diseño de estructuras.




Para el diseño hidráulico de las alcantarillas se tendrá en cuenta la función que

cumplirá cada una de ellas dentro del Proyecto, ya sea como pases de agua de

cursos naturales (quebradas), donde se ha considerado las áreas proporcionales de

aportación de las cuencas según su ubicación dentro del nuevo trazo en estudio de

la carretera, las que cumplen función de pases de aguas en las zonas de

quebradas.

*Se prosigue con el trabajo para el informe final de la especialidad de Hidrología.

Cuadro No 10

Tipo de Obra de Arte

UbicaciónArea Micro

Cuenca (Has)

Perímetro Micro Cuenca

(m)

Longitud de Cauce L (m)

Desnivel H (m)

Pendiente S (m/m)

Tiempo de Concentració

n (min)

Intensidad

Máxima ( i25 ) en

mm/h

Coeficiente de escorrentia ( c

)

Caudal de Diseño m3/seg

Alcantarilla 1+180 6.52012 1245.13 366.21 10.34 0.028 7.25 44.62 0.44 0.356Alcantarilla 2+190 0.64233 447.14 131.51 2.56 0.019 3.80 44.62 0.44 0.035Alcantarilla 2+256 0.74630 538.66 158.43 6.34 0.040 3.33 44.62 0.44 0.041Alcantarilla 2+424 0.58113 370.52 108.98 4.65 0.043 2.43 44.62 0.44 0.032Alcantarilla 2+505 0.68677 418.36 123.05 7.45 0.061 2.33 44.62 0.44 0.037Alcantarilla 2+850 4.44544 994.68 292.55 3.54 0.012 8.46 44.62 0.44 0.242Alcantarilla 3+004 1.41100 610.74 179.63 4.44 0.025 4.41 44.62 0.44 0.077Alcantarilla 3+117 1.45586 619.58 182.23 4.09 0.022 4.63 44.62 0.44 0.079Alcantarilla 3+280 2.32465 900.30 264.79 7.83 0.030 5.55 44.62 0.44 0.127Alcantarilla 3+320 2.71758 951.01 279.71 5.34 0.019 6.85 44.62 0.44 0.148Alcantarilla 4+330 3.49200 1076.78 316.70 9.56 0.030 6.32 44.62 0.44 0.190Alcantarilla 4+463 4.39933 1380.41 406.00 11.45 0.028 7.86 44.62 0.44 0.240Alcantarilla 4+548 2.78537 1079.99 317.64 9.67 0.030 6.32 44.62 0.44 0.152Alcantarilla 4+700 3.83465 994.67 292.55 7.84 0.027 6.23 44.62 0.44 0.209Alcantarilla 5+028 1.20832 535.68 157.55 4.33 0.027 3.83 44.62 0.44 0.066Alcantarilla 5+125 4.14300 1192.48 350.73 9.95 0.028 7.00 44.62 0.44 0.226Alcantarilla 5+285 2.77063 765.26 225.08 6.62 0.029 4.91 44.62 0.44 0.151Alcantarilla 5+830 2.32740 942.10 277.09 8.45 0.030 5.68 44.62 0.44 0.127Alcantarilla 6+111 1.87944 792.43 233.07 6.45 0.028 5.16 44.62 0.44 0.102Alcantarilla 6+146 1.06533 635.11 186.80 2.33 0.012 5.92 44.62 0.44 0.058Alcantarilla 6+281 3.65390 1162.55 341.93 4.38 0.013 9.33 44.62 0.44 0.199Alcantarilla 6+618 5.22740 1580.19 464.76 5.51 0.012 12.17 39.45 0.44 0.252Alcantarilla 6+641.5 4.93307 1826.75 537.28 5.92 0.011 14.00 39.45 0.44 0.238Alcantarilla 6+803 12.90945 2432.64 715.48 15.49 0.022 13.46 39.45 0.44 0.622Alcantarilla 6+963 11.83892 2685.50 789.85 14.21 0.018 15.59 39.45 0.44 0.571Alcantarilla 7+425 11.69270 2273.62 668.71 14.03 0.021 12.93 39.45 0.44 0.564Alcantarilla 7+518 11.47598 2436.78 716.70 13.77 0.019 14.11 39.45 0.44 0.553Alcantarilla 7+855 7.94992 1598.84 470.25 9.54 0.020 9.99 44.62 0.44 0.434Alcantarilla 8+154 12.86275 2162.87 636.14 18.45 0.029 10.98 44.62 0.44 0.701Alcantarilla 8+415 13.759536 2210.86 650.25 16.51 0.025 11.76 39.45 0.44 0.663Alcantarilla 8+809 8.192412 1433.74 421.69 9.83 0.023 8.70 44.62 0.44 0.447

DISEÑO DE CAUDALES MÁXIMOS PARA ALCANTARILLAS TRAMO DEL CAMINO VECINAL

“CONSTRUCCION DEL CAMINO VECINAL CAMPO VERDE – CASCARILLA PAMPA HERMOSA , DISTRITO DE UCHIZA, PROVINCIA DE TOCACHE

Fuente: Elaboración Propia




06 PONTONES

La fase de reconocimiento de campo permitió constatar la presencia de quebradas

que interceptan la vía donde las condiciones topográficas han sido favorables para

el emplazamiento de un alcantarilla y/ badén, considerando los 06 pontones por ser

necesarios dentro del eje del camino vecinal en construcción nueva.

Los caudales de diseño de los pontones han sido calculada de tal manera tenía que

coincidir con el nivel de la rasante de la vía con el lecho de fondo de la quebrada en

la zona de contacto entre ellas; permitiendo que tanto la carretera como las

quebradas tengan un adecuado funcionamiento.

a Consideraciones hidrológicas

Se han tomado en cuenta las siguientes condiciones hidrológicas.

Precipitación de diseño, Pmax24horas (Según Estudio Hidrológico)

Intensidad de lluvia según mm/h (Según Estudio Hidrológico)

Cuadro No 19

Tipo de Obra de

ArteUbicación

Area Micro Cuenca (Has)

Perímetro Micro Cuenca

(m)

Longitud de Cauce L

(m)

Desnivel H (m)

Pendiente S (m/m)

Tiempo de Concentrac

ión (min)

Intensidad Máxima ( i25

) en mm/h

Coeficiente de

escorrentia ( c )


Ponton 0+186 a 0+194 210.68 6228.65 2009.24 187.64 0.0934 16.97 39.45 0.42 9.70

Ponton 0+825 A 0+833 49.00 3062.90 988.03 89.56 0.0906 9.94 44.62 0.42 2.55

Ponton 4+002 A 4+010 12.76 1463.67 472.15 25.67 0.0544 6.85 44.62 0.42 0.66

Ponton 4+882 A 4+890 22.29 2306.52 744.04 43.87 0.0590 9.43 44.62 0.42 1.16

Ponton 6+454 A 6+464 72.02 3558.75 1147.98 109.43 0.0953 10.94 44.62 0.42 3.75

Ponton 7+911 A 7+919 45.45 3439.81 1109.62 98.55 0.0888 10.96 44.62 0.42 2.37


DISEÑO DE CAUDALES MÁXIMOS PARA ALCANTARILLAS TRAMO DEL CAMINO VECINAL“CONSTRUCCION DEL CAMINO VECINAL CAMPO VERDE – CASCARILLA PAMPA HERMOSA , DISTRITO DE UCHIZA, PROVINCIA DE TOCACHE

Cuyas características hidráulicas de los pontones se dan como resultado:

Cuadro No 20




Obra de Arte Ubicación Qdiseño(m3/seg) Luz(mts) Tirante(m) Area HidraulPerim.Hidraul Velocidad No Froud Radio HidraulEnergia esp.

Ponton 0+186 a 0+194 9.70 8 1.23 9.910 10.47 0.98 0.28 0.95 1.29

Ponton 0+825 A 0+833 2.55 8 0.52 4.190 9.047 0.61 0.27 0.46 0.54

Ponton 4+002 A 4+010 0.66 8 0.25 1.810 8.45 0.36 0.24 0.21 0.23

Ponton 4+882 A 4+890 1.16 8 0.32 2.560 8.64 0.45 0.26 0.30 0.33

Ponton 6+454 A 6+464 3.75 10 0.574 5.740 11.148 0.65 0.28 0.52 0.60Ponton 7+911 A 7+919 2.37 8 0.501 4.000 9.000 0.592 0.27 0.44 0.52



CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LOS PONTONES PROPUESTAS EN EL TRAMO:

9.00.00 SOCAVACIÓN GENERAL DEL CAUCE EN LAS OBRAS DE ARTE EN

LAS PROGRESIVAS RESPECTIVAS DONDE SE UBICAN LOS PONTONES.

Es aquella que se produce a todo lo ancho del cauce cuando ocurre una crecida debido

al efecto hidráulico de un estrechamiento de la sección; la degradación del fondo de

cauce se detiene cuando se alcanza nuevas condiciones de equilibrio por disminución de

la velocidad a causa del aumento de la sección transversal debido al proceso de erosión.

Para la determinación de la socavación general se empleará el criterio de Lischtva-

Levediev.

La velocidad erosiva media que se requiere para degradar el fondo está dado por las

siguientes expresiones:

Ve == 0.60 gd1.18bH.xs m/s, suelos cohesivos

Ve == 0.68 bd.0.28H.xs m/s, suelos no cohesivos

En donde:

Ve = Velocidad media suficiente para degradar el cause en m/s

Gd = Peso volumétrico del material seco que se encuentra a una profundidad Hs,

medida desde la superficie del agua (Ton/m3)

b = Coeficiente que depende de la frecuencia con que se repite la avenida que se

estudia. Ver tabla Nº 3




x = Es un exponente variable que está en función del peso volumétrico gs del

material seco (Ton/m3)

Hs = Tirante considerado, a cuya profundidad se desea conocer que valor de Ve se

requiere para arrastrar y levantar en material (m)

dm = Es el diámetro medio en (mm) de los granos obtenidos del fondo calculado con

la expresión dm =0.01 ∑ di pi, En el cual:

di = Diámetro medio, en mm, de una fracción en la curva granulométrica de la

muestra total que se analiza.

pi = Peso de esa misma porción, comparada respecto al peso total de la

muestra. Las fracciones escogidas no deben ser iguales entre sí.

Para el cálculo de la profundidad de la socavación en suelos homogéneos se usará las

siguientes expresiones.

Suelos cohesivos:

Hs=[ aH o5/ 3

0 .60bgd1 .18 ]

1/(1+x )

Suelos no cohesivos:

Hs=[ aHo5 /3

0 .68bgm0 . 28 ]

1/(1+x )

a= Qd

H m5/3Bem

Donde:

Qd = caudal de diseño (m3/s)

Be = ancho efectivo de la superficie del agua en la sección transversal




m = coeficiente de contracción Ver tabla Nº 1

Hm = profundidad media de la sección = Área / Be

x = exponente variable que depende del diámetro del material y se encuentra en la

tabla Nº 2

dm = diâmetro medio (mm)

TABLA Nº 1

COEFICIENTE DE CONTRACCIÓN

Velocidad

media en la

sección en

m/s

Longitud libre entre dos márgenes

10 13 16 18 21 25 30 42 52 63 106

124 200

Menor de 1 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

1.00 1.00

1.00 0.96 0.97 0.98 0.99 0.99 0.99 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

1.00 1.00

1.50 0.94 0.96 0.97 0.97 0.97 0.98 0.99 0.99 0.99 0.99 1.00

1.00 1.00

2.00 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99

0.99 1.00

2.50 0.90 0.93 0.94 0.95 0.96 0.96 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99

0.99 1.00

3.00 0.89 0.91 0.93 0.94 0.95 0.96 0.96 0.97 0.98 0.98 0.99

0.99 0.99

3.50 0.87 0.90 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.98 0.99

0.99 0.99

4.00 o mayor 0.85 0.89 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99

0.99 0.99

TABLA Nº 2

VALORES DE X PARA SUELOS COHESIVOS Y NO COHESIVOS




SUELOS COHESIVOS SUELOS NO COHESIVOS

P. especifico X dm (mm) X

0.80 0.52 0.05 0.43

0.83 0.51 0.15 0.42

0.86 0.50 0.50 0.41

0.88 0.49 1.00 0.40

0.90 0.48 1.50 0.39

0.93 0.47 2.50 0.38

0.96 0.46 4.00 0.37

0.98 0.45 6.00 0.36

1.00 0.44 8.00 0.35

1.04 0.43 10.00 0.34

1.08 0.42 15.00 0.33

1.12 0.41 20.00 0.32

1.16 0.40 25.00 0.31

1.20 0.39 40.00 0.30

1.24 0.38 60.00 0.29

1.28 0.37 90.00 0.28

1.34 0.36 140.00 0.27

1.40 0.35 190.00 0.26

1.46 0.34 250.00 0.25

1.52 0.33 310.00 0.24

1.58 0.32 370.00 0.23

1.64 0.31 450.00 0.22

1.71 0.30 570.00 0.21

1.80 0.29 750.00 0.20

1.89 0.28 1 000.00 0.19

2.00 0.27

TABLA Nº 3

VALORES DEL COEFICIENTE b

Periodo de Retorno del gasto de diseño

(años)

Coeficiente b

2 0.82

5 0.86




10 0.90

20 0.94

50 0.97

100 1.00

500 1.05

El método que será expuesto se debe a K, F, Artamonov y permite estimar la profundidad

de socavación al pie de la estructura. Esta erosión depende del gasto que teóricamente

es interceptado por el margen, relacionando con el gasto total que escurre por el río, del

talud que tiene los lados de la defensa y del ángulo que el eje longitudinal que la obra

forma con la corriente. El tirante incrementado al pie de un estribo medido desde la

superficie libre de la corriente, está dado por:

St = Pa Pq Pr Ho

Donde:

Pa = coeficiente que depende del ángulo a que forma el eje de estructura con la

corriente,

como se indica en la figura siguiente; su valor se puede encontrar en la tabla Nº 4

Pq = coeficiente que de pende de la relación Q1/Q en que Q1 es el gasto que

Teóricamente pararía por el lugar ocupado por el estribo si éste no existiera y Q,

es el

gasto total que escurre por el río. El valor de Pq puede encontrarse en la tabla

Nº 5

Pr = coeficiente que depende del talud que tienen los lados del río, su valor puede

Obtenerse en al tabla Nº 6

Ho = tirante que se tiene en la zona antes de la erosión

TABLA Nº 4VALORES DEL COEFICIENTE CORRECTIVO Pa EN FUNCIÓN DE a

a 30º 60º 150° 90º 120º

Pa




0.84 0.94 1.19 1.00 1.07

TABLA Nº 5VALORES DEL COEFICIENTE CORRECTIVO Pq EN FUNCIÓN DE Q1/Q

Q1/Q 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70

0.80

Pq 2.00 2.65 3.22 3.45 3.67 3.87 4.06

4.20

TABLA Nº 6VALORES DEL COEFICIENTE CORRECTIVO Pr EN FUNCIÓN DE R

TALUD r 0 0.50 1.00 1.50 2.00

3.00

Pr 1.00 0.91 0.85 0.83 0.61

0.50

Características del material del lecho de cauce

El material que constituye el lecho del río es grava limosa mal graduada con 65.34,

15.33% de arena y 6.86% de Limo y arcila , bolonerias con un diámetros de 3 pulgadas tal

como se encontró en el tramo de la socavación del CONSTRUCCION DEL CAMINO

VECINAL CAMPO VERDE - CASCARILLA PAMPA HERMOSA, DISTRITO DE UCHIZA-

TOCACHE-SAN MARTIN, tal como se determinó en el estudio de suelos, por lo que,

consideramos para el cálculo de la socavación un diámetro medio, así mismo en la

ubicación de los pontones que se encuentra en las progresivas correspondientes, el que

tiene el mayor área y de mayor volumen de agua que escurre y un peso específico de




1.78 gr/cm3.se toma la estructura que tiene un caudal de máxima avenida mayores a 8.10

m3/seg, en un periodo de retorno de 50 años.

El resultado de la socavación general y local es: Ver anexo de socavación (hoja de

cálculo)

SOCAVACION LOCAL Y GENERAL EN LOS PONTONESCuadro No 21

Obra de Arte Ubicación

Socavación General

Socavación Local (mts)

Socavación total(m)

Pontón 0+186 a 0+194 0.28 1.15 1.43

Pontón 0+825 A 0+833 0.25 1.00 1.25

Pontón 4+002 A 4+010 0.15 0.76 0.91

Pontón 4+882 A 4+890 0.19 0.95 1.14

Pontón 6+454 A 6+464 0.20 0.99 1.19

Pontón 7+911 A 7+919 0.25 1.00 1.25


10.0.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El tramo vial motivo del presente Estudio, Tramo HIDROLOGIA DEL PROYECTO:

CONSTRUCCION DEL CAMINO VECINAL CAMPO VERDE - CASCARILLA PAMPA

HERMOSA, DISTRITO DE UCHIZA-TOCACHE-SAN MARTIN, corresponde desde la

progresiva (Km. 00+000) hasta la progresiva (Km. 09+200), el cual se desarrolla




sobre terrenos de configuración pendiente Plana, tramos con un bosque en un 90%,en

sus tramos asignados.

El régimen de precipitaciones pluviales en la zona es relativamente alto;

principalmente durante los meses de Diciembre a Marzo. Para fines del presente

Estudio, se han utilizado los registros históricos referentes a precipitación máxima en

24 horas, registrados en la estación de Uchiza, cercana a la ubicación del Proyecto.

A lo largo del tramo en estudio, se han observado micro cuencas hidrográficas que

interceptan el alineamiento de la carretera; las mismas que han sido identificadas en la

información cartográfica y cuyas superficies de aportación varían entre 0.009 Km2 y

2.2 Km2. Asimismo, existen pequeñas quebradas con superficies de aportación de

reducida magnitud menores a 0.1 Km2, las cuales interceptan la carretera y que no

han podido ser identificadas en la información cartográfica. Sin embargo, de acuerdo a

la información de campo recopilada, se han evaluado integralmente dichas quebradas

a fin de proponer las diversas obras de drenaje que requieran ser proyectadas.

Las descargas máximas de diseño de las obras de drenaje propuestas en el presente

Estudio, fueron estimadas de acuerdo a las áreas de aportación de las Micro cuencas

comprometidas, estableciéndose así que para áreas de micro cuencas menores a 10

Km2, el caudal de diseño se ha estimado mediante el Método Racional. Para las

alcantarillas tenemos:

Así tenemos los caudales de diseño en alcantarillas para los distintos tramos.

Tipo de Obra de Arte

UbicaciónCaudal de

Diseño m3/seg

Alcantarilla 1+180 0.356Alcantarilla 2+190 0.035Alcantarilla 2+256 0.041Alcantarilla 2+424 0.032




Alcantarilla 2+505 0.037Alcantarilla 2+850 0.242Alcantarilla 3+004 0.077Alcantarilla 3+117 0.079Alcantarilla 3+280 0.127Alcantarilla 3+320 0.148Alcantarilla 4+330 0.190Alcantarilla 4+463 0.240Alcantarilla 4+548 0.152Alcantarilla 4+700 0.209Alcantarilla 5+028 0.066Alcantarilla 5+125 0.226Alcantarilla 5+285 0.151Alcantarilla 5+830 0.127Alcantarilla 6+111 0.102Alcantarilla 6+146 0.058Alcantarilla 6+281 0.199Alcantarilla 6+618 0.252Alcantarilla 6+641.5 0.238Alcantarilla 6+803 0.622Alcantarilla 6+963 0.571Alcantarilla 7+425 0.564Alcantarilla 7+518 0.553Alcantarilla 7+855 0.434Alcantarilla 8+154 0.701Alcantarilla 8+415 0.663Alcantarilla 8+809 0.447

Para los Pontones:

Tipo de Obra de

ArteUbicación


Ponton 0+186 a 0+194 9.70

Ponton 0+825 A 0+833 2.55




Ponton 4+002 A 4+010 0.66

Ponton 4+882 A 4+890 1.16

Ponton 6+454 A 6+464 3.75

Ponton 7+911 A 7+919 2.37

Cuyas característica Hidráulicas para los Pontones en el numero de 06 se presenta

en el cuadro adjunto:

Obra de Arte Ubicación Qdiseño(m3/seg) Luz(mts) Tirante(m) Area HidraulPerim.Hidraul Velocidad No Froud Radio HidraulEnergia esp.

Ponton 0+186 a 0+194 9.70 8.0 1.23 9.910 10.47 0.98 0.28 0.95 1.29

Ponton 0+825 A 0+833 2.55 8.0 0.52 4.190 9.047 0.61 0.27 0.46 0.54

Ponton 4+002 A 4+010 0.66 8.0 0.25 1.810 8.45 0.36 0.24 0.21 0.23

Ponton 4+882 A 4+890 1.16 8.0 0.32 2.560 8.64 0.45 0.26 0.30 0.33

Ponton 6+454 A 6+464 3.75 10.0 0.574 5.740 11.148 0.65 0.28 0.52 0.60Ponton 7+911 A 7+919 2.37 8.0 0.501 4.000 9.000 0.592 0.27 0.44 0.52



CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LOS PONTONES PROPUESTAS EN EL TRAMO:

Para el diseño de caudales máximos de las cunetas tomar en cuenta los caudales

que se muestran:

Diseño de caudales máximos = 78.09 lts/seg. Ajustable al 75% para el tramo

de la carreta cada 200 metros a ambos lados, hasta el tramo Km: 09+200

Calculado según metodología expuesta con un Premium de 100 metros

lineales y cada 200 metros que va escurrir a las obras de arte transversales.

La Socavación General y Local en los estribos es (Trabajado con datos geotécnicos,

hidrológicos é hidráulicos), tomados para la estructura del Puente que presentarían

mayores riesgos y mayores caudales de diseño son.




Obra de Arte Ubicación Socavacion GeneralSocavacion Local (mts)Socavaion total(m)

Ponton 0+186 a 0+194 0.28 1.15 1.43

Ponton 0+825 A 0+833 0.25 1.00 1.25

Ponton 4+002 A 4+010 0.15 0.76 0.91

Ponton 4+882 A 4+890 0.19 0.95 1.14

Ponton 6+454 A 6+464 0.20 0.99 1.19

Ponton 7+911 A 7+919 0.25 1.00 1.25


SOCAVACION LOCAL Y GENERAL EN LOS PONTONES

Tomar en consideración la profundidad de socavación Total para el

diseño de las cimentaciones.

Se recomienda tomar en consideración los bordes libres en los

pontones deberán ser mayores a 1.30 metros más los tirantes

hidráulicos.




ANEXOS




PLANO DE DEMARCACION DE LAS

MICROCUENCAS DENTRO DEL EJE DEL

CAMINO VECINAL


Documents

Informe Hidrologico Final Uchiza