Aspectos Generales de Hidrologia PDF

PROYECTO: MEJORAMIENTO DE CAMINO RURAL CASERIOS LOS BENCEDORES, 10 DE JULIO, 23 DE OCTUBRE Y HIERBAS BUENAS, DISTRITO DE CAMPOVERDE - CORONEL PORTILLO - UCAYALI”

INTRODUCCIÓN El presente estudio de hidrología resume a lo más sustancial la materia, que servirá de guía para el procedimiento de diseño de las obras de drenaje superficial y subterráneo de la infraestructura vial a considerar, adecuadas al lugar de ubicación del proyecto. En el departamento de Ucayali y en especial la ciudad de Campo Verde viene aumentado su población incesantemente a un ritmo de 2.2 %, según los últimos datos de los censos realizado

en el país, esto ha incrementado la necesidad de implementar las necesidades básicas como energía, alimentación y de viviendas. En ese contexto la población en su necesidad de conseguir una vivienda han ocupado espacios que pertenecía a sistemas de drenaje naturales, afectando físicamente los cauces al ser disminuidos sus secciones iníciales, afectando el libre discurso de los fluidos producto de la precipitaciones pluviales y el vertimiento de las aguas residuales y sólidos por parte de la población, que no se encuentran conectando a la red de evacuación municipal. Y principalmente en épocas de las fuertes precipitaciones pluviales, todo esto expone a las personas asentadas a la ribera de las quebradas (caños)

a

inundaciones y a posibilidad de contraer enfermedades infectas contagiosas. Asimismo la inducción de las actividades antro picas de los seres humanos y en especial en la región han hecho variar los ciclos hidrológicos, por lo que han hecho variar ostensiblemente las intensidades de precipitación, haciendo cada vez más difícil un análisis real de información histórica. Habiéndose construidos obras como alcantarillas y secciones no adecuadas para la libre de circulación de las aguas, ocasionando grandes inundaciones con los consiguientes daños a la infraestructura asentadas en el lugar.

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1. GENERALIDADES El Estudio se recomienda iniciarse después de aprobado el proyecto de Diseño Geométrico, y es de actividad obligatoria la inspección insitu del drenaje natural. El drenaje transversal de la carretera tiene como objetivo evacuar adecuadamente el agua superficial que intercepta su infraestructura, la cual discurre por cauces naturales o artificiales, en forma permanente o transitoria, a fin de garantizar su estabilidad y permanencia.

El elemento básico del drenaje transversal son las alcantarillas, consideradas como estructuras menores, su densidad a lo largo de la carretera resulta importante e incide en los costos, por ello, se debe dar especial atención a su diseño. Las otras estructuras que forman parte del drenaje transversal son los badenes y consecuentemente los puentes, siendo estos últimos de gran importancia, cuyo estudio hidrológico que permite concebir su diseño, tienen características particulares y serán tratadas de manera general, El objetivo principal en el diseño de una obra de drenaje transversal es determinar la sección más adecuada que permita el paso libre del flujo líquido y flujo sólido que eventualmente transportan los cursos naturales y conducirlos adecuadamente, sin causar daño a la carretera y a la propiedad adyacente.

La Hidrología tiene un papel muy importante en el Planeamiento del uso de los Recursos Hidráulicos, y ha llegado a convertirse en parte fundamental de los proyectos de ingeniería que tienen que ver con drenaje y protección contra la acción de ríos.

Para que una vía preste un servicio adecuado depende en gran magnitud de su sistema de drenaje. Los niveles de acumulación de aguas pluviales sobre la calzada, aún en pequeñas proporciones presentan un peligro para el tráfico y la estructura del afirmado.

La infiltración del agua debajo de la superficie del afirmado puede producir el reblandecimiento de ésta y deteriorar la estructura de la vía Carrozable, obligando a su reparación a veces costosa, además la socavación e inundación de un área puede llegar a cortar la superficie de rodadura, produciendo en ciertas ocasiones hundimientos, debido a ello, se hace necesario el estudio del drenaje como parte esencial de un buen proyecto de vías.

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La propósito del drenaje superficial es alejar las aguas, propias y adyacentes, que fluyen y circundan por la superficie de la vía, para evitar la influencia de las mismas sobre su estabilidad y transitabilidad, así como para limitar las operaciones de conservación.

En una vía rural interesan principalmente dos aspectos del drenaje superficial:

1) La rápida evacuación del agua que cae sobre la calzada o que fluye a ella desde su entorno, para evitar peligros al tráfico y proteger la estructura del afirmado. La solución en primer lugar, es determinar el caudal que fluye por las diversas ramificaciones de drenaje que son parte de las Microcuencas por donde cruza la vía, y en segundo lugar se refiere a determinar el dimensionamiento del depósito o estructura encargada de su manejo y evacuación.

2) El franqueamiento o pase de los ríos u otros cursos de agua importantes, como quebradas y/o riachuelos; en el caso de los ríos y otros cursos de agua importantes, existen entidades encargadas de su control, principalmente las mediciones de caudales y precipitaciones. Estas suelen tener datos al respecto, pero en los casos correspondientes a cunetas y obras de arte, su solución es materia del presente estudio.

Finalmente, los caudales obtenidos han permitido proyectar el sistema de drenaje superficial y subterráneo para la captación, control y evacuación de las aguas.

2. OBJETIVO GENERAL Tener un estudio técnico que sirva de guía conceptual y metodológica para la determinación de los parámetros hidrológicos e hidráulicos de diseño, de las obras de infraestructura vial a realizar. 3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS a) Ofrecer una herramienta práctica para el desarrollo del estudio de hidrológico e hidráulico, con criterios ingenieriles y metodológicos que ayuden a proyectar adecuadamente los elementos de drenaje a considerar en la carretera.

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b) Permitir obtener consistentemente la estimación de la magnitud del caudal de diseño, diseñar obras de drenaje que permitan controlar y eliminar el exceso de agua superficial y subterránea que discurren sobre la calzada y debajo de ella, a fin de que no puedan comprometer la estabilidad de la estructura del afirmado, de acuerdo a las exigencias hidrológicas y geomorfológicas del área de estudio, sin afectar el drenaje natural de la zona, ni a la propiedad adyacente.

c) Uniformizar criterios de diseño de las obras de drenaje vial. 4. UBICACIÓN Y ACCESO El tramo en estudio es de 23+600 Km. y se encuentra ubicada políticamente en el departamento de Ucayali, provincia de Coronel Portillo y Distrito de Campo Verde, el acceso es por la carretera Federico Basadre a la altura del Km 38+100 margen derecho. Empieza con la progresiva 0+000 en la carretera Federico Basadre.

Plano de Ubicación de los Caseríos a Intervenir con el Estudio

Fuente: Elaboración propia-Autocad-2014-MDCV.

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5. PREMISAS PARA EL ESTUDIO a) Características topográficas.- Para el caso de obras de cruce menor (alcantarillas), el levantamiento topográfico realizado para la carretera, cubre aquellos sectores donde se emplazarán dichas obras, de tal manera que permite definir el perfil longitudinal del cauce tanto aguas arriba y aguas abajo de la sección de cruce. b) Estudio de cuencas hidrográficas.- Se realizaron la identificación de las cuencas

hidrográficas que interceptan el alineamiento de la carretera, con el objetivo de establecer los caudales de diseño y efectos de las crecidas. Se identificó la superficie, pendiente y longitud del cauce principal, forma, relieve, tipo de cobertura vegetal, calidad y uso de suelos, asimismo; los cambios que han sido realizados por el hombre, tales como embalses u otras obras de cruce que pueden alterar significativamente las características del flujo. c) Características del cauce.- Se determinó las características del lecho, tales como forma, tipo de suelo, tipo de cobertura vegetal, tipo de material de arrastre, sólidos flotantes, fenómenos de geodinámica externa y otros factores que inciden en el tamaño y durabilidad de la obra de cruce. d) Datos de crecidas.- Se procederá según las metodologías de cálculo. Respecto a la información adicional se analizarán y evaluarán las marcas dejadas por crecidas o eventos anteriores. Adicionalmente, se recopilará la información proporcionada por lugareños, con la finalidad de contar con información adicional de campo. e) Determinación de la subcuenca de drenaje pluvial La determinación de la subcuenca área de estudio que ejerce y determina la precipitación influyente como la principal aportarte de la evacuación y el volumen de agua que atraviesa la sección de control, se ha determinado en base a los planos de curva de nivel y estudio del sistemas de drenaje pluvial del distrito, asimismo con una verificación de campo a los sistemas de drenaje y limitantes llanos y ondulados y la verificación de las direcciones de evacuación (dirección de flujos). f) Análisis Hidrológico Los proyectos hidráulicos se requieren de un análisis hidrológico que nos servirán para diseño adecuado de las estructuras a proyectar. Los proyectos típicos de defensa son los drenajes urbanos, drenaje vial, la hidrología está ligada al estudio de fenómenos naturales, de manera que los métodos que emplea no pueden ser rígidos, quedando

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algunas

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decisiones al criterio del ingeniero. Pero es necesario hacer notar que esta falta de precisión previsible no ocurre únicamente en la hidrología, sino que es común a toda la ingeniería, como común es la toma de precaución. g) Trabajos de Campo y Toma de Información En el trabajo de campo e información recabada en campo se pudo identificar las direcciones a donde se dirigen los flujos de agua y determinando el cauce principal, este canal según

indicación de los vecinos ha sido sobrepasada por el gran caudal que no pudo soportar la sección existen tente produciéndose rebalses y las posteriores inundaciones, producto de las lluvias de fuerte intensidad propias de la estación. 6. CÁLCULÓ DE CAUDALES En el presente estudio del proyecto vial, se ha previsto por consiguiente proyectar las obras de drenaje pluvial. 1) Sistemas de drenaje longitudinal.- Compuestos básicamente por cunetas laterales.

Se instalan estas estructuras con el propósito de captar las aguas de escorrentía superficial del área de influencia de la vía. Tanto en la margen derecha como en la margen izquierda, de esta manera toda la recolección del agua será conducida hasta las estructuras de evacuación transversal y a su vez hacia los drenes naturales de la zona. 2) Sistemas de drenaje transversal.- Constituidos por alcantarillas, pontones y puentes. Las estructuras de drenaje tipo alcantarillas obedece a la necesidad de un buen funcionamiento de las cunetas longitudinales, para permitir una rápida evacuación pluvial se ha considerado el sistema por medio de alcantarillas de concreto armado de sección

cajón, y también para así permitir el pase de los cursos naturales de agua. Según su ubicación y características topográficas estas serán consideradas de acuerdo a la sección hidráulica, sobre la base de los siguientes parámetros Caudales de diseño obtenidos según el estudio hidrológico y compatible con las secciones hidráulicas correspondientes del estudio de la fase de campo. Espacio necesario para realizar las actividades de limpieza y/o excavación sin ningún problema para el operador.

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CÁLCULOS

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