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UNIVERSIDAD NACIONAL DE JAÈN PROYECTO DE INVESTIGACION
TITULO : DISEÑO DE UNA INFRAESTRUCTURA HIDRÁULICA PARA LA PROTECCION DE LA RIBERA DE LA QUEBRADA AMOJU, EN LOS SECTORES EL PARRAL, LAS BRISAS Y SAN CAMILO
INTEGRANTES: CABREJOS GUEVARA, JHORDY. RAMIREZ JULCAMORO, SECUNDINO.
DOCENTE
:
ING. GUILLERMO ARRIOLA CARRASCO
CURSO
:
METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION CIENTIFICA.
CICLO
:
FECHA
:
VIII.
26 !" 2!#6
DISEÑO DE UNA INFRAESTRUCTURA HIDRAULICA PARA LA PROTECCION DE LA RIBERA DE LA QUEBRADA AMOJU EN LOS SECTORES EL PARRAL, LAS BRISAS Y SAN CAMILO
CAPITULO I PROBLEMA DE INVESTIGACION
METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION CIENTIFICA|
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DISEÑO DE UNA INFRAESTRUCTURA HIDRAULICA PARA LA PROTECCION DE LA RIBERA DE LA QUEBRADA AMOJU EN LOS SECTORES EL PARRAL, LAS BRISAS Y SAN CAMILO
CAPITULO I: PROBLEMA DE INVESTIGACION
#.#
TITULO
Diseño de una infraestructura hidráulica para la protección de la Quebrada Amojú en los sectores el Parral, Las Brisas y an !amilo"
#.2
REALIDAD PROBLEMÁTICA
La Pro#incia de $a%n se ubica al &ororiente del pa's en la re(ión natural de la el#a alta, es atra#esada por el ramal interior de la cordillera )ccidental de los Andes lo *ue da lu(ar a un relie#e bastante #ariado y accidentado, esto debido al acentuado contraste entre sus cordilleras, y sus #alles y pampas" +stas son las raones por la *ue $a%n sufre fuertes precipitaciones plu#iales durante los meses de febrero y maro, causando un considerable aumento del #olumen de a(ua" Para ser e-actos el ./ de maro del .012 se re(istró una de las má-imas a#enidas en la *uebrada Amojú la cual termino ocasionando la p%rdida de 3 #eh'culos 4moto ta-is y autos5, inundo 60 #i#iendas tanto en el ector el Parrral, Las Brisas y an !amilo, se interrumpió el normal transito tanto de #eh'culos como personas debido a *ue el #olumen del a(ua supero la altura del puente Pa7amuros" Por otro lado en el sector el Parral *uedó #i#iendas con sus cimentaciones soca#adas al borde de #enirse abajo, se interrumpió el normal flujo del a(ua y la ener('a el%ctrica, se inundaron considerables parcelas de sembr'os de arro y debilito estructuras propias e-istentes en la *uebrada Amoju"
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#.$
FORMULACION DEL PROBLEMA
8!ómo diseñar una infraestructura hidráulica para la protección de la Quebrada Amoju en los sectores el Parral, Las Brisas y an !amilo9
#."
JUSTIFICACION E IMPORTANCIA
#.".# JUSTIFICACION ACADEMICA Por la aplicación de m%todos hidroló(icos e hidráulicos para el diseño de infraestructura hidráulica considerando las caracter'sticas de la hidráulica flu#ial de la *uebrada Amojú"
#.".2 JUSTIFICACION SOCIAL Apoyo para posteriores proyectos de defensa de la ribera de la *uebrada Amojú" !uidado y protección de las edificaciones aledañas a la *uebrada, as' como de los puentes *ue articulan los sectores de la ciudad de $a%n"
#.".$ JUSTIFICACION ECONOMICA !on lle#ará a la pre#ención de daños a las propiedades de los pobladores, lo cual determinara un ahorro en (astos para reparación de a*uellos inmuebles"
#."." JUSTIFICACION TECNICA e empleara el pro(rama :i#er, *ue ser#irá para obtener el cálculo óptimo del diseño hidráulico y estructural de la defensa ribereña"
#.% LIMITACIONES DE INVESTIGACION METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION CIENTIFICA|
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&uestro proyecto se realiara solo para las onas de mayor incidencia al desborde del cauce de la *uebrada Amojú, siendo dichas onas de ;+l Parralaldi#ia Cue#ara $immy C" !uyo trabajo de in#esti(ación fue realiado en el año .012 y lle#a como t'tuloN D+G+:?=&A!=O& D+L :+A D+ =&@&DA!=O& P): ?=?A A>+&=DA D+ LA Q@+B:ADA A?)$, +& LA R)&A @:BA&A D+ LA !=@DAD D+ $AS& K !A$A?A:!A" +l autor antes mencionado para este trabajo de in#esti(ación realio un dia(nóstico a lo lar(o de la *uebrada Amojú, desde el sector +l Parral hasta el sector an !amilo, tramo urbano de dicha *uebrada, siendo un total de . T0/,/2 metros lineales de estudio"
Además hio un estudio hidroló(ico en la cuenca de la *uebrada Amojú, una modelación hidráulica del tramo de la *uebrada ubicada en la ona urbana de la ciudad de $a%n, lo(rando determinar el área de inundación con sus METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION CIENTIFICA|
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respecti#os puntos cr'ticos, ante una
má-ima a#enida de caudal en la
*uebrada" Producto de la in#esti(ación del =n(" >aldi#ia Cue#ara $immy C" se conoce los tiempos de retornos de las má-imas a#enidas a 10, 60, 30, 100 y .00 años, siendo las si(uientesN ..2,U1U E ./U,220 E 600,6./ E 66.,T3V y 6U3,/10 respecti#amente" Además *ue en la sección de la *uebrada en el sector +l Parral de $a%n se pro#ocar'a una inundación para un caudal desde un G: de 10 años, en la sección de la *uebrada entre el puente )rellana y puente Pardo y ?i(uel no hay desborde ante un e#ento de caudal má-imo en G: de 10 años debido a *ue está prote(ida por muros de contención, pero si en G: de 30, 100 y .00 años, por otro lado se conoce *ue en la sección de la *uebrada entre el puente Pardo y ?i(uel y puente ?esones ?uro no alcana el desborde del a(ua debido a la soca#ación *ue ha (enerado una altura pronunciada, en la sección de la *uebrada entre el puente ?esones ?uro y el puente Pa7amuros habr'a desbordes en los diferentes tiempos de retorno de los caudales calculados debido a la acumulación de sedimentos, en la sección de la *uebrada sector an !amilo a(uas abajo se obser#a notoriamente un problema de inundación y desborde en los distintos G:, ya *ue son playas *ue no cuentan con defensas ribereñas 4muros de contención5" +n conclusión para el =n(" >aldi#ia el primer punto cr'tico se ubica en el sector +l Parral, altura de la pro(resi#a .W/00 en las coordenadas @G? /21UT/ +, V6UT6TU & el se(undo punto cr'tico se encuentra en el sector Las Brisas o ?ariano ?el(ar, altura de la pro(resi#a 0WVT0 en la coordenadas @G? /261TU +, V6UT/T6 & y +l tercer punto cr'tico se ubica en el puente Pa7amuros en la pro(resi#a 0W300 en las coordenadas @G? /263UT +, V6UV0U2 &" +l resultado de la in#esti(ación realiada por el profesional ya mencionado, será sumamente #ital, importante y determinante a la hora de optar nosotros por alternati#as de solución 4espi(ones, (a#iones, sembr'os, etc"5 para erradicar la problemática en la *uebrada Amojú"
2.2 ESTADO DEL ARTE Las estructuras *ue diseñaremos para prote(er la ribera de la Quebrada Amojú, se desarrollaran (racias a la ayuda de los si(uientes oftXareN
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2.2.1 HEC-HMS: +s un pro(rama de simulación hidroló(ica tipo e#ento, lineal y semidistribuido, desarrollado para estimar las hidró(rafas de salida en una cuenca o #arias subcuencas 4caudales má-imos y tiempos al pico5 a partir de condiciones e-tremas de llu#ias, aplicando para ello al(unos de los m%todos de cálculo de hieto(ramas de diseño, p%rdidas por infiltración, flujo base y con#ersión en escorrent'a directa
2.2.2 HEC-RAS: +!E:A 4ydrolo(ical +n(ineerin( !enter E :i#er Analysis ystem5 es un pro(rama de modeliación hidráulica unidimensional compuesto por 2 tipos de análisis en r'osN
?odeliación de flujo en r%(imen permanente" ?odeliación de flujo en r%(imen no permanente" ?odeliación del trasporte de sedimentos" Análisis de calidad de a(uas" &os permite simular flujos en cauces naturales o canales artificiales para determinar el ni#el del a(ua por lo *ue su objeti#o principal es realiar estudios de inundabilidad y determinar las onas inundables"
2.2.3 RIVER: Pro(rama de in(enier'a ci#il *ue se empleara para el diseño de defensas ribereñas 4defensas enrocadasN laterales o espi(ones5"
2.2.4 iRIC v2: i:=! 4=nternational :i#er =nterface !ooperati#e5 es un softXare desarrollado con la finalidad de proporcionar un entorno completo de simulación del cauce del r'o, cuyos resultados pueden ser importados y utiliados por los usuarios con
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fines de análisis, miti(ación y pre#ención de desastres, mediante la #isualiación de los resultados de la simulación del r'o"
2.$
BASES TEORICAS CIENTIFICAS
2.$.# G(()4/ D(0 C/73(. La (eometr'a del cauce está representada por la pendiente lon(itudinal y por las caracter'sticas de la sección trans#ersal"
2.$.#.#
Pendiente longitudinal . +s uno de los factores más importantes *ue inciden en la capacidad *ue tiene el cauce para transportar sedimentos, pues afecta directamente la #elocidad del a(ua" +n los tramos de pendiente fuerte, donde las pendientes son superiores al 6 Y las #elocidades de flujo son altas *ue pueden mo#er como car(a de fondo sedimentos de diámetros mayores a 3 cm, además de los sólidos *ue ruedan por dese*uilibrio (racias al efecto de lubricación producido por el a(ua" +n cauces naturales la pendiente lon(itudinal se mide a lo lar(o de la l'nea del a(ua, y no del fondo, debido a la inestabilidad e irre(ularidades del fondo" +n los periodos *ue tienen un caudal más o menos estable es posible relacionar las pendientes con los caudales utiliando re(istros de aforos"
2.$.#.2
Sección tan!ve!al . +n los cauces naturales las secciones trans#ersales son irre(ulares y la medición de sus caracter'sticas (eom%tricas se realian con le#antamientos topo(ráficos" La l'nea *ue une los puntos más profundos de las secciones trans#ersales a lo lar(o de la corriente se denomina thalXen(" +n las corrientes del lecho alu#ial se obser#an continuas #ariaciones en las secciones trans#ersales y en la l'nea de thalXen(" las ma(nitudes y frecuencias de estas #ariaciones dependen del r%(imen de caudales, de la capacidad de transporte de sedimentos, y del (rado de estabilidad del cauce"
2.$.#.$
Cau!e de"inido. cuando la corriente de estiaje fluye por un solo canal con l'mites bien demarcados"
2.$.#."
Cau!e inde"inido" cuando la corriente #a por pe*ueños cauces o braos *ue se entrecruan en una misma sección trans#ersal"
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Ji(ura 1" !auce Definido y !auce =ndefinido
2.$.2
I-7-8/3*9-. !ondición temporaria de ocupación parcial o completa de tierras (eneralmente secas por parte del a(ua pro#eniente del desborde de un r'o o arroyo, yo la acumulación inusual de a(ua desde cual*uier fuente" e desprende *ue no todas las crecidas 4naturales o artificiales5 pro#ocan inundaciones" Geniendo los si(uientes tipos de inundaciones 4ernánde, .0115N
2.$.2.#
Inundacione! locale!" e presentan por lo re(ular durante el temporal de llu#ias en forma de precipitaciones altamente con#ecti#as de (ran intensidad y ma(nitud, sobre áreas pe*ueñas y de corta duración" e ori(inan a partir de tormentas y depresiones temporales y e-acerbadas por saturación o suelos impermeables"
2.$.2.2
Inundacione! #o de!$oda%iento de &o! " )curre cuando el #olumen del caudal de un cause e-cede su capacidad y tiende a desbordarse, o bien, cuando la car(a de a(uas arriba es demasiada" u formación es a partir de intensas precipitaciones y se incrementan por las condiciones de suelo, cubierta #e(etal y uso del suelo, tambi%n se puede considerar a tra#%s de la mala operación de sistemas hidráulicos"
2.$.2.$
Inundacione! co!tea!. Sstas son producto de mareas altas, tormentas y tsunamis, propiciadas por depresiones tropicales, ciclones y sismos, *ue
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pro#ocan inundaciones en las costas, áreas urbanas ubicadas en estuarios y onas cercanas a los oc%anos o mares"
2.$.$ D(5*-*3*9- D( T*-1 B;1*31. S(? @#". 2.3.3.1
Cauce. +l cauce o lecho flu#ial es la parte del fondo de un #alle por donde discurren las a(uas en su cursoN es el conf'n f'sico normal de un flujo de a(ua, siendo sus confines laterales las riberas"
2.3.3.2
Pendiente. @na pendiente es un decli#e del terreno y la inclinación, respecto a la horiontal, de una #ertiente"
2.3.3.3
Caudal. !antidad de a(ua *ue pasa por un punto espec'fico en un sistema hidráulico en un momento o per'odo dado"
2.3.3.4
'ea de Inundación: Ronas inundadas de áreas habitacionales en distintos tiempos de retorno del caudal mostrando daño de ona urbana en estudio"
2.$." B/&=. +l bambú tiene un sistema radicular #oluminoso y superficial lo cual permite el apro#echamiento de terrenos accidentados *ue son inadecuados para una a(ricultura de culti#os *ue e-i(en la introducción de alta tecnolo('a y ma*uinaria pesada "!onstruye una red de riomas" Desarrolla un sistema subterráneo e-tenso de riomas y ra'ces" Al(unas especies e-panden su sistema radicular 6"U metros por año, lle(ando a cubrir 1,000 m." Giene la facultad de apresar el suelo, lle(ando a comprimir U m. de suelo por mata, lo *ue le otor(a (ran eficacia en prote(er las riberas contra la crecida de los r'os y las colinas de fuerte pendiente del e-ceso de llu#ias 4alu#iones o huaycos5, constituyendo un muro de contención natural, para e#itar la erosión y detener piedras, árboles y otros elementos *ue arrastra una corriente de a(ua en una crecida" Adicionalmente, infiltra a(ua al subsuelo" Las plantaciones de bambú ayudan a la conser#ación de cuencas hidro(ráficas al re(ular los caudales" @n tallo de bambú posee alrededor de /6 entrenudos y tiene la capacidad para almacenar alrededor de 20 litros de a(ua y una hectárea con bambú puede almacenar hasta 60 m6 de a(ua"
2."
BASES DE DATOS
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A continuación se presenta las fuentes de información *ue nos ayudaran a desarrollar el proyectoN
2.".# TESIS: DETERMINACIN DEL ÁREA DE INUNDACIN POR MÁIMA AVENIDA DE LA QUEBRADA AMOJ, EN LA ZONA URBANA DE LA CIUDAD DE JAN CAJAMARCA. BA!=LL+:N >ALD=>=A C@+>A:A $=??I C" A+):N ?!" =&C" BADA ALDA>+ ALB+:G=!) A" ."2". ?A&@ALN !:=G+:=) D+ D=+H) D+ )B:A =D:A@L=!A PA:A LA J):?@LA!=)& D+ P:)I+!G) =D:A@L=!) ?@LG=+!G):=AL+ I D+ AJ=A&RA?=+&G) =D:=!)" CA:!=A :=!)"
2.".$ DISEÑO HIDRAULICO Y ESTRUCTURAL DE DEFENSA RIBEREÑA DEL RIO CHICAMA TRAMO PUENTE PUNTA MORENO PAMPAS DE JAGUEY APLICANDO EL PROGRAMA RIVER. Br" L@G+: ?A:!+L) M+:=?B+I AL>A:) AC@=LA: I Br" L@= A&+L?) +&:=Q@+R JAA&A&D)" A+):" ?s" :=!A:D) A&D:+ &A:>A+R A:A&DA
."2"2 =D:A@L=!A D+ !A&AL+" ?A=?) >=LL)& B+$A:" ."2"3 :+C@LA!=)& D+ LA JA$A ?A:C=&AL+" ?=&=G:=) D+ AC:=!@LG@:A" A@G):=DAD &A!=)&AL D+L AC@A" ."2"U ?ARA L>A:+R, $)S" )bras de control de torrentes para la pre#ención y miti(ación de desastres en el +stado >ar(as, >eneuela" e(undo seminario de potamolo('a" ?acafferi Am%rica Latina" .00T" ."2"/ @:+R, $aime" !ontrol de +rosión en Ronas Gropicales" @ni#ersidad =ndustrial de antander, !olombia".001" ."2"T >+LQ@+R, Geresa" Cu'a ?etodoló(ica para Proyectos de Protección yo !ontrol de =nundaciones en reas A(r'colas o @rbanas" ?inisterio de +conom'a y Jinanas, Perú, .00U"
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."2"V A:G" =+::A +P):GAD):A ;iembra del Bambú para a defensa ribereña y estabiliación de taludes
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