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April 21, 2018 | Author: EbEr HuiSa | Category: Climate, Precipitation, Physical Geography, Earth & Life Sciences, Environmental Science
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ESTUDIO HIDROLOGICO PROYECTO: MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE TRANSITABILIDAD VEHICULAR Y PEATONAL DE LA AV. LIBERTAD, DEL JR. 08 DE OCTUBRE, JR. PUNO Y VÍAS TRANSVERSALES DEL DISTRITO DE LIMBANI, PROVINCIA DE SANDIAPUNO

ESTUDIO HIDROLOGICO 1 .0 0

INTRODUCCIÓN 1.0 1

OBJETIVOS DEL ESTUDIO El pres presen ente te Estu Estudi dio, o, en el Capí Capítu tulo lo de Hidr Hidrol olog ogía ía,, pers persig igue ue alca alcanz nzar ar los los siguientes objetivos:

1.0 2



Evalua Evaluarr la caract caracterí erísti stica ca hidrol hidrológi ógica ca y geomor geomorfol fológ ógica ica de la cuenca cuenca que intercepta la zona del proyecto



!roponer las diversas obras de drenaje que requieran ser proyectadas de acuerdo a la evaluación y e"igencia hidrológica e hidrodin#mica del #rea del !royecto $ial, con la finalidad de garantizar su estabilidad y permanencia permanencia

UBICACIÓN DEL PROYECTO

El pres presen ente te proy proyec ecto to de inv inversi ersión ón p%bl p%blic ica a se encu encuen entr tra a loca localiliza zado do en el &epartamento de !uno, !rovincia de 'andía, &istrito (imbani )#rea urbana*, entre las cadenas occidental y oriental de los andes del sur con una altitud de +,+msnm. y coordenadas geogr#ficas /01 -23 +/-45 latitud sur y los 671 0/3 /6+75 longitud oeste, tal como se muestra en mapa a continuación

&8'989; &E (8?8

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1.0 

ACCESOS (a zona del proyecto es accesible por las siguientes rutas: CUADRO N! 01 VÍAS DE ACCESO

N °

TRAMO

1 Juliaca - Prov. Azángaro

DISTANCIA (KM) TIEMPO (MIN) TIPO DE VIA 77 Km

1 h 20 Min

Asfaltado

2 Prov. Azángaro - Dist. d Potoni !7 Km

1h "0 Min

Asfaltado

" Dist. D Potoni - Dist. #im$ani

1h 1& Min

A'rmado

%0 Km

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C"#$%& N! 02: A''()*+**$#$ # D*)%*& $( L*+#/*

Distrito de Limbani

Ciudad de Juliaca @AE?9E: cuarium P 6 102.82191 7M L&/*"$ $( # C"(/'# (ongitud de la cuenca medida desde el límite de la salida L+ 6 3.99; 7M Í/$*'( $( C&4#'*$#$ $( G%#(CA(; &E (> CA$> H8!'; *Cotas msnm --0 )/0 )30 )20 )0/0 200 -10 0 /0 )0 -0 00 (uma

)/0 )30 )20 )0/0 200 -10 0 /0 )0 -0 00 1330.)

Altura media

Altura $edia msnm -10-.00 )21-.00 )--.00 )-.00 /)-.00 --.00 -.00 03-.00 32-.00 )/-.00 0-.00 1/1-.1

Area Dren. +a -./ .2) 0-.-0 01.0) .11/.00 1--./ 1-).33 1.21 /.02 1.1) 0.-0

+,A 120/23.2 101.0 123.13)/1.1/1-20.1) 200)0.)-223.23 )3-/0. ))21/.- /33.31)21.)) -2)0.3)

)0).3/ msnm

Area Acum. +a -./ 2.20 //.0 1/.) 1--.)/ 13)).)/ 12//.22 0-).132.) 30.-) 1.2 .12

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CURVA HIPSOMETRICA 6---

   ?   .   /   )   .    >   #    *    $   (    M   #   %   "       ,    A

--0--+----/---

--

/---

/--

---

--

A%(# A'""#$# >H#?

.00 .01

ANLISIS HIDROLÓGICO INORMACIÓN BSICA (a información b#sica que se ha utilizado para la elaboración del an#lisis hidrológico es la siguiente: .01.01 INORMACIÓN CARTOGRICA 'e utilizó la siguiente información: Carta ?acional proporcionada por el 8nstituto Meogr#fico ?acional )8M?*: 

(imbani /- JmBescala /:-- ---:

.01.02 INORMACIÓN PLUVIOMTRICA 'e refiere a precipitaciones m#"imas en 0 horas registradas en las estaciones pluviomDtricas cercanas a la zona de estudio, habiDndose utilizado la siguiente información: 





!recipitación m#"ima en 0 horas de la Estación !luviomDtrica OCrucero5 período /760 B --4 !recipitación m#"ima en 0 horas de la Estación !luviomDtrica O(imbani5 período /760 P --4 !recipitación m#"ima en 0 horas de la Estación !luviomDtrica O>ntauta5 período /760 P --4 $er >ne"o 8

(a ubicación y características de las estaciones pluviomDtricas localizadas en la zona de estudio o cercanas a ella, se presentan a continuación en el Cuadro ?1 -6

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CUADRO N! 0; ESTACIONES PLUVIOMTRICAS EN LA ONA DE ESTUDIO !N%#DAD NO$4R! D! %#PO OP!RADO LA !(%AC#5N RA

U4#CAC#5N LA%#%UD

LON'#%UD

AL%#%UD msnm

PRO6#NC#A

R!'#5N

P!R#ODO D! R!'#(%RO

Crucero

CO

(!NA$+# 1)º17)).)8 (

30º017).38 9

)10

Carabaya

Puno

1/) : 003

Limbani

CO

(!NA$+#

1)º0/71.-8 (

/º)70.8 9

0

(andia

Puno

1/) : 003

Antauta

PLU

(!NA$+#

1);07008 (

30;-7008 9

)1-0

(. A. Putina

Puno

1/) : 003

En el cuadro ?1 -4 se presentan las series históricas de precipitaciones totales mensuales CUADRO N! 0=

'E8E H8'9Q8 C> &E !EC8!8 9>C8;? E' (E ' )mm* P E'9>C8 ;?E': CACE ;,  >?>?E> ,  >?9>A9  > * CRUC!RO L#$4AN#

1/) 1/1/ 1/3 1/2 1// 1/30 1/31 1/3 1/3 1/3) 1/31/3

/.)).) --. 3).0 31.2.0 )/3. -/0.0 ))1.) )-.3 )1. 3. )-.3

-.-.) -.1 --2.0 -2. -3./ )/.)1. 2.) -3.0 . 3. -/.

AN%AU%A

)). 0.)/.2 2--.) 1&-. 1&). 31.31/.) )2.3 33.) 3-.2 -). /.2

ACU$ULADO ACU$ULADO

/.)2 2-./ 10/1. 1-.13.31 03).3) -31./ 11./ 0.2 )0-.0 ))/. )2.2 -3.0

-.-0 112-./0 13.00 20.00 212.0 2.10 )0-.0 )33.0 -0-.0 -232.0 -00.20 313).00 3330.0

ACU$ULADO

)).0 13).30 1203.10 -3.0 3./0 )1).30 )3).0 --1.10 )1.30 3001.30 3---.30 21-.-0 2-0).00

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1/33 1/32 1/3/ 1/20 1/21 1/2 1/2 1/2) 1/21/2 1/23 1/22 1/2/ 1//0 1//1 1// 1// 1//) 1//1// 1//3 1//2 1/// 000 001 00 00 00) 0000 003

))-. 31.0 -20. ).).0 )33.3 0-.0 2./ 2-.3 2. 2). -1. 23. /./0.2 1.) )/). 3-.1 )1-. 3. 302.) -.2 21.) /)./ -2.21 -3. 1).3 --0.1 )).) /-. /.0

0.0 3. /.0 0-./ 2/. 3-2. )23. 21.) 2/.0 213. 3/.1 -30.0 .3 2. -.3 -. .30.2 -1/.).3 10.0 --1.0 1).10 -3.10 -/0.0 3-.-0 -//.0 -/./0 -).0 .00 -3.-0

-).) -).1 --/.) 30. --).1 300.)/. )/.) )./ 313.2 0-.) -30./ 30. 3-0. 200.-02.) -)-.1 -)1. /).1 --.) --/.30 30.30 .0 30-.10 ).30 0).20 -/.0 )-.30 30.-0 12./0 --/.10

)3.20 ./

-).20

-313.2 22.3/ //.10 3/1.0 20). 2-1. 2313. /-)0.3 10-./) 112.111.0 11/.13 1-1.31/10.2 101.0 11.)1)103.3 1)32.2/ 1-1/2.1) 1---.3 1)).12 1-3/.- 1/0.20 13--.1/ 13/).01 12)-1.3 1/0-.) 1/1.00-2.2 0)-).01 02)3.03

23.0 /0)-.)0 /32.)0 10)).0 111.-0 11/3.10 1)-/.)0 10.20 1)12/.20 1-003.)0 1-3.-0 10.-0 1/0.0 131.20 121-0.-0 122.20 1/)-.0 00)/.10 0-2.0 101.0 1)1.-0 1/.20 20./0 2.00 /3.0 ))/.10 -)2.0 -2).0 22.20 3011.20 3-2).0

@AE?9E: 'E?> *" ? 12203.33 2/0.2) 30))01./3 3)200.3

* 130-/00 131-00 13-00 --//-000.000

" 0)-/.1 2)/2.3121 ))).23/ 101/--.3

 >ltitud m*  0-044 msnm CUADRO N! 13 CALCULO DE PRECIPITACION ANUAL

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Alt itud msnm

Preci=itacion $edia Annual

Preci= itacion Corre@ida

>"?

"BE*

Crucero

> *? ? )10

)-.12311

-)2.3//3-

Limbani

0

0.)02-)/ )1-0 -1.1)1100 13)./

).-20/1/ --1.-/2 1-.3)10-)

Nombre !stacion

Antauta (uma

Preci=itacion media anual -11.)3012 mm

.2.0 TIEMPO DE COCENTRACION El tiempo de concentración es el tiempo requerido para que el agua llegue al punto de interDs desde el punto hidr#ulicamente m#s distante !ara la obtención de estos par#metros se utilizaron diversos formulas y criterios, siendo el valor tomado el correspondiente al promedio de los valores m#s pró"imos entre sí como se detallan en los c#lculos .2.1SOIL CONCERVATION SERVICE CALIORNIA 0.77

Tc= 0.0195∗  

&onde: (  (ongitud &el ecorrido En lcantarillas, cunetas, etc &efensa riberea

RIESGO ADMISIBLE

VIDA TIL

PERÍODO DE RETORNO

-,

- aos

-0 aos

-,+7

 aos

7 aos

-,60

 aos

6 aos

-

 aos

/- aos

)S* B !ara la obtención de la luz y nivel de aguas m#"imas e"traordinarias B 'e recomienda un periodo de retorno 9 de -- aos para el c#lculo de socavación

!ara fines de c#lculo de los caudales de diseo de las estructuras de drenaje a proyectar en el presente Estudio, se ha establecido adoptar como período de retorno de dichas estructuras los valores que se muestran a continuación en el Cuadro ?1 +0 de acuerdo a los criterios anteriormente e"puestos CUADRO N! 1=

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PRECIPITACIÓN MIMA PARA DIERENTES PERIODOS DE RETORNO PERÍODO DE RETORNO

P4 >?

Estructuras mayores )puentes*

-- aos

6-0

Estructuras medias  >lcantarillas, cunetas, etc

/-- aos

42

- aos

-2

&efensa riberea

/-- aos

42

'ocavación puentes

-- aos

6+2-

socavación defensa riberea

-- aos

6-0

DESCRIPCIÓN

E"isten muchas situaciones para las cuales se requiere conocer la probabilidad de ocurrencia de una creciente durante un intervalo de tiempo específico, para lo cual recurrimos a la siguiente e"presión 1

1 − P &onde: 9  !eriodo &e etorno  P =( 1− "  ) n ¿ ¿ En Cualquier >o &e (a $ida Ttil &el !  !robabilidad &e Nue El 'uceso ?o ;curra T  =¿ ¿ !royecto L  !robabilidad &e Nue El 'uceso ;curra En Cualquier !eriodo &e ? >os &urante El !eriodo &e etorno ?  $ida Ttil &e (a Estructura 1

 >sumiendo: L -- F ? - >os CUADRO N! 18 PROBABILIDAD PARA PERIODOS DE RETORNO 6ida Util

Probabilidad

Ries@o de Falla

10 10 0 3 -0 100 1-0 00 -0

0./)) 0./3 0./21 0./2 0.//0 0.// 0.//) 0.//3 0.//2 0./// 0.///

0.0- 0.02 0.01/ 0.01) 0.010 0.002 0.00 0.00 0.00 0.001 0.001

%iem=o de Retorno 12 - 30 101/ 13) )2 - / 230

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00 )00 -00

0./// 0./// 0.///

Probabilidad de no ocurrencia

0.001 0.001 0.001

10) 1/1 13/

//.)I

El proyecto es un sistema menor, que, sin embargo, se articula a un sistema mayor e"istente en la ciudad, por lo tanto, seg%n las recomendaciones del ?E, se tomara un periodo de retorno para un sistema mayor de evacuación, con periodo de retorno de - aos . .00

INTENSIDADES DE LLUVIA

(as intensidades disponibles en la zona no cuentan con información referida a las intensidades registradas en la cuenca en estudio !ara su determinación se ha de utilizar la propuesta generada para la sierra sur del país y e"presado por:  I = 0 . 4 6 02∗ P

&onde: 8

0 . 8 75

max

8ntensidad en mmUh

! !recipitación m#"ima en 0 horas CUADRO N! 19 CALCULO DE INTENSIDAD MIMA PARA RECUENCIAS DE OCURRENCIA Y DURACIÓN DE LA TORMENTA >LIMBANI?

1   )  3 2 / 10 11 1 1 1) 11 13 12 1/

1/) 1/1/ 1/3 1/2 1// 1/30 1/31 1/3 1/3 1/3) 1/31/3 1/33 1/32 1/3/ 1/20 1/21 1/2

1.-0 1.20 12./0 .00 2.00 0.0 -.0 -).0 .10 3./0 )1./0 -.30 )-.0 ).)0 ).0 -).0 )-.)0 ).30 3.20

/.) /.-0 .0 .22 11.10 /.02 10.2 1-.13 10.1 1/. 1.0/ 3.22 1./ 10.13 1.) 1-.1) 1./3 1./ 11.0-

0.0 0.0-1 0.033 0.10 0.12 0.1-) 0.13/ 0.00.1 0.- 0.2 0.02 0. 0.-/ 0.20.)10 0.) 0.) 0.)23

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0 1   )  3 2 / 0 1   )  3 2 / )0 )1 ) ) )) PRO$!D#O D!(6. !(%AND.

.01

1/2 1/2) 1/21/2 1/23 1/22 1/2/ 1//0 1//1 1// 1// 1//) 1//1// 1//3 1//2 1/// 000 001 00 00 00) 0000 003

/.0 .00 -1.10 -1.00 /.10 3.)0 )-.0 )-.00 2.30 30.30 ).00 -.0 3.-0 0.10 -.00 ).20 31.0 12.-0 1.30 3.20 .00 -.00 .00 2.00 2.00

11.) 10.-/ 1).2 1). 11.2 10./) 1./ 1.23 11.2 1/.11 3.) 1).2 10./3 /.010. 10.2 1/.-./1 /.)3 11.0/.-3./ 3./ 2.-0 2.-0 11. .0

0.-1 0.-2 0.-) 0.-/0 0.10.)1 0.3 0./ 0.312 0.3)) 0.3/ 0.3/0.21 0.2) 0.23 0.2/3 0./ 0./)/ 0./3) 1.000 1.0 1.0-1 1.033 1.10 1.12

LEY DE GUMBEL Considerando que los valores e"tremos son cantidades m#"imas y mínimas seleccionadas de una base de datos, que conforman un conjunto de valores e"tremos los que pueden analizarse estadísticamente, en el caso de los fenómenos hidrológicos, la distribución que m#s se ajusta al fenómeno es la del 9ipo 8 )ley de gumbel* el cual esta e"presados por las siguientes ecuaciones

&onde:

  T =−

It  @actor de @recuencia

√ 6 π 

[

0.5772

+ Ln ( Ln

T  ) T −1

Vi  : Krea de la cuenca )Jm* 8  8ntensidad en mmUhora Vt precipitación para el periodo de retorno N  caudal en ltUseg CUADRO N! 22 CALCULO DE CAUDALES MAIMOS METODO MAC-MATH

10 10 0 3 -0 100 1-0 00 -0

3.02

-)0). -)0). -)0). -)0). -)0). -)0). -)0). -)0). -)0). -)0). -)0). -)0).

0.- 0.- 0.- 0.- 0.- 0.- 0.- 0.- 0.- 0.- 0.- 0.-

1.-0 1.-0 1.-0 1.-0 1.-0 1.-0 1.-0 1.-0 1.-0 1.-0 1.-0 1.-0

1.-3 1-.)) 1.-0 13.) 12.3 12.3 12.21 1/.-3 1.1 . .0.1

1/313.2)).1 /3/.3 -0--.)2 --2.2 --2.2 31./) 2)2.0/ 0/3.22 )-0./3 )/2.) )10.)

1/.312 .)) ./3/ -.0-.--/ .--/ 3. 2.)2 0./3 .)-1 .)/2 ).10

MTODO RACIONAL (a descarga m#"ima de diseo, seg%n esta metodología, se obtiene a partir de la siguiente e"presión: % #=0.278

∑ C  − A

 $ = I 

 $

 $

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#=

CIA

3.6 &ónde: N:&escarga m#"ima de diseo )m +Us* C: Coeficiente de escorrentía 8: 8ntensidad de precipitación m#"ima horaria )mmUh*  >: Krea de la cuenca )Jm* m  ?ro de sub cuencas drenadas

 > 8 9c  Ce  C );'B-6-* 

0-0++/ Im /76477 mmUhr   /646/+07 min -+06/0 -06---CIA = #/-/-/-+ m+Useg

C>A&>( !8C; !8?C8!>( 

3.6

319.29 F)( ;.00

COEICIENTE DE ESCORRENTIA (a escorrentía superficial es la que resulta de una lluvia que ha de generar un flujo de agua en la cuenca en estudio E)'&%%(/# S"4(%5*'*# @; &E LA'98?  E Ce= ∗100  R

∗S0 . 1 5 5∗ R 2  E= 160 + 9∗T  0.185

&ónde: E  Escorrentía determinada en la cuenca en mm 9  9emperatura media de la cuenca   !romedio anual de precipitaciones '  !endiente de la cuenca Ce  Coeficiente de escorrentía &e los c#lculos: 9 //1C  // mm ' /F

ESTUDIO HIDROLOGICO PROYECTO: MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE TRANSITABILIDAD VEHICULAR Y PEATONAL DE LA AV. LIBERTAD, DEL JR. 08 DE OCTUBRE, JR. PUNO Y VÍAS TRANSVERSALES DEL DISTRITO DE LIMBANI, PROVINCIA DE SANDIAPUNO

E

/++ mm C( 6 0.2;

'EMA? E( 98!; &E C;=E9A> En general la cuenca analizada posee una superficie y pendientes similares en toda su e"tensión por lo tanto la adopción de un coeficiente a travDs de la caracterización de su cobertura es una opción que se consideró en el proceso, los cuadros y c#lculos se muestran en los c#lculos siguientes

CUADRO N! 2 COEICIENTE DE ESCORRENTIA SEGN EL TIPO DE SUELO

AsFaltico Concreto  %ecKo

0.3 0.3-

0.33 0.20

0.21 0.2

0.2 0.22

0./0 0./

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0. 0.3 0.)0

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Promedio& :3I

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(u=erior al 3I

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Condicion =obre >cubierta =asto T al -0I del Area? Plano& 0:I Promedio& :3I (u=erior al 3I Condicion =romedio >cubierta de =asto -0:3-I del Area? Plano& 0:I Promedio& :3I (u=erior al 3I Condicion buena >cubierta de =asto 3-:100I del Area? Plano& 0:I

Coeficiente de escorrentía G9ipo se 'uelo G -0 Coeficiente de escorrentía promedio -++

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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 variar#n seg%n dichas características

=.00

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 

El rDgimen de precipitaciones pluviales en la zona es relativamente moderado. principalmente durante los meses de octubre B mayo, para fines del presente Estudio, se han utilizado los registros históricos referentes a precipitación total mensual, registrados en las estaciones de (imbani, puesto q est# en el proyecto y las estaciones de Crucero y >ntauta siendo las m#s cercanas a la ubicación del !royecto



(a fase de reconocimiento de campo permitió efectuar una evaluación integral del sistema de drenaje e"istente de las vías, en regular estado y cuyas capacidades hidr#ulicas son insuficientes !or la categoría de las vías a proyectarse, se determina el reemplazo de las mismas por estructuras de concreto tipo marco así garantizar el sistema de drenaje conforme a la demanda hidrológica y características geomorfológicas de la zona de estudio



(as descargas m#"imas de diseo de las obras de drenaje propuestas, fueron estimadas de acuerdo a la precipitación m#"ima de la zona para periodos de retorno de - aos y una vida %til de  aos



El sistema de drenaje trasversal propuesto para las vías est# constituido por  obras de !uentes vehiculares y drenaje longitudinal y transversal )cunetas

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laterales* y sistema de drenaje pluvial )sumideros, pavimentos, tuberías de evacuación y adoquinado*

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