Estudio Hidrologico Hidraulico Carretera Pte Paraje - Montero 26 05 09

GOBIERNO REGIONAL PIURAGERENCIA REGIONAL DE INFRAESTRUCTRA

UNIDAD FORMULADORA

“MEJORAMIENTO DE CARRETERA VECINAL Nº511 TRAMO: PUENTE PARAJE – MONTERO, DISTRITO DE MONTERO -

PROVINCIA DE AYABACA”

ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO

ING. ENRIQUE CASTRO MERCADO

PIURA - 2009

ORIGINAL

MEJORAMIENTO DE CARRETERA VECINAL N° 511 TRAMO PUENTE PARAJE – MONTERO, DISTRITO DE MONTERO - PROVINCIA DE AYABACA

INDICE DE CONTENIDO

1. GENERALIDADES2. EVALUACION DE ESTUDIOS ANTERIORES3. VISITA DE CAMPO Y RECONOCIMIENTO DE ZONA DEL PROYECTO4. RECOLECCION Y ANALISIS DE INFORMACION METEOTOLOGICA5. CARACTERIZACION HIDROLOGICA DE LA CUENCA6. SELECCIÓN DE METODOS DE ESTIMACION DE CAUDALES DE DISEÑO7. ESTIMACION DE CAUDALES MAXIMOS DE DISEÑO POR: METODO RACIONAL E

HIDROGRAMA UNITARIO TRIANGULAR7.1 ESTIMACION DE LA FRECUENCIA DE RECURRENCIA7.2 ESTIMACION DE LA INTENSIDAD DE LA PRECIPITACION7.3 ESTIMACION DE LA INTENSIDAD METODO FACTOR FRECUENCIA7.4 ESTIMACION DE LA ECUACIONES PARAMETRICAS INTENSIDAD-FRECUENCA-

DURACION7.5 ESTIMACION DE LA TORMENTA DE DISEÑO7.6 ESTIMACION DEL AREA DE CUENCA7.7 ESTIMACION DE TIEMPO DE CONCENTRACION7.8 ESTIMACION DE LA INTENSIDAD DE DISEÑO7.9 ESTIMACION DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTIA7.10 ESTIMACION DE LA ESCORRENTIA SUPERFICIAL DE DISEÑO METODO RACIONAL7.11 CARACTERISTICAS DEL HIDROGRAMA TRIANGULAR7.12 ESTIMACION DE LA PRECIPITACION EFECTIVA7.13 TRANSITO DE AVENIDA Y CAUDAL MÁXIMO DE AVENIDA

8. EVALUACION DE LA ESTIMACION DEL CAUDAL DE DISEÑO9. SELECCIÓN DE SECCIONES TRANSVERSALES DEL CAUCE

9.1 DETERMINACION DEL ANCHO ESTABLE DEL CURSO DE AGUA9.2 DETERMINACION DE LAS CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DEL RIO9.3 DETERMINACION DE LAS PROFUNDIDADES DE SOCAVACION GENERAL

10. EVALUACION DE LOS PARAMETROS HIDRAULICOS DETERMINADOS11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES12. ANEXOS

12.1 PANEL FOTOGRAFICO12.2 INFORMACION PLUVIOMETRICA ESTACION PARAJE GRANDE PROPORCIONADA POR LA

DEPECHP12.3 INFORMACION PLUVIOGRAFICA ESTACION MONTERO PROPORCIONADA POR LA

DEPECHP12.4 RELACION DE ESTACIONES METEOROLOGICAS Y OBSERVATORIOS PLUVIOMETRICOS

EN LA REGION PIURA 12.5 LAMINA DE UBICACIÓN DE ESTACIONES HIDROMETRICAS Y PLUVIOMETRICAS EN EL

DEPARTAMENTO DE PIURA12.6 PLANOS DE DELIMITACION DE SUB CUENCAS Y MICROCUENCAS

GOBIERNO REGIONAL PIURA ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO


ESTUDIO HIDROLÓGICO E HIDRÁULICO DE CARRETERA VECINAL N° 511 PUENTE PARAJE - MONTERO

1.0 GENERALIDADES

El distrito de Montero, así como toda la región norte de nuestro país, ha padecido por la ocurrencia de dos fenómenos del Niño (durante los últimos 20 años), que han sido de gran magnitud y, han dejado consecuencias graves: saldos de pérdidas de vidas humanas y, pérdidas económicas en los distintos rubros de la actividad regional. Uno de los sectores, que mayores efectos negativos presenta, a raíz de los fenómenos, es el sector transporte que presenta la destrucción de carreteras y puentes.

Específicamente la ciudad de Montero, cuenta con esta vía que es de carácter vecinal, comunica a los distritos de Montero; Jililí, Sícchez, Paimas y Ayabaca; dadas las condiciones actuales en las que se encuentra dicha vía, los niveles de transitabilidad vehicular son muy bajos.

Hacia el año 1998, durante la ocurrencia del fenómeno, colapsaron puentes, alcantarillas y tramos carreteros; en al caso de la ciudad de Montero una de las zonas críticas de este tramo carrozable, con sus respectivas obras de Arte existentes, se ubica en el tramo N° 511 PUENTE PARAJE – MONTERO AYABACA. Posterior a la ocurrencia del fenómeno de El Niño en el año 1998 y, de acuerdo a determinadas investigaciones se concluyó que, un gran número de las estructuras de drenaje menor, en las carreteras de la costa norte del país, fallaron o colapsaron porque el análisis hidrológico no tuvo una cobertura apropiada o, en el peor de los casos no se efectuó. La mayor parte de los drenajes resultaron rebasados por el considerable volumen de agua que transportaban las escorrentías superficiales, indicador que señala el sub dimensionamiento de las obras de arte.

En las zonas donde se realizaron estudios hidrológicos y, el caudal de la quebrada desbordo sobre la pista, el sub dimensionamiento obedecía un manejo inadecuado de la información pluviométrica, relacionado al análisis de frecuencia y al desconocimiento del concepto de riesgo permisible que la estructura falle en cualquier momento.

2.0 EVALUACIÓN DE ESTUDIOS SIMILARES

Se ha investigado en las distintas instituciones públicas como las municipalidades de Montero, Ayabaca y la Gerencia Sub Regional Luciano Castillo Colonna, que ha excepción del estudio hidrológico ejecutado a nivel de perfil, no existe otro estudio de de esta naturaleza en la zona del proyecto, que permita realizar un análisis de la información histórica de precipitaciones y tormentas que serviría de gran utilidad para el presente estudio.



Con respecto al estudio hidrológico realizado a nivel de perfil, se puede indicar que el registro de tormentas más significativas es muy corto, solo de cuatro años, los resultados las descargas de las quebradas no son consistentes, asimismo no se indica a que estación meteorológica pertenece la información pluviográfica, de hecho no pertenece a la Estación Paraje Grande, dado que en ella solo existe pluviómetro.

3.0 VISITA DE CAMPO Y RECONOCIMIENTO DE ZONA DEL PROYECTO

Se ha efectuado un trabajo de reconocimiento del Tramo Nº 511 Puente Paraje – Montero , la cual se ubica en la margen izquierda del río Quiroz, se encuentra actualmente a nivel de trocha carrozable, su longitud es de 13.811 Km., comprobándose que la superficie de rodadura está en muy mal estado, haciendo difícil el traslado de personas y productos a lo largo de la misma, es preciso señalar que esta vía une a los Centros Poblados de Quebrada de Agua, Casa Blanca, Los Horcones, San Francisco, Pueblo Nuevo, San Antonio y Montero del distrito de Montero, Provincia de Ayabaca, Departamento de Piura. Se ha recabado información sobre la naturaleza vegetal, las principales depresiones naturales, la relación del suelo con su impermeabilidad, siendo de gran utilidad para la determinación de los parámetros morfológicos de las cuencas.

Se ha efectuado consultas con instituciones públicas y/o privadas que de alguna manera puedan contribuir con el desarrollo del presente trabajo: Oficina de Defensa Civil y de Infraestructura de la Municipalidad de Montero, Servicio Nacional de Meteorología e Hidrológica, Instituto Geográfico Nacional, Dirección Ejecutiva de Proyecto Especial Chira Piura.

Es necesario indicar que por esta vía se trasladan diversos tipos de usuarios: los residentes de la zona y, que por diferentes motivos (estudio, trabajo, salud, comercio, producción etc.), precisan trasladarse por ésta vía; así también están los conductores, trabajadores de las diferentes instancias públicas, privadas, empresarios, comerciantes, productores, transportistas, etc.

El ingreso a esta zona se efectúa partiendo de Sullana, a través de la carretera asfaltada Panamericana Norte, con dirección a la localidad de las Lomas hasta el cruce Sajinos y, posteriormente una carretera asfaltada hasta la localidad de Paimas, para finalmente arribar por medio de una carretera afirmada al Puente Paraje, punto 0 de inicio del Proyecto (Km. 0+000), para luego recorrer 13.811km. de trocha carrozable y llegar a la localidad de Montero punto final del Proyecto (Km. 13+811).

La ubicación geográfica de Montero es hacia el Oeste de la ciudad de Ayabaca entre las coordenada 79°49’33” de longitud oeste y 04°37’19” de latitud sur, los puntos de interés se encuentran ubicados en el flanco derecho de la estribación andina (conformada por los cerro Mira, Jorge, Pichandul, Nogal, Santa Cruz,etc), paralela a la quebrada de Marmas entre los 555 y 1075 msnm, las características principales de las cuencas son sus pendientes pronunciada, la presencia de cobertura vegetal y por su



ubicación respecto al valle del río Quiroz pertenecen a la etapa joven de un curso de agua. La orientación de las quebradas es de Norte a Sur, siendo las más importantes Quebrada Nogal (confluencia de quebradas Nogay y Papaya) y la quebrada Tailin (San Francisco). En el anexo N° 01 se alcanza un breve resumen de las escorrentías de agua activas y no activas encontradas a los largo del tramo carretero Puente Paraje -Montero

Para efectuar una correcta delimitación de las cuencas se ha contado con información cartográfica del Instituto Geográfico Nacional, consistente en cartas topográficas de escala 1/100000 y 1/25000 y visitas de campo, para una precisa ubicación del divortium acuarum en los planos.

La zona del proyecto se encuentra dentro de la cuenca del río Quiroz; específicamente en la sub cuenca de la quebrada Marmas o Montero, el cauce principal de la escorrentía superficial pasa por el distrito de Montero y presenta varios afluentes: por la margen derecha, quebrada de Chonta, Marmas – La Majada, Cuñala, San Francisco y Nogay; en la margen izquierda, quebrada Los Molinos, Citan, 07 de Junio y San Francisco.

4.0 RECOLECCIÓN Y ANÁLISIS DE INFORMACIÓN METEOROLÓGICA

Del Departamento de Hidrometeorología de la DEPECHP se ha obtenido información sobre precipitaciones máximas diarias anuales y bandas pluviográficas de la estaciones de Paraje Grande y Montero respectivamente, siendo las más representativas para la realización del presente estudios.

Con la finalidad de verificar la consistencia de la información de precipitaciones máximas diarias anuales de la estación Paraje Grande, se ha realizado un Análisis Doble Masa Regional entre las estaciones Mallares, Chilaco y Paraje Grande, resultando consistente la información de las tres estaciones; se tomó como estación patrón la estación Mallares, para efectuar el análisis de doble masa puntual con la estación Paraje Grande, corroborándose que la información de esta última era también consistente.

El cuadro siguiente se muestra el registro histórico de 37 años de información de precipitaciones máximas anuales diarias de la estación Paraje Grande y en la sección de anexos del presente estudio, se adjunta los gráficos del análisis de doble masa regional y doble masa puntual.

En el cuadro N° 01 se aprecia que el registro máximo diario de precipitación se dio en el año 1983 (155 mm/dia), año en que ocurrió el fenómeno de el Niño, sin embargo, en el año 1998 otro año con FEN, el registro llegó a 96 mm., debajo del registro de los años 1987, 1992 y 2002, años de alta pluviosidad para la sierra de Piurana sin Fenómeno de el Niño.



CUADRO N ° 01PRECIPITACIONES MAXIMAS ANUALES DE 24 HORAS (mm)

ESTACION PLUVIOMETRICA DE PARAJE GRANDE Lat.Sur 04°37’50” Long. Oeste 79°54’48” Altitud: 555 msnm

ORDEN AÑOESTACION

PARAJE GRANDE

1 1972 57.402 1973 35.703 1974 16.704 1975 36.205 1976 36.806 1977 39.907 1978 50.308 1979 24.409 1980 37.9010 1981 90.1011 1982 55.5012 1983 155.6013 1984 52.7014 1985 11.5015 1986 29.5016 1987 115.8017 1988 26.5018 1989 70.0019 1990 44.4020 1991 43.6021 1992 109.9022 1993 66.9023 1994 61.1024 1995 57.4025 1996 24.4026 1997 75.4027 1998 96.0028 1999 91.2029 2000 64.5030 2001 95.4031 2002 106.4032 2003 49.5033 2004 18.4034 2005 37.5035 2006 62.1036 2007 32.3037 2008 83.40



Otra estación que registra información en la zona del proyecto es la pluviométrica - pluviográfica de Montero, donde a partir del registro histórico 1973-1986 de las bandas pluviográficas se han determinado las tormentas más significativas en este periodo de tiempo, tal como la apreciamos en el cuadro N° 02.

CUADRO N° 02TORMENTAS MAS SIGNIFICATIVAS PARA DIFERENTES DURACIONES

ESTACION : MONTERO - AYABACAINTENSIDADES MÁXIMAS: mm./h.

Lat.Sur 04°38’ Long. Oeste 79°50’ Altitud: 1070 msnm AÑO FECHA DURACIÓN

05' 10' 30' 60' 120'1973 26 y 27 Mar 40.13 40.13 40.13 31.20 17.02

3 Feb. 42.60 42.60 14.80 10.33 5.401974 12 Ene 25.20 13.95 7.30 5.30 3.40

30 May. 64.80 32.78 11.43 6.20 3.8202 May. 29.74 29.74 29.74 29.74 17.41

1975 13 y 14 y 15 Mar 27.09 27.09 27.09 17.10 8.6823 Mar 18.00 18.00 18.00 18.00 13.00

1976 17 Febr. 38.40 20.00 15.20 15.20 11.6031 y 01 Mar – Abr. 36.00 21.20 11.30 7.16 6.46

1977 20 Mar 70.80 30.00 17.60 14.80 8.7522 y 23 Mar 16.17 16.17 16.17 16.17 14.41

1978 09 y 10 Feb. 20.40 20.40 8.25 6.05 2.4021 Feb. 28.80 16.00 12.74 11.11 6.11

1979 22 Ene. 23.87 23.87 23.87 18.84 11.554 Feb. 25.47 25.47 25.47 25.47 20.857 Abr. 20.60 20.60 20.60 10.52 8.91

1980 18 Mar. 22.80 15.30 15.30 12.01 8.6523 Mar. 31.60 31.60 31.60 31.60 15.95

1981 6 Febr. 21.60 21.60 21.60 14.00 9.8811 Mar. 22.80 22.80 7.87 4.13 2.95

1982 30 Abr. 21.60 16.64 13.04 10.30 6.1527 Oct. 20.04 20.04 20.04 16.83 10.2528 Dic. 10.80 10.80 9.74 9.74 2.05

1983 04 y 05 Feb. 29.40 29.40 10.70 6.03 3.696 y 7 Mar. 152.40 78.26 28.83 16.60 8.3314 Mar. 85.20 85.20 71.70 37.80 19.58

1984 20 Feb. 29.76 29.76 26.84 24.65 14.4222 Y 23 Feb. 41.20 41.20 41.20 22.05 11.3027 Feb. 63.60 49.20 34.34 20.00 12.47

1985 8 Feb. 97.20 48.80 17.05 9.00 6.7012 Feb. 22.80 22.80 22.80 11.85 6.6715 Dic. 26.00 26.00 26.00 13.69 7.65

1986 24 Ene. 62.40 31.25 30.93 23.58 12.14

6 Mar. 23.78 23.78 23.78 22.17 12.23

30 Mar. 43.20 43.20 27.26 27.26 21.74

5.0 CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA DE LAS SUB CUENCAS Y MICROCUENCAS



En el área del proyecto existen tres sub cuencas y ocho microcuencas. A continuación detallaremos las características hidrológicas de estas, y el orden en que se presentan obedece a la extensión de la superficie de cada una de ellas:

Sub cuenca de quebrada Nogal (pasa por el caserío Quebrada de Agua), presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:

PARAMETROS GEOMORFOLOGICOUNIDAD

DE MEDIDA

MAGNITUD

Área de la cuenca Km2 17.58Perímetro Km 18.78Longitud Mayor del río Km 7.75Ancho promedio de la cuenca Km 2.27Pendiente del cauce principal m/m 0.226Índice de compacidad 1.26

Sub cuenca de la quebrada Tailín (pasa por el Caserío San Francisco), presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:


DE MEDIDA

MAGNITUD




Sub cuenca de la quebrada Cuñala, presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:


DE MEDIDA

MAGNITUD


Microcuenca de la quebrada Horcones N° 02 (pasa por el caserío Horcones), presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:


DE MEDIDA

MAGNITUD


Microcuenca de la quebrada Pueblo Nuevo N° 02 (pasa por el caserío Pueblo Nuevo), presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:


DE MEDIDA

MAGNITUD




Microcuenca de la quebrada Pueblo Nuevo N° 01 (pasa por el caserío Pueblo Nuevo), presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:


DE MEDIDA

MAGNITUD


Microcuenca de la quebrada Horcones N° 01 (pasa por el caserío Horcones),

presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:


DE MEDIDA

MAGNITUD


Microcuenca de la quebrada San Francisco N° 01 (pasa por el caserío San Francisco), presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:


DE MEDIDA

MAGNITUD




Microcuenca de la quebrada Casa Blanca (pasa cercana al caserío Casa Blanca), presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:


DE MEDIDA

MAGNITUD


Microcuenca de la quebrada San Antonio presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:


DE MEDIDA

MAGNITUD


Microcuenca de la quebrada San Francisco N° 02 (pasa por el caserío San Francisco), presenta los siguientes parámetros geomorfológicos:


DE MEDIDA

MAGNITUD


Es preciso indicar que, por lo general, se presentan algunos inconvenientes en la obtención de la escorrentía directa que corresponde a una determinada lluvia, en un espacio determinado. Para la determinación de la escorrentía se emplean diversos métodos; el método racional, el hidrograma triangular, el hidrograma sintético, etc.El método para obtener el escurrimiento, está en función de la aplicabilidad del área en cuestión; la cantidad y naturaleza de los datos disponibles; los detalles necesarios en la respuesta final y, la exactitud requerida. La aplicabilidad está acorde con las características de la zona específica y, las suposiciones con las cuales se trabaja el



método. El número y naturaleza de los datos disponibles se refiere a la extensión, detalle y cobertura de los registros hidrológicos, que pueden ser de precipitación o caudal. Para efectos de la determinación de inundaciones puede considerarse un ejemplo de la variación de los detalles sobre el resultado final. En determinados métodos sólo se menciona el escurrimiento máximo, en tanto otros alcanzan el hidrograma completo. La exactitud está determinada por el costo y, suposiciones planteadas en el desarrollo del método.

En el presente estudios hidrológico desarrollaremos los dos primeros por su simplicidad, fácil aplicación, pero principalmente por contar con información pluviométrica y pluviográfica específica disponible para el desarrollo de estos métodos. Es importante precisar que el registro histórico de precipitaciones presenta 37 años y de tormentas de 14 años con 35 registros de intensidades para diferentes tiempos de duración.

El método racional, normalmente está limitada su aplicación para cuencas pequeñas y el límite máximo establecido por bibliografía especializada es de 1300 Ha. Para el caso que nos ocupa en el presente estudio, existen tres sub cuencas y ocho microcuencas significativas de: 1795, 1530, 405, 126, 124, 114, 99, 77, 65, 62 y 18 Has., respectivamente.

Con la finalidad de corroborar la determinación de la descarga máxima del método racional, aplicaremos el modelo simplificado del hidrograma unitario triangular adoptado por la U. Soil Conservation Service (1972), recomendado a todo tipo de cuenca.

6.0 SELECCIÓN DE MÉTODOS DE ESTIMACIÓN DEL CAUDAL MÁXIMO DE DISEÑO

Método Racional

Para efectos del diseño de estructuras hidráulicas menores, la fórmula racional, es una de las más recomendadas; está fórmula expresa el escurrimiento como fracción de la precipitación pluvial.

Entiéndase como estructura hidráulica menor, la que presenta un costo reducido y, un potencial pequeño para daños agua abajo, como es el caso del presente estudio.

Para efectos del diseño de una estructura de control de agua, se tomará en consideración los siguientes factores básicos:

1.- Características de la zona.2.- Topografía3.- Intensidad - duración y frecuencia de las lluvias.4.- Tiempo de concentración de las aguas de escorrentía en un determinado punto.5.- Estimación del caudal.



Fórmula Racional

Q = C I A/3.6Donde:

Q : gasto pico, en lts/s o m3/sC : coeficiente de escurrimiento (porcentaje de lluvia que aparece como

escurrimiento directo)I : intensidad de la lluvia, en mm/hA : Área de la cuenca hidrológica o área de drenaje en Km2

Es preciso considerar las siguientes suposiciones, para efectos de la aplicación de la fórmula racional:

1. Para una intensidad particular de lluvia, el porcentaje máximo de escurrimiento se da, si el lapso de la lluvia es igual o mayor al tiempo de concentración. Entiéndase este último, como el tiempo necesario para que escurra el agua desde el punto más distante de la cuenca hasta el punto de medición del flujo o caudal.

2. El porcentaje de escurrimiento para una intensidad específica de lluvia con un lapso igual o mayor que el de concentración, es directamente proporcional a la intensidad de la lluvia.

3. La frecuencia de ocurrencia del escurrimiento máximo, es igual a la de la intensidad de la lluvia empleada en el cálculo.

4. El escurrimiento permanece constante para todas las tormentas en una cuenca hidrológica.

5. El escurrimiento máximo por área unitaria, disminuye en tanto aumenta el área de drenaje y, la intensidad de la lluvia disminuye en tanto aumenta su duración.

Hidrograma Unitario Triangular

El hidrograma de crecidas como triángulos, se presenta con la simplificación del trabajo:

2.08 A h Qp = ----------------- Tp

h : luvia neta,en pulg.Qp : caudal pico m3/sTp : tiempo al pico, en horas = D/2 + TL

Tr : tiempo después del pico, en horasTb : tiempo base del hidrograma D : periodo de lluvia neta, en horas


D

D/

Tp TrTb

TL

Qp

HIDROGRAMA TRIANGULAR

h


TL : tiempo de retardo, en horasTc : tiempo de concentración en horasA : área de a cuenca km2

TL = 0.6 Tc

Tp = D/2 + TL

Tr = 1.67 Tp

7.0 ESTIMACIÓN DE CAUDALES MÁXIMOS POR LOS MÉTODOS: RACIONAL E HIDROGRAMA UNITARIO TRIANGULAR

7.1 Estimación de la Frecuencia de Recurrencia La frecuencia promedio de ocurrencia de lluvias, que se empleará en el diseño, señalará el nivel de protección que se puede proporcionar al sistema proyectado.

A continuación mostraremos ciertos criterios de diseño generalizados, para estructuras de control de agua:

PUENTES DE CARRETERA PERIODO RETORNO (AÑOS)Sistema secundario Sistema Primario

10 - 50 50 – 100

ALCANTARILLAS DE CARRETERA PERIODO RETORNO (AÑOS)Volúmenes de trafico bajo Volúmenes de trafico intermediosVolúmenes de trafico alto

5 - 10 10 - 25

50 – 100

CARRETERA BAJO VOLUMEN DE TRANSITO (MTC-PERU)

PERIODO RETORNO (AÑOS)

Puentes y pontonesAlcantarillas de paso y badenes Alcantarillas de alivioDrenaje de la plataforma

10050

10 - 2010

La norma peruana conservadoramente ha optado por valores de frecuencia de recurrencia correspondientes a sistemas primarios y/o volúmenes de tráfico alto en el caso de puentes y pontones, en ese sentido, asumiremos para el presente estudio periodos de retorno de 50 y 100 años para los análisis correspondientes

Es preciso anotar que, la aplicación del análisis de riesgo en estructuras para el control de agua, puede presentar anomalías si la magnitud correspondiente al periodo de retorno, se excede durante la vida útil de la estructura.



Se puede recurrir al uso de la siguiente fórmula, para efectos del cálculo del riesgo hidrológico natural o inherente de falla:

R = 1 – (1 – 1/T)n

Donde

R : Riesgo de fallaT : Periodo de retornon : Vida útil de la estructura

El periodo de vida útil de un puente en razón a sus activos fijos de mayor vida útil es de 20 años o más, por lo tanto asumiremos un riesgo de falla de 18.21% para 100 años y de 33.23% para 50 años.

En el caso de 50 años, el riesgo de falla será de 33% o el 67% de probabilidad de no excedencia.

En el caso de 100 años el riesgo de falla será de 18% o el 82 % de probabilidad de no excedencia durante el mismo periodo



7.2 Estimación de la Intensidad de la Precipitación

Para fines de la determinación, de la intensidad de las precipitaciones, se precisa de un manejo apropiado de los registros históricos de precipitaciones y, de las tormentas más significativas que se han registrado (ver cuadro N° 06).

El uso apropiado de la información pluviométrica, debe dar la certeza de resultados fidedignos, para ser aplicados en el cálculo de caudales de cuencas no aforadas, empleando independientemente cualquier metodología de cálculo.

Para verificar la consistencia de la información de la estación Paraje Grande, aplicamos el análisis de doble masa, teniendo como estaciones patrón a Mallares y Chilaco, para el periodo de medición común de las tres estaciones 1972-1998, en el anexo N°02 se presenta los resultados del análisis, concluyendo que la información de la estación Paraje es consistente.

CUADRO N ° 03PRECIPITACIONES MÁXIMAS ANUALES DE 24 HORAS (mm)

ESTACIONES MALLARES, CHILACO Y PARAJE GRANDE CUENCA DEL RIO CHIRA

ORDEN AÑOESTACION ESTACION ESTACION

PARAJEMALLARES CHILACOS

1 1972 50,50 50,50 57.402 1973 31,20 31,20 35.703 1974 3.50 3.50 16.704 1975 10.90 10.90 36.205 1976 67.30 67.30 36.806 1977 10.70 10.70 39.907 1978 25.60 25.60 50.308 1979 2.70 2.70 24.409 1980 27.50 27.50 37.9010 1981 9.60 9.60 90.1011 1982 11.50 11.50 55.5012 1983 148.10 148.10 155.6013 1984 47.30 47.30 52.7014 1985 5.10 5.10 11.5015 1986 4.70 4.70 29.5016 1987 63.90 63.90 115.8017 1988 15.70 15.70 26.5018 1989 31.20 31.20 70.0019 1990 2,60 2,60 44.4020 1991 15.40 15.40 43.6021 1992 100.40 100.40 109.9022 1993 76.60 76.60 66.9023 1994 33.00 33.00 61.1024 1995 6,10 6,10 57.4025 1996 7.00 7.00 24.4026 1997 21.80 21.80 75.4027 1998 201,00 201,00 96.00



7.3 Estimación de la Intensidad por el Método Factor Frecuencia

Distribución Log Pearson Tipo III

Este método, determina la intensidad de la precipitación, a partir de un registro histórico de precipitaciones, a través de relaciones y análisis estadísticos de lluvia.

Antes de proceder a desarrollar este ítem, se ha realizado la prueba de ajuste chi cuadrado de los diferentes métodos de distribución de probabilidades, obteniendo mejores indicadores de adaptación, la distribución LOG PEARSON TIPO III, (ver anexos), por la tanto, se procederá a aplicar la metodología propuesta.

En esta distribución, el primer paso es tomar los logaritmos de la información hidrológica, y = log x. Calculando la media y, la desviación estándar s, y el coeficiente de asimetría Cs para los logaritmos del registro histórico, cuando Cs 0

------Media: log x = log x /n

------- √ ( log x - log x )

Desviación Estándar : log x = ------------------------------- n . 1

------n ( log x - log x )

Coeficiente de asimetría: Cs = -------------------------------(n-1) (n-2)( log x )

El valor de x para cualquier nivel de probabilidad se puede calcular según la ecuación

-------log x = log x + K

Donde K es un valor tabulado que se obtiene sabiendo el valor del coeficiente de asimetría o desarrollando el siguiente procedimiento.

KT = z + ( z2 -1 ) k + 1/3 ( z3 - 6z ) k2 - (z2 - 1) k3 - zk4 + 1/3 k5

Donde :

k = Cs / 6



2.515517 + 0.802853 w + 0.010328 w2 z = w - ---------------------------------------------------------------- 1+ 1.432788 w + 0.189269 w2 + 0.001308 w3

w = [ln ( 1 / p2 )]1/2 para 0< p 0.5 , cuando p > 0.5 se sustituye p por 1- p

YT = y + KT sy



ANÁLISIS ETADÍSTICO DE PRECIPITACIONES ANUALES MÁXIMAS EN 24 HORASCUADRO N° 04

PRECIPITACION MAXIMAS ANUALES DE 24 HORAS (mm.)ESTACION METEOROLOGICA PARAJE GRANDE

AÑO Evento de May. A Men. LOG (X)

1983 155.60 2.192009591987 115.80 2.063708561992 109.90 2.040997692002 106.40 2.026941631998 96.00 1.982271232001 95.40 1.979548371999 91.20 1.959994841981 90.10 1.954724792008 83.40 1.921166051997 75.40 1.877371351989 70.00 1.845098041993 66.90 1.825426122000 64.50 1.809559712006 62.10 1.793091601994 61.10 1.786041211972 57.40 1.758911891995 57.40 1.758911891982 55.50 1.744292981984 52.70 1.721810621978 50.30 1.701567992003 49.50 1.694605201990 44.40 1.647382971991 43.60 1.639486491977 39.90 1.600972901980 37.90 1.578639212005 37.50 1.574031271976 36.80 1.565847821975 36.20 1.558708571973 35.72 1.552668222007 32.32 1.509202521986 29.52 1.469822021988 26.52 1.423245871979 24.42 1.387389831996 24.42 1.387389832004 18.42 1.264817821974 16.72 1.222716471985 11.52 1.06069784

MEDIA 0.983798733DESV.EST. 0.689410395COEF.ASIM -0.252669379

Coef. De Asimetría = Cs = -0.3888051

YT = Y + KT SY



MEDIA = Y = 1.699488DESV.EST. = Sy = 0.251282

KT = z + ( z2 - 1)k + (1/3) (z3 - 6z)k2 - (z2 - 1)k3 - zk4 + (1/3) k5

K = Cs/6

z = w + (( 2,515517 + 0,802853w + 0,010328w2)/(1 + 1,432788w + 0,189269w2 + 0,001308w3))

W = [ ln(1/p2)]1/2 ( 0 < p < 0,5) SI P > 0,5 SE SUSTITUYE POR 1-P

PARA UN PERIODO DE RECURENCIA T = 100 P = 1 / T = 0.01

w = 3.034854

z = 2.326787

k = Cs/6 = -0.0648

KT = 2.040011

YT = 2.212107

XT = 163 mnm/dia

CUADRO N° 05RESUMEN DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS PARA DIFERENTES TR

T W Z K KT YT XT

5 1.79412258 0.841458 -0.0648009 0.854048978 1.914095935 8210 2.14596603 1.28173005 -0.0648009 1.232408920 2.009171153 10225 2.53727248 1.75107783 -0.0648009 1.610521932 2.104184322 12750 2.79714962 2.05418988 -0.0648009 1.841271455 2.162167630 14565 2.88942460 2.16048908 -0.0648009 1.919748754 2.181887599 152

100 3.03485426 2.32678661 -0.0648009 2.040010745 2.212107328 163



Análisis de Tormentas Registradas en Bandas Pluviográficas.

Para esta parte del estudio, es preciso evaluar los datos registrados de las bandas pluviográficas y, a partir de allí, realizar el análisis de tormenta por cada suceso lluvioso y por consiguiente determinar la intensidad para 5, 10, 30, 60 y 120. En base a los valores obtenidos, se construye la curva Intensidad vs Período de Retorno.

Para este tipo de estudios, es necesario que la información se aproxime lo más cerca posible al área en cuestión; de acuerdo al registro históricos que se dispone, se tiene catorce años de data en bandas pluviográficas, habiéndose obtenido un registro de máximas tormentas de 35 datos para las duraciones antes señalados; con esta importante información se procedió a realizar el análisis estadístico correspondiente. En los cuadros Nº 07 al Nº 11 se presenta los resultados del análisis de frecuencias para cada período de duración y en el cuadro Nº 12 el resumen para distintos períodos de retorno

El análisis estadístico de frecuencias de intensidades máximas horarias se realizarán mediante la distribución de probabilidad la Log-Pearson Tipo III por haber pasado la prueba de ajuste chi cuadrado. (para realizar el test de adaptación se tomaron los valores de intensidades para una duración de cinco minutos ver anexo)



CUADRO N° 06TORMENTAS MAS SIGNIFICATIVAS PARA DIFERENTES DURACIONES

ESTACION : MONTERO - AYABACAINTENSIDADES MÁXIMAS: mm./h.

Lat.Sur 04°38’ Long. Oeste 79°50’ Altitud: 1070 msnm

AÑO FECHADURACIÓN

05' 10' 30' 60' 120'1973 26 y 27 Mar 40.13 40.13 40.13 31.20 17.02

3 Feb. 42.60 42.60 14.80 10.33 5.401974 12 Ene 25.20 13.95 7.30 5.30 3.40

30 May. 64.80 32.78 11.43 6.20 3.8202 May. 29.74 29.74 29.74 29.74 17.41

1975 13 y 14 y 15 Mar 27.09 27.09 27.09 17.10 8.6823 Mar 18.00 18.00 18.00 18.00 13.00

1976 17 Febr. 38.40 20.00 15.20 15.20 11.6031 y 01 Mar – Abr. 36.00 21.20 11.30 7.16 6.46

1977 20 Mar 70.80 30.00 17.60 14.80 8.7522 y 23 Mar 16.17 16.17 16.17 16.17 14.41

1978 09 y 10 Feb. 20.40 20.40 8.25 6.05 2.4021 Feb. 28.80 16.00 12.74 11.11 6.11

1979 22 Ene. 23.87 23.87 23.87 18.84 11.554 Feb. 25.47 25.47 25.47 25.47 20.857 Abr. 20.60 20.60 20.60 10.52 8.91

1980 18 Mar. 22.80 15.30 15.30 12.01 8.6523 Mar. 31.60 31.60 31.60 31.60 15.95

1981 6 Febr. 21.60 21.60 21.60 14.00 9.8811 Mar. 22.80 22.80 7.87 4.13 2.95

1982 30 Abr. 21.60 16.64 13.04 10.30 6.1527 Oct. 20.04 20.04 20.04 16.83 10.2528 Dic. 10.80 10.80 9.74 9.74 2.05

1983 04 y 05 Feb. 29.40 29.40 10.70 6.03 3.696 y 7 Mar. 152.40 78.26 28.83 16.60 8.3314 Mar. 85.20 85.20 71.70 37.80 19.58

1984 20 Feb. 29.76 29.76 26.84 24.65 14.4222 Y 23 Feb. 41.20 41.20 41.20 22.05 11.3027 Feb. 63.60 49.20 34.34 20.00 12.47

1985 8 Feb. 97.20 48.80 17.05 9.00 6.7012 Feb. 22.80 22.80 22.80 11.85 6.6715 Dic. 26.00 26.00 26.00 13.69 7.65

1986 24 Ene. 62.40 31.25 30.93 23.58 12.14

6 Mar. 23.78 23.78 23.78 22.17 12.23

30 Mar. 43.20 43.20 27.26 27.26 21.74



ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE INTENSIDADES MÁXIMAS

ESTACION METEOROLOGICA MONTERO

CUADRO Nº 7MONTERO (Td = 5 MIN.)

INTENSIDAD(mm/h) LOG (X)

152.40 2.182985

97.20 1.987666

85.20 1.930440

70.80 1.85003364.80 1.81157563.60 1.80345762.40 1.79518543.20 1.63548442.60 1.62941041.20 1.61489740.13 1.60346938.40 1.58433136.00 1.55630331.60 1.49968729.76 1.47363329.74 1.47334129.40 1.46834728.80 1.45939227.09 1.43280926.00 1.41497325.47 1.40602925.20 1.40140123.87 1.37785223.78 1.37621222.80 1.35793522.80 1.35793522.80 1.35793521.60 1.33445421.60 1.33445420.60 1.31386720.40 1.30963020.04 1.30189818.00 1.25527316.17 1.20871010.80 1.033424

MEDIA 1.512412131DESV.EST. 0.23933289COEF.ASIM 0.8456427



YT = Y + KT SY

MEDIA = Y = 1.512412DESV.EST. = SY = 0.239333

KT = z + ( z2 - 1)k + (1/3) (z3 - 6z)k2 - (z2 - 1)k3 - zk4 + (1/3) k5

K = Cs/6

z = w + (( 2,515517 + 0,802853w + 0,010328w2)/(1 + 1,432788w + 0,189269w2 + 0,001308w3))

w = [ ln(1/p2)]1/2 ( 0 < p < 0,5) SI P > 0,5 SE SUSTITUYE POR 1- P

PARA UN PERIODO DE RECURENCIA T = 100 P = 1/T 0.01w = 3.034854z = 2.326787k = Cs/6 = -0.0648KT = 2.040011YT = 2.212107XT = 163 mm/dia

T W Z k KT YT XT

5 1.79412258 0.841458 0.1409404 0.771329736 1.697016703 5010 2.14596603 1.28173005 0.1409404 1.333065503 1.831458546 6825 2.53727248 1.75107783 0.1409404 2.001826685 1.991515090 9850 2.79714962 2.054189876 0.1409404 2.473954156 2.104510721 12765 2.8894246 2.160489077 0.1409404 2.647256857 2.145987757 140

100 3.03485426 2.326786610 0.1409404 2.926602319 2.212844312 163



CUADRO Nº 8MONTERO (TD = 10 MIN.)

INTENSIDAD LOG (X)(mm/h)

85.20 1.930440

78.26 1.893540

49.20 1.691965

48.80 1.688420

43.20 1.635484

42.60 1.629410

41.20 1.614897

40.13 1.603469

32.78 1.515609

31.60 1.499687

31.25 1.494850

30.00 1.477121

29.76 1.473633

29.74 1.473341

29.40 1.468347

27.09 1.432809

26.00 1.414973

25.47 1.406029

23.87 1.377852

23.78 1.376212

22.80 1.357935

22.80 1.357935

21.60 1.334454

21.20 1.326336

20.60 1.313867

20.40 1.309630

20.04 1.301898

20.00 1.301030

18.00 1.255273

16.64 1.221153

16.17 1.208710

16.00 1.204120

15.30 1.184691

13.95 1.144574

10.80 1.033424

MEDIA 1.4272319DESV.EST. 0.1957647COEF.ASIM 0.6099564

YT = Y + KT SY




KT = z + ( z2 - 1)k + (1/3) (z3 - 6z)k2 - (z2 - 1)k3 - zk4 + (1/3) k5

K = Cs/6

z = w + (( 2,515517 + 0,802853w + 0,010328w2)/(1 + 1,432788w + 0,189269w2 + 0,001308w3))


PARA UN PERIODO DE RECURENCIA T = 10 P = 1/T = 0.1w = 2.145966z = 1.28173k = Cs/6 = 0.101659

KT = 1.327033

YT = 1.687018

XT = 49 mm/h

T W Z k KT YT XT

5 1.79412258 0.841458 0.1016594 0.796659296 1.583189740 3810 2.14596603 1.28173005 0.1016594 1.327032665 1.687018146 4925 2.53727248 1.75107783 0.1016594 1.941082728 1.807227498 6450 2.79714962 2.05418988 0.1016594 2.365305608 1.890275381 7865 2.8894246 2.16048908 0.1016594 2.519350399 1.920431920 83

100 3.03485426 2.32678661 0.1016594 2.765924860 1.968702506 93




INTENSIDAD (mm./h.) LOG (X)

71.70 1.85551941.20 1.61489740.13 1.60346934.34 1.53580031.60 1.49968730.93 1.49038029.74 1.47334128.83 1.45984527.26 1.43552627.09 1.43280926.84 1.42878326.00 1.41497325.47 1.40602923.87 1.37785223.78 1.37621222.80 1.35793521.60 1.33445420.60 1.31386720.04 1.30189818.00 1.25527317.60 1.24551317.05 1.23172416.17 1.20871015.30 1.18469115.20 1.18184414.80 1.17026213.04 1.11527812.74 1.10516911.43 1.05804611.30 1.05307810.70 1.0293849.74 0.9885598.25 0.9164547.87 0.8959757.30 0.863323

MEDIA 1.291901662DESV.EST. 0.22061248

COEF.ASIM 0.0412372

YT = Y + KT SY




KT = z + ( z2 - 1)k + (1/3) (z3 - 6z)k2 - (z2 - 1)k3 - zk4 + (1/3) k5

K = Cs/6

z = w + (( 2,515517 + 0,802853w + 0,010328w2)/(1 + 1,432788w + 0,189269w2 + 0,001308w3))


PARA UN PERIODO DE RECURENCIA T = 25 P = 1/T = 0.04 w = 2.537272 z = 1.751078

k = Cs/6 = 0.006873

KT = 1.765198 YT = 1.681326

XT = 48 mm/h

T W Z k KT YT XT

5 1.79412258 0.841458 0.0068729 0.839381457 1.477079684 3010 2.14596603 1.28173005 0.0068729 1.286060012 1.575622546 3825 2.53727248 1.75107783 0.0068729 1.765197503 1.681326254 4850 2.79714962 2.054189876 0.0068729 2.076259810 1.749950480 5665 2.8894246 2.160489077 0.0068729 2.185650290 1.774083385 59

100 3.03485426 2.326786610 0.0068729 2.357100127 1.811907358 65





37.80 1.577492

31.60 1.499687

31.20 1.494155

29.74 1.473341

27.26 1.435526

25.47 1.406029

24.65 1.391817

23.58 1.372544

22.17 1.345766

22.05 1.343409

20.00 1.301030

18.84 1.275081

18.00 1.255273

17.10 1.232996

16.83 1.226084

16.60 1.220108

16.17 1.208710

15.20 1.181844

14.80 1.170262

14.00 1.146128

13.69 1.136403

12.01 1.079543

11.85 1.073718

11.11 1.045714

10.52 1.022016

10.33 1.014100

10.30 1.012837

9.74 0.988559

9.00 0.954243

7.16 0.854913

6.20 0.792392

6.05 0.781755

6.03 0.780317

5.30 0.724276

4.13 0.615950

MEDIA 1.155257607

DESV.EST. 0.24044297

COEF.ASIM -0.3663959

YT = Y + KT SY




KT = z + ( z2 - 1)k + (1/3) (z3 - 6z)k2 - (z2 - 1)k3 - zk4 + (1/3) k5

K = Cs/6

z = w + (( 2,515517 + 0,802853w + 0,010328w2)/(1 + 1,432788w + 0,189269w2 + 0,001308w3))


PARA UN PERIODO DE RECURENCIA T = 50 P = 1/T = 0.02 w = 2.79715 z = 2.05419

k = Cs/6 = -0.06107

KT = 1.853735

YT = 1.600975

XT = 40 mm/h

T W Z k KT YT XT

5 1.79412258 0.841458 -0.0610660 0.853672553 1.360517173 2310 2.14596603 1.281730050 -0.0610660 1.235661275 1.452363676 2825 2.53727248 1.751077830 -0.0610660 1.618959100 1.544524944 3550 2.79714962 2.054189876 -0.0610660 1.853734512 1.600975042 4065 2.88942460 2.160489077 -0.0610660 1.933743588 1.620212662 42

100 3.03485426 2.326786610 -0.0610660 2.056522764 1.649734051 45





21.74 1.33726020.85 1.31910619.58 1.29181317.41 1.24079917.02 1.23096015.95 1.20276114.42 1.15896514.41 1.15866413.00 1.11394312.47 1.09586612.23 1.08742612.14 1.08421911.60 1.06445811.55 1.06258211.30 1.05307810.25 1.0107249.88 0.9947578.91 0.9498788.75 0.9420088.68 0.9385208.65 0.9370168.33 0.9206457.65 0.8836616.70 0.8260756.67 0.8241266.46 0.8102336.15 0.7888756.11 0.7860415.40 0.7323943.82 0.5820633.69 0.5670263.40 0.5314792.95 0.4698222.40 0.3802112.05 0.311754

MEDIA 0.933977364

DESV.EST. 0.26252387

COEF.ASIM -0.6577503

YT = Y + KT SY




KT = z + ( z2 - 1)k + (1/3) (z3 - 6z)k2 - (z2 - 1)k3 - zk4 + (1/3) k5

K = Cs/6z = w + (( 2,515517 + 0,802853w + 0,010328w2)/(1 + 1,432788w + 0,189269w2 + 0,001308w3))


PARA UN PERIODO DE RECURENCIA T = 65 P = 1/T = 0.015385w = 2.8894246z = 2.1604891k = Cs/6 = -0.109625

KT = 1.7514

YT = 1.3937617

XT = 25 mm/h

T W Z k KT YT XT

5 1.79412258 0.841458003 -0.1096250 0.855113426 1.158465046 1410 2.14596603 1.281730055 -0.1096250 1.189544359 1.246261147 1825 2.53727248 1.751077827 -0.1096250 1.506447533 1.329455793 2150 2.79714962 2.054189876 -0.1096250 1.690520480 1.377779335 2465 2.8894246 2.160489077 -0.1096250 1.751400021 1.393761667 25

100 3.03485426 2.326786610 -0.1096250 1.842919811 1.417787796 26



CUADRO N° 12INTENSIDADES MAXIMAS HORARIAS

PERIODO DE DURACION (td) EN MINUTOS5 10 30 60 120

PERIODO RETORNO INTENSIDAD DE LLUVIA EN mm./h.

5 50 38 30 23 1410 68 49 38 28 1825 98 64 48 35 2150 127 78 56 40 2465 140 83 59 42 25100 163 93 65 45 26



7.4 Estimación de las Ecuaciones I = F[Td], Intensidad- Frecuencia - Duración .

Para el análisis y determinación de la función frecuencia intensidad - duración, se ha utilizado la ecuación paramétrica:

a I = --------------

(td + c)b

Donde:

I : Intensidad en mm./horatd : Duración en minutos.

Para obtener a, b y c se toman tres puntos representativos, los dos primeros son obtenidos del cuadro N° perteneciente a la intensidad máxima y, el tercer punto representativo corresponde a la máxima precipitación diaria, los tres puntos corresponden al mismo período de retorno esto es:

Para T = 5 años

Pto 1 5 min. 50.00 mm/hPto 2 60 min. 2 23.00 mm/hPto 3 1440 min. 3.42 mm/h

Tabulando la función I = f(td) por los puntos 1, 2 y 3

Tomando logaritmos a la ecuación paramétrica se tiene:

log I1= log a – b log(td1 + c)log I2= log a – b log(td2 + c)log I3= log a – b log(td3 + c)

1440 + c 0.407 60 + c[--------------] = [ ----------- ] 60 + c 5 + c

Resolviendo el sistema de ecuaciones se obtuvieron los siguientes valores para los parámetros:



a = 400.662b = 0.654c = 19.125

La tormenta de diseño tendrá una función intensidad duración I = f(td) dada por:

400,662I = -------------------------------------

(td + 19.125) 0,654

De manera similar se obtienen las funciones Intensidad – Duración – Frecuencia para 10, 25, 50, 65 y 100 años de período de retorno respectivamente:

416,689 I = --------------------------------------

(td + 12.790) 0.630

472,326 I = --------------------------------------

(td + 7.783) 0.617

505.903 I = --------------------------------------

(td + 4.691) 0.609

521,466 I = --------------------------------------

(td + 3.750) 0.606

541,604 I = --------------------------------------

(td + 2.350) 0.602



Para tales períodos de retorno el gráfico Nº 01 presenta los resultados obtenidos.



7.5 Estimación de la Tormenta De Diseño

En este caso, se ha adoptado el concepto de tormenta de diseño, debido a las dificultades que se presentan para estimar la relación caudal – frecuencia, para cuencas sin estaciones o con un registro corto; generalmente se supone que la probabilidad de la tormenta de diseño es igual al de la avenida.

El empleo de la tormenta de diseño, es únicamente aplicable, en aquellos casos en los cuales se ha tomado la decisión, de diseñar la estructura para el evento máximo probable.

En los cuadros N°13, N°14, N°15 y N°16 se presentan los valores de la tormenta de diseño (T= 50 años) y (T= 100 años) ordenados por incrementos en el tiempo de duración (td) en el primero y, según una distribución simétrica en el tiempo en el segundo.

CUADRO N°13TORMENTA DE DISEÑO

(PERIODO DE RETORNO: 65 AÑOS)

td. mm./h. T(min) ACUMULADO P(m.m) DT DP Ip(m.m./h)

5 130.91 5 10.909 5 10.91 130.9110 101.63 10 16.938 5 6.03 72.3515 85.03 15 21.258 5 4.32 51.8520 74.09 20 24.698 5 3.44 41.2825 66.23 25 27.595 5 2.90 34.7730 60.24 30 30.122 5 2.53 30.3235 55.50 35 32.377 5 2.26 27.0740 51.64 40 34.425 5 2.05 24.5745 48.41 45 36.308 5 1.88 22.5950 45.67 50 38.056 5 1.75 20.9755 43.30 55 39.691 5 1.64 19.6260 41.23 60 41.231 5 1.54 18.4865 39.40 65 42.688 5 1.46 17.4970 37.78 70 44.073 5 1.39 16.6375 36.32 75 45.396 5 1.32 15.8780 35.00 80 46.662 5 1.27 15.1985 33.80 85 47.877 5 1.22 14.59

1440 6.23 1440 149.460 1355 101.58 4.50



CUADRO N°14TORMENTA DE DISEÑO

(PERIODO DE RETORNO: 100 AÑOS)

td. mm./h. T(min) ACUMULADO P(m.m) DT DP Ip(m.m./h)

5 163.00 5 13.58 5 13.58 163.0010 119.26 10 19.88 5 6.29 75.5315 97.19 15 24.30 5 4.42 53.0520 83.45 20 27.82 5 3.52 42.2225 73.90 25 30.79 5 2.98 35.7030 66.80 30 33.40 5 2.61 31.2835 61.26 35 35.74 5 2.34 28.0440 56.80 40 37.87 5 2.13 25.5645 53.11 45 39.83 5 1.97 23.5850 49.99 50 41.66 5 1.83 21.9655 47.32 55 43.38 5 1.72 20.6160 45.00 60 45.00 5 1.62 19.4565 42.96 65 46.54 5 1.54 18.4670 41.15 70 48.00 5 1.47 17.5875 39.52 75 49.40 5 1.40 16.8180 38.06 80 50.75 5 1.34 16.1285 36.73 85 52.04 5 1.29 15.50

1440 6.79 1440 162.99 1355 110.95 4.91




CUADRO N°15TORMENTA DE DISEÑO ORDENADA (50 años)

EN EL TIEMPO

( SIMETRICA)

DT Min T Acumulado ip (mm./h.)

ParcialDP

m.mP(m.m.)

acumulado

680 10 4.50 50.98 50.985 685 15.19 1.27 52.245 690 16.63 1.39 53.635 695 18.48 1.54 55.175 700 20.97 1.75 56.925 705 24.57 2.05 58.975 710 34.77 2.90 61.865 715 51.85 4.32 66.185 720 130.91 10.91 77.095 725 72.35 6.03 83.125 730 41.28 3.44 86.565 735 30.32 2.53 89.095 740 27.07 2.26 91.345 745 22.59 1.88 93.235 750 19.62 1.64 94.865 755 17.49 1.46 96.325 760 15.87 1.32 97.64

680 1440 4.50 50.98 148.62



CUADRO N°16TORMENTA DE DISEÑO ORDENADA (100 años)

EN EL TIEMPO( SIMETRICA)

DT Min

T Acumuladoip (mm./h.)

ParcialDP

m.mP(m.m.)

acumulado

680 10 4.91 55.68 55.685 685 16.12 1.34 57.035 690 17.58 1.47 58.495 695 19.45 1.62 60.115 700 21.96 1.83 61.945 705 25.56 2.13 64.075 710 35.70 2.98 67.055 715 53.05 4.42 71.475 720 163.00 13.58 85.055 725 75.53 6.29 91.355 730 42.22 3.52 94.865 735 31.28 2.61 97.475 740 28.04 2.34 99.815 745 23.58 1.97 101.775 750 20.61 1.72 103.495 755 18.46 1.54 105.035 760 16.81 1.40 106.43

680 1440 4.91 55.68 162.11

GRAFICO N°03HISTOGRAMA DE LA TORMENTA DE DISEÑO

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00

180.00

680 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 680

DT Min.

ip(m

m./h

.) P

arci

al


7.6 Estimación del Área de la Cuenca

Para efectos de la determinación de la superficie de la cuenca, se han utilizado cartas nacionales topográficas a escala 1:100000 y 1/25000 del Instituto Nacional Geográfico.

La delimitación de la cuenca, se basa en las cotas de máxima altitud (divortiun acuarum), las cuales han sido unidas a través de una curva poligonal perpendicular a las curvas de nivel, cerrando hacia el punto de descarga o de interés, en el curso principal de la cuenca.

La estimación del área y del perímetro de cada una de la cuencas identificadas a largo del tramo carretero, se han definido mediante el uso software de ingeniería autocad, al contar con las cartas topográficas en escala 1/25000 en versión digital.

En cuadro N° 17 se consigna datos de magnitudes de las principales variable geomorfológicas de las cuencas en estudio.

CUADRO N°17RESUMEN DE MAGNITUDES MORFOLOGICAS DE LAS CUENCAS

CUENCA ÁREA PERÍMETRO

LONGITUD DEL CURSO

DE AGUA MÁS LARGO

COTA MIN. COTA MAX tc

(Km2) (m) (m) (msnm) (msnm) ( min)Quebrada Nogal 17,59 18,784 7,747 650 2400 34.15Casa Blanca 0.65 3,645 1,391 640 1150 7.55Quebrada Horcones N° 01 0.99 4217 1,659 630 1275 8.46

Quebrada Horcones N° 02 1.26 4831 2,008 700 1500 9.70Quebrada Tailín 16,10. 17,500 6,238 825 2400 27.69Queb. San Francisco N° 01 0.77 3,818 1,444 826 1490 7.12Queb. San Francisco N° 02 0.18 1,823 409 852 1063 2.58Queb. Pueblo Nuevo N° 01 1.14 6,053 2,418 922 1731 11.98Queb. Pueblo Nuevo N° 02 1.24 7,073 2,264 925 1683 11.38Quebrada San Antonio 0.62 3,363 1,090 1050 1625 5.44Quebrada Cuñala 4,05 9,021 3,121 1025 2100 14.41



7.7 Estimación del Tiempo de Concentración Una de las definiciones del tiempo de concentración, señala a este como el tiempo máximo que tarda la partícula más alejada del área, en ser drenada hasta el punto de recolección, medición o entrada de una estructura hidráulica menor.

Otra definición del tiempo de concentración de la cuenca es, el tiempo de recorrido del agua del punto hidráulicamente más distante de la cuenca hasta el punto de interés. El cálculo del tiempo de concentración se realiza a través de la siguiente relación:

Tcmin = 0.0195 (L3/H)0.385

Donde:Tc : Tiempo de concentración mínimo de la cuenca en minutos L : Longitud más larga del cauceH : Diferencia entre la máxima y mínima cota.

7.8 Estimación de la Intensidad de Diseño

Conocido el tiempo de concentración, procedemos a calcular la intensidad de la lluvia, para diferentes períodos de retorno, empleando las ecuaciones perimétricas determinadas en el ítem 7.4, bajo el supuesto que el tiempo de concentración es el mismo tiempo de duración de la intensidad.



CUADRO N° 18NTENSIDADES DE DISEÑO EN FUNCION DEL PERIODO DE RETORNO

QUEBRADA PERIODO DE RETORNO DURACION INTENSIDAD

Nogal50 años 34.15 min 54.56 mm/h100 años 34.15 min 62.11 mm/h

Casa Blanca50 años 7.55 min 110.17 mm/h100 años 7.55 min 136.25 mm/h

Horcones 0150 años 8.46 min 105.49 mm/h100 años 8.46 min 129.26 mm/h

Horcones 0250 años 9.70 min 99.84 mm/h100 años 9.70 min 121.05 mm/h

Tailín50 años 27.69 min 60.94 mm/h100 años 27.69 min 69.84 mm/h

San Francisco 0150 años 7.12 min 112.57 mm/h100 años 7.12 min 139.90 mm/h

San Francisco 0250 años 2.58 min 151.22 mm/h100 años 2.58 min 207.21 mm/h

Pueblo Nuevo 0150 años 11.98 min 91.30 mm/h100 años 11.98 min 109.06 mm/h

Pueblo Nuevo 0250 años 11.38 min 93.35 mm/h100 años 11.38 min 111.89 mm/h

Quebrada San Antonio65 años 5.44 min 123.58 mm/h100 años 5.44 min 157.33 mm/h

Quebrada Cuñala65 años 14.41 min 84.02 mm/h100 años 14.41 min 99.22 mm/h

7.9 Estimación del Coeficiente de Escorrentía

El coeficiente de escorrentía o coeficiente de escurrimiento, es el porcentaje de lluvia que aparece como escurrimiento directo y, que depende del tipo de suelo o componente del área; que es afectado por la duración de las tormentas de lluvia, por la evaporación, el almacenamiento en depresiones, humedecimiento del suelo, la pendiente del terreno antes de empezar a escurrir.

El valor del coeficiente de escorrentía, se ha establecido desde tablas definidas en bibliografía especializada de hidrología: Hidrología Aplicada de Ven Te Chow y el Manual de Diseño de Carreteras no Pavimentadas de Bajo Volumen de Transito del MTC.

Para zonas de bosques con pendientes mayores a 7% y periodos de retorno de 50 y 100 años los coeficientes de escorrentía se establecen de la siguiente manera:

PERIODO DE RETORNO COEFCIENTE DE ESCORRENTIA50 AÑOS100 AÑOS

0.4800.520

* Hidrología Aplicada Ven Te Chow



CUADRO N° 19VALORES PARA LA DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA

CONDICIÓN VALORES1. Relieve del terreno K1 = 40

Muyaccidentadopendientesuperior al 30%

K1 = 30Accidentadopendiente entre10% y 30%

K1 = 20Onduladopendiente entre5% y 10%

K1 = 10Llanopendienteinferior al 5%

2. Permeabilidad del Suelo K1 = 20Muyimpermeableroca sana

K1 =15Bastanteimpermeablearcilla

K1 = 10Permeable

K1 = 5Muypermeable

3. Vegetación K1 = 20Sin vegetación

K1 = 15PocaMenos del 10% dela superficie

K1 = 10BastanteHasta el 50% dela superficie

K1 = 5Mucha Hastael 90% de lasuperficie

4. Capacidad de retención K4 = 20Ninguna

K4 = 15Poca

K4 = 10Bastante

K4 = 5Mucha

*Manual de Diseño de Carreteras no Pavimentadas de Bajo Volumen de Transito del MTC.

CUADRO N° 20COEFICIENTE DE ESCORRENTIA

K = K1+K2+K3+K4 C10075503025

0.800.650.500.350.20

Para la zona en estudio establecemos los siguientes K

QUEBRADA K1 K2 K3 K4 K CNogal 30 15 5 5 55 0.53Casa Blanca 40 15 5 5 65 0.59Horcones N° 01 40 15 5 5 65 0.59Horcones N° 02 40 15 5 5 65 0.59Tailín 30 15 5 5 55 0.53San Francisco N° 01 40 15 5 5 65 0.59San Francisco N° 02 40 15 5 5 65 0.59Pueblo Nuevo N° 01 40 15 5 5 65 0.59Pueblo Nuevo N° 02 40 15 5 5 65 0.59Quebrada San Antonio 40 15 5 5 65 0.59Quebrada Cuñala 40 15 5 5 65 0.59



7.10 Estimación de la Escorrentía Superficial

Formula Racional

Dados los parámetros, para el cálculo del escurrimiento superficial neto, y definida la intensidad de la precipitación de diseño; en función del tiempo de duración (concentración) para un determinado período de retorno, se procede a determinar el caudal de máxima avenida para las quebradas más significativas del tramo carretero de Puente Paraje - Montero

CUADRO N° 21ESCORRENTIA SUPERFICIAL PARA T= 50 AÑOS

QUEBBRADA CI A Q

(mm/h) (Km2) m3/s

NOGAL 0.505 54.56 17.58 135CASA BLANCA 0.535 110.17 0.65 10.6HORCONES N° 01 0.535 105.49 0.99 15.5HORCONES N° 02 0.535 99.84 1.26 18.7TAILIN 0.505 60.94 15.30 131SAN FRANCISCO N° 01 0.535 112.57 0.77 12.9SAN FRANCISCO N° 02 0.535 151.22 0.18 4.0PUEBLO NUEVO N° 01 0.535 91.30 1.14 15.4PUEBLO NUEVO N° 02 0.535 93.35 1.24 17.1SAN ANTONIO 0.535 123.58 0.62 11.3CUÑALA 0.535 84.02 4.05 51

CUADRO N° 22ESCORRENTIA SUPERFICIAL PARA T= 100 AÑOS

QUEBBRADA CI A Q

(mm/h) (Km2) m3/s




7.11 Características del Hidrograma Triangular

En el siguiente cuadro, se muestran características del hidrograma triangular unitario, para duraciones de lluvia de 5 minutos, ver cuadro N° 23 .

CUADRO N° 23CARACTERÍSTICAS DE HIDROGRAMA TRIANGULAR

Queb. Nogal

Queb.Casa

Blanca

Queb.Horcones

1

Queb.Horcones

2

Queb.Tailín

Queb. San Francisco 1

Queb. San Francisco

2

Queb Pueblo Nuevo 1

Queb. Pueblo Nuevo 2

Queb. San

Antonio

Queb.Cuñala

PARA 5 MIN.

Tiempo de retardo TL 20.49 4.53 5.07 5.82 16.62 4.27 1.55 7.19 6.83 3.27 8.65Tiempo de concentración Tc 34.15 7.55 8.46 9.70 27.69 7.12 2.58 11.98 11.38 5.44 14.41Tiempo De Recesión Tr 38.43 11.77 12.68 13.93 31.96 11.35 6.80 16.21 15.61 9.66 18.65Tiempo De Ocurrencia Del Pico Tp 23.01 7.05 7.59 9.34 19.14 6.79 4.07 9.71 9.35 5.79 11.17Caudal qp 95.33 11.49 16.20 18.90 99.76 14.14 5.52 14.61 16.50 13.32 45.25

Tp= D/2 + tp (minutos)

qp = 2.08 A / Tp (m3/seg cm.)tr= 1.67 Tp (minutos) tp= 0.6 Tc (minutos)



Hidrograma Triangular Unitario de:

Quebrada Nogal (Quebrada de Agua)

Quebrada Casa Blanca


2.500

95.33

HIDROGRAMA TRIANGULARPARA h = 1 cm D = 5 min

1

20.49

5.0038.4323.01

61.44

2.50

11.491

4.53

5.0011.777.05

18.82



Quebrada Horcones N° 01


Quebrada Tailín (Quebrada San Francisco)


2.50

99.761

16.62

5.0031.9619.14

51.04


2.50

16.201

5.07

5.0012.687.59

20.27


2.50

18.901

5.82

5.0013.938.34

22.27



Quebrada San Francisco N° 01


Quebrada Pueblo Nuevo N° 01


2.50

14.141

4.27

5.0011.356.79

18.14


2.50

5.521

1.55

5.006.804.07

10.87


2.50

14.611

7.19

5.0015.619.71

25.92




Quebrada San Antonio

Quebrada Cuñala


2.50

13.32


1

3.27

5.009.665.79

15.45

2.50

45.25


1

8.65

5.0018.6511.17

29.82

2.50

16.501

6.83

5.0015.619.35

24.96



7.12 Estimación de la Precipitación Efectiva

Precipitación Excedente o Escurrimiento Superficial

Cuando se produce una lluvia, una parte inicial de esta es retenida; en la cobertura vegetal, como intercepción y en las depresiones del terreno, como almacenamiento superficial. Al continuar la lluvia, el suelo se cubre de una delgada capa de agua, conocida como detención superficial y escorrentía superficial. Inmediatamente debajo de la superficie, tiene lugar la escorrentía subsuperficial; las dos escorrentías, la superficial y la subsuperficial, constituyen la escorrentía directa.

La infiltración, viene a ser el paso del agua a través de la superficie del suelo hacia el interior de la tierra; la percolación, es el movimiento del agua dentro del suelo; ambos fenómenos, la infiltración y la percolación, están muy relacionados, esto ocurre porque la primera no puede continuar sino no se da la segunda. El agua infiltrada en exceso, de la escorrentía subsuperficial, puede formar parte del agua subterránea, la que eventualmente puede llegar a los cursos del agua.

Generalmente, constituye una preocupación, la obtención de la escorrentía directa, entendiéndose esta como una lluvia específica en un determinado lugar.

Por la presencia de los fenómenos de infiltración y percolación, el agua de lluvia llega hasta el nivel del agua subterránea, pero no a un ritmo constante. La tasa de infiltración disminuye a medida que progresa la tormenta, dado que se van llenando los espacios capilares del suelo.

La capacidad de infiltración, viene a ser la tasa máxima a la cual puede penetrar agua a un suelo, en un área dada y, con una tasa de abastecimiento suficiente. Al inicio de una tormenta es máxima y, se aproxima a una tasa mínima a medida que el suelo se satura. El valor límite está controlado por la permeabilidad del suelo.

Existen diversas fórmulas para determinar la infiltración, la mayor parte de ellas señalan que la capacidad de infiltración es una función exponencial del tiempo.

La forma de obtener la escorrentía directa, por separación en el histograma, es aparentemente sencilla. En primer lugar, se necesita de una estación con pluviógrafo; en segundo lugar, el suelo de la cuenca no es homogéneo; y en tercer lugar, la determinación de la retención presenta ciertas complicaciones.



Factores de la Infiltración

La capacidad de infiltración depende de muchos factores: tipo de suelo, contenido de materia orgánica, contenido de humedad, cobertura vegetal y, época del año.

De todas las características del suelo, que afectan la infiltración, la porosidad es probablemente la más importante. La porosidad, define la capacidad de almacenamiento y, también influye en la resistencia al flujo. La infiltración, tiende a aumentar con el aumento de la porosidad.

El incremento del contenido de materia orgánica, tiende a incrementar la capacidad de infiltración, debido principalmente al aumento que produce en la porosidad.

La infiltración, para un mismo tipo de suelo, es menor en un suelo húmedo que en un suelo seco y, esta disminución es más notoria en los momentos iniciales.

El efecto de la cobertura vegetal, en la capacidad de infiltración, es difícilmente determinable, puesto que también influye en la intercepción. La presencia de vegetación, incrementa la capacidad de infiltración; esto lo podemos corroborar a través de una comparación con un suelo desnudo. Esto obedece a que: retarda el flujo de superficie, dando al agua más tiempo para que penetre en el suelo; los sistemas de raíces hacen al suelo más permeable; el follaje protege al suelo de la erosión causada por las gotas de agua y, disminuye la compactación de la superficie del suelo.

En el presente estudio se utilizará el método de abstracción de la precipitación de una tormenta, desarrollado por el Servicio de Conservación de Suelos (SCS) de los Estados Unidos. Para la tormenta como un todo, la profundidad de exceso de precipitación o escorrentía directa Pe es siempre menor o igual a la profundidad de precipitación P; de manera similar, después de que la escorrentía se inicia, la profundidad adicional del agua retenida en la cuenca Fa es menor igual a alguna retención potencial máxima S

Existe una cierta cantidad de precipitaciones Ia (Abstracción inicial antes del encharcamiento) para la cual no ocurrirá escorrentía, luego la escorrentía potencial es la diferencia entre P e Ia. La hipótesis del método SCS consiste es que las relaciones de las dos cantidades reales y las dos cantidades potenciales son iguales es decir,

Fa Pe ------- = -----------

S P- Ia



Del principio de continuidad P = Pe + Ia + Fa

Combinando estas dos ecuaciones, Pe resulta

( P - Ia)2

Pe = -------------------- P - Ia + S

La cual es la ecuación básica para el cálculo de la profundidad de exceso de precipitación o escorrentía directa de una tormenta utilizando el método SCS.

Al estudiar los resultados obtenidos para muchas cuencas experimentales pequeñas se desarrollo una relación empírica: Ia = 0.2 S

(P - 0.2S)2

Pe = ------------------- P + 0.8S



1.- Asignar a la cuenca una de las curvas de escorrentía un número en escala de 100 a cero, según los tipos de suelo y de cubierta vegetal.

2.- Hallar la lámina de escorrentía directa que es de esperar ocurra en dicha cuenca, después de una lluvia intensa y prolongada P.

Para el cálculo de las pérdidas por infiltración y almacenamiento inicial y, por tanto, determinación de la precipitación excedente o escurrimiento superficial se empleó la formula propuesta, el cual consiste en la determinación de la capacidad de almacenamiento del suelo (S) en pulgadas según la expresión:

S = 1000 - 10 CNY luego Pe = (P - 0.2S)2

P + 0.8S

Fa = P - PeEn donde:

Q: Escurrimiento superficial o precipitación excedente en pulgadas.P: Precipitación total en pulgadas.S: Capacidad de almacenamiento del suelo en pulgadas.F: Infiltración en pulgadas.

El valor de CN = 70, asignado a las cuatro principales cuencas por donde pasa el trazo de la carretera Puente Paraje – Montero, pertenecen al Grupo Hidrológico del Suelo “C” que se caracteriza por presentar margas arcillosas y margas arenosas de poca profundas, suelos con bajo contenido orgánico y suelos con alto contenido de arcilla. Por el uso del suelo y la cubierta, caracterizamos a las cuencas como zona de bosques, que cuenta con una buena cubierta, así mismo, para los períodos de retorno de 50 y 100 años le corresponde una precipitación acumulada de 149.46 mm. (en 24 horas) para TR = 50 y P = 162.99 mm para TR = 100, ver resultados en el cuadro N° 24.

En los cuadros N° 26 y 27 se presenta el hietograma de la tormenta de diseño.



CUADRO N° 24ESCURRIMIENTO SUPERFICIALES

TR CN S Pe F P50 70 108.86 68.27 58.58 149.46

100 70 108.86 79.04 61.31 162.11CN: Curva Número.Pe: Escurrimiento superficiales en mm.P: Precipitaciones Totales en mm.F: Infiltración en m.S: Capacidad de almacenamiento del Suelo en mm.



CUADRO N° 25NÚMEROS DE CURVA DE ESCORRENTÍA PARA USOS SELECTOS DE TIERRA. AMC II.

Descripción del usode la tierra

Detalles dela descripción

Tratamientoo uso

Condiciónhidrológica

Grupo hidrológico de suelo

A B C D

Tierra cultivada

baldío filas rectas no aplicable 77 86 91 94

general sin tratamientosde conservación no disponible 72 81 88 91

cultivos en filas

filas rectaspobre 72 81 88 91bueno 67 78 85 89

en contornopobre 70 79 84 88bueno 65 75 82 86

en contorno y terrazapobre 66 74 80 82bueno 62 71 78 81

general con tratamientosde conservación no disponible 62 71 78 81

granos pequeños

filas rectaspobre 65 76 84 88bueno 63 75 83 87



grano cerrado filas rectas pobre 66 77 85 89

grano cerrado: legumbres o pradera de rotación

filas rectas bueno 58 72 81 85



Pastizales o campode animales

pobre 68 79 86 89

aceptable 49 69 79 84bueno 39 61 74 80

en contornopobre 47 67 81 88

aceptable 25 59 75 83bueno 6 35 70 79

Vegas de ríosy praderas bueno 30 58 71 78

Bosques

troncos delgados,cubierta pobre,

sin hierbaspobre 45 66 77 83

aceptable 36 60 73 79

bueno 25 55 70 77Haciendas

no disponible

59 74 82 86

Calles y carreteras

pavimentados concunetas y

alcantarillados195 95 95 95

superficie dura 74 84 90 92grava 76 85 89 91tierra 72 82 87 89



Áreas abiertas

césped, parques,campos de golf,cementerios, etc.

bueno (cubiertode pasto 75%+) 39 61 74 80

aceptable (cubiertode pasto 50% - 75%) 49 69 79 84

Áreas comercialesde negocios 85% impermeables

no disponible

89 92 94 95

Distritos industriales 72% impermeables 81 88 91 93

Residencial

1/8 acre o menos 65% impermeable 77 85 90 921/4 acre 38% impermeable 61 75 83 871/3 acre 30% impermeable 57 72 81 861/2 acre 25% impermeable 54 70 80 851 acre 65% impermeable 51 68 79 84

Parqueadores pavimentados,techos, accesos, etc.

95 95 95 95



CUADRO Nº 26 CALCULO DE LA PRECIPITACION EFECTIVA Tr = 50 AÑOS

Δt i (mm/hr) P(mm) P acum (mm)Abs acumulada

Pe acum (mm) Pe (mm) Ie (mm/hr)Ia Fa

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000680 4.58 50.98 50.98 21.771 23.029 6.179 6.179 0.555 15.29 1.27 52.24 21.771 23.808 6.665 0.486 5.835 16.72 1.39 53.63 21.771 24.646 7.213 0.548 6.585 18.55 1.54 55.17 21.771 25.557 7.841 0.628 7.545 21.01 1.75 56.92 21.771 26.568 8.578 0.737 8.845 24.57 2.05 58.97 21.771 27.722 9.472 0.894 10.735 34.63 2.90 61.86 21.771 29.300 10.791 1.319 15.835 51.71 4.32 66.18 21.771 31.543 12.869 2.078 24.935 140.00 10.91 77.09 21.771 36.680 18.641 5.772 69.265 72.89 6.03 83.12 21.771 39.237 22.113 3.472 41.675 41.09 3.44 86.56 21.771 40.616 24.174 2.061 24.735 30.23 2.53 89.09 21.771 41.594 25.721 1.548 18.575 27.03 2.26 91.34 21.771 42.445 27.127 1.405 16.865 22.61 1.88 93.23 21.771 43.138 28.316 1.189 14.275 19.68 1.64 94.86 21.771 43.729 29.361 1.045 12.545 17.57 1.46 96.32 21.771 44.246 30.300 0.940 11.285 15.96 1.32 97.64 21.771 44.709 31.160 0.860 10.32

680 4.58 50.98 148.62 21.771 58.583 68.265 37.105 3.27

GRAFICO N°04



CUADRO Nº 27CALCULO DE LA PRECIPITACION EFECTIVA Tr = 100 AÑOS

Δt i (mm/hr) P(mm) P acum (mm)Abs acumulada

Pe acum (mm) Pe (mm) Ie (mm/hr)Ia Fa

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000680 4.91 55.68 55.68 21.771 25.856 8.055 8.055 0.715 16.12 1.34 57.03 21.771 26.630 8.624 0.570 6.845 17.58 1.47 58.49 21.771 27.457 9.262 0.638 7.655 19.45 1.62 60.11 21.771 28.354 9.986 0.725 8.705 21.96 1.83 61.94 21.771 29.343 10.828 0.842 10.105 25.56 2.13 64.07 21.771 30.463 11.838 1.010 12.125 35.70 2.98 67.05 21.771 31.976 13.300 1.462 17.545 53.05 4.42 71.47 21.771 34.120 15.577 2.277 27.335 163.00 13.58 85.05 21.771 40.018 23.263 7.686 92.235 75.53 6.294 91.35 21.771 42.446 27.129 3.866 46.395 42.22 3.519 94.86 21.771 43.730 29.363 2.234 26.815 31.28 2.61 97.47 21.771 44.650 31.050 1.687 20.245 28.04 2.34 99.81 21.771 45.453 32.584 1.534 18.415 23.58 1.97 101.77 21.771 46.113 33.889 1.306 15.675 20.61 1.72 103.49 21.771 46.678 35.041 1.152 13.825 18.46 1.54 105.03 21.771 47.176 36.081 1.040 12.485 16.81 1.40 106.43 21.771 47.622 37.036 0.954 11.45

680 4.91 55.68 162.11 21.771 61.305 79.035 41.999 3.71

GRAFICO N°05

7.13 Tránsito de Avenida y Caudal Máximo de Avenida


HIETOGRAMA DE PRECIPITACIONES EFECTIVAS

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

680 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 680

DURACION (min.)

Ie (

mm

/h)

Serie1


El hidrograma unitario, puede ser considerado como un impulso unitario en un sistema lineal. Por esta razón, es aplicable el principio de superposición; 2,00cm de escorrentía producirán un hidrograma con todas las ordenadas dos veces más grandes, que aquellas del hidrograma unitario, o sea, la suma de dos hidrogramas unitarios. Matemáticamente, el hidrograma unitario es la función kernel U= (t - T) que aparece en

q(t)= i(t)U(t – T) dt

donde q(t) es el hidrograma de salida, e i(t) es el hietograma de entrada. La convulsión del hidrograma unitario y, el exceso de precipitación originan la escorrentía directa del hidrograma de una tormenta.

Aplicando los valores de los cuadros N° 26 y N°27, como impulsos en intervalos de tiempos y las funciones de transformación de los hidrogramas unitarios, se obtienen como respuesta los hidrogramas resultantes que se muestran en los cuadros N° 28 al N° 49 y gráficos del N° 06 al N° 27.

En los cuadros N° 50 y 51 se entrega el resumen de los gastos de avenida obtenidos por el método del hidrogama triangular para las tres sub cuencas y ocho microcuencas en estudio:



CUADRO N° 28QUEBRADA NOGAL (QUEBRADA DE AGUA)

HIDROGRAMA TRIANGULAR RESULTANTE TR=50min. Hidrograma

UnitarioPe

0.486 0.548 0.628 0.737 0.894 1.319 2.078 5.772 3.472 2.061 1.548 1.405 1.189 1.045 0.940 0.860 mm Q (m3/s)INTERVALO 0.049 0.055 0.063 0.074 0.089 0.132 0.208 0.577 0.347 0.206 0.155 0.141 0.119 0.104 0.094 0.086 cm

0 0 00 5 20.69 1.006 15 10 41.38 2.011 1.134 310 15 62.06 3.017 2.268 1.300 715 20 82.75 4.023 3.402 2.599 1.524 1220 25 90.46 4.398 4.536 3.899 3.048 1.850 1825 30 78.05 3.794 4.958 5.199 4.573 3.699 2.729 2530 35 65.64 3.191 4.278 5.683 6.097 5.549 5.458 4.299 3535 40 53.23 2.587 3.598 4.903 6.665 7.398 8.187 8.597 11.940 5440 45 40.81 1.984 2.917 4.124 5.750 8.088 10.915 12.896 23.881 7.183 7845 50 28.40 1.381 2.237 3.344 4.836 6.978 11.933 17.195 35.821 14.367 4.263 10250 55 15.99 0.777 1.557 2.564 3.921 5.868 10.295 18.797 47.762 21.550 8.526 3.202 12555 60 3.57 0.174 0.876 1.784 3.007 4.758 8.658 16.218 52.213 28.733 12.789 6.405 2.907 13960 65 0.196 1.004 2.092 3.649 7.021 13.639 45.049 31.411 17.052 9.607 5.815 2.460 13965 70 0.225 1.178 2.539 5.384 11.060 37.885 27.101 18.642 12.809 8.722 4.920 2.161 13370 75 0.263 1.429 3.746 8.480 30.720 22.791 16.084 14.003 11.629 7.381 4.322 1.944 12375 80 0.320 2.109 5.901 23.556 18.481 13.526 12.082 12.713 9.841 6.483 3.889 1.779 11180 85 0.472 3.322 16.392 14.171 10.968 10.160 10.969 10.758 8.644 5.833 3.557 9585 90 0.743 9.228 9.861 8.410 8.239 9.224 9.282 9.450 7.777 5.336 7890 95 2.063 5.551 5.852 6.318 7.480 7.806 8.153 8.502 7.115 5995 100 1.241 3.295 4.396 5.735 6.330 6.857 7.335 7.778 43

100 105 0.737 2.475 3.991 4.854 5.560 6.169 6.711 30105 110 0.553 2.247 3.377 4.263 5.002 5.643 21110 115 0.502 1.901 2.967 3.836 4.576 14115 120 0.425 1.670 2.669 3.509 8120 125 0.373 1.503 2.442 4125 130 0.336 1.375 2130 135 0.307 0

GRAFICO N° 06



CUADRO N° 29QUEBRADA HORCONES N° 1

HIDROGRAMA TRIANGULAR RESULTANTE TR=50

min.Hidrograma Unitario

Pe

0.486 0.548 0.628 0.737 0.894 1.319 2.078 5.772 3.472 2.061 1.548 1.405 1.189 1.045 0.940 0.860mm

Q (m3/s)INTERVAL

O 0.049 0.055 0.063 0.074 0.089 0.132 0.208 0.577 0.347 0.206 0.155 0.141 0.119 0.104 0.094 0.086 cm0 0 0.00 5 8.149 0.396 0.45 10 8.610 0.419 0.447 0.9

10 15 3.729 0.181 0.472 0.512 1.215 20 0.000 0.204 0.541 0.600 1.320 25 0.000 0.000 0.234 0.634 0.729 1.625 30 0.000 0.000 0.275 0.770 1.075 2.130 35 0.000 0.000 0.333 1.136 1.693 3.235 40 0.000 0.000 0.492 1.789 4.703 7.040 45 0.000 0.000 0.775 4.970 2.830 8.645 50 0.000 0.000 2.152 2.990 1.679 6.850 55 0.000 0.000 1.295 1.774 1.261 4.355 60 0.000 0.000 0.768 1.333 1.145 3.260 65 0.000 0.000 0.577 1.210 0.969 2.865 70 0.000 0.000 0.524 1.024 0.851 2.470 75 0.000 0.000 0.443 0.899 0.766 2.175 80 0.000 0.000 0.390 0.809 0.701 1.980 85 0.000 0.000 0.350 0.740 1.185 90 0.000 0.000 0.321 0.390 95 0.000 0.000 0.095 100 0.000 0.0



GRAFICO N° 07






Pe

0.486 0.548 0.628 0.737 0.894 1.319 2.078 5.772 3.472 2.061 1.548 1.405 1.189 1.045 0.940 0.860mm

Q (m3/s)INTERVAL

O 0.049 0.055 0.063 0.074 0.089 0.132 0.208 0.577 0.347 0.206 0.155 0.141 0.119 0.104 0.094 0.086 cm0 0 0.00 5 10.672 0.519 0.55 10 13.121 0.638 0.585 1.2

10 15 6.733 0.327 0.719 0.670 1.715 20 0.345 0.017 0.369 0.824 0.786 2.020 25 0.000 0.019 0.423 0.967 0.954 2.425 30 0.000 0.022 0.496 1.173 1.408 3.130 35 0.000 0.025 0.602 1.731 2.217 4.635 40 0.000 0.031 0.888 2.726 6.160 9.840 45 0.000 0.046 1.399 7.573 3.706 12.745 50 0.000 0.072 3.886 4.556 2.199 10.750 55 0.000 0.199 2.338 2.704 1.652 6.955 60 0.000 0.120 1.387 2.031 1.500 5.060 65 0.000 0.071 1.042 1.844 1.269 4.265 70 0.000 0.053 0.946 1.560 1.115 3.770 75 0.000 0.048 0.801 1.371 1.003 3.275 80 0.000 0.041 0.703 1.233 0.918 2.980 85 0.000 0.036 0.633 1.128 1.885 90 0.000 0.032 0.579 0.690 95 0.000 0.030 0.095 100 0.000 0.0



GRAFICO N° 08






Pe

0.486 0.548 0.628 0.737 0.894 1.319 2.078 5.772 3.472 2.061 1.548 1.405 1.189 1.045 0.940 0.860mm

Q (m3/s)INTERVAL

O 0.049 0.055 0.063 0.074 0.089 0.132 0.208 0.577 0.347 0.206 0.155 0.141 0.119 0.104 0.094 0.086 cm0 0 0.00 5 11.331 0.551 0.65 10 16.648 0.809 0.621 1.4

10 15 9.864 0.480 0.912 0.712 2.115 20 3.080 0.150 0.541 1.046 0.835 2.620 25 0.000 0.169 0.620 1.227 1.013 3.025 30 0.000 0.193 0.727 1.488 1.495 3.930 35 0.000 0.227 0.882 2.196 2.354 5.735 40 0.000 0.275 1.301 3.459 6.540 11.640 45 0.000 0.406 2.050 9.609 3.934 16.045 50 0.000 0.640 5.693 5.781 2.335 14.450 55 0.000 1.778 3.425 3.431 1.754 10.455 60 0.000 1.069 2.033 2.577 1.592 7.360 65 0.000 0.635 1.527 2.340 1.347 5.865 70 0.000 0.477 1.386 1.980 1.184 5.070 75 0.000 0.433 1.173 1.739 1.065 4.475 80 0.000 0.366 1.030 1.565 0.974 3.980 85 0.000 0.322 0.927 1.431 2.785 90 0.000 0.289 0.848 1.190 95 0.000 0.265 0.395 100 0.000 0.0



GRAFICO N° 09



CUADRO N° 32QUEBRADA TAILIN (QUEBRADA SAN FRANCISCO)



Pe

0.486 0.548 0.628 0.737 0.894 1.319 2.078 5.772 3.472 2.061 1.548 1.405 1.189 1.045 0.940 0.860mm

Q (m3/s)INTERVAL

O 0.049 0.055 0.063 0.074 0.089 0.132 0.208 0.577 0.347 0.206 0.155 0.141 0.119 0.104 0.094 0.086 cm0 0 - 00 5 26.061 1.267 15 10 52.121 2.534 1.428 410 15 78.182 3.801 2.857 1.637 815 20 97.258 4.728 4.285 3.274 1.920 1420 25 81.622 3.968 5.331 4.912 3.840 2.330 2025 30 65.985 3.208 4.474 6.110 5.760 4.660 3.438 2830 35 50.349 2.448 3.617 5.128 7.166 6.989 6.875 5.415 3835 40 34.713 1.687 2.760 4.145 6.014 8.695 10.313 10.830 15.041 5940 45 19.076 0.927 1.903 3.163 4.862 7.297 12.829 16.245 30.083 9.049 8645 50 3.440 0.167 1.046 2.181 3.709 5.899 10.766 20.209 45.124 18.098 5.370 11350 55 0.189 1.198 2.557 4.501 8.704 16.960 56.135 27.147 10.740 4.034 13255 60 0.216 1.405 3.103 6.641 13.711 47.110 33.770 16.111 8.068 3.662 13460 65 0.253 1.705 4.579 10.462 38.085 28.341 20.042 12.102 7.325 3.099 12665 70 0.308 2.516 7.213 29.060 22.912 16.819 15.055 10.987 6.198 2.722 11470 75 0.454 3.964 20.035 17.482 13.597 12.634 13.668 9.297 5.445 2.449 9975 80 0.715 11.010 12.053 10.375 10.214 11.470 11.566 8.167 4.898 2.241 8380 85 1.985 6.624 7.153 7.794 9.273 9.707 10.159 7.348 4.481 6585 90 1.194 3.931 5.373 7.076 7.847 8.526 9.141 6.722 5090 95 0.709 2.953 4.878 5.988 6.893 7.671 8.362 3795 100 0.532 2.681 4.128 5.259 6.201 7.018 26

100 105 0.483 2.269 3.626 4.732 5.673 17105 110 0.409 1.993 3.262 4.329 10110 115 0.359 1.793 2.985 5115 120 0.323 1.640 2120 125 0.296 0



GRAFICO N° 10



CUADRO N° 33QUEBRADA SAN FRANCISCO N° 01


min.Hidrograma

Unitario

Pe

0.486 0.548 0.628 0.737 0.894 1.319 2.078 5.772 3.472 2.061 1.548 1.405 1.189 1.045 0.940 0.860mm

Q (m3/s)INTERVAL

O 0.049 0.055 0.063 0.074 0.089 0.132 0.208 0.577 0.347 0.206 0.155 0.141 0.119 0.104 0.094 0.086 cm0 0 0.00 5 8.149 0.396 0.45 10 7.946 0.386 0.447 0.810 15 3.065 0.149 0.436 0.512 1.115 20 0.000 0.168 0.499 0.600 1.320 25 0.000 0.000 0.193 0.585 0.729 1.525 30 0.000 0.000 0.226 0.710 1.075 2.030 35 0.000 0.000 0.274 1.048 1.693 3.035 40 0.000 0.000 0.404 1.651 4.703 6.840 45 0.000 0.000 0.637 4.586 2.830 8.145 50 0.000 0.000 1.769 2.759 1.679 6.250 55 0.000 0.000 1.064 1.637 1.261 4.055 60 0.000 0.000 0.632 1.230 1.145 3.060 65 0.000 0.000 0.474 1.117 0.969 2.665 70 0.000 0.000 0.431 0.945 0.851 2.270 75 0.000 0.000 0.365 0.830 0.766 2.075 80 0.000 0.000 0.320 0.747 0.701 1.880 85 0.000 0.000 0.288 0.683 1.085 90 0.000 0.000 0.264 0.390 95 0.000 0.000 0.095 100 0.000 0.0



GRAFICO N° 11






Pe

0.486 0.548 0.628 0.737 0.894 1.319 2.078 5.772 3.472 2.061 1.548 1.405 1.189 1.045 0.940 0.860mm Q

(m3/s)INTERVALO 0.049 0.055 0.063 0.074 0.089 0.132 0.208 0.577 0.347 0.206 0.155 0.141 0.119 0.104 0.094 0.086 cm

0 0 0.00 5 4.765 0.232 0.25 10 0.706 0.034 0.261 0.310 15 0.000 0.000 0.039 0.299 0.315 20 0.000 0.000 0.044 0.351 0.420 25 0.000 0.000 0.000 0.052 0.426 0.525 30 0.000 0.000 0.000 0.063 0.629 0.730 35 0.000 0.000 0.000 0.093 0.990 1.135 40 0.000 0.000 0.000 0.147 2.750 2.940 45 0.000 0.000 0.000 0.408 1.655 2.145 50 0.000 0.000 0.000 0.245 0.982 1.250 55 0.000 0.000 0.000 0.146 0.738 0.955 60 0.000 0.000 0.000 0.109 0.670 0.860 65 0.000 0.000 0.000 0.099 0.567 0.765 70 0.000 0.000 0.000 0.084 0.498 0.670 75 0.000 0.000 0.000 0.074 0.448 0.575 80 0.000 0.000 0.000 0.066 0.410 0.580 85 0.000 0.000 0.000 0.061 0.185 90 0.000 0.000 0.000 0.090 95 0.000 0.000 0.095 100 0.000 0.0



GRAFICO N° 12



CUADRO N° 35QUEBRADA PUEBLO NUEVO N° 01



Pe

0.486 0.548 0.628 0.737 0.894 1.319 2.078 5.772 3.472 2.061 1.548 1.405 1.189 1.045 0.940 0.860mm Q

(m3/s)INTERVALO 0.049 0.055 0.063 0.074 0.089 0.132 0.208 0.577 0.347 0.206 0.155 0.141 0.119 0.104 0.094 0.086 cm

0 0 0.00 5 7.523 0.366 0.45 10 14.349 0.698 0.412 1.110 15 9.842 0.478 0.786 0.473 1.715 20 5.336 0.259 0.539 0.901 0.554 2.320 25 0.829 0.040 0.292 0.618 1.057 0.673 2.725 30 0.045 0.335 0.725 1.283 0.992 3.430 35 0.052 0.393 0.880 1.893 1.563 4.835 40 0.061 0.477 1.298 2.981 4.342 9.240 45 0.074 0.704 2.045 8.282 2.612 13.745 50 0.109 1.109 5.681 4.982 1.550 13.450 55 0.172 3.080 3.417 2.957 1.165 10.855 60 0.479 1.853 2.028 2.221 1.057 7.660 65 0.288 1.099 1.523 2.016 0.895 5.865 70 0.171 0.826 1.383 1.706 0.786 4.970 75 0.128 0.750 1.170 1.499 0.707 4.375 80 0.117 0.635 1.028 1.349 0.647 3.880 85 0.099 0.557 0.925 1.234 2.885 90 0.087 0.501 0.846 1.490 95 0.078 0.459 0.595 100 0.071 0.1



GRAFICO N° 13






Pe

0.486 0.548 0.628 0.737 0.894 1.319 2.078 5.772 3.472 2.061 1.548 1.405 1.189 1.045 0.940 0.860mm

Q (m3/s)INTERVAL

O 0.049 0.055 0.063 0.074 0.089 0.132 0.208 0.577 0.347 0.206 0.155 0.141 0.119 0.104 0.094 0.086 cm0 0 0.00 5 8.824 0.429 0.45 10 15.813 0.769 0.484 1.310 15 10.528 0.512 0.867 0.554 1.915 20 5.243 0.255 0.577 0.993 0.650 2.520 25 0.000 0.287 0.661 1.165 0.789 2.925 30 0.000 0.329 0.776 1.414 1.164 3.730 35 0.000 0.386 0.941 2.086 1.833 5.235 40 0.000 0.469 1.389 3.286 5.093 10.240 45 0.000 0.692 2.188 9.127 3.064 15.145 50 0.000 1.089 6.076 5.491 1.818 14.550 55 0.000 3.026 3.656 3.259 1.366 11.355 60 0.000 1.820 2.169 2.448 1.240 7.760 65 0.000 1.080 1.630 2.222 1.049 6.065 70 0.000 0.812 1.479 1.880 0.922 5.170 75 0.000 0.737 1.252 1.652 0.829 4.575 80 0.000 0.623 1.100 1.486 0.759 4.080 85 0.000 0.548 0.989 1.360 2.985 90 0.000 0.493 0.905 1.490 95 0.000 0.451 0.595 100 0.000 0.0



GRAFICO N° 14



CUADRO N° 37QUEBRADA SAN ANTONIO



Pe

0.486 0.548 0.628 0.737 0.894 1.319 2.078 5.772 3.472 2.061 1.548 1.405 1.189 1.045 0.940 0.860mm

Q (m3/s)INTERVAL

O 0.049 0.055 0.063 0.074 0.089 0.132 0.208 0.577 0.347 0.206 0.155 0.141 0.119 0.104 0.094 0.086 cm0 0 0.00 5 11.503 0.559 0.65 10 7.515 0.365 0.630 1.010 15 0.620 0.030 0.412 0.723 1.215 20 0.000 0.034 0.472 0.847 1.420 25 0.000 0.000 0.039 0.554 1.028 1.625 30 0.000 0.000 0.046 0.672 1.517 2.230 35 0.000 0.000 0.055 0.991 2.390 3.435 40 0.000 0.000 0.082 1.562 6.639 8.340 45 0.000 0.000 0.129 4.337 3.994 8.545 50 0.000 0.000 0.358 2.609 2.370 5.350 55 0.000 0.000 0.215 1.549 1.781 3.555 60 0.000 0.000 0.128 1.163 1.616 2.960 65 0.000 0.000 0.096 1.056 1.368 2.565 70 0.000 0.000 0.087 0.894 1.202 2.270 75 0.000 0.000 0.074 0.785 1.081 1.975 80 0.000 0.000 0.065 0.706 0.989 1.880 85 0.000 0.000 0.058 0.646 0.785 90 0.000 0.000 0.053 0.190 95 0.000 0.000 0.095 100 0.000 0.0



GRAFICO N° 15



CUADRO N° 38QUEBRADA CUÑALA


min.Hidrograma

Unitario

Pe

0.486 0.548 0.628 0.737 0.894 1.319 2.078 5.772 3.472 2.061 1.548 1.405 1.189 1.045 0.940 0.860mm

Q (m3/s)INTERVAL

O 0.049 0.055 0.063 0.074 0.089 0.132 0.208 0.577 0.347 0.206 0.155 0.141 0.119 0.104 0.094 0.086 cm0 0 00 5 20.271 0.985 15 10 40.542 1.971 1.111 3

10 15 35.934 1.747 2.222 1.273 515 20 23.811 1.157 1.970 2.547 1.493 720 25 11.687 0.568 1.305 2.257 2.987 1.812 925 30 0.641 1.496 2.647 3.624 2.674 1130 35 0.734 1.754 3.213 5.348 4.212 1535 40 0.861 2.129 4.740 8.424 11.700 2840 45 1.045 3.141 7.467 23.400 7.039 4245 50 1.542 4.948 20.740 14.077 4.177 4550 55 2.428 13.743 12.477 8.354 3.138 4055 60 6.745 8.268 7.405 6.276 2.849 3260 65 4.058 4.907 5.562 5.697 2.411 2365 70 2.408 3.686 5.050 4.821 2.117 1870 75 1.809 3.346 4.273 4.235 1.905 1675 80 1.642 2.832 3.754 3.810 1.743 1480 85 1.390 2.487 3.377 3.486 1185 90 1.221 2.238 3.090 790 95 1.098 2.047 395 100 1.005 1



GRAFICO N° 16



CUADRO N°39QUEBRADA NOGAL (QUEBRADA DE AGUA)HIDROGRAMA TRIANGULAR RESULTANTE TR=100

min. Hidrograma Unitario

Pe0.570 0.638 0.725 0.842 1.010 1.462 2.277 7.686 3.866 2.234 1.687 1.534 1.306 1.152 1.040 0.954 mm Suma

INTERVALO 0.057 0.064 0.072 0.084 0.101 0.146 0.228 0.769 0.387 0.223 0.169 0.153 0.131 0.115 0.104 0.095 cm0 0 - 00 5 20.71 1.180 15 10 41.43 2.360 1.321 4

10 15 62.14 3.540 2.642 1.501 815 20 82.86 4.721 3.962 3.002 1.743 1320 25 90.39 5.150 5.283 4.503 3.487 2.091 2125 30 77.99 4.443 5.763 6.005 5.230 4.183 3.028 2930 35 65.59 3.737 4.973 6.550 6.974 6.274 6.057 4.717 3935 40 53.18 3.030 4.182 5.652 7.608 8.366 9.085 9.435 15.921 6340 45 40.78 2.323 3.391 4.753 6.564 9.126 12.113 14.152 31.842 8.008 9245 50 28.38 1.617 2.600 3.854 5.520 7.874 13.215 18.870 47.763 16.016 4.628 12250 55 15.98 0.910 1.809 2.955 4.476 6.622 11.401 20.586 63.685 24.024 9.257 3.494 14955 60 3.57 0.204 1.019 2.056 3.432 5.370 9.588 17.761 69.475 32.032 13.885 6.987 3.178 16560 65 0.228 1.158 2.388 4.117 7.775 14.936 59.942 34.945 18.514 10.481 6.356 2.704 16465 70 0.259 1.345 2.865 5.962 12.112 50.409 30.150 20.197 13.975 9.534 5.409 2.386 15570 75 0.301 1.613 4.149 9.287 40.877 25.355 17.426 15.246 12.712 8.113 4.773 2.155 14275 80 0.361 2.335 6.463 31.344 20.560 14.655 13.154 13.867 10.818 7.159 4.309 1.977 12780 85 0.522 3.638 21.811 15.765 11.883 11.062 11.965 11.801 9.545 6.464 3.954 10885 90 0.813 12.278 10.971 9.112 8.970 10.062 10.182 10.413 8.619 5.931 8790 95 2.745 6.176 6.341 6.878 8.159 8.563 8.984 9.403 7.908 6595 100 1.381 3.569 4.786 6.256 6.944 7.556 8.112 8.627 47

100 105 0.798 2.694 4.354 5.324 6.127 6.822 7.443 34105 110 0.602 2.451 3.705 4.698 5.532 6.259 23110 115 0.548 2.086 3.269 4.242 5.076 15115 120 0.466 1.840 2.952 3.892 9120 125 0.411 1.662 2.708 5125 130 0.372 1.525 2130 135 0.341 0

GRAFICO N° 17



CUADRO N° 40QUEBRADA CASA BLANCA



Pe

0.570 0.638 0.725 0.842 1.010 1.462 2.277 7.686 3.866 2.234 1.687 1.534 1.306 1.152 1.040 0.954mm

Q (m3/s)INTERVAL

O 0.057 0.064 0.072 0.084 0.101 0.146 0.228 0.769 0.387 0.223 0.169 0.153 0.131 0.115 0.104 0.095 cm0 0 0.00 5 8.149 0.464 0.55 10 8.610 0.491 0.520 1.0

10 15 3.729 0.212 0.549 0.591 1.415 20 0.238 0.624 0.686 1.520 25 0.270 0.725 0.823 1.825 30 0.314 0.869 1.191 2.430 35 0.377 1.259 1.856 3.535 40 0.545 1.961 6.263 8.840 45 0.849 6.618 3.150 10.645 50 2.866 3.329 1.821 8.050 55 1.442 1.924 1.374 4.755 60 0.833 1.452 1.250 3.560 65 0.629 1.321 1.064 3.065 70 0.572 1.124 0.939 2.670 75 0.487 0.992 0.848 2.375 80 0.430 0.896 0.778 2.180 85 0.388 0.822 1.285 90 0.356 0.490 95 0.095 100 0.0



GRAFICO N° 18






Pe

0.570 0.638 0.725 0.842 1.010 1.462 2.277 7.686 3.866 2.234 1.687 1.534 1.306 1.152 1.040 0.954mm

Q (m3/s)INTERVAL

O 0.057 0.064 0.072 0.084 0.101 0.146 0.228 0.769 0.387 0.223 0.169 0.153 0.131 0.115 0.104 0.095 cm0 0 0.00 5 10.672 0.608 0.65 10 13.121 0.748 0.680 1.4

10 15 6.733 0.384 0.837 0.773 2.015 20 0.345 0.020 0.429 0.951 0.898 2.320 25 0.000 0.022 0.488 1.104 1.077 2.725 30 0.000 0.025 0.567 1.325 1.560 3.530 35 0.000 0.029 0.680 1.918 2.430 5.135 40 0.000 0.035 0.984 2.988 8.202 12.240 45 0.000 0.050 1.533 10.085 4.126 15.845 50 0.000 0.079 5.175 5.072 2.384 12.750 55 0.000 0.265 2.603 2.932 1.800 7.655 60 0.000 0.133 1.504 2.213 1.637 5.560 65 0.000 0.077 1.136 2.013 1.393 4.665 70 0.000 0.058 1.033 1.713 1.229 4.070 75 0.000 0.053 0.879 1.512 1.110 3.675 80 0.000 0.045 0.776 1.365 1.018 3.280 85 0.000 0.040 0.700 1.252 2.085 90 0.000 0.036 0.643 0.790 95 0.000 0.033 0.095 100 0.000 0.0



GRAFICO N° 19






Pe

0.570 0.638 0.725 0.842 1.010 1.462 2.277 7.686 3.866 2.234 1.687 1.534 1.306 1.152 1.040 0.954mm

Q (m3/s)INTERVAL

O 0.057 0.064 0.072 0.084 0.101 0.146 0.228 0.769 0.387 0.223 0.169 0.153 0.131 0.115 0.104 0.095 cm0 0 0.00 5 11.331 0.646 0.65 10 16.648 0.948 0.722 1.710 15 9.864 0.562 1.061 0.821 2.415 20 3.080 0.175 0.629 1.206 0.954 3.020 25 0.000 0.196 0.715 1.401 1.144 3.525 30 0.000 0.223 0.830 1.681 1.656 4.430 35 0.000 0.259 0.996 2.434 2.580 6.335 40 0.000 0.311 1.442 3.791 8.709 14.340 45 0.000 0.450 2.246 12.795 4.380 19.945 50 0.000 0.701 7.581 6.436 2.532 17.350 55 0.000 2.367 3.813 3.720 1.911 11.855 60 0.000 1.191 2.204 2.808 1.738 7.960 65 0.000 0.688 1.664 2.554 1.479 6.465 70 0.000 0.519 1.513 2.173 1.305 5.570 75 0.000 0.472 1.288 1.918 1.179 4.975 80 0.000 0.402 1.136 1.732 1.081 4.480 85 0.000 0.355 1.026 1.589 3.085 90 0.000 0.320 0.941 1.390 95 0.000 0.294 0.395 100 0.000 0.0



GRAFICO N° 20



CUADRO N° 43QUEBRADA TAILIN (QUEBRADA SAN FRANCISCO)



Pe

0.570 0.638 0.725 0.842 1.010 1.462 2.277 7.686 3.866 2.234 1.687 1.534 1.306 1.152 1.040 0.954mm

Q (m3/s)INTERVAL

O 0.057 0.064 0.072 0.084 0.101 0.146 0.228 0.769 0.387 0.223 0.169 0.153 0.131 0.115 0.104 0.095 cm0 0 - 00 5 26.061 1.485 15 10 52.121 2.969 1.662 510 15 78.182 4.454 3.323 1.889 1015 20 97.258 5.541 4.985 3.777 2.193 1620 25 81.622 4.650 6.201 5.666 4.387 2.631 2425 30 65.985 3.759 5.204 7.048 6.580 5.262 3.810 3230 35 50.349 2.868 4.207 5.915 8.186 7.893 7.620 5.935 4335 40 34.713 1.978 3.210 4.782 6.870 9.819 11.429 11.870 20.030 7040 45 19.076 1.087 2.213 3.649 5.554 8.241 14.218 17.805 40.060 10.075 10345 50 3.440 0.196 1.216 2.516 4.238 6.662 11.932 22.149 60.089 20.149 5.823 13550 55 0.219 1.382 2.922 5.083 9.646 18.588 74.751 30.224 11.646 4.395 15955 60 0.249 1.606 3.505 7.361 15.027 62.733 37.598 17.469 8.791 3.998 15860 65 0.290 1.926 5.075 11.466 50.715 31.554 21.731 13.186 7.996 3.402 14765 70 0.347 2.789 7.905 38.698 25.509 18.237 16.403 11.994 6.805 3.002 13270 75 0.503 4.344 26.680 19.464 14.744 13.766 14.921 10.207 6.004 2.711 11375 80 0.783 14.662 13.419 11.250 11.129 12.522 12.698 9.006 5.422 2.487 9380 85 2.644 7.375 7.756 8.492 10.123 10.656 11.204 8.132 4.974 7185 90 1.330 4.262 5.855 7.724 8.615 9.403 10.117 7.461 5590 95 0.769 3.217 5.325 6.573 7.601 8.490 9.282 4195 100 0.580 2.927 4.532 5.800 6.864 7.790 28

100 105 0.528 2.491 3.999 5.237 6.297 19105 110 0.449 2.198 3.611 4.805 11110 115 0.396 1.984 3.313 6115 120 0.358 1.821 2120 125 0.328 0



GRAFICO N° 21






Pe

0.570 0.638 0.725 0.842 1.010 1.462 2.277 7.686 3.866 2.234 1.687 1.534 1.306 1.152 1.040 0.954mm

Q (m3/s)INTERVAL

O 0.057 0.064 0.072 0.084 0.101 0.146 0.228 0.769 0.387 0.223 0.169 0.153 0.131 0.115 0.104 0.095 cm0 0 0.00 5 8.149 0.464 0.55 10 7.946 0.453 0.520 1.0

10 15 3.065 0.175 0.507 0.591 1.315 20 0.000 0.195 0.576 0.686 1.520 25 0.000 0.222 0.669 0.823 1.725 30 0.000 0.258 0.802 1.191 2.330 35 0.000 0.309 1.162 1.856 3.335 40 0.000 0.448 1.810 6.263 8.540 45 0.000 0.698 6.107 3.150 10.045 50 0.000 2.356 3.072 1.821 7.250 55 0.000 1.185 1.775 1.374 4.355 60 0.000 0.685 1.340 1.250 3.360 65 0.000 0.517 1.219 1.064 2.865 70 0.000 0.470 1.037 0.939 2.470 75 0.000 0.400 0.915 0.848 2.275 80 0.000 0.353 0.827 0.778 2.080 85 0.000 0.319 0.758 1.185 90 0.000 0.293 0.390 95 0.000 0.095 100 0.0



GRAFICO N° 22






Pe

0.570 0.638 0.725 0.842 1.010 1.462 2.277 7.686 3.866 2.234 1.687 1.534 1.306 1.152 1.040 0.954mm

Q (m3/s)INTERVAL

O 0.057 0.064 0.072 0.084 0.101 0.146 0.228 0.769 0.387 0.223 0.169 0.153 0.131 0.115 0.104 0.095 cm0 0 0.00 5 4.765 0.271 0.35 10 0.706 0.040 0.304 0.310 15 0.000 0.000 0.045 0.345 0.415 20 0.000 0.051 0.401 0.520 25 0.000 0.059 0.481 0.525 30 0.000 0.071 0.697 0.830 35 0.000 0.103 1.085 1.235 40 0.000 0.161 3.662 3.840 45 0.000 0.543 1.842 2.445 50 0.000 0.273 1.065 1.350 55 0.000 0.158 0.804 1.055 60 0.000 0.119 0.731 0.960 65 0.000 0.108 0.622 0.765 70 0.000 0.092 0.549 0.670 75 0.000 0.081 0.496 0.675 80 0.000 0.073 0.455 0.580 85 0.000 0.067 0.185 90 0.000 0.0



GRAFICO N° 23






Pe

0.570 0.638 0.725 0.842 1.010 1.462 2.277 7.686 3.866 2.234 1.687 1.534 1.306 1.152 1.040 0.954mm

Q (m3/s)INTERVAL

O 0.057 0.064 0.072 0.084 0.101 0.146 0.228 0.769 0.387 0.223 0.169 0.153 0.131 0.115 0.104 0.095 cm0 0 - 0.00 5 7.523 0.429 0.45 10 14.349 0.817 0.480 1.3

10 15 9.842 0.561 0.915 0.545 2.015 20 5.336 0.304 0.628 1.040 0.633 2.620 25 0.829 0.047 0.340 0.713 1.208 0.760 3.125 30 0.053 0.387 0.828 1.449 1.100 3.830 35 0.060 0.449 0.994 2.098 1.713 5.335 40 0.070 0.539 1.439 3.268 5.782 11.140 45 0.084 0.780 2.241 11.028 2.908 17.045 50 0.121 1.215 7.565 5.547 1.681 16.150 55 0.189 4.101 3.805 3.206 1.269 12.655 60 0.637 2.063 2.199 2.420 1.154 8.560 65 0.321 1.192 1.660 2.201 0.982 6.465 70 0.185 0.900 1.510 1.873 0.867 5.370 75 0.140 0.819 1.285 1.653 0.783 4.775 80 0.127 0.697 1.134 1.493 0.718 4.280 85 0.108 0.615 1.024 1.369 3.185 90 0.096 0.555 0.939 1.690 95 0.086 0.509 0.695 100 0.079 0.1



GRAFICO N° 24






Pe

0.570 0.638 0.725 0.842 1.010 1.462 2.277 7.686 3.866 2.234 1.687 1.534 1.306 1.152 1.040 0.954mm

Q (m3/s)INTERVAL

O 0.057 0.064 0.072 0.084 0.101 0.146 0.228 0.769 0.387 0.223 0.169 0.153 0.131 0.115 0.104 0.095 cm0 0 - 0.00 5 8.824 0.503 0.55 10 15.813 0.901 0.563 1.510 15 10.528 0.600 1.008 0.639 2.215 20 5.243 0.299 0.671 1.146 0.743 2.920 25 0.000 0.334 0.763 1.331 0.891 3.325 30 0.000 0.380 0.886 1.597 1.290 4.230 35 0.000 0.441 1.063 2.312 2.009 5.835 40 0.000 0.529 1.539 3.601 6.782 12.540 45 0.000 0.766 2.398 12.154 3.411 18.745 50 0.000 1.194 8.092 6.113 1.971 17.450 55 0.000 4.030 4.070 3.533 1.488 13.155 60 0.000 2.027 2.352 2.667 1.354 8.460 65 0.000 1.171 1.776 2.426 1.152 6.565 70 0.000 0.884 1.615 2.064 1.016 5.670 75 0.000 0.804 1.374 1.822 0.918 4.975 80 0.000 0.684 1.213 1.645 0.842 4.480 85 0.000 0.604 1.095 1.509 3.285 90 0.000 0.545 1.005 1.690 95 0.000 0.500 0.595 100 0.000 0.0



GRAFICO N° 25



CUADRO N°48QUEBRADA SAN ANTONIO



Pe

0.570 0.638 0.725 0.842 1.010 1.462 2.277 7.686 3.866 2.234 1.687 1.534 1.306 1.152 1.040 0.954mm Q

(m3/s)INTERVALO 0.057 0.064 0.072 0.084 0.101 0.146 0.228 0.769 0.387 0.223 0.169 0.153 0.131 0.115 0.104 0.095 cm

0 0 0.00 5 11.503 0.655 0.75 10 7.515 0.428 0.733 1.210 15 0.620 0.035 0.479 0.834 1.315 20 0.040 0.545 0.968 1.620 25 0.045 0.632 1.161 1.825 30 0.052 0.759 1.682 2.530 35 0.063 1.099 2.620 3.835 40 0.091 1.711 8.841 10.640 45 0.141 5.776 4.447 10.445 50 0.477 2.905 2.570 6.050 55 0.240 1.679 1.940 3.955 60 0.139 1.267 1.765 3.260 65 0.105 1.153 1.502 2.865 70 0.095 0.981 1.325 2.470 75 0.081 0.866 1.196 2.175 80 0.071 0.782 1.098 2.080 85 0.065 0.717 0.885 90 0.059 0.190 95 0.095 100 0.0



GRAFICO N° 26



CUADRO N° 49QUEBRADA CUÑALA



Pe

0.570 0.638 0.725 0.842 1.010 1.462 2.277 7.686 3.866 2.234 1.687 1.534 1.306 1.152 1.040 0.954mm

Q (m3/s)INTERVAL

O 0.057 0.064 0.072 0.084 0.101 0.146 0.228 0.769 0.387 0.223 0.169 0.153 0.131 0.115 0.104 0.095 cm0 0 00 5 20.271 1.155 15 10 40.542 2.310 1.292 4

10 15 35.934 2.047 2.585 1.469 615 20 23.811 1.357 2.291 2.938 1.706 820 25 11.687 0.666 1.518 2.604 3.412 2.047 1025 30 0.745 1.725 3.024 4.093 2.963 1330 35 0.847 2.004 3.628 5.927 4.616 1735 40 0.984 2.404 5.253 9.233 15.580 3340 45 1.180 3.481 8.183 31.160 7.836 5245 50 1.709 5.422 27.618 15.673 4.529 5550 55 2.662 18.300 13.891 9.059 3.419 4755 60 8.983 9.205 8.029 6.838 3.110 3660 65 4.518 5.320 6.061 6.220 2.647 2565 70 2.611 4.016 5.513 5.293 2.335 2070 75 1.971 3.653 4.691 4.670 2.109 1775 80 1.793 3.109 4.140 4.217 1.935 1580 85 1.526 2.743 3.738 3.869 1285 90 1.346 2.477 3.429 790 95 1.216 2.272 395 100 1.115 1



GRAFICO N° 27



CUADRO N°50CAUDAL DE AVENIDA PARA T= 50 AÑOS

QUEBBRADA Tp(min)

Qp A Q(m3/s.cm) (Km2) m3/s


CUADRO N°51CAUDAL DE AVENIDA PARA T= 100 AÑOS

QUEBBRADA Tp(min)

Qp A Q(m3/s.cm) (Km2) m3/s




8.0 EVALUACIÓN DE LA ESTIMACIÓN DEL CAUDAL MÁXIMO

A este nivel del estudio se está en condiciones de concluir lo siguiente:

1.- Que el aporte de las escorrentías superficiales, a través el tramo carretero Puente Paraje – Montero, se da en once puntos de gran significancia:

En el caserío Quebrada de Agua, la Quebrada Nogal, tiene un área de aportación de 17.58 KM2;

En el sector del centro poblado Horcones, se presenta la primera escorrentía superficial, denominada Quebrada Casa Blanca, tiene un área de aportación de 0.65 KM2;

En el sector del centro poblado Horcones, se presenta la primera escorrentía superficial, denominada Quebrada Horcones N° 01, tiene un área de aportación de 0.99 KM2;

En el sector del centro poblado Horcones, se presenta la tercera escorrentía superficial, denominada Quebrada Horcones N° 02, tiene un área de aportación de 1.26 KM2;

En las inmediaciones del caserío San Francisco, la Quebrada Tailín atraviesa la carretera con un área de aportación, al punto de interés, de 15.30 KM2.

En la inmediaciones del caserío San Francisco, se encuentra otra escorrentía superficial que atraviesa la carretera, con un área de aportación, al punto de interés, de 0.77 KM2 y la denominamos Quebrada San Francisco N° 01.

En la inmediaciones del caserío San Francisco, se encuentra una tercera escorrentía superficial que la denominamos Quebrada San Francisco N° 02, con un área de aportación, al punto de interés, de 0.18 KM2.

En el caserío de Pueblo Nuevo, surca la carretera una quebrada que denominaremos Pueblo Nuevo N° 01 y, que tiene un área de aportación, al punto de interés, de 1.14 KM2.

Otra quebrada, en las cercanías de Pueblo Nuevo, cruza la carretera, la denominaremos Quebrada Pueblo Nuevo N° 02, tiene un área de aportación, al punto de interés, de 1.24 KM2.

En el caserío San Antonio, la quebrada del mismo nombre, tiene un área de aportación de 0.62 KM2.

A escasos metros de la localidad de Montero, capital del distrito del mismo nombre, surca la carretera la Quebrada Cuñala, que al punto de interés tiene un área 4.05 KM2

2. La caracterización hidrológica de los cursos de las quebradas y/o escorrentías superficiales, que se interceptan al trazo de la carretera Puente Paraje – Montero, corresponden a relieves terrestres accidentados y muy accidentados



(pendientes mayores de 10%); con suelos arcillosos bastante impermeables; con una gran cobertura vegetal, hasta el 90% de su superficie y gran capacidad de retención, así mismo, para guardar congruencia con ambos métodos de determinación de descargas máximas, indicamos que se tratan de suelos hidrológicos tipo C, donde el uso del suelo corresponde a Bosques de buena cubierta (CN =70), o lo que es lo mismo, para el método racional según Ven Te Chow, a áreas no desarrolladas donde el uso de la tierra corresponde a bosques con una pendiente mayor al 7%.

3. Los cauces de las quebradas, en la vía afirmada Puente Paraje – Montero, presentan las siguientes características:

Al punto de interés, la Quebrada Nogal, tiene una longitud del cauce principal de 7.75 KM, un desnivel de 1750 m y una pendiente de 22.6%.

Al punto de interés, la Quebrada Casa Blanca tiene una longitud del cauce principal de 1.39 KM, un desnivel de 510 m y una pendiente de 36.7%.

Al punto de interés, la Quebrada Horcones N° 01, tiene una longitud del cauce principal de 1.66 KM, un desnivel de 645 m y una pendiente de 38.9%.

Al punto de interés, la Quebrada Horcones N°02, tiene una longitud del cauce principal de 2.01 KM, un desnivel de 800 m y una pendiente de 39.9%.

Al punto de interés, la Quebrada Tailín, tiene una longitud del cauce principal de 6.24 KM, un desnivel de 1575 m y una pendiente de 25.20%.

Al punto de interés, la Quebrada San Francisco N° 01, tiene una longitud del cauce principal de 1.44 KM, un desnivel de 664 m y una pendiente de 46.0%.

Al punto de interés, la Quebrada San Francisco N° 02, tiene una longitud del cauce principal de 0.41 KM, un desnivel de 211 m y una pendiente de 51.5%.

Al punto de interés, la Quebrada Pueblo Nuevo N°01, tiene una longitud del cauce principal de 2.42 KM, un desnivel de 809 m y una pendiente de 33.5%.

Al punto de interés, la Quebrada Pueblo Nuevo N°02, tiene una longitud del cauce principal de 2.26 KM, un desnivel de 758 m y una pendiente de 33.5%.

Al punto de interés, la Quebrada San Antonio, tiene una longitud del cauce principal de 1.09 KM, un desnivel de 575 m y una pendiente de 52.7%.

Al punto de interés, la Quebrada Cuñala, tiene una longitud del cauce principal de 3.12 KM, un desnivel de 1075 m y una pendiente de 34.4%.



4. Los tiempos de concentración de cada una de las cuencas, hacia los puntos de interés son de:

34.15 minutos para la quebrada Nogal 7.55 minutos para la quebrada Casa Blanca. 8.46 minutos para la quebrada Horcones N° 01 9.70 minutos para la quebrada Horcones N° 02 27.69 minutos para la quebrada Tailín. 7.12 minutos para la quebrada San Francisco N° 01 2.58 minutos para la quebrada San Francisco N° 02 11.98 minutos para la quebrada Pueblo Nuevo N° 01 11.38 minutos para la quebrada Pueblo Nuevo N° 02 5.44 minutos para la quebrada San Antonio. 14.41minutos para la quebrada Cuñala.

5. Las intensidades de diseño para las frecuencia de recurrencia de TR=50 y TR=100, para determinación de la descarga máxima por el método racional son de:

54.56 y 62.11 mm/h respectivamente, para la sub cuenca de la quebrada Nogal.

110.17 y 136.25 mm/h respectivamente, para la microcuenca de la quebrada Casa Blanca

105.49 y 129.26 mm/h respectivamente para la microcuenca de la quebrada Horcones N° 01.

99.84 121.05 mm/h respectivamente para la microcuenca de la quebrada Horcones N° 02

60.94 y 69.84 mm/h respectivamente, para la sub cuenca de la quebrada Tailín.

112.57 y 139.90 mm/h respectivamente para la microcuenca de la quebrada San Francisco N° 01.

151.22 y 207.21 mm/h respectivamente para la microcuenca de la quebrada San Francisco N° 02

91.30 y 109.06 mm/h respectivamente para la microcuenca de la quebrada Pueblo Nuevo N° 01

93.35 y 111.89 mm/h respectivamente para la microcuenca de la quebrada Pueblo Nuevo N° 02

123.58 y 157.33 mm/h respectivamente, para la cuenca de la Quebrada San Antonio.

84.02 y 99.22 mm/h respectivamente, para la cuenca de la Quebrada Cuñala.



6. El coeficiente de escorrentía superficial promedio, es variable para las cuencas, en función del periodo de retorno; para el caso que nos ocupa hemos establecido el valor medio entre los indicados en Ven Te Chow y el Manual de Diseño de Carreteras del MTC:

Para TR = 50 años Las sub cuencas de las quebradas Nogal y Tailín tendrán un coeficiente

de escorrentía de 0.505. La sub cuenca Cuñala y la ocho microcuencas tendrán un coeficiente de

escorrentía de 0.535.

Para TR = 100 años Las sub cuencas de las quebradas Nogal y Tailín tendrán un coeficiente

de escorrentía de 0.525. La sub cuenca Cuñala y las ocho microcuencas tendrán un coeficiente de

escorrentía de 0.555.

7. La lámina de escorrentía directa, posterior a una lluvia intensa y prolongada de P=14.86 cm. y P=16.11 cm, es de Pe=6.83 cm. y Pe=7.90 cm., para TR=50 y TR=100 respectivamente.

8. El tiempo que transcurre, hasta que se produzca el máximo pico de la onda en cada una de las sub cuencas y microcuencas, en los puntos de interés es de:

23.01 minutos para la quebrada Nogal 7.05 minutos para la quebrada Casa Blanca. 7.59 minutos para la quebrada Horcones N° 01 8.34 minutos para la quebrada Horcones N° 02 19.14 minutos para la quebrada Tailín. 6.79 minutos para la quebrada San Francisco N° 01 4.07 minutos para la quebrada San Francisco N° 02 9.71 minutos para la quebrada Pueblo Nuevo N° 01 9.35 minutos para la quebrada Pueblo Nuevo N° 02 5.79 minutos para la quebrada San Antonio. 11.17 minutos para la quebrada Cuñala.

9. Las descargas máximas para cada una de las quebrada estudiadas para TR de 50 y 100 años, en los puntos de cruce con el tramo carretero Puente Paraje – Montero son los siguientes:

QUEBRADA NOGAL

METODODESCARGA MÁXIMA Q(m3/s)

TR=50 Años TR=100 Años



Racional 135 159Hidrograma Triangular 139 165

QUEBRADA CASA BLANCA N° 01


TR=50 Años TR=100 AñosRacional 10.6 13.6Hidrograma Triangular 8.6 10.6

QUEBRADA HORCONES N° 01



QUEBRADA HORCONES N° 02



QUEBRADA TAILÍN


TR=50 Años TR=100 AñosRacional 131 156Hidrograma Triangular 132 159

QUEBRADA SAN FRANCISCO N° 01



QUEBRADA SAN FRANCISCO N° 02





QUEBRADA PUEBLO NUEVO N° 01



QUEBRADA PUEBLO NUEVO N° 02





QUEBRADA SAN ANTONIO



QUEBRADA CUÑALA


TR=50 Años TR=100 AñosRacional 51 62Hidrograma Triangular 45 55

De acuerdo a los resultados obtenidos, en ambos métodos, se corroboran las premisas y supuestos planteados, para la determinación de las máximas descargas en las tres subcuencas y ocho microcuencas de las quebradas de mayor significancia existentes entre Puente Paraje y Montero; esto se refleja en la gran similitud de la magnitud de los caudales determinados.

Para la estimación de los parámetros hidráulicos de los cursos de agua, en las secciones de pase de futura vía, recomendamos usar las magnitudes de mayor descarga, con la finalidad de incrementar la seguridad de las obras de arte a edificar.



9.0 SELECCIÓN DE SECCIONES TRANSVERSALES REPRESENTATIVAS DEL CAUCE

Las secciones transversales representativas, se han obtenido de acuerdo a un levantamiento topográfico aguas arriba y aguas bajo de la actual estructura de paso, en cada una de las quebradas y/o escorrentías superficiales existente en la vía Puente Paraje – Montero.

Estas secciones transversales representativas, se han tomado cada 20 metros; considerando como referencia el actual trazo del eje de la Carretera, aguas arriba se ha llegado hasta la progresiva 0+060 a 0+120 y, aguas abajo hasta la progresiva - 0+60.

El perfil longitudinal presenta una extensión de 91.55 metros; la unión de los ejes centrales, de cada sección transversal, han definido un perfil longitudinal con las irregularidades características del terreno natural, formado por el paso del agua. En este acápite se determinará, la sección estable o amplitud del cauce, la cual será representativa para la quebrada, en el punto de interés.

El cálculo de la sección estable, se hará en base a la teoría de régimen estable de Blench o Altunin, usando también una tercera relación de Petit, conocido como método Americano.

Por Blench:

B = 1,81 ((Q Fb/Fs)1/2

Donde:

B : Es ancho medio de la secciónQ : caudal de DiseñoFb : Factor de FondoFs : Factor de orilla



Valores aproximados de Fb(Factor de Fondo)

Tipo de Cauces Valor de FbCauces MontañososCauces AluvialesCauces de Grava

0.801.001.20

Valores aproximados de Fs(Factor de Orillas)

Tipo de Cauces Valor de FsOrillas de barro y arenaOrillas de barro-arcilla-fangosaOrilla de material muy cohesivo

0.100.200.30

Por Petit:

B = 2.45 (Q )1/2

Donde:

B : Es ancho medio de la secciónQ : caudal de Diseño

Por Altunín:

B = A (Q)1/2 / S0.2

Donde:

B : Es ancho medio de la secciónQ : caudal de DiseñoS : Pendiente de la quebradaA : Factor adimensional depende de n y Kn : Coeficiente de Manning



A = (n K5/3)3/(3+5m)

K = 3 a 4 material del cauce muy resistenteK = 8 a 12 material aluvialK = 16 a 20 material fácilmente erosionable

Generalmente se acepta K = 10 y en este caso “m” será:

m = 1.0 cauces cubiertos de piedrasm = 0.80 cauces con pendiente cerca de la crítica, cantos rodados, guijarros,

gravasm = 0.75 a 0.80 cauces con gravas y arenasm = 0.70 a 0.75 cauces con arenas gruesa, media y fina

El valor del coeficiente de rugosidad o de Manning, se ha determinado reconociendo varios factores primarios que lo afectan, utilizando la siguiente relación:

n = (no +n1+n2+n3+n4) m5

Donde:

no : Material del caucen1 : Grado de regularidadn2 : Variación de la sección transversaln3 : Nivel de Obstruccionesn4 : Presencia de vegetaciónm5 : Cantidad de meandros

Calculo de n

no = 0.028 Grava gruesan1 = 0.010 Moderadon2 = 0.005 Ocasionalmente alternablen3 = 0.010 Menorn4 = 0.005 Bajam5 = 1.000 Menor



9.1 Determinación del Ancho Estable del Curso de Agua A continuación se establecerá, la sección estable representativa del cauce de cada una de las quebradas estudiadas, en el punto de interés, empleando las relaciones arriba citadas y, bajo la consideración de los siguientes parámetros supuestos:

Quebrada Nogal

DATOS:

RESULTADOS:




DATOS:

RESULTADOS:


DATOS:



RESULTADOS:


DATOS:

RESULTADOS:



Quebrada Tailín

DATOS:

RESULTADOS:


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RESULTADOS:


DATOS:

RESULTADOS:



Quebrada San Pueblo Nuevo N° 01

DATOS:

RESULTADOS:


DATOS:



RESULTADOS:


DATOS:

RESULTADOS:



Quebrada Cuñala

DATOS:

RESULTADOS:



9.2 Determinación de las Características Hidráulicas del Flujo

Las características hidráulicas del flujo en la sección de interés, se determinarán utilizando la relación de Manning, muy conocida en los textos de hidráulica de canales abiertos:

Q = (A R2/3S1/2)/n

Donde:

Q = Caudal de diseño del proyecto (m3/s)A = área de la sección estable (m2)R = radio hidráulico (m)S = pendiente media de la quebrada (m/m)n = coeficiente de rugosidad

Los parámetros hidráulicos de la sección transversal en el punto de pase de la carretera en cada quebrada, se determinaran en función del ancho estable determinado en el ítem precedente:

Quebrada Nogal

DATOS:



RESULTADOS:


DATOS:

RESULTADOS:




DATOS:

RESULTADOS:


DATOS:



RESULTADOS:

Quebrada Tailín

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RESULTADOS:




DATOS:

RESULTADOS:


DATOS:



RESULTADOS:


DATOS:

RESULTADOS:




DATOS:

RESULTADOS:


DATOS:



RESULTADOS:

Quebrada Cuñala

DATOS:

RESULTADOS:



9.3 Determinación de las Profundidades de Socavación

Para determinar la socavación se utilizará el método propuesto por L.L. List Van Levediev, que se ajusta a los trabajos ejecutados en cauces naturales definidos. En tal sentido, se hace necesario evaluar la erosión máxima esperada, en la sección calculada para el caudal de diseño.

El método considera la velocidad erosiva, entendida como la velocidad media calculada capaz de degradar el fondo del río; la expresión que refleja está situación se detalla a continuación:

Ve = 0,6 γs1.18 B ts

x

Esta velocidad se dará, cuando se efectúen contracciones en el cauce del río, por efecto de la construcción del puente o una defensa ribereña.

Se opera con suelos cohesivos y rugosidad uniforme. A parir de la expresión indicada, considerando la sección estable y el tirante calculado, tenemos que:

(Q)ts = ----------------------------

bo (0,6 γs1.18 B)1/(1+ x)

Donde :

Ve = Velocidad erosiva (m)γs = peso específico del suelo seco que se encuentraB = coeficiente que depende de la frecuencia con que se repite la avenida

que se estudia según el efecto de erosión (ver cuadro N° 52)Q = caudal de diseño (m3/s)bo = sección estable determinada (m)ts = tirante que corresponde a la profundidad a la que se desea evaluar la

velocidad erosiva (m)t = tirante normal (m)Hs = profundidad de socavación (m)X = exponente para material no cohesivo en función del diámetro

característicos (ver cuadro N° 53)Dm = Diámetro medio (mm)



CUADRO Nº 52

COEFICIENTE B PARA SOCAVACIÓN

PROBABILIDAD ANUAL DE QUE SE PRESENTE COEFICIENTE B

EL CAUDAL DE DISEÑO (%)

100 0,77

50 0,82

20 0,86

5 0,94

2 0,97

1 1,00

0,3 1,03

0,2 1,05

0,1 1,07



CUADRO Nº 53

VALORES DE X y (X+1)

SUELOS COHESIVOS SUELOS NO COHESIVOS

PESO Dm

ESPECÍFICO X (1/(X+1) X (1/(X+1)

(T/m3) (mm)

0,80 0,52 0,658 0,05 0,43 0,70

0,83 0,51 0,662 0,15 0,42 0,70

0,86 0,5 0,667 0,50 0,41 0,71

0,88 0,49 0,671 1,00 0,4 0,71

0,90 0,48 0,676 1,50 0,39 0,72

0,93 0,47 0,680 2,50 0,38 0,72

0,96 0,46 0,685 4,00 0,37 0,73

0,98 0,45 0,690 6,00 0,36 0,74

1,00 0,44 0,694 8,00 0,35 0,74

1,04 0,43 0,699 10,00 0,34 0,75

1,08 0,42 0,704 15,00 0,33 0,75

1,12 0,41 0,709 20,00 0,32 0,76

1,16 0,4 0,714 25,00 0,31 0,76

1,20 0,39 0,719 40,00 0,3 0,77

1,24 0,38 0,725 60,00 0,29 0,78

1,28 0,37 0,730 90,00 0,28 0,78

1,34 0,36 0,735 140,00 0,27 0,79

1,40 0,35 0,741 190,00 0,26 0,79

1,46 0,34 0,746 250,00 0,25 0,80

1,52 0,33 0,752 310,00 0,24 0,81

1,58 0,32 0,758 370,00 0,23 0,81

1,64 0,31 0,763 450,00 0,22 0,82

1,71 0,3 0,769 570,00 0,21 0,83

1,80 0,29 0,775 750,00 0,2 0,83

1,89 0,28 0,781 1000,00 0,19 0,84

2,00 0,27 0,787 0,70



Cálculo de la Socavación General

Con la finalidad de determinar los nivele erosión general que alcanzará el cauce principal ante la ocurrencia de caudales extremos, a fin de determinar con certeza la profundidad de desplante de la cimentación de la obras de arte a construir en cada punto de pase de la carretera a través de un curso de agua, se ha procedido a calcular la profundidad de socavación utilizando las expresiones matemáticas anteriormente citadas.

De acuerdo a la información del especialista, en geotecnia, en su informe técnico, identifica que el material en los cauces de la quebradas, es básicamente un material granular, con presencia de cantos rodados y bloques de roca superiores al 50% de la muestra, con diámetro medio que oscila en Dm= 250 mm.

Quebrada Nogal

DATOS:

RESULTADOS:




DATOS:

RESULTADOS:


DATOS:



RESULTADOS:


DATOS:

RESULTADOS:



Quebrada Tailín

DATOS:

RESULTADOS:


DATOS:



RESULTADOS:


DATOS:

RESULTADOS:




DATOS:

RESULTADOS:


DATOS:



RESULTADOS:


DATOS:

RESULTADOS:



Quebrada Cuñala

DATOS:

RESULTADOS:



10.0 EVALUACION DE LOS PARAMETROS HIDRAULICOS DETERMINADOS

A este nivel del estudio se está en condiciones de concluir lo siguiente:

1.- Que, los anchos estables promedios asumidos, en los cursos de agua en estudio, guardan gran similitud con los valores obtenidos con la fórmula de PETTIT, donde el ancho del cauce es directamente proporcional a la magnitud de la descarga, es decir, a mayor caudal mayor ancho del cauce y viceversa:

En las quebradas Nogal y Tailín el ancho estable del cauce se establece en 35 m.

Para la quebrada Cuñala, el ancho estable de cauce, en la sección de cruce con la carretera, se ha establecido en 18 m.

En las quebradas de las microcuencas con caudales superiores a 10 m3/s, pero menores de 20 m3/s, los anchos estables oscilan entre 8, 10 y 11 m

En el caso de la quebrada San Francisco N° 02, el ancho estable del cauce en el punto de cruce, alcanza los 5 m. de longitud.

2.- Que, las condiciones de flujo en los cursos de agua, en el supuesto de un régimen uniforme, arrojan tirantes normales menores al tirante crítico, que no alcanza en todos los casos el metro de altura; en consecuencia se presentarán corrientes muy rápidas (flujo supercrítico) con capacidad erosiva, estrechamente asociadas a las fuertes pendientes presentes en la zona.

3.- Que, en todos los casos estudiados, se presentarán profundidades de socavación, sin embargo, esta no llega a alcanzar grandes magnitudes, básicamente por la composición del material de fondo del cauce, este presenta bloques de roca cuyo diámetro promedio es de 250 mm.

4.- Se recomienda respetar los anchos estables determinados, caso contrario la estructura de cruce quedaría expuesta al impacto de grandes bloques de roca, poniendo en riesgo de ser dañada parcial o totalmente, afectado temporalmente el servicio que presta vía.



11.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

En el área de influencia del proyecto existen dos sub cuencas que superan los 15 Km2 de superficie; y presentan descargas importantes, mayores a 150 m3/s. En base a esto, se recomienda que sobre estas dos quebradas se construyan puentes, que garanticen el servicio permanente durante la vida útil del proyecto.

La sub cuenca Cuñala con un área de menor aportación, presenta un nivel de descarga considerable; por esta razón, se recomienda también, la construcción de un puente.

En las microcuencas que presentan descargas entre 10 y 20 m3/s, se recomienda la construcción de pontones.

En las microcuencas que presenten caudales de avenida entre 4 a 1 m3, se recomienda la construcción de alcantarillas tipo marco con dos ojos, y para caudales menores de 1 m3/s, alcantarillas tipo marco de un solo ducto.

Recomendamos que, para la etapa de inversión se lleve a cabo un levantamiento de información de campo con GPS, para delimitar las microcuencas con áreas menores a la quebrada San Francisco N° 02 que no se ha podido identificar en las cartas topográficas de 1/25000 obtenidas del IGN por ser muy pequeñas. Ello permitirá conocer su superficie y la descarga de avenida y, por ende, realizar el diseño ad-hoc de la obra de arte. Estos cursos de agua son de respuesta rápida, con tiempos de concentración menores a 2.60 minutos; aproximadamente existen son 24 mini cuencas.


Estudio Hidrologico Hidraulico Carretera Pte Paraje - Montero 26 05 09

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