ESTUDIO HIDROLOGICO

Se realizó para el diseño del pontón pues en el trazo de la carretera se encuentra este obstáculo páralo cual se hizo necesario hacer un estudio hidrológicoCALCULO DE PARAMETROS DE LA CUENCA CON EL SOFTWARE ARCGIS 10.3

Vista del Punto de interés de la Microcuenca vista en el Google Earth.De las cartas nacionales del MED se pueden extraer información Geográfica para procesarla en el ARCGIS que nos permite obtener esta información de manera bastante eficiente.

DELIMITACION DE LA CUENCA

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OBTENCION DEL AREA, PERIMETRO Y PUNTOS DE INTERES DE LA CUENCA

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AREAS ACUMULADAS EN LAS CURVAS DE NIVEL

Con estos datos se procedió al cálculo del caudal necesario para estimar el tirante máximo y altura de socavación necesarios para la ubicación y construcción del Pontón.

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ESTUDIO HIDROLOGICO METODO DE ESTIMACIÓN DE CAUDALES - IILA SENAMHI -UNI

           Son escasas las estaciones que ofrecen información automatizada de registros pluviales, por lo que existe bastante dispersión en los datos. Con el método IILA, la intensidad de lluvia que tiene una duración t (en horas), para un periodo de retorno T (en años), es:

                      

           

Y la precipitación Pt,T tiene la siguiente relación:

                                            

Las constantes a, b, K y n fueron determinadas en el “Estudio de la Hidrología del Perú realizado por el convenio IILA-SENAMHI-UNI (Plano n.2-

C), 1983.

   

           DATOS DE LA CUENCA        

       Area de la Cuenca(Km2) 25.15        Cota Superior (msnm) 4900.05        Cota Inferior (msnm) 4400.25        Pendiente 0.07584        Longitud Cuenca (Km) 6.59        

                  CALCULO DEL TIEMPO DE CONCENTRACION                 POR KIRPICH          

                                                                                                   

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Tc DE KIRPICH : 0.763819599        POR KERBY          

                                                                                                                                                            n 0.4                 

Tc DE KERBY : 1.742428608                   POR TEMEZ          

                                            L : longitud del Cauce        J : Pendiente del Terreno                   

Tc DE TEMEZ : 0.855640062                              TIEMPO DE CONCENTRACIÓN UTILIZADO (minutos)             

Tc DE KIRPICH : 0.763819599        Tc DE KERBY : 1.742428608        Tc DE TEMEZ : 0.855640062        

           Tc Promedio : 1.120629423        

           CALCULO DEL PARAMETRO "a"      

           

Ubicación de la sub zona donde se ubica el Proyecto, en este caso la zona 123_10.

  

   

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El punto de Interes a tomar es la cota de la ubicación del Ponton del Proyecto, para poder estimar ese parametro.

      

                                                                                                                                                                                

                      

                                 

El punto de interes es donde se ubicara el Ponton               Y(cota,punto,interes) 4423.125                   

  "a" :14.06781

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CALCULO DEL TIEMPO DE LLUVIA                 

                    CT (Tiempo Est. -

lluvia) : 1.5        Longitud del Cauce : 6.59        

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Longitud Media : 3.295        "t" : 3.97157034        

           CALCULO DEL COEFICIENTE DE

UNIFORMIDAD "K"      

                                                                                        

"K" :1.07609025

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OTROS PARAMETROS DE ZONA      

 

                                                                                      

"K´g"- Tabla : 0.553        

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                                 "n"--tabla 0.254                   

ECUACIONES PARA DETERMINAR EL CAUDAL EN LOS PERIODOS DE RETORNO

      

                                                                                                              

                    

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Es necesario estimar el Periodo de retorno necesario para nuestros cálculos, este se calculo de acuerdo al manual de hidrología, hidráulica y drenaje del Ministerio de Transportes.CALCULO DEL PERIODO DE RETORNOEl tiempo promedio, en años, en que el valor del caudal pico de una creciente determinada es igualado o superado una vez cada “T” años, se le denomina Período de Retorno “T”. Si se supone que los eventos anuales son independientes, es posible calcular la probabilidad de falla para una vida útil de n años.Para adoptar el período de retorno a utilizar en el diseño de una obra, es necesario considerar la relación existente entre la probabilidad de excedencia de un evento, la vida útil de la estructura y el riesgo de falla admisible, dependiendo este último, de factores económicos, sociales, técnicos y otros.El criterio de riesgo es la fijación, a priori, del riesgo que se desea asumir por el caso de que la obra llegase a fallar dentro de su tiempo de vida útil, lo cual implica que no ocurra un evento de magnitud superior a la utilizada en el diseño durante el primer año, durante el segundo, y así sucesivamente para cada uno de los años de vida de la obra.El riesgo de falla admisible en función del período de retorno y vida útil de la obra está dado por:

De acuerdo a los valores presentados en la Tabla Nº 01 se recomienda utilizar como máximo, los siguientes valores de riesgo admisible de obras de drenaje:

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R : 0.25 %  N : 40 Años  

T :139.54297

9 Años  

Entonces el Periodo a usar es de 139.5 Años en el que se producirá la máxima avenida de la cuenca, no obstante el Manual sugiere tomar como periodo de diseño los 500 años, por tanto se evaluaran ambos casos usando el más crítico.

.Periodo de retorno calculado según el tipo de estructura a diseñar,

Periodo de Retorno Del cálculo según el tipo de estructura de acuerdo al Manual de Hidrología, Hidráulica y Drenaje del MTC

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SIMULACION DEL CAUCE EN EL SOFTWARE HECRAS

Se incluirán algunas secciones de acuerdo al Plano topográfico que se tiene de la cuenca de estudio.

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Se incluirán los caudales de los periodos de retorno mencionados anteriormente tomando como caso más critico el de los 500 años para nuestros cálculos.

RESULTADOS:

Tirante Normal (y): 1.7698 mÁrea Hidráulica: 5.9908 m2Número de Froude: 2.6123Tipo de Flujo: Supercrítico Velocidad: 9.69 m/s

CALCULO HIDRAULICO DE LA SOCAVACION

El método propuesto por Lischtvan-Levediev es el más usado en nuestro país para el cálculo de la socavación general incluyendo el efecto de la contracción de un puente. Se fundamenta en el equilibrio que debe existir entre la velocidad media

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real de la corriente (Vr) y la velocidad media erosiva (Ve). La velocidad erosiva no es la que da inicio al movimiento de las partículas en suelos sueltos, sino la velocidad mínima que mantiene un movimiento generalizado del material del fondo. Si el suelo es cohesivo, es la velocidad que es capaz de levantar y poner el sedimento en suspensión. La velocidad erosiva está en función de las características del sedimento de fondo, y de la profundidad del agua. La velocidad real está dada principalmente en función de las características del río: pendiente, rugosidad y tirante o profundidad del agua.El presente estudio se realiza en puentes mayores a los 10 m, no obstante se realizó el estudio para este pontón de 3.5 m de longitud para estimar con los parámetros hidrológicos de zona, la altura de socavación que se produce en este cauce.

Para el Periodo de Retorno de 500 años:

Ho: 1.7698        S: 0.03     Qd: 58.06n: 0.017     B: 2.52Tr: 500     A: 5.99

Dm: 1.5     hm: 7.987           

α : 2.4259      β: 1.0555        

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z: 0.3870                   

Hs: 4.4025                   

Alt. Soc 2.6025        

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