INDICE

I. INTRODUCCION

II. OBJETIVO

III. ASPECTOS GENERALES

3.1 UBICACIN

3.2 ALTITUD

3.3 CLIMA

PRESIPITACION

TEMPERATURA

EVAPORACION

HUMEDAD RELATIVA

3.5 POBLACION

3.6 ASPECTOS HIDROGRAFICOS

IV. ESTUDIOS EFECTUADOS

V. DESARROLLO DE CALCULOS PARA DISEO DEL CAUDAL MAXIMO

PARAMETROS DEL AREA REPECTORAS

INFRAESTRUCTURA DE DRENAJE (ALCANTARILLA N1)

VI. CALCULOS EFECTUADOS

METODO RACIONAL CON LA FORMULA IILA MODIFICADA (Segunda la

Modificada)

METODO RACIONAL CON DATOS ESTADISTICOS

METODO RACIONAL CON ESTACION PLUVIOMETRICA DE LA UNU

VII. CONCLUSION

VIII. ANEXOS

TABLA 1.a. DEL R.N.E. TITULO II OBRAS DE SANEAMIENTO OS 060 DRENAJE PLUVIAL

URBANO

TABLA 3.b. DEL R.N.E. TITULO II OBRAS DE SANEAMIENTO OS 060 DRENAJE PLUVIAL

URBANO

SUB DIVISION DEL TERRITORIO EN ZONAS Y SUB ZONAS PLUVIOMETRICAS DEL R.N.E.

TITULO II OBRAS DE SANEAMIENTO OS 060 DRENAJE PLUVIAL URBANO

PLANO

ESTUDIO HIDROLOGICO

I. INTRODUCCION

La Municipalidad Provincial de Coronel Portillo ha venido permanentemente gestionando la

construccin de alcantarillas y puentes los cuales son necesarios para viabilizar la transitabilidad

vehicular y peatonal.

En la actualidad el distrito de Calleria cuenta con alcantarillas en condiciones inadecuadas la

cual hace que en temporada de lluvias se vuelve intransitable ya que no cuenta con una

infraestructura estable y duradera para el buen drenaje de las aguas pluviales.

La Municipalidad Provincial de Coronel Portillo en su afn de aportar en el mejoramiento de la

calidad de vida del poblador en el distrito de Manantay viene impulsando la ejecucin de

alcantarillas de concreto armado.

II. OBJETIVO

El presente proyecto consiste en la Construccin de la Alcantarilla N1 en el Jr. Luis Scavino

para la adecuada circulacin de las aguas de lluvias por lo cual se procedera al calculo de las

dimenciones de dicha alcantarilla la cual permitir el flujo adecuado de esta.

III. ASPECTOS GENERALES

3.1 UBICACIN: La alcantarilla N1 se ubica en el Jr. Luis Scavino en el Distrito de Calleria a espaldas

del Hospital Regional de Ucayali.

3.2 ALTITUD: Se encuentra a 146.00 msnm en la Terraza aluvial muy cercana del Ro Ucayali.

3.3 CLIMA.- Las cuencas adyacentes al Distrito de Calleria, tienen una formacin propia de la selva baja, constituidas por planicies, lomadas y colinas con bajas pendientes que forman extensas llanuras. Estas caractersticas de las cuencas dan lugar a un clima homogneo que vara ligeramente con la altitud y mayormente con la poca del ao. En los sectores de las colinas altas, el clima es ligeramente hmedo y semi-clido. A continuacin se describen las caractersticas principales de los parmetros climatolgicos:

Precipitacin: El rgimen de distribucin mensual de precipitaciones se caracteriza por la existencia de dos perodos lluviosos, el primero en el mes de marzo y segundo en el mes de noviembre. La precipitacin media anual es de 1600mm.

Con la informacin meteorolgica de la ESTACION de la UNIVERSIDAD NACIONAL DE UCAYALI ha elaborado el plano de ISOYETAS en el que se puede apreciar que las precipitaciones mayores se presentan en las partes mas altas, siendo la distribucin la siguiente:

PLANO DE ISOYETAS HG-01

Nva. Requena

MASISEA

Honoria

Niveles de precipitaciones

Rio

A

gu

aytia

Rio

Ucayali

ESC. 1 / 100,000

REGION UCAYALI

ESC. 1 / 500,000

1900

1600

1900

2000

2300

2100

2200

1700

1800

1800

1700

Rio

Pachitea

PLANO DE ISOYETAS

FUENTE : INRENA

Temperatura: La temperatura promedio de 25.15 C, y los valores mximos y mnimos mensuales son de 32C y 17,25C respectivamente.

Evaporacin: La evaporacin varia a lo largo del ao, presentndose los valores ms altos en los meses de febrero y agosto.

Humedad relativa: A nivel regional no existe una relacin determinada entre la humedad relativa y altitud, el incremento de la humedad relativa se da en los meses abril, mayo y noviembre.

3.4 POBLACION: Fue creado por Ley sin nmero del 13 de octubre de 1900, sealando como capital del distrito al pueblo de San Jernimo. En 1912, se traslad la capital distrital al pueblo de Pucallpa, anexado de la provincia de Ucayali.1 Sus lmites se modifican en 1943 y precisan en 1982

El Distrito peruano de Callera es uno de los siete que conforman la provincia de Coronel Portillo en el departamento de Ucayali. Limita al norte con el departamento de Loreto, al este con el Brasil, al sur con el distrito de Masisea y al oeste con eldistrito de Campoverde, el distrito de Nueva Requena, el distrito de Yarinacocha y eldistrito de Manantay.

3.5 ASPECTOS HIDROGRFICOS

El sistema hidrogrfico del Distrito de Calleria, est constituido por quebradas y riachulelos que van a desembocar en el Rio Ucayali (Ver Imagen Satelital)

IMAGEN SATELITAL DE LA ZONA DE INFLUENCIA

DEL ESTUDIO

IV. ESTUDIOS EFECTUADOS

ESTUDIOS PREVIOS

ANALISIS HIDROLOGICO DE LA CUENCA N 1

El diseo de infraestructuras hidrulicas, necesita de informacin de parmetros

hidrolgicos, dentro de los cuales se debe calcular o estimar el CAUDAL DE DISEO, que

para ciertos casos son los caudales mximos. La magnitud del caudal de diseo, es

funcin directa del periodo de retorno que se le asigne, el que a su vez depende de la

importancia de la obra y la vida til de esta.

Para el caso de caudal de diseo de infraestructura de drenaje de aguas pluviales, el

PERIODO DE RETORNO consideramos 10 aos, intervalo de tiempo dentro del cual el

evento de magnitud puede ser igualado o excedido una vez en promedio.

El anlisis de la Microcuenca del Sistema de Drenaje del Rio Ucayali, cuenta con

informacin de precipitaciones mximas diarias histrica de pluvimetros de la estacin

de la Universidad Nacional de Ucayali, ubicacin geogrfica 238 de Latitud Sur, 7433

Longitud Oeste, 154msnsm de altitud, correspondiente a la serie histrica del 2001-2011

e igual a 10 aos, se considera estas informaciones mximas diarias, por contar con

resultados histricos mayores a veinticinco aos, para determinar caudales mximos de

diseo se utiliza formulas empricas complementados con los anlisis estadstico.

V. DESARROLLO DE CALCULOS PARA DISEO DEL CAUDAL MAXIMO

PARAMETROS DEL AREA RECEPTORA

INFRAESTRUCTURA DE DRENAJE (ALCANTARILLA N1)

El sistema de drenaje empieza en las inmediaciones de la Calle Pevas la cual recolecta un

caudal considerable y recibiendo en su camino aportes considerables para la alcantarilla

N 1 proyectada.

Fotografa N 2.2.1.- Calle Pevas inicio de la cuenca N1.

Contina el sistema de drenaje principal pasandopor ell Jr. Fransisco de Orellana

Fotografa N 2.2.2.- Cao al margen derecho del Jr. Fransisco de Orellana

Por ultimo cruza el cao en la Jr. Luis Scavino con una alcantarilla circular existente de

adobe con un diametro de 0.80m x 0.80m.

Fotografa N 2.2.3.- Alcantarilla Existente en el Jr. Luis Scavino.

VI. CALCULOS EFECTUADOS

Para el desarrollo de los clculos se tomara en cuenta El Mtodo Racional resuelta de

tres maneras de las cuales se obtendr caudales mximos y que para cuestiones de

diseo de alcantarillas se tomara el mximo de los tres resultados.

METODO RACIONAL CON LA FORMULA IILA MODIFICADA (SEGUNDA LA

MODIFICADA)

Tiempo de Concentracin

Para determinar el tiempo que tarda en llegar el recurso del ultimo punto y concentrarse

en la zona de control (Alcantarilla N1), utilizamos la formula emprica de Kirpich

Tc = 0.01947(L0.77*S-0.385)

Donde:

Tc= Tiempo de Concentracin (min)

L= Mxima Longitud de Recorrido (m) = 326.60m

H = Diferencia de Elevacin entre los puntos extremos de cauce principal

Considerando que la mxima longitud de recorrido es 326.60m, la diferencia de

elevacin en 5.50m, aplicando en la formula de Kirpich, el tiempo de concentracin es

equivalente a 8.091min= 0.13 horas.

Cuadro N 1.- Clculo de Tiempo de Concentracin con la formula de Kirpich (Tc)

Coeficiente de Escorrenta

Para el clculo del coeficiente de escorrenta se tomara datos del rea estudiada y

coeficientes que se encuentran en el R.N.E.

Considerando un rea de drenaje de A = 0.050 km2, A=0.031 Km2 en viviendas y A=0.017

Km2 en pavimento y C1 = 0.80 para viviendas y C2=0.86 para pavimentos, por lo que se

proceder a multiplicar las reas de influencia con sus respectivos coeficientes y luego

sumando cada una de ellas, como se muestra en el Cuadro N 2.

Tc=0.01947*(L0.77)*(S- 0.358)

MAXIMA LONGITUD DE RECORRIDO (m) L 326.60 PENDIENTE DE CAUCE (m/km) m 0.0168

DIFERENCIA DE ELEVACION ENTRE LOS PUNTOS EXTREMOS DEL CAUCE PRINCIPAL H 5.50

TIEMPO DE CONCENTRACION Tc (min) Tc 8.091

TIEMPO DE CONCENTRACION (hrs) Tc 0.13

TIEMPO DE CONCENTRACION Tc

KIRPICH

AREA DE LA CUENCA (m2) 48,383.480

AREA DE LA CUENCA (km2) 0.048

AREA DE LA CUENCA (has) 4.838

LONGITUD DE CURSO MAS LARGO (m) 326.600

AREA TECHADA (km2) 0.031 AREA PAVIMENTADA 0.017

DATOS INICIALES

Cuadro N 2.- Clculo del coeficiente de escorrenta que sali de la sumatoria de las

reas multiplicado por sus respectivos coeficientes. En resumen se obtuvo A*C que es

parte de la frmula para el mtodo racional.

Intensidad de Precipitacin

Para el clculo del caudal mximo en la Microcuenca N1, utilizaremos datos y

parmetros que estn descritos en el Reglamento Nacional de Edificaciones (Ver Cuadro

N3) que ayudaran a calcular la intensidad de precipitacin lo cual es primordial para la

frmula del Mtodo Racional, que tiene una antigedad de mas de 100 aos y ha sido

generalizado en todo el mundo, el mtodo puede ser aplicado a pequeas cuencas de

drenaje.

CARACTERISTICA DE LA SUPERFICIE A (km2) C

AREA TECHADA 0.031 0.8

AREA PAVIMENTADA 0.017 0.86

SUMATORIA A*C 0.04

COEFICIENTE DE ESCORRENTIA

Cuadro N 3.- cuadro para el clculo de la Intensidad de Precipitacin.

1= Segn Reglamento Nacional de Edificaciones (VER ANEXOS)

( titulo II Obras de Saneamiento OS 060 Drenaje Pluvial Urbano )

2= Segn Reglamento Nacional de Edificaciones (VER ANEXOS)

( titulo II Obras de Saneamiento OS 060 Tabla 3.b Drenaje Pluvial Urbano )

3= Segn Reglamento Nacional de Edificaciones (VER ANEXOS)

( titulo II Obras de Saneamiento OS 060 Tabla 3.b Drenaje Pluvial Urbano )

4= Segn Reglamento Nacional de Edificaciones (VER ANEXOS)

( titulo II Obras de Saneamiento OS 060 Drenaje Pluvial Urbano )

5= Segn Reglamento Nacional de Edificaciones (VER ANEXOS) ( titulo II Obras de Saneamiento OS 060 Drenaje Pluvial Urbano )

6= Segn Reglamento Nacional de Edificaciones (VER ANEXOS)

( ttulo II Obras de Saneamiento OS 060 Drenaje Pluvial Urbano )

7= Calculo del tiempo de concentracion

Caudal Mximo

Qmax. = 0.278*I*A*C.

Dnde:

Qmax = Caudal mximo (m3/s)

C = Coeficiente de escurrimiento

I = Intensidad media de la lluvia para una duracin igual al tiempo de concentracin de la

cuenca, en mm/h.

A = el rea de la cuenca drenada, en km2.

En resumen se tiene el cuadro N 4 la cual se muestra el caudal mximo calculado por el

mtodo racional.

1 tg DURACION DE LA LLUVIA DIARIA, ASUMIDO EN PROMEDIO PARA PERU 15.20

2 PARAMETRO DE DURACION (ADIMENSIONAL) n 0.357

3 K PARAMETRO DE FRECUENCIA (ADIMENSIONAL) Kg 0.553

4 TIEMPO DE RETORNO 10

5 PARAMETRO DE INTENSIDAD a (mm) 32.20

6 PARAMETRO b (SELVA) 0.2

7 TIEMPO DE CONCENTRACION (hrs) 0.13

INTENSIDAD DE PRECIPITACION (mm/hr) 101.05

ESTACION CON PLUVIOGRAFO ZONA 123 SUBZONA 1231

INTENSIDAD DE LA LLUVIA

FORMULA IILA MODIFICADA

Cuadro N0 4.- Cuadro para el clculo del caudal mximo.

Curva de Precipitacin

a (mm) K b n t (hrs) T 30aos It-T (30) T 25aos It-T (25) T 20aos It-T (20) T 10aos It-T (10)

32.200 0.553 0.20 0.357 1/6 30.00 111.52 25.00 108.83 20.00 105.54 10.00 95.32

32.200 0.553 0.20 0.357 1/3 30.00 87.64 25.00 85.53 20.00 82.94 10.00 74.91

32.200 0.553 0.20 0.357 1/2 30.00 73.58 25.00 71.81 20.00 69.64 10.00 62.90

32.200 0.553 0.20 0.357 1 30.00 52.03 25.00 50.78 20.00 49.24 10.00 44.47

32.200 0.553 0.20 0.357 2 30.00 35.24 25.00 34.39 20.00 33.35 10.00 30.12

32.200 0.553 0.20 0.357 4 30.00 23.25 25.00 22.69 20.00 22.00 10.00 19.87

32.200 0.553 0.20 0.357 8 30.00 15.12 25.00 14.76 20.00 14.31 10.00 12.93

32.200 0.553 0.20 0.357 10 30.00 13.14 25.00 12.82 20.00 12.44 10.00 11.23

ESTACION CON PLUVIOGRAFO ZONA 123 SUBZONA 1231

1= Constante Descrita en la Formula

2= Coeficiente de Escorrentia ya Calculado en el Cuadro N 02

3= Intensidad de Lluvia ya Calculado en el Cuadro N 03

4= Caudal de Diseo Calculado para el Proyecto

N

1 CTTE 0.278

2 SUMATORIA A*C 0.04

3 INTENSIDAD DE PRECIPITACION (mm/hr) 101.05

4 CAUDAL (m3/s) 1.12

CALCULO DE CAUDAL MAXIMO METODO CON FORMULA IILA MODIFICADA

METODO CON FORMULA IILA MODIFICADA

METODO RACIONAL

METODO RACIONAL CON DATOS ESTADISTICOS

Periodo de retorno

El anlisis del periodo de retorno, considera los 5, 10, 15, 20, 25 aos. Las probabilidades

de ocurrencia de cada periodo de retorno, se calcula mediante la formula:

P= 1- (1/T)

Dnde:

P = Probabilidad

T = Periodo de Retorno.

Las precipitaciones para cada periodo de retorno se comparan con las probabilidades, si

no coinciden, se realiza la interpolacin lineal.

Las precipitaciones para cada tiempo de retorno se muestran en el Cuadro N 5.

Cuadro N 5.- Probabilidades de Precipitacin Mxima (mm

-

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

1/6 1/3 1/2 1 2 4 8 10

INT

EN

SID

AD

DE

PR

EC

IPIT

AC

ION

(m

m/h

rs)

DURACION DE PRECIPITACION (hrs)

CURVA INTENSIDAD - PRECIPITACION - PERIODO DE RETORNO (ZONA 123, SUBZONA 1231)

T 10aos

Periodo de Retorno (aos) Probabilidad PP max (mm)

5 0.8000 186.84

10 0.90 180.70

15 0.9333 200.55

20 0.9500 278.54

25 0.9600 266.48

PROBABILIDAD POR PERIODO DE RETORNO

Tiempo de Concentracin

Con esto se tiene la mxima probabilidad de precipitacin en 10 aos, seguidamente se

tiene que calcular el tiempo de concentracin utilizamos la formula emprica de Kirpich

Tc = 0.01947(L0.77*S-0.385)

Donde:

Tc= Tiempo de Concentracin (min)

L= Mxima Longitud de Recorrido (m) = 326.60m

H = Diferencia de Elevacin entre los puntos extremos de cauce principal

Considerando que la mxima longitud de recorrido es 326.60m, la diferencia de

elevacin en 5.50m, aplicando en la formula de Kirpich, el tiempo de concentracin es

equivalente a 8.091min= 0.13 horas.

Cuadro N 6.- Clculo de Tiempo de Concentracin con la frmula de Kirpich (Tc)

Intensidad de Precipitacin

Con el tiempo de concentracin (Tc (min)= 8.091) podremos calcular la intensidad

mxima por hora utilizando la frmula de SPILDORA para hallar la intensidad de

precipitacin.

I = ((0.21*T)+0.52)*(0.54*(Tc) -0.25 +0.5)*(PPmax/4.04)

Dnde:

I= Intensidad de precipitacin. (mm/hr)

T= Tiempo de Retorno

Tc= Tiempo de Concentracin

PPmax= Precipitacin mxima en 10 aos

Tc=0.01947*(L0.77)*(S- 0.358)

MAXIMA LONGITUD DE RECORRIDO (m) L 326.60 PENDIENTE DE CAUCE (m/km) m 0.0168

DIFERENCIA DE ELEVACION ENTRE LOS PUNTOS EXTREMOS DEL CAUCE PRINCIPAL H 5.50

TIEMPO DE CONCENTRACION Tc (min) Tc 8.091

TIEMPO DE CONCENTRACION (hrs) Tc 0.13

TIEMPO DE CONCENTRACION Tc

KIRPICH

I(mm/hr)

8.09

96.11

intens idad de precipi tacion con tc (min)

tc (min)

Caudal Mximo

Qmax. = 0.278*I*A*C.

Dnde:

Qmax = Caudal mximo (m3/s)

C = Coeficiente de escurrimiento

I = Intensidad media de la lluvia para una duracin igual al tiempo de concentracin de la

cuenca, en mm/h.

A = el rea de la cuenca drenada, en km2.

En resumen se tiene el cuadro N 7 la cual se muestra el caudal mximo calculado por el

mtodo racional. El dato de la sumatoria A*C se tom del mtodo anterior ya que el

rea y los coeficientes de escorrentas con las mismas para los dos mtodos.

Cuadro N 7.- Cuadro para el clculo del caudal mximo.

Curva de Precipitacin

1= Constante Descrita en la Formula

2= Coeficiente de Escorrentia ya Calculado en el Cuadro N 02

3= Intensidad de Lluvia ya Calculado en el Cuadro N 03

4= Caudal de Diseo Calculado para el Proyecto

10 30 60 120 240 360 480 6005 54.58 49.63 47.13 45.04 43.28 42.38 41.79 41.37 T=5aos

10 94.18 85.63 81.33 77.71 74.67 73.12 72.11 71.38 T=10aos15 244.05 221.90 210.75 201.38 193.50 189.48 186.87 184.97 T=15aos20 261.53 237.80 225.85 215.81 207.36 203.05 200.25 198.22 T=20aos25 305.87 278.11 264.14 252.39 242.51 237.48 234.20 231.82 T=25aos

PERIODO DE DURACION (minutos)

CURVA INTENSIDAD - DURACION - PERIODO DE RETORNO

T

PERIODO DE DURACION (minutos)

N

1 CTTE 0.278

2 SUMATORIA A*C 0.04

3 INTENSIDAD DE PRECIPITACION (mm/hr) 96.11

4 CAUDAL (m3/s) 1.06

CALCULO DE CAUDAL MAXIMO CON SPILDORA

METODO RACIONAL

METODO DE SPILDORA

METODO RACIONAL CON ESTACION PLUVIOMETRICA DE LA UNU

En este mtodo tomaremos datos de los clculos anteriores como la sumatoria A*C ya

calculado con el rea de drenaje N1 (ver cuadro N 2) el CTTE dato de la formula y la

Intensidad de precipitacin mxima segn estacin metereolgica de la UNU I=220.00 para

luego utilizar el Mtodo Racional ya conocido.

Qmax. = 0.278*I*A*C.

Dnde:

Qmax = Caudal mximo (m3/s)

C = Coeficiente de escurrimiento

I = Intensidad media de la lluvia para una duracin igual al tiempo de concentracin de la

cuenca, en mm/h.

A = el rea de la cuenca drenada, en km2.

Cuadro N 8.- Cuadro para el clculo del caudal mximo.

1= Constante Descrita en la Formula

2= Coeficiente de Escorrentia ya Calculado en el Cuadro N 02

3= Intensidad de Lluvia ya Calculado en el Cuadro N 03

4= Caudal de Diseo Calculado para el Proyecto

N

1 CTTE 0.278

2 SUMATORIA A*C 0.04

3 INTENSIDAD DE PRECIPITACION (mm/hr) 220

4 CAUDAL (m3/s) 2.43

METODO RACIONAL

PLUVIOGRAFO DE UNU

CALCULO DE CAUDAL MAXIMO PLUVIOGRAFO DE UNU

VII. CONCLUSIN

Para el respectivo proyecto se tomara como caudal de diseo el mximo de los tres

mtodos que se calculo en los anteriores cuadros.

En este caso el mximo se dio con la formula IILA MODIFICADA la cual nos dio un

caudal mximo de 2.43 m3/s. Este ser el caudal a tomar para diseo de la alcantarilla

de concreto armado en el proyecto del Jr. Luis Scavino .

Seguidamente pasaremos a calcular la seccin transversal de las alcantarillas como se

muestra en el siguiente cuadro:

Cuadro N9.- Calculo para diseo de la alcantarilla del Jr. Luis Scavino

Como podemos apreciar se calculo un tirante de 0.4956 m, y un ancho se solera de 0.80 m

Pero para cuestiones de diseo segn el R.N.E. se duplicara el valor del tirante para as dejar

un borde libre que permitir el adecuado flujo del caudal proyectado.

PROPUESTA:

ALTO = 0.456 x 2 = 1.00 m

ANCHO = 0.80m

Teniendo una rea mojada de 0.3964 m2

VIII. ANEXOS

- TABLA 1.a. DEL R.N.E. TITULO II OBRAS DE SANEAMIENTO OS 060 DRENAJE PLUVIAL

URBANO

- TABLA 3.b. DEL R.N.E. TITULO II OBRAS DE SANEAMIENTO OS 060 DRENAJE PLUVIAL

URBANO

- SUB DIVISION DEL TERRITORIO EN ZONAS Y SUB ZONAS PLUVIOMETRICAS DEL R.N.E.

TITULO II OBRAS DE SANEAMIENTO OS 060 DRENAJE PLUVIAL URBANO

- PLANO