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ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO, DISEOS DE CONTROL DE INUNDACIONES Y MANEJO DE CAUCES ARTIFICIALES PARA LA NUEVA SEDE DE LA UNIVERSIDAD LIBRE EN CALI

HIDROINGENIERA LTDA ARQ. JAIME CRDENAS MATALLANA

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ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO, DISEOS DE CONTROL DE

INUNDACIONES Y MANEJO DE CAUCES ARTIFICIALES PARA LA

NUEVA SEDE DE LA UNIVERSIDAD LIBRE EN CALI

1. OBJETIVOS

El objeto de este estudio es disear las obras de control de inundaciones

para la nueva sede de la Universidad Libre en Cali, y establecer el manejo

adecuado de los canales artificiales que discurren por el predio,

incorporndolos a las obras de manejo de aguas y control de inundaciones.

Para logras estos objetivos es pertinente determinar los niveles de creciente

en el ro Lili y en sus afluentes en el tramo inmediatamente aguas arriba de

su cruce con la va Panamericana.

Estos niveles son necesarios para dimensionar las obras de control de

inundaciones sobre su margen derecha, con el propsito de proteger el

predio donde se propone construir la nueva sede de la Universidad Libre en

Cali.

En la figura 1 se indica la localizacin aproximada del predio. Para

determinar estos niveles, es necesario realizar inicialmente el estudio

hidrolgico de las cuencas del ro Lli, el zanjn Gual y la acequia

Caasgordas para determinar sus caudales mximos para diferentes

perodos de retorno y posteriormente realizar el trnsito hidrulico de estos



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caudales para determinar sus niveles correspondientes. As mismo se debe

calcular el caudal mximo y volumen correspondiente al rea interna del

predio

Estas actividades se realizarn mediante la exploracin preliminar de campo,

la recopilacin de informacin, para acceder a los estudios bsicos que

permitan analizar la inundabilidad del rea del proyecto y proponer las

alternativas de solucin, las cuales, evaluadas tcnica, econmica y

ambientalmente, permitirn definir las obras que se disearn.

Este proceso de estudios y diseos involucran el tramo del ro Lli entre su

confluencia con el zanjn Gual y su cruce con la va Panamericana, en una

longitud aproximada de 450m y el rea futura de la universidad, ubicada

entre las carreras 106 y 109 y la va Panamericana con el colegio Alemn.

En la figura 1-2, se indica el rea a estudiar.



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Figura 1-1- Localizacin general del rea del estudio, fuente METROCALI

rea del estudio



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Figura 1-2- Localizacin del predio a proteger

rea del estudio



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2. METODOLOGA Y CONTENIDO DEL ESTUDIO

2.1 Exploracin preliminar de campo, situacin actual.

Corresponde a una serie de visitas de reconocimiento detallado en las que

se verifican las condiciones locales, el funcionamiento de las obras actuales,

el estado de los cauces y de los corredores identificados, de los canales y

obras de infraestructura del entorno, y en general, todo lo que tiene que ver

con el estado actual del terreno y con la proyeccin preliminar de las

posibles alternativas de las soluciones de control de inundaciones sobre la

margen derecha del ro Lili, hasta la carrera 109.

2.2 Solicitud de trminos de referencia al Dagma

Mediante carta de esta consultora y del Arquitecto Jaime Crdenas

Matallana, diseador y director del proyecto, se solicit al Dagma la

expedicin de los trminos de referencia para el control de inundaciones del

terreno de la Universidad Libre, documento radicado bajo el nmero 12293

del 11 de noviembre de 2008.

2.3 Expedicin por parte del Dagma de trminos de referencia para el control de inundaciones y cauces artificiales aledaos

Mediante oficio 4510 del 19 de diciembre de 2008, el Dagma expidi los

trminos de referencia solicitados, los que son base fundamental para el

desarrollo de los estudios y diseos de control de inundaciones.



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2.4 Recopilacin de Informacin bsica secundaria.

Consiste en las actividades tendientes a recopilar, clasificar, analizar e

interpretar la informacin existente, y los proyectos o acciones que se hayan

identificado a futuro, teniendo en cuenta los lineamientos, conceptos e

interdependencias de entidades oficiales y de los otros usuarios y vecinos,

sobre todo del entorno cercano a las cuencas de influencia directa y a los

corredores que se identifiquen.

Se coordina la obtencin por parte del contratante de toda la informacin y

se participa en la definicin de criterios, solicitudes especficas, y reuniones

de coordinacin y se realiza la interpretacin de la mencionada informacin.

Se consultaron, entre otros, los siguientes documentos:

Esquema bsico expedido para el terreno de inters por

Planeacin Municipal de Cali.

Software de aplicacin HEC-RAS. Sistema de anlisis de ros y

planicies de inundacin. Elaborado por el Centro de Ingeniera

Hidrolgico Cuerpo de Ingenieros del Ejrcito de Estados

Unidos Versin 4.0 para Windows, 2008.

Manual de hidrulica H.W. King y E.F. Brater 1962.

Hidrologa Seccin 4. SCS National Engineering Handbook

Hidrologa aplicada. Ven Te Chow; David R. Maidment; Larry W

Mays, Mc Graw Hill 1993.

Hidrologa para Ingenieros. Linsley Kohler Paulus. Mc Graw

Hill 1988.



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Hidrulica de canales abiertos. Ven Te Chow. Editorial Diana,

1982.

Reglamento tcnico del sector agua potable y saneamiento

bsico, RAS 2000.

Normas de alcantarillado para la ciudad de Cali, Emcali 1997.

2.5 Informacin bsica primaria y caracterizacin de parmetros.

Consiste en la revisin de toda la informacin bsica primaria, que es

aquella que ha sido tomada recientemente o que est siendo tomada

especficamente para este proyecto, como lo es la topografa levantada por

el topgrafo Folmes Castaeda con secciones transversales de los cauces

de inters, que son el ro Lil, el zanjn Gual, y los canales artificiales

acequia Caasgordas y dos de sus derivaciones.

La caracterizacin de parmetros se deriva a partir de la interpretacin y

anlisis de la informacin bsica primaria y secundaria, consiste en la

visualizacin de los ndices y variables que correlacionan la informacin

bsica con los estudios tcnicos y sus proyecciones.

Se basa en el reconocimiento y evaluacin de los cauces y del rea de

inters, de la infraestructura existente y de las variables que inciden en la

estabilidad del sistema de drenaje y su entorno.

2.6 Hidrologa y anlisis hidrulico

Consiste en la evaluacin hidrolgica de la cuenca para definir los caudales

esperados en funcin de tiempos de retorno, que permitan la identificacin

de los niveles de creciente.



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3. LOCALIZACIN Y CARACTERSTICAS DEL REA EN ESTUDIO

El rea en estudio est ubicada al Sur-Occidente del municipio de Santiago

de Cali.

El rea especfica del proyecto comprende la cuenca del ro Lli, hasta su

cruce con la va Panamericana.

A continuacin se describen las caractersticas principales de esta cuenca.

3.1 Descripcin fsica de la cuenca del ro Lili

La cuenca del ro Lli est localizada al sur-occidente del municipio de

Santiago de Cali, departamento del Valle de Cauca, en la vertiente Oriental

de la cordillera Occidental de Colombia. Presenta una forma alargada en

sentido Oriente - Occidente, se extiende desde el valle geogrfico del ro

Cauca hasta el Parque Natural Nacional Los Farallones. Limita al norte con

la cuenca del ro Melndez y al sur con la cuenca del ro Pance. Entrega sus

aguas al canal denominado CVC Sur.

El ro Lli tiene su nacimiento a 1.800 m.s.n.m, corre en direccin oeste-este

hasta su entrega en el canal CVC Sur.

Hasta su cruce con la va Panamericana, el ro Lili alcanza una longitud de

13.08 Km, cubriendo un rea de 21.22 Km2 y con un permetro de 24.27Km,

siendo una cuenca de forma alargada El caudal del ro Lili, en la temporada

de bajo rgimen pluviomtrico, presenta un promedio en la estacin



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Pasoancho de 250lt/s. Siendo los meses de agosto y septiembre los ms

secos.

La altura media de una cuenca tiene gran influencia sobre el rgimen de

precipitacin, y por ende, en el hidrolgico. Las cantidades y distribucin de

las lluvias se encuentran altamente relacionadas con el factor fisiogrfico y

con el rgimen de vientos predominantes de una regin. En consecuencia, la

elevacin media y la variacin latitudinal de una cuenca como elementos

fisiogrficos, inciden directamente en la distribucin trmica y el rgimen

hidrolgico de la misma.

En el tramo final de sus recorrido el ro Lili es un cauce urbano que ha

ocasionado con anterioridad inundaciones en el barrio Ciudad Jardn

ubicado al sur de la ciudad, siendo el evento ms importante el presentado

el da 29 de mayo de 1994.

3.2 Descripcin Climtica General de la Zona

Por su ubicacin latitudinal, entre 3 y 4 grados de Latitud Norte, los valores

medios de algunas variables meteorolgicas como la temperatura, la presin

atmosfrica y la humedad relativa, son muy estables a lo largo del ao;

siendo en cambio importantes sus oscilaciones diarias as como la funcin

de la altura sobre el nivel del mar.

Las estaciones de verano e invierno estn definidas por la magnitud de las

lluvias, por lo tanto, no existen aqu estaciones de origen trmico como en

las latitudes media y alta, sino que la regin disfruta de un clima tropical



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hmedo influenciado en forma local por la Cordillera de los Andes y el

Ocano Pacfico.

Tambin debido a su localizacin ecuatorial, los vientos son en general muy

dbiles, determinados por las circulaciones del valle- montaa. El parmetro

climtico ms variable y por lo tanto de mayor importancia en el rea es la

precipitacin y despus la temperatura por su variacin a lo largo del da.

Fotografa 3-1 Vista hacia aguas abajo del cauce del ro Lli en el tramo

aguas arriba de su cruce con la va Panamericana



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Fotografa 3-2 Vista del cauce del canal paralelo a la va frrea que

descarga en el ro Lili inmediatamente aguas arriba de su cruce con la va Panamericana

Fotografa 3-3 Vista hacia aguas arriba del cauce de la acequia

Caasgordas una vez sale del colegio Alemn



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Fotografa 3-4 Vista de las obras de proteccin contra inundaciones construidas sobre la margen derecha del ro Lili en el tramo en estudio



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4. INFORMACIN BSICA

Durante la actividad relacionada con la recoleccin y anlisis de informacin

se consultaron varios aspectos importantes para el desarrollo del trabajo:

Cartografa, topografa, fotografas areas, informes de estudios anteriores e

Hidroclimatologa :

4.1 Cartografa

En este aspecto se cont con la informacin siguiente:

Cartografa con informacin general IGAC (1986) escala 1:25000

digitalizados por la CVC, de la cuenca del ro Lli.

Cartografa escala 1:10000 del IGAC

Cartografa digital del municipio de Cali

En la figura 4-1 se indican las cuencas del ro Lili y el zanjn Gual y en la

figura 4-2 se indican las cuencas de la acequia Caasgordas y su

derivaciones que llegan directamente al predio del estudio. Estas cuencas

fueron tomadas a partir de la cartografa digital del municipio de Cali, de

donde se tom el rea de las cuencas, as como los datos para obtener la

longitud y la pendiente de cada uno de los cauces.

4.2 Fotografas areas

Vuelo IGAC R-373 de 1957

Vuelo FAL 407 del 21 de julio de 1998, escala 1:31350

Vuelo IGAC C-2062 de 1982, escala 1:42000



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4.3 Hidrometeorologa

La informacin meteorolgica usada se obtuvo de estaciones actualmente

operadas por la CVC. Las cuales son, estaciones pluviomtricas Alto

Iglesias, La Argentina, Corea, El Guanbano, El Palacio, La Fonda, La

Ladrillera y El Topacio localizadas en las cuencas de los ros Jamund,

Pance, Lili y Melndez y la estacin limnimtrica de Caasgordas en el ro

Lli. En el cuadro 4-1 se indican las principales caractersticas de estas

estaciones y en el cuadro 4-2 se indican los registros de las estaciones La

Fonda y La Ladrillera, las cuales por su ubicacin son las ms cercanas al

centroide de la cuenca del ro Lil, sin embargo por la longitud de registros

fue escogida la estacin La Fonda para las evaluaciones hidrolgicas de las

cuencas del ro Lil y el zanjn Gual.

4.4 Estudios Anteriores

Para este estudio se utiliz la informacin contenida en los siguientes

estudios:

Caracterizacin fisiogrfica Direccin regional sur-occidente, elaborado

para la CVC por la ingeniera Adriana Mara Erazo Ch., 1996.

Concepto tcnico SGA-I-018/99, Susceptibilidad a las inundaciones y a

la dinmica del ro Pance elaborado en la CVC por el Ing. Freide

Guzmn G. Y la geloga Olga Patricia Villa, 1999.

Sistema de Informacin geogrfica de la UMC Cali-Melndez-Pance-

Aguacatal, elaborado por la CVC, 2000.



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Estudio hidrolgico-hidrulico para reemplazo de puentes en ro Lli,

realizado para la Secretara de infraestructura y valorizacin por Hidro-

Estudios Ltda., agosto de 1998.

Sistema de informacin geogrfica de la unidad de manejo de cuenca

Cali-Melndez-Pance-Aguacatal, elaborado por la Universidad Nacional

de Colombia, sede Medelln, para la CVC en 2000.

Regionalizacin de Caudales Mximos, elaborado para la CVC por la

ingeniera Adriana Mara Erazo Ch., agosto de 1999.



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Cuadro 4-1

CARACTERISTICAS Y LOCALIZACION DE LAS ESTACIONES HIDROMETEREOLOGICAS UTILIZADAS

ESTACION CLASE SUBCUENCA MUNICIPIO LATITUD LONGITUD NORTE ESTE ALTITUD FEI FES ENTIDAD

ALTO IGLESIAS PG MELENDEZ CALI 3.22 76.38 863733.658 1049741.799 1705 8102 CVC

LA ARGENTINA PG PANCE CALI 3.20 76.40 860045.950 1046038.817 1794 7111 CVC

COREA PM MELENDEZ CALI 3.21 76.40 861888.986 1046038.04 2580 6412 CVC

EL GUANABANO PG PANCE CALI 3.20 76.37 860048.427 1051595.82 1365 8103 8911 CVC

EL PALACIO PM JAMUNDI CALI 3.18 76.32 856367.040 1060859.620 950 7001 CVC

LA FONDA PM MELENDEZ CALI 3.23 76.36 865578.475 1053445.444 1298 6412 CVC

LA LADRILLERA PG LILI CALI 3.22 76.35 863736.350 1055298.640 1180 8211 0104 CVC

EL TOPACIO CO PANCE CALI 3.19 76.39 858203.705 1047891.951 1676 6412 CVC

PASOANCHO LG LILI CALI 864134.766 1060051.947 976.81 7701 CVC

FEI=FECHA INSTALACION

FES=FECHA SUSPENSION



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Figura 4-1 Cuencas del ro Lili y el zanjn Gual



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Figura 4-2 Cuencas del zanjn Gual y la acequia Caasgordas



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Cuadro 4-2

REGISTROS HISTORICOS PRECIPITACIONES MAXIMAS EN 24 HORAS (mm)

AO LA FONDA LA LADRILLERA

1964 29 1965 67 1966 68 1967 109 1968 62 1969 83 1970 76 1971 114 1972 58 1973 83 1974 57 1975 103 1976 75 1977 84 1978 84 1979 71 1980 88 1981 100 1982 65 52 1983 132 132 1984 84 77 1985 80 74 1986 89 84 1987 138 193 1988 134 62 1989 82 62 1990 110 72 1991 76 89 1992 86 50 1993 95 81 1994 103 78 1995 77 120 1996 117 95 1997 78 74 1998 101 90 1999 100 66 2000 85 89 2001 75 70 2002 77 2003 80 2004 100 2005 75



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5. ANALISIS HIDROLOGICO CAUDALES MAXIMOS

Debido a la ausencia de suficientes registros de caudales sobre el ro Lli en

la estacin Pasoancho (1994-2007), no es muy confiable el clculo de

caudales mximos mediante los mtodos estadstico-probabilsticos. Por lo

tanto, se consider tcnicamente apropiado emplear otro mtodo diferente

para el clculo de caudales mximos, como el propuesto por el Soil

Conservation Service (SCS) del Departamento de Agricultura de los Estados

Unidos. Este mtodo corresponde a un modelo del tipo Precipitacin-

Escorrenta, el cual est basado en las caractersticas fsicas de las reas y

el comportamiento meteorolgico de la zona en estudio.

Como se indic anteriormente, para los datos de precipitacin se analizaron

las estaciones cercanas al rea en estudio, encontrndose que las

estaciones La Ladrillera, Alto Iglesias, La Fonda y Univalle localizadas en las

cuencas de los ros Melndez y Lili, adems de estar muy cerca del sitio de

inters, presentan suficiente informacin histrica confiable. Sin embargo

debido a la longitud de los registros y a la altura sobre el nivel del mar que se

encuentran las estaciones, se escogi la estacin La Fonda para el anlisis

hidrolgico de las cuencas del ro Lil y el zanjn Gual.

Para el anlisis hidrolgico de las tres cuencas menores correspondientes al

rea de drenaje de la acequia Caasgordas, se opt por la utilizacin del

mtodo Racional con las curvas IFD de EMCALI para la zona suroccidental.

Mediante oficio 4133.004513 del 19 de diciembre del 2008, el DAGMA

solicita que los caudales mximos sean calculados mediante el mtodo

Racional, sin embargo para el anlisis de cuencas de mayor tamao es

recomendable utilizar el mtodo del Soil Conservation Service, el cual fue el

utilizado para el ro Lili y el zanjn Gual.



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5.1 Mtodo del Soil Conservation Service (SCS)

Este mtodo est basado en el principio del hidrograma unitario, el cual

transforma un hietograma de exceso de lluvia en un hidrograma de salida de

una cuenca de drenaje. Esta tcnica es un ejemplo tpico de anlisis

invariable, con unos supuestos bsicos que indican que el sistema es lineal e

invariable en el tiempo.

En desarrollo de esta teora se encontr empricamente que las tormentas de

intensidad semejante, que dan lugar a perodos de exceso de lluvia de igual

duracin sobre una cuenca, producen hidrogramas que se ajustan a las

siguientes propiedades:

La duracin de la escorrenta directa y por tanto el tiempo base es en

esencia constante, independientemente de las diferencias en las

intensidades de las lluvias que dan lugar a avenidas y del volumen total de

escorrenta directa.

Si dos tormentas de intensidad semejante y de la misma duracin producen

diferentes volmenes de escorrenta directa, las intensidades de la

escorrenta directa en momentos posteriores al comienzo de cada tormenta

guardan la misma proporcin que la existente entre los volmenes totales de

la escorrenta directa.

La distribucin en el tiempo de la escorrenta directa debido a una tormenta

dada es independiente de la escorrenta coincidente debido a tormentas

anteriores.

Estas propiedades son las de un sistema lineal invariable en el tiempo. Se ha



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encontrado adems que para cada cuenca de drenaje existe una cierta

tormenta unitaria para que la forma y duracin no estn significativamente

afectadas por los cambios de la distribucin de un cierto volumen de exceso

de lluvia a lo largo del perodo en que se produce la tormenta.

Esto significa que, para todas las tormentas que produzcan exceso de lluvia

durante un perodo ms corto que el de la tormenta unitaria, el tiempo que

transcurre entre el comienzo de la escorrenta directa y el momento en que el

hidrograma alcanza un mximo es esencialmente el mismo. Para cuencas de

drenaje muy pequeas el perodo de la tormenta unitaria es inferior al tiempo

de crecida y para reas de drenaje mayores que 5.5 Km2, su duracin no es

mayor que la mitad del perodo de crecida o que un cuarto del tiempo de

respuesta.

La tercera propiedad implica que los hidrogramas debido a sucesivas

tormentas unitarias, de diferente intensidad, tienen ordenadas proporcionales

que pueden sumarse; esto significa matemticamente, que el fenmeno es

lineal y que se aplica el principio de superposicin.

En sntesis el hidrograma unitario es un hidrograma de escorrenta directa

producido por un exceso de lluvia de una pulgada o de un (1) mm,

uniformemente repartido por toda la cuenca y de una duracin igual a, o

menor que la duracin de la lluvia unitaria.

Su aplicacin requiere del clculo de parmetros fsicos y de las

caractersticas de distribucin y valores en exceso de las lluvias de la

cuenca. Este procedimiento de clculo de caudales a partir de lluvias

asociadas a diferentes frecuencias de ocurrencia, se desarroll mediante la

implementacin de un programa de computador.



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Nmero de Escurrimiento

La determinacin del nmero de escurrimiento o nmero de curva viene

aplicado en el SCS National Engineering Handbook (1964; SHULSE, 1966).

Este nmero de curva es un valor tabulado que viene dado en funcin de la

lluvia antecedente, del tipo del suelo, del uso del suelo, de la densidad de la

cubierta vegetal y de las labores de conservacin de los suelos.

Los tipos de suelos se usan en la preparacin de los complejos hidrolgicos

suelo-vegetacin, que a su vez se usan para determinar el escurrimiento

directo.

Los principales grupos de suelos hidrolgicos utilizados por el SCS son 4:

(Con el potencial de escurrimiento mnimo). Incluye a las arenas profundas

con poco limo y arcilla, tambin a los loes muy permeables.

La mayor parte de los suelos arenosos menos profundos que los del grupo A,

pero el grupo, en conjunto, tiene una infiltracin media superior despus de

haberse mojado completamente.

Comprende los suelos poco profundos y los que contienen mucha arcilla y

coloides, aunque menos que el grupo D. El grupo tiene una infiltracin

inferior a la promedio despus de saturacin.

(Con el potencial de escurrimiento mayor) el grupo incluye la mayor parte de

las arcillas que ms aumentan de volumen al mojarse, pero tambin incluye



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algunos de los suelos poco profundos con subhorizontes casi impermeables

cerca de la superficie.

La clasificacin de los suelos en los grupos hidrolgicos principales puede

hacerse tomando como base el tipo hidrolgico.

De los estudios realizados se deduce que los suelos de las cuencas son en

su mayora permeables, profundos y bien drenados. Pero a pesar de su

permeabilidad las altas pendientes de las cuencas no permiten mejores

condiciones de retencin y regulacin, por cuya razn se obtienen

respuestas casi inmediatas de las cuencas a las precipitaciones.

El tipo hidrolgico se basa en la premisa de que los suelos con perfiles de

caractersticas semejantes (especialmente su espesor, textura, contenido de

materia orgnica, estructura y grado de abundamento cuando se saturan)

respondern en una forma prcticamente semejante bajo el efecto de una

tormenta de larga duracin de intensidad apreciable. Al hacer comparaciones

se supone que los suelos tienen una cubierta vegetal mnima, que ha tenido

lugar el aumento de volumen mximo y que la precipitacin excede a la

infiltracin potencial.

Los tipos de usos del suelo y los tratamientos se clasifican con respecto a las

avenidas que puede producir el escurrimiento. Cuanto ms un uso de la

tierra o tipo de vegetacin o tipo de tratamiento aumenten la retencin total,

tanto ms descender en el rango de produccin de avenidas por el

escurrimiento.

Para determinar las condiciones precedentes producidas por la lluvia y su

respuesta en la cuenca con relacin al escurrimiento potencial, el SCS las



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resume en tres casos, debido a las dificultades en su estimacin.

Condicin I. Esta es la condicin que presentan los suelos cuando estn

secos, pero no hasta el punto de marchitamiento y cuando se aran o se

cultivan tcnicamente bien. (Esta condicin no se considera aplicable al

clculo para determinar las crecientes con distintas frecuencias).

Condicin II. El caso promedio, para caudales mximos anuales es decir, un

promedio de las condiciones que han precedido a la creciente mxima anual

en numerosas cuencas.

Condicin III. Se presenta cuando ha llovido mucho o poco y han ocurrido

bajas temperaturas durante los das anteriores a una tormenta y el suelo est

casi saturado.

Teniendo en cuenta las condiciones anteriores y, de la combinacin de los

tipos de suelo, la cobertura vegetal y el tipo hidrolgico de suelo, se

asignaron valores de CN a cada una de estas combinaciones y se obtuvo el

nmero de escurrimiento de 70 para las cuencas del ro Lili y el zanjn Gual.

Precipitacin Mxima

Para el clculo de crecientes se requiere la determinacin de precipitaciones

para los perodos de retorno de 1.01, 2, 5, 10, 25, 50 y 100 aos.

Esta labor se desarroll mediante el empleo de los registros de precipitacin

disponibles en las estaciones de medicin existentes y como se indic

anteriormente.



26

La tcnica de clculo consisti en la seleccin de las series de precipitaciones

mximas anuales con una duracin de 1 da, para cada una de las estaciones

empleadas. Posteriormente mediante una hoja de clculo desarrollada por el

consultor se aplicaron a estas series los mtodos estadsticos de Gumbel I,

Log Normal y Pearson tipo III, normalmente empleados con buen orden de

confiabilidad en estudios hidrolgicos de valores extremos. Mediante la

utilizacin de una hoja de clculo desarrollada por el consultor se calcularon

las precipitaciones mximas en 24 horas para los diferentes perodos de

retorno, mostrndose en el Cuadro 5-2 y en la Figura 5-1 el resumen de los

valores obtenidos. De acuerdo al anlisis de esta figura se determin utilizar los

valores obtenidos con la distribucin Gumbel tipo I.

Cuadro 5-2

Precipitaciones Mximas en 24 horas

PERIODO DE RETORNO

(aos)

ESTACION LA FONDA GUMBEL

TIPO I Log Gumbel Normal 2 param Log Normal 2 Pearson tipo III Log Pearson

1.01 47.69 51.25 36.43 44.47 53.08 54.86

2.00 83.81 80.79 87.20 84.31 82.71 79.68

5.00 105.40 106.05 105.53 106.23 102.36 102.07

10.00 119.70 126.99 115.12 119.86 116.20 121.51

20.00 133.42 150.94 123.03 132.43 130.12 144.81

25.00 137.77 159.44 125.34 136.34 134.67 153.35

30.00 141.31 166.71 127.15 139.49 138.42 160.77

50.00 151.17 188.77 131.94 148.16 149.10 183.91

100.00 164.47 223.22 137.88 159.67 164.04 222.01



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Figura 5-1

Distribucin Temporal de las Lluvias

Este parmetro, importante para la determinacin de los caudales mximos

por mtodos del tipo precipitacin-escurrimiento, se calcul a partir de los

registros de la estacin pluviogrfica La Ladrillera.

El procedimiento consisti en la seleccin de las tormentas ms importantes

por su magnitud e intensidad, de las cuales se escogieron las comprendidas

en el rango entre 1 y 3 horas, teniendo en cuenta que en este rango de

tiempo se producen las respuestas ms crticas a nivel de caudales

mximos.

Para cada evento se calcularon los valores porcentuales de lluvia acumulada

para cada intervalo de tiempo y se graficaron la totalidad de los eventos



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seleccionados. Posteriormente se defini una curva representativa de las

condiciones crticas de la distribucin de las tormentas.

Los resultados obtenidos presentan como caracterstica que para un tiempo

igual a 2 horas, se ha precipitado una cantidad levemente inferior al 90% del

total de la lluvia. Lo anterior refleja las condiciones especiales de las lluvias

de corta duracin e intensidad alta y uniforme. En la Figura 5-2, se muestra

la distribucin temporal de la lluvia para la estacin La Ladrillera.

Figura 5-2

Precipitacin Efectiva

La transformacin de la precipitacin en precipitacin efectiva, que es lo que

finalmente saldr de la cuenca de drenaje por el punto de salida de la misma,

es realizada por el S.C.S. mediante la siguiente expresin:

Distribucin porcentual de la lluviaEstacin La Ladrillera

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Tiempo (min)

Porc

enta

je (%

) (m

in)



29

Pe

PCN

PCN

=

+

+

508508

203220 32

2

.

.

Donde:

Pe = Precipitacin efectiva (cm)

P = Precipitacin total (cm)

CN = Nmero de curva o nmero de escurrimiento del suelo

Tiempos de Concentracin

Se define como el tiempo que demora el agua en su recorrido desde el punto

hidrulico ms distante de una cuenca hasta el punto en consideracin. El

tiempo de concentracin se refiere a la lluvia efectiva.

El tiempo de concentracin ha sido estudiado por varios autores, los cuales

han tenido en cuenta varios factores, entre otros los siguientes: velocidad del

flujo, vegetacin, pendiente, cobertura vegetal y otros elementos hidrulicos

del cauce y de la cuenca.

Las formulaciones empleadas en este estudio incluyen los siguientes

autores:

- Aviacin USA

- Kerby- Hathway

- Bransby-Williams

- Kirpich

En el Cuadro 5-3, se encuentran los resultados obtenidos y dada la



30

variabilidad de estos, se estim conveniente emplear el valor obtenido con el

mtodo de Bransby-Williams, con el cual los resultados son muy parecidos a

los caudales reales de acuerdo con estudios anteriores en la misma cuenca.

Cuadro 5-3

Tiempos de concentracin

Cuenca Area (Ha)

Longitud (m)

Cota superior

Cota inferior

Pendiente (m/m)

Tiempo concentracin

(min)

Ro Lili 1804.00 74.85 97.70 102.34 115.52 133.81

Zanjn Gual 292.00 13.98 18.25 19.12 21.58 25.00

Cuenca 1 42.92 3.89 1010 965 0.02368 27.50

Cuenca 2 39.41 3.55 993 964.5 0.01731 27.80

Cuenca 3 104.5 4331 1101 965 0.0314 46.60

Hidrograma Adimensional

El mtodo del SCS utiliza el concepto del hidrograma adimensional de la

cuenca, para lo cual recomienda el empleo de un hidrograma propio obtenido

a partir de mediciones en cuencas de drenaje con reas y pendientes

pequeas. En este estudio se decidi adoptar el hidrograma adimensional

calculado por la CVC para el ro Lili, el cual se muestra en la Figura 5-3.



31

Figura 5-3

Caudales Mximos

Con base en los valores bsicos anteriormente calculados y la informacin

recolectada se aplic la tcnica del S.C.S, la cual requiere adems la

determinacin de otros parmetros mediante las siguientes expresiones:

Qo

A Pe

t p=0 208. * *

t

Dtp c= +

20 6. *

D tc= 0133. *

donde :

Cuenca ro LiliHidrograma Adimensional

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0 1 2 3 4 5 6 7

Tiempo

Caudal



32

Qo =Caudal pico del hidrograma unitario, en m3/s

A = Area tributaria de la cuenca, en Km2

tp = Tiempo pico del hidrograma unitario, en horas

Pe = Precipitacin efectiva en mm

tc = Tiempo de concentracin, en horas

D = Duracin unitaria de la precipitacin efectiva en horas

Los resultados de los caudales mximos para las diferentes frecuencias en

los sitios de inters, se muestran en el Cuadro 5-4.



33

5.2 Mtodo Racional

Teniendo en cuenta que la ubicacin del predio est dentro de los lmites de

la ciudad de Cali, se utilizar la curva IDF propuesta por EMCALI (Normas

para el diseo de sistemas de alcantarillado, 1999) para la zona

suroccidental por encima de la cota 1150 msnm. Que aunque est por

encima de la cuenca de la acequia Caasgordas, es la curva que ms cerca

est a la zona del proyecto.

La idea del mtodo racional es que si una lluvia con intensidad i empieza en

forma instantnea y continua en forma indefinida, la tasa de escorrenta

continuar hasta que se llegue al tiempo de concentracin tc, en el cual toda

la cuenca est contribuyendo al flujo en la salida. El producto de la intensidad

de lluvia i y el rea de la cuenca A es el caudal de entrada al sistema, iA, y la

relacin entre este caudal y el caudal pico Q (que ocurre en el tiempo tc) se

conoce como el coeficiente de escorrenta C (O



34

La proporcin de lluvia total que alcanzarn los drenajes de tormenta

depende del porcentaje de permeabilidad, de la pendiente y de las

caractersticas de encharcamiento de la superficie.

De igual forma el Coeficiente de escorrenta depende tambin de las

caractersticas y condiciones del suelo. La Tasa de infiltracin disminuye a

medida que la lluvia continua y tambin es influida por las condiciones de

humedad antecedentes en el suelo.

Adicionalmente influyen la intensidad de lluvia, proximidad del nivel fretico,

grado de compactacin del suelo, porosidad del subsuelo, vegetacin,

pendiente del suelo, almacenamiento por depresin Se debe escoger un C

razonable para representar los efectos integrados de los elementos

mencionados. Teniendo en cuenta la existencia de techos, vas

pavimentadas, zonas verdes, se estima un coeficiente de escorrenta de 0.35

para el rea interna del proyecto, similar situacin ocurre con el rea externa,

la cual con el desarrollo que se est llevando a cabo actualmente llegar a

tener coeficientes de escorrenta similares.

Intensidad de lluvia

Es la tasa promedio de lluvia (mm/hr o pulg/hr) para una cuenca o subcuenca

de drenaje. Se selecciona con base en la duracin de la lluvia de diseo y el

periodo de retorno.

Se supone que la escorrenta alcanza su pico en el tiempo de concentracin

tc cuando toda la cuenca est contribuyendo al flujo en su salida. Mientras

que el tiempo de concentracin tc es el tiempo requerido por una gota de

agua para fluir desde el punto ms remoto en la cuenca hasta el punto de

inters



35

rea de drenaje

reas que contribuyen al sistema que se desea disear

Curvas IDF

Como se indic anteriormente, se utilizar la curva IDF propuesta por EMCALI

para la zona suroccidental de la ciudad de Cali, por encima de la cota 1150,

cuya ecuacin se indica a continuacin.

Tiempos de Concentracin

Tienen la misma definicin indicada para el mtodo del Soil Conservation

Service.

Se ha determinado utilizar el tiempo de concentracin calculado por el

mtodo de Kirpich, el cual de acuerdo a estudios realizados por esta

consultora en otros sitios del departamento presenta los resultados ms

acordes con la realidad para este tipo de situaciones. En el cuadro 5-3 se

muestran los tiempos de concentracin para las reas de drenaje

identificadas en el proyecto.

Caudales mximos

Con todos los insumos definidos y con base en el mtodo racional se

determinaron los caudales mximos para las tres subcuencas identificadas

como drenaje al rea de la universidad Libre.

36.0

1*

*676.351

6152.0

309.0

t

TrI =



36

En el cuadro 5-4 se muestran los caudales obtenidos para las diferentes

reas y perodos de retorno, por los mtodos del SCS para el ro Lili y el

zanjn Gual y por el mtodo Racional para las subcuencas de la acequia

Caasgordas. Para estas ltimas se defini la utilizacin de los caudales

para un perodo de retorno de 1 vez en 10 aos, el cual es el valor

recomendado por las normas del RAS 2000 para canales con cuencas de

drenaje menores a 100Ha. Sin embargo teniendo en cuenta que la acequia

Caasgordas llega al interior del predio directamente (viene del interior del

colegio Alemn), se propone disear las obras para su manejo con el caudal

correspondiente a un perodo de retorno de 25 aos.

Cuadro 5-4

Caudales mximos (m3/s)

Cuenca Perodo de retorno (aos)

5 10 25 30 50 100

Ro Lili 57.94 74.85 97.70 102.34 115.52 133.81

Zanjn Gual 10.83 13.98 18.25 19.12 21.58 25.00

Cuenca 1(Ac Caasgordas

3.89 5.17 6.40 7.93

Cuenca 2 3.55

Cuenca 3 6.85

Por normas RAS, las cuencas de canales abiertos con reas menores a 100Ha se disearn los canales para Tr 10 aos



37

5.3 rea interna

Teniendo en cuenta la necesidad de evaluar el manejo de las aguas al interior

del predio, mientras dura la creciente en las reas externas, es necesario

calcular el volumen del agua aportado por las lluvias internas, para lo cual se

recurre a a utilizacin del mtodo del SCS para la evaluacin de los caudales

mximos. Este mtodo tiene la ventaja sobre el racional, que permite la

obtencin de los hidrogramas de las crecientes.

En el cuadro 5-5 se indican los valores obtenidos para los caudales mximos y

volmenes totales del hidrograma y en la figura 5-4 se muestra el volumen de

almacenamiento requerido para diferentes perodos de retorno para el rea

interna de 4.69 Ha, utilizando un CN de 80, un tiempo de concentracin de 0.1

horas y las precipitaciones de la estacin La Fonda.

Cuadro 5-5 UNIVERSIDAD LIBRE SEDE VALLE DEL LILI Caudales (m3/s) y Volmenes internos (m3)

PERIODO DE RETORNO (aos)

CAUDAL (m3/s) VOLUMEN (m3)

2 0.27 1964.10

5 0.39 2877.34

10 0.48 3510.38

20 0.56 4136.22

25 0.59 4337.80



38

Figura 5-4



39

6. ANALISIS HIDRAULICO

Con base a los resultados obtenidos en la evaluacin hidrolgica y con las

secciones obtenidas del levantamiento topogrfico, se determinan los niveles

que alcanza el agua en el ro Lili, en el zanjn Guali y en los tres cauces que

atraviesan el predio de la futura sede de la universidad Libre.

Para la determinacin de los niveles y por consiguiente de la capacidad

hidrulica de los puentes se utiliz el modelo de trnsito hidrulico HEC-RAS

(Hydrologic Engineering Center-River Analysis System) versin 4.0.

En este anlisis debe tenerse en cuenta todo el entorno del cauce, y este

modelo permite analizar detalladamente los componentes responsables del

flujo del agua a travs de los cauces y simula unas condiciones lo ms reales

posibles logrando as conocer el efecto de las obras construidas o diseadas.

Este modelo fue elaborado por el Cuerpo de Ingenieros de los Estados

Unidos. Sus principios matemticos se basan en la ecuacin de la energa y

en la ecuacin del momentum, lo cual permite operar bajo las siguientes

condiciones de trabajo (simultneas o individuales):

Flujo permanente y gradualmente variado en corrientes

naturales o canales artificiales.

Aplicable a un tramo aislado, a un sistema dendrtico o a una

red completa de canales.

Flujo subcrtico, supercrtico o rgimen combinado.

Basado en la ecuacin de energa para flujo a superficie libre,

conjuntamente con la ecuacin de continuidad.

Prdidas locales por expansin y contraccin.



40

Ecuacin de la cantidad de movimiento: utilizada para casos en

que se presente flujo rpidamente variado.

Se puede considerar el efecto de obstrucciones en el flujo.

Anlisis y manejo de planicies de inundacin.

Este tipo de software le permite al usuario mantener un manejo grfico y

directo con el programa, facilitando no solamente el manejo operativo, sino

sus resultados.

Los datos a ingresar en el programa son:

Secciones topogrficas

Distancia entre secciones

Coeficiente de rugosidad

Definicin de las orillas

Datos de caudales y datos de niveles de control, en el presente caso

se considero flujo subcrtico y como control se utiliz la profundidad

normal en el sector aguas abajo del tramo en estudio.

Datos de estructuras, como vertederos, alcantarillas, puentes, etc.

Los resultados del programa se pueden obtener en forma grfica y/o

tabulada. Ambos resultados pueden ser manipulados por el usuario segn la

informacin requerida

De acuerdo a los resultados obtenidos, se observa lo siguiente (ver figuras 6-

1 a 6-5):

Los niveles del agua en el ro Lili en el tramo comprendido entre su

cruce con la va Panamericana y aproximadamente 450 aguas arriba



41

de este cruce, estn controlados por la seccin del puente de la va

Panamericana, la cual es insuficiente para el manejo de las crecientes

por encima de un perodo de retorno de 5 aos.

En el tramo estudiado, el ro Lili presenta desbordamientos sobre su

margen derecha para crecientes con perodos de retorno superiores a

1 vez en 5 en la mitad de este y para 100 aos en prcticamente todo

el tramo con excepcin de un tramo donde debido al dique existente el

ro no se desborda.

Los altos niveles que presenta el ro en la desembocadura de la

acequia Caasgordas, el zanjn Gual y el canal paralelo a la va

Panamericana, hacen que estos se remansen requieran obras de

control de inundaciones apropiadas.

Debido a la incapacidad de los puentes sobre la va Panamericana, se

determin hacer el trnsito hidrulico en prcticamente todo el tramo

en estudio, estos desbordamientos no son muy recurrentes, debido a

la falta de obras de proteccin aguas arriba del sitio del puente del

ferrocarril, especialmente sobre su margen derecha, sin embargo, es

muy probable que en el corto plazo el ro Lili aguas arriba del tramo en

estudio tenga construidas totalmente obras de control de inundaciones

sobre ambas mrgenes, ocasionando que en el tramo aguas abajo de

la va Panamericana se presenten desbordamientos.

En la margen izquierda el ro presenta obras de control de

inundaciones que alcanzan a proteger para crecientes del ro Lili con

un perodo de retorno de 1 en 100 aos.



42

En la Figura 6-1 se presenta el perfil del ro Lili en el tramo en estudio, para

caudales con perodos de retorno entre 5 y 100 aos para la condicin actual

y en la figura 6-2 se presenta el mismo perfil pero para la condicin sin

puente.

De este perfil se observa que el nivel alcanzado por el ro Lili para una

creciente con un perodo de retorno de una vez en 100 aos, es de 967.77

en la entrega del canal paralelo a la va Panamericana y de 969.10 en la

desembocadura del zanjn Gual.

En las figuras 6-3 a 6-5 se observan los perfiles para los canales artificiales 1

y 1A localizados al interior del predio y que forman parte de la acequia

Caasgordas y del canal 2 o paralelo a la va Panamericana.

Figura 6-1

Perfil del ro Lili con puente

0 200 400 600 800 1000 1200958

960

962

964

966

968

970

RIO LILI UNIVERSIDAD LIBRE

Main Channel Distance (m)

Elevation (m)

Legend

WS 100 aos

WS 50 aos

WS 30 aos

WS 25 aos

WS 10 aos

WS 5 aos

Ground

Left Levee

Right Levee

2 TOPOGRAFIA 2

3 TOPOGRAFIA 3

4 TOPOGRAFIA 4

5 TOPOGRAFIA 5

6 TOPOGRAFIA 6

7 TOPOGRAFIA 7

8 TOPOGRAFIA 8

9 TOPOGRAFIA 9

10 TOPOGRFIA 10

11 TOPGRAFIA 11

12 TOPOGRAFIA 12

13 TOPGRAFIA 13

14 TOPGRAFIA 14

15 TOPGRAFIA 15

16 TOPOGRAFIA 16

17 TOPOGRAFIA 17

18 TOPGRAFIA 18

19 TOPOGRAFIA 19

20 TOPGRAFIA 20

20.5 PUENTE PANAMERICANA

21.5 seccion 3 vieja


22.3 seccion 7 vieja 48 hecras anterior

22.4 8 vieja hec ras 49

23 seccion 3 nueva

23.1 seccion 9 vieja 50 hec ras

23.2 seccoin 13 vieja 53 hec ras



23.5 seccion 22 vieja 63 hecras

23.6 seccion 25 vieja hecras 65

24 seccion 4 nueva

25 seccion 5 guali

RIO LILI 2 RIO LILI 3

RIO LILI 1

ESTUDIO HIDROLO

GICO E HIDRAULIC

O, D

ISEOS DE CONTROL D

E IN

UNDACIONES Y MANEJO

DE

CAUCES ARTIFICIALE

S PARA LA

NUEVA SEDE DE LA

UNIVERSIDAD LIB

RE EN CALI

HIDROINGENIERA LTDA A

RQ. JA

IME CRDENAS M

ATALLANA

43

Fig

ura

6-2

Perfil d

el ro L

ili sin p

uente

Fig

ura

6-3

Perfil d

el canal 1

0200

400

600

800

1000

1200958

960

962

964

966

968

970

RIO

LILI U

NIVERSIDAD LIBRE

Main C

hann

el Distan

ce (m)

Elevation (m)

Leg

end

WS 100 a

os

WS 50 ao

s

WS 30 ao

s

WS 25 ao

s

WS 10 ao

s

WS 5 aos

Ground

Left Leve

e

Right Le

vee

2 TOPOGRAFIA 2

3 TOPOGRAFIA 3

4 TOPOGRAFIA 4

5 TOPOGRAFIA 5

6 TOPOGRAFIA 6

7 TOPOGRAFIA 7

8 TOPOGRAFIA 8

9 TOPOGRAFIA 9

10 TOPOGRFIA 10

11 TOPGRAFIA 11

12 TOPOGRAFIA 12

13 TOPGRAFIA 13

14 TOPGRAFIA 14

15 TOPGRAFIA 15

16 TOPOGRAFIA 16

17 TOPOGRAFIA 1718 TOPGRAFIA 18

19 TOPOGRAFIA 19

20 TOPGRAFIA 20

21 seccion 1 nueva



22.3 seccion 7 vieja 48 hecras anterior

22.4 8 vieja hec ras 49

23 seccion 3 nueva23.1 seccion 9 vieja 50 hec ras

23.2 seccoin 13 vieja 53 hec ras



23.5 seccion 22 vieja 63 hecras

23.6 seccion 25 vieja hecras 6524 seccion 4 nueva25 seccion 5 guali

RIO LILI 2

RIO LILI 3

RIO LILI 1

050

100

150

200

250

300962

963

964

965

966

967

968

RIO

LILI U

NIVERSIDAD LIBRE

Main C

hann

el Distan

ce (m)

Elevation (m)

Leg

end

WS 100 a

os

WS 50 ao

s

WS 30 ao

s

WS 25 ao

s

WS 10 ao

s

WS 5 aos

Ground

2 TOPOGRAFIA 2

3 TOPOGRAFIA 3

4 TOPOGRAFIA 4

5 TOPOGRAFIA 5

6 TOPOGRAFIA 6

7 TOPOGRAFIA 7

8 TOPOGRAFIA 8

9 TOPOGRAFIA 9

CANAL 1 2

CANAL 1 1



44

Figura 6-4 Perfil del canal 1A

Figura 6-5

Perfil del canal 2

En el anexo hidrulico se presentan los resultados generales y las figuras

complementarias.

0 20 40 60 80 100 120 140 160963

964

965

966

967

968



Elevation

(m)

Legend

WS 100 aos

WS 50 aos

WS 30 aos

WS 25 aos

WS 10 aos

WS 5 aos

Ground

2 TOPOGRAFIA 2

3 TOPOGRAFIA 3

4 TOPOGRAFIA 4

5 TOPOGRAFIA 5

CANAL 1A 1

0 50 100 150 200 250 300 350 400962

963

964

965

966

967

968



Elevation

(m)

Legend

WS 100 aos

WS 50 aos

WS 30 aos

WS 25 aos

WS 10 aos

WS 5 aos

Ground

2 TOPOGRAFIA 2

3 TOPOGRAFIA 3

4 TOPOGRAGIA 4

5 TOPOGRAFIA 5

6 TOPOGRAFIA 6

7 TOPOGRAFIA 7

8 TOPOGRAFIA 8

9 TOPOGRAFIA 9

10 TOPOGRAFIA 10

CANAL 2 1



7. OBRAS DE CONTROL DE INUNDACIONES (PLANOS 330 01 AL

05)

De acuerdo a los resultados obtenidos con la modelacin hidrulica y el

anlisis hidrolgico, se han diseado las siguientes obras de Control de

inundaciones tanto para el manejo de las aguas internas como de las

externas.

7.1 Manejo aguas externas

Como resultado de este anlisis se ve claramente la necesidad de construir

un dique de proteccin contra inundaciones sobre todo el permetro del

predio de la universidad y las aguas externas provenientes de la acequia

Caasgordas y sus derivaciones, manejarlas por el permetro del rea de la

universidad mediante canales regularizados con el urbanismo propuesto.

La seccin tpica propuesta para el dique de la margen derecha del ro Lili es

de 3m de corona y taludes 1 H a 1 V y su ubicacin debe estar paralela al

cauce sobre su margen derecha al menos a 15 m de la orilla. La cota de

corona en de este dique en la confluencia de la acequia Caasgordas y el ro

Lili debe estar en la cota 968.77 y en la confluencia con el zanjn Gual en la

cota 970.10, con lo cual se logra una proteccin para 100 aos con un bordo

libre de 1.0m. Para el dique de cierre paralelo a la va Panamericana, a la

carrera 109 y al colegio Alemn se propone una cota igual a la 968.77, con

una seccin transversal de 1.0m de corona y taludes 1H:1V, y su localizacin

debe estar en el rea del antejardn del proyecto.

En la figura 7-1 se muestra la localizacin en planta de los ejes de los diques

y canales propuestos.



46

Figura 7-1 Localizacin general de obras para manejo de aguas externas

Para el manejo de los caudales provenientes del colegio Alemn,

correspondiente a la acequia Caasgordas en la cuenca denominada 1 se

plantea la construccin de una tubera que en un recorrido paralelo al muro

de cierre del colegio Alemn, entrega sus aguas al zanjn Gual. En su

descarga se debe instalar una compuerta de chapaleta que impida la entrada

de aguas provenientes del ro Lili o el zanjn Gual durante sus crecientes.

Esta tubera se propone con un dimetro de 1300mm en PVC, con una

pendiente de 0.00679m/m, con lo cual se logra evacuar por gravedad un

tubera

desarenador



47

caudal hasta de 5.56m3/s, correspondientes a un perodo de retorno superior

a 1: 25 aos. Para el ingreso del agua proveniente de la acequia

Caasgordas se prev la construccin de un desarenador, que permita el

almacenamiento de gravas y arenas provenientes del ro Pance o de la

misma cuenca de la acequia Caasgordas. Tal como lo plantean los trminos

de referencia, la entrega al zanjn Gual se har mediante la construccin de

una cmara de inspeccin que permita un ngulo de 45 grados con el eje del

zanjn en el sitio de la entrega.

En los cuadros siguientes se presentan los clculos hidrulicos para el

diseo del desarenador que funciona con un vertedero y la entrada a la

tubera que funciona como un orificio. Estos clculos fueron hechos con el

programa Flowmaster.

Project Description

Worksheet Orifice - 1 Type Generic Orifice Solve For Headwater Elevation

Input Data

Discharge 5.1700 m/s Centroid Elevation 0.65 m Tailwater Elevation 1.02 m Discharge Coefficient 0.70 Opening Area 1.3 m

Results

Headwater Elevation 2.59 m Headwater Height Above Centroid 1.94 m Tailwater Height Above Centroid 0.37 m Velocity 3.89 m/s



48

Project Description

Worksheet Weir - 1 Type Sharp Crested Rectangular Weir Solve For Headwater Elevation

Input Data

Discharge 5.1700 m/s Crest Elevation 965.53 m Tailwater Elevation 965.91 m Discharge Coefficient 1.84 SI Crest Length 4.50 m Number of Contractions

0

Results

Headwater Elevation 966.34 m Headwater Height Above Crest 0.81 m Tailwater Height Above Crest 0.38 m Flow Area 3.6 m Velocity 1.42 m/s Wetted Perimeter 6.12 m Top Width 4.50 m

Headwater Elevation vs DischargeWorksheet: Orifice - 1

Discharge(m/s)

(m)

Headwater Elevation

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0



49

En caso de presentarse un caudal superior a 5.56m3/s en el cauce de la

acequia Caasgordas, el caudal en exceso es derivado por rebose hacia el

canal propuesto para el manejo de la cuenca 2, el cual corre paralelo a la

carrera 109 por el lindero de la universidad. Este canal se proyect en dos

tramos diferentes, el de aguas arriba con seccin trapecial en tierra, con una

pendiente uniforme de 0.004467 y una longitud de 201.50m hasta la esquina

de la va a Jamund, donde recibe las aguas provenientes de la cuenca 2

(condominios del sur). En este sitio inicia el segundo tramo del canal, el cual

tiene una longitud de 186m hasta su entrega al ro Lili, la seccin tambin es

en tierra con un ancho de plantilla de 1.0m, taludes 1H a 1V, el cual con una

pendiente de 0.00613m/m tiene capacidad para manejar caudales de

7.44m3/s con una profundidad de 1.57m.

Para el diseo de esta seccin se utiliz el programa Flowmaster, que

mediante la ecuacin de Manning produjo los siguientes resultados.

Project Description

Worksheet unilibre superior Flow Element Trapezoidal Channel Method Manning's Formula Solve For Channel Depth

0.8 1 m

4.5 0 m

V :1H :1N TS



50

Input Data

Mannings Coefficient 0.035 Slope 0.004467 m/m Left Side Slope 1.00 H : V Right Side Slope 1.00 H : V Bottom Width 0.50 m Discharge 3.8900 m/s

Results

Depth 1.45 m Flow Area 2.8 m Wetted Perimeter 4.60 m Top Width 3.40 m Critical Depth 1.03 m Critical Slope 0.020714 m/m Velocity 1.38 m/s Velocity Head 0.10 m Specific Energy 1.54 m Froude Number 0.48 Flow Type Subcritical

1.45 m

0.50 m

V:1H :1NTS



51

Project Description

Worksheet unilibre inferior Flow Element Trapezoidal Channel Method Manning's Formula Solve For Channel Depth

Input Data

Mannings Coefficient 0.035 Slope 0.006130 m/m Left Side Slope 1.00 H : V Right Side Slope 1.00 H : V Bottom Width 1.00 m Discharge 7.4400 m/s

Results

Depth 1.57 m Flow Area 4.1 m Wetted Perimeter 5.45 m Top Width 4.15 m Critical Depth 1.21 m Critical Slope 0.018362 m/m Velocity 1.84 m/s Velocity Head 0.17 m Specific Energy 1.75 m Froude Number 0.59 Flow Type Subcritical



52

Los cruces de la entrada a la universidad sobre la carrera 109 debern

hacerse con box culvert de 1.50*1.50m y el cruce de la carrera 106 as como

las entradas a la universidad sobre la va Panamericana debern hacerse

con box culvert de 3.00m de ancho por 2.50 m de altura.

La entrega al ro Lili, se har utilizando la entrega actual, la cual est

totalmente estabilizada y no causa problemas de erosin sobre la margen

izquierda; por lo tanto no se considera pertinente modificarla a 45 grados con

respecto al eje del ro, conforme a lo indicado por los trminos de referencia

dados por el DAGMA, lo cual implicara que se afecte el emplazamiento del

puente proyectado sobre la nueva va a Jamund.

1.57 m

1.00 m

V:1H :1NTS



53

7.2 Manejo aguas internas

Para el manejo de estas aguas se ha realizado un diseo detallado por parte

de la firma Isan Ltda, mediante una red pluvial que hace entregas parciales

por cada porcin de rea aferente.

Esta red est interconectada a unos ramales que llevaran las aguas lluvias,

en caso de una lluvia extraordinaria que rebase todos los periodos de retorno

considerados, las cancha de futbol, la cual ha sido diseada deprimida con

respecto a las cotas del rea restante de la universidad. Esta depresin

permitir almacenar temporalmente un volumen de agua aproximado de

3500m3, equivalentes a un periodo de retorno de 1:10 aos.

ING. JAIME ROJAS GONZLEZ

Ingeniero Civil

Matrcula 1740 del Valle del Cauca

HIDROINGENIERA LTDA

Certificacin de Aseguramiento de la Calidad 1353-1 del 29 de enero de

2003, norma ISO 9001: 2000, renovada en enero 20 de 2006 en consultora

de estudios, diseos e interventora de estudios en ingeniera hidrulica con

componentes ambiental y de recursos hdricos asociados.

CALI, ENERO 26 DE 2009

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