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MEMORIA DE CLCULO DEL DREANAJE PLUVIAL

MEJORAMIENTO DEL JR. ADOLFO MOREY CDRA 6, JR. BOLIVAR CDRA 6, JR. ARICA CDRA 6, JR. CAHIDE CDRA 8,

DISTRITO CALLERIA, CORONEL PORTILLO - UCAYALI

1.1. INTRODUCCION

1.1.1 OBJETIVOS DEL ESTUDIO

El presente proyecto consiste en la Construccin del Drenaje Pluvial de los Jr. Adolfo Morey cuadra 6, Jr. Bolvar cuadra 6, Jr. Arica cuadra 6, Jr. Cahuide cuadra 8 para la adecuada circulacin de las aguas de lluvias para lo cual se construir una serie de cunetas la cual permitir el flujo adecuado de esta. Los Objetivos que se pretende alcanzar en el presente Capitulo de Hidrologa son las siguientes: Evaluar desde el punto de vista hidrulico, las estructuras de drenaje existentes. Evaluar las caractersticas hidrolgicas y geomorfolgicas de las quebradas y/o caos que interceptan la va a proyectarse. Proponer las diversas obras de drenaje que requieran ser proyectadas de acuerdo a la evaluacin de las estructuras existentes y a la exigencia hidrolgica e hidrodinmica del rea del Proyecto vial, con la finalidad de garantizar su estabilidad y permanencia.

1.1.2 UBICACIN DEL PROYECTO

Localidad : PUCALLPA Distrito : CALLERIA Provincia : CORONEL PORTILLO Regin : UCAYALI Va : Jr. Adolfo Morey Cdra 6, Jr. Bolvar Cdra 6, Jr. Arica Cdra 6 y

Jr. Cahuide Cdra 8.

2.2 DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO

2.2.1 HIDROGRAFIA

El drenaje de la zona en estudio est incluido en 02 reas de Drenaje. La pendiente de las quebradas colectoras son muy pequeas, razn por la cual la velocidad de transito es lenta.

2.2.2 CLIMA Y PRECIPITACION

El clima de la zona es clido, lluvioso y hmedo en todo el ao. La biotemperatura anual mxima es de 32C y la de media anual mnima de 22C.

1.00 DRENAJE PLUVIAL

2

Precipitacin Pluvial

0

50

100

150

200

250

300

350

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Meses

PP

(mm

)

PP 1985-2003

PP 2004

PP 2005

PP 2006

Las precipitaciones pluviales representa una variable principal en una zona tropical, se presenta en magnitud como eventos dbiles a muy violentos y voluminosos, pudiendo alcanzar de 30mm a 50mm en una hora; los meses ms lluviosos pueden totalizar entre 250mm a 400mm. La distribucin de las lluvias en Pucallpa Monte Alegre Neshuya, es estacional, dividindose el rgimen en dos estaciones lluviosas, una seca y otra semiseca. La primera estacin lluviosa est comprendida entre Enero, Febrero, Marzo y Abril, verano astral, la estacin seca entre Mayo, Junio, Julio y Agosto, invierno astral. La segunda estacin lluviosa comprende la estacin de la primavera, Octubre, Noviembre y parte de Diciembre. La estacin semi seca ocurre entre mediados de Diciembre y del mes de Enero, que en la zona se denomina verano del nio posiblemente sea ocasionado por el cambio de posicin de la tierra al iniciarse el solsticio de verano en el hemisferio Sur. La precipitacin anual promedio histrico entre los aos 1985 al 2006 es de 1622.90mm, con meses de menor precipitacin entre junio a agosto (54.4mm a 84.2mm) y mayores entre febrero a abril (183.4mm a 220 mm). El ao 2004 tuvo un comportamiento errtico con variaciones de precipitacin con cambios bruscos, con incremento y decremento mensual de la precipitacin entre los meses de junio a noviembre, con precipitaciones mayores al promedio histrico; el ao 2005 el comportamiento de la precipitacin estuvo casi similar con el promedio histrico, en el mes de julio no hubo precipitacin; el ao 2006 el comportamiento de la precipitacin fue de manera inversa por ser mayores en los meses de julio y agosto y de comportamiento casi lineal horizontal en el resto de los meses con precipitaciones entre 130mm a 140mm, tal como se presenta en el Grafico N 1

Grafico N 1 Variacin de la Precipitacin pluvial entre los aos 1985 2006.

Fuente: Boletines Meteorolgicos Universidad Nacional de Ucayali.

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2.2.3 RELIEVE

El relieve se caracteriza por ofrecer una configuracin topogrfica plana en general, sin embargo en los cruces de los caos tiene pendientes moderadas hacia el eje de las quebradas. 2.3 INFORMACION BASICA La informacin bsica que se ha utilizado para la

elaboracin del anlisis hidrolgico es la siguiente:

2.3.1 Informacin Cartogrfica

2.3.2 Informacin Pluviomtrica

2.3.3 Informacin Hidromtrica

2.4. PERIODO DE RETORNO Y VIDA UTIL DE LAS ESTRUCTURAS DE DRENAJE

El tiempo promedio en aos, en que el valor del caudal pico de una creciente determinada es igualado o superado por lo menos una vez se le llama Periodo de Retorno. El criterio de riesgo de fijacin, a priori del riesgo que se desea asumir en el caso de que la obra llegase a fallar dentro de su tiempo de vida til. El riesgo admisible en funcin del periodo de retorno y vida til de la obra est dado por:

K= 1 (1-1/T) n Si la obra tiene una vida til de n aos, la formula anterior permite calcular el periodo de retorno T, fijando el riesgo permisible K, el cual es la probabilidad de ocurrencia del pico de la creciente estudiada, durante la vida de la obra. En la tabla adjunta se presenta el valor T para varios riesgos permisibles K y para la vida til n de la obra. 2.5 DISEO DE CANALETAS Y ALCANTARILLAS.

2.5.1 Generalidades

Para el Diseo de Canales y Alcantarillas que recoge el agua proveniente de las precipitaciones pluviales que caen sobre los techos, patios y/o zonas pavimentadas de una edificacin se tendr en cuenta un sistema de disposicin final adecuado (en este caso hacia las canaletas) para lo cual es indispensable el diseo de los mismos por tratarse de un clima sumamente lluvioso, como lo son en las ciudades de la selva. (Pucallpa)

2.5.2 Marco Terico

Para el Diseo de las mismas, se tendr en cuenta: 1. Caudales de escurrimiento. 2. Coeficiente de Escorrenta. 3. Intensidad de Lluvia.

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4. rea de Drenaje. Donde se tuvo como referencia del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE), para la aplicacin de los conceptos de cada uno de ellos.

1. Caudales de Escurrimiento

a) Los caudales de escurrimiento sern calculados segn: El Mtodo Racional, aplicable hasta reas de drenaje no mayores

a 13 Km2.

Tcnicas de Hidrogramas unitarios que podrn ser empleados para reas mayores a 0.5 Km2, y definitivamente para reas mayores a 13 Km2.

b) Metodologas ms complejas como las que emplean tcnicas de

transito del flujo dentro de los ductos y canalizaciones de la red de drenaje, tcnicas de simulacin u otras, podrn ser empleadas a discrecin del diseador. Para el Diseo de Caudales de Escurrimiento se aplic el Mtodo Racional.

Mtodo Racional

- Para reas urbanas, donde el rea de drenaje est compuesta de sub reas o subcuencas de diferentes caractersticas, el caudal pico proporcionado por el mtodo racional viene expresado por la siguiente forma:

I C jAj

360Qj =

Donde:

Qj = es el caudal pico en m3/seg.

Cj = es el coeficiente de escorrenta para j-sima sub-cuenca.

Aj = es el rea de drenaje de la -sima de las sub-cuencas en Ha.

I = Intensidad de lluvia de diseo en mm /hora.

- Las subcuencas estn definidas por las entradas o sumideros a

los ductos y/o canalizaciones del sistema de drenaje. - La cuenca est definida por la entrega final de las aguas a un

deposito natural o artificial de agua (corriente estable de agua, lago, laguna, reservorio, etc.).

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2. Coeficiente de Escorrenta

a) La seleccin del valor del coeficiente de escorrenta deber

sustentarse considerndose los efectos de:

- Caracterstica de la superficie.

- Tipo de rea urbano.

- Intensidad de la lluvia (teniendo en cuenta su tiempo de retorno).

- Pendiente del terreno.

- Condicin futura dentro del horizonte de vida del proyecto.

b) El diseador puede tomar en cuenta otros efectos que considere

apreciable: proximidad del nivel fretico, porosidad del subsuelo,

almacenamiento por depresiones del terreno, etc.

c) De acuerdo al RNE norma OS. 060 en la tabla 1 b se tiene los

coeficientes de escorrenta promedio para reas urbanas.

- Para veredas, techos y azoteas 0.50-0.95.

- Para pavimento de concreto: 0.85-0.90.

El coeficiente de escorrenta para el caso de reas de drenaje con condiciones heterogneas ser estimado con un promedio ponderado de los diferentes coeficientes correspondientes a cada tipo de cubierta (techos, pavimentos, reas verdes, etc.), donde el factor de ponderacin es la fraccin del rea de cada rea total.

Para el Diseo de Canaletas, la eleccin del Coeficiente de

Escorrenta segn el RNE se aplic:

- Para veredas, techos y azoteas: 0.80.

- Para pavimento de concreto: 0.86.

3. Intensidad de Lluvia

a) La intensidad de la lluvia de diseo para un determinado punto del

sistema de drenaje es la intensidad promedio de una lluvia cuya

duracin es igual al tiempo de concentracin del rea que se drena

hasta ese punto, y cuyo periodo de retorno es igual al del diseo de

la obra de drenaje.

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b) La ruta de un flujo hasta un punto del sistema de drenaje est

constituido por:

- La parte donde el flujo fluye superficialmente desde el punto ms

remoto del terreno hasta su punto de ingreso al sistema de ductos

y/o canalizaciones.

- La parte donde el flujo fluye dentro del sistema de ductos y/o

canalizaciones desde la entrada en l hasta el punto de inters.

Para nuestro Diseo de Canaletas, segn informacin del

Estudio Hidrolgico se tiene la precipitacin total mensual,

donde el valor a considerarse la mxima horaria intensidad de

lluvia en los ltimo 10aos de:

I = 220.00 mm/hora

4. rea de Drenaje

a) Debe determinarse el tamao y la forma de la cuenca o subcuenca

bajo consideracin utilizando mapas topogrficos actualizados.

Los intervalos entre las curvas de nivel deben ser lo suficiente para

poder distinguir la direccin del flujo superficial.

b) Deben medirse el rea de drenaje que contribuye al sistema que se

est diseando y las sub-reas de drenaje que contribuyen a cada

uno de los puntos de ingreso a los ductos y canalizaciones del

sistema de drenaje.

c) El esquema de la divisoria del drenaje debe seguir las fronteras

reales de la cuenca, y de ninguna manera las fronteras comerciales

de los terrenos que se utilizan en el diseo de los alcantarillados de

desages.

d) Al trazar la divisoria del drenaje debern atenderse la influencia de

las pendientes de los pavimentos, la localizacin de conductos

subterrneos y parques pavimentados y no pavimentados, la calidad

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de pastos, cspedes y dems caractersticas introducidas por la

urbanizacin.

Para nuestro Diseo de Canaletas, se tienen los valores de las reas Tributarias (ver anexo y Plano de Drenaje Pluvial)

2.5.3 Marco Terico Conceptual

Alcantarilla. Conducto subterrneo para conducir agua de lluvia,

aguas servidas o una combinacin de ellas.

Alcantarillado Pluvial. Conjunto de alcantarillas que transportan

aguas de lluvia.

Alineamiento. Direccin en el plano horizontal que sigue el eje del

conducto.

Base. Capa de suelo compactado, debajo de la superficie de rodadura

de un pavimento.

Berma. Zona lateral pavimentada o no de las pistas o calzadas,

utilizadas para realizar paradas de emergencia y no causar interrupcin

del trnsito en la va.

Bombeo de la Pista. Pendiente transversal contada a partir del eje de

la pista con que termina una superficie de rodadura vehicular, se

expresa en porcentajes.

Canal. Conducto abierto o cerrado que transporta agua de lluvia.

Coeficiente de Escorrenta. Coeficiente que indica la parte de la lluvia

que escurre superficialmente.

Cuenca. Es el rea de terreno sobre la que actan las precipitaciones

pluviomtricas y en las que las aguas drenan hacia una corriente en un

lugar dado.

Cuneta. Estructura hidrulica descubierta, estrecha y de sentido

longitudinal destinada al transporte de aguas de lluvia, generalmente

situada al borde de la calzada.

Cuneta Medianera. (Mediana Hundida) Cuneta ubicada en la parte

central de una carretera de dos vas (ida y vuelta) y cuyo nivel est por

debajo del nivel de la superficie de rodadura de la carretera.

Drenaje. Retirar del terreno el exceso de agua no utilizable.

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Duracin de la Lluvia. Es el intervalo de tiempo que media entre el

principio y el final de la lluvia y se expresa en minutos.

Flujo Uniforme. Flujo en equilibrio dinmico, es aquel en que la altura

del agua es la misma a lo largo del conducto y por tanto la pendiente de

la superficie del agua es igual a la pendiente del fondo del conducto.

Hay Tres Tipo De Flujo:

- Crtico o Supercrtico, es Considerado flujo veloz al nivel efectivo Y

situada aguas arriba.

- Subcrtico, es considerado flujo lento al nivel efectivo del agua situada

aguas abajo.

Intensidad de Lluvia. Es el caudal de la precipitacin pluvial en una

superficie por unidad de tiempo. Se mide en milmetros por hora

(mm/hora) y tambin en litros por segundo por hectreas (lts/seg/Ha).

2.6 Diseo Geomtrico

2.6.2 Coeficiente de Escorrenta C.- Se ha tenido las siguientes

consideraciones segn el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE):

- Para veredas, techos y azoteas 0.50-0.95 segn el RNE, en este caso se ha considerado 0.80. - Para pavimento de concreto: 0.85-0.90 segn el RNE, en este caso se ha considerado: 0.86.

2.6.3 Intensidad de Lluvia (I): Basado en Segn el Estudio Hidrolgico

se tiene datos de la precipitacin total mensual de Ucayali:

Para nuestro diseo vamos a considerar la mxima horaria intensidad de lluvia en

los ltimo 10aos de:

I = 220.00 mm/hora

2.6.4 rea a Drenar (Ai): Con respecto al rea tributaria se ha considerado

para cada manzana ngulos de 45 y la mitad del pavimento de concreto que

escurre para ambos lados teniendo as de esta manera sub-reas a drenar a

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I CiA i

360QAj =

cada lado de la calle.

En el Anexo y Plano de Drenaje Pluvial se tienen la enumeracin de los

valores de cada sub-rea tributaria.

2.6.5 Caudal de Aporte (QAi): Esta dada como la suma del caudal que llega en

dicha sub-rea tributaria y el pavimento tanto para el lado izquierdo y el lado

derecho.

La frmula a emplearse es:

2.7 CALCULOS

- Demarcada las reas de drenaje, se procedi a delimitar las reas de aporte de vivienda y pavimentos, estableciendo los flujos con la direccin correspondiente. Las reas establecidas han sido calculadas para conocer el volumen de aporte que se acumularan y que luego descargaran a una cuneta de las vas a pavimentar.

- Todas las Cunetas han sido identificadas desde la CA1 hasta la CA8, con la finalidad de efectuar los clculos en un orden establecido y definir la acumulacin en otros tramos.

- Con los parmetros de rea de aporte, Intensidad de lluvia y coeficiente de

escorrenta se pudo determinar, por el Mtodo Racional, los caudales que transitan por cada tramo y la acumulacin de ellos. Los resultados se muestran en los siguientes cuadros:

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Coeficiente de Escorrentia Casas y Espacios Verdes: C1 0.80

Coeficiente de Escorrentia Pavimento de Concreto: C2 0.86

Intensidad de Lluvia: I 220 mm/hr

Viviendas Pavimento Parcial Acumulado

NOMBRE DE

LA VIAManzana

Canaleta o

Alcantarilla

Caudal

DenominadoCanaleta

Caudal

Denominado(m) (Ha) (m) (Ha) (m/seg) (m/seg) m/seg m/seg

C1 x I x (1) C2 x I x (2)

(3) (4)

105 2608.14 0.261 1019.69 0.102 0.13 0.05 0.18 0.18

CA-01 Q-01 0.18

94 2599.52 0.260 1019.06 0.102 0.13 0.05 0.18 0.18

CA-02 Q-02 0.18

94 2567.49 0.257 1012.13 0.101 0.13 0.05 0.18 0.18

CA-03 Q-03 0.18

83 2563.07 0.256 1011.49 0.101 0.13 0.05 0.18 0.18

CA-04 Q-04 0.18

43 2060.98 0.206 906.8 0.091 0.10 0.05 0.15 0.15

CA-05 Q-05 0.15

42 1931.67 0.193 908.94 0.091 0.09 0.05 0.14 0.14

CA-06 Q-06 0.14

42 979.51 0.098 998.71 0.100 0.05 0.05 0.10 0.10

CA-07 Q-07 0.10

CT-01 Q-09 0.24

30 2487.18 0.249 997.86 0.100 0.12 0.05 0.17 0.17

CA-08 Q-08 0.17

CALCULOS PRELIMINARES DEL SISTEMA DEL DRENAJE PLUVIAL

PROYECTO:"MEJORAMIENTO DEL JR. ADOLFO MOREY CDRA 6, JR. BOLIVAR CDRA 6, JR. ARICA CDRA 6, JR. CAHUIDE CDRA 8, DISTRITO DE CALLERIA, PROVINCIA DE CORONEL PORTILLO - UCAYALI"

JR.

AD

OL

FO

MO

RE

YJR

. B

OL

IVA

R

AR

EA

DE

DR

EN

AJE

01

JR.

CA

HU

IDE

AR

EA

DE

DR

EN

AJE

02

JR.

AR

ICA

Caudal Parcial

(1) (2)(5) = (3) + (4)

Caudal

(6)

Tramo Propio Vias Transversales

Aportes

Por Viviendas Por Pavimento

AREA DE DRENAJE

11

AREAS DE

DRENAJEDESCRIPCION

CANALETA O

ALCANTARILLA

ANCHO DE

SOLERA (b)

TIRANTE

NORMAL

(m)

PROF.

ADOPTADA

(m)

CUNETA ABIERTA CA- 01 0.40 0.513 0.55

CUNETA ABIERTA CA- 02 0.40 0.513 0.55

CUNETA ABIERTA CA - 03 0.40 0.433 0.45

CUNETA ABIERTA CA - 04 0.40 0.433 0.45

CUNETA ABIERTA CA - 05 0.40 0.299 0.30

CUNETA ABIERTA CA - 06 0.40 0.284 0.30

CUNETA ABIERTA CA - 07 0.40 0.222 0.25

CUNETA ABIERTA CA - 08 0.40 0.238 0.25

CUNETA TECHADA CT-01 0.50 0.336 0.35

AR

EA

DE

DR

EN

AJ

E 0

1

AR

EA

DE

DR

EN

AJ

E 0

2RESULTADOS DE LAS CUNETAS PLUVIALES

"MEJORAMIENTO DEL JR. ADOLFO MOREY CDRA 6, JR. BOLIVAR CDRA 6, JR. ARICA

CDRA 6, JR. CAHUIDE CDRA 8, DISTRITO DE CALLERIA, PROVINCIA DE CORONEL

PORTILLO - UCAYALI"

PROYECTO:

- Con los caudales obtenidos y teniendo las caractersticas tcnicas se evalu la capacidad de drenaje de todas las cunetas, con la frmula de Manning y acudiendo al programa de HCANALES, pudimos calcular el tirante normal y profundidad adoptada. Los resultados se muestran en los siguientes cuadros:

- Las alcantarillas se calcularon de igual manera con la frmula de Manning y acudiendo al programa de HCANALES, se calcul el tirante normal, rea hidrulica, espejo de agua, Numero de Froude, tipo de flujo, Permetro, radio hidrulico, velocidad, energa especfica y profundidad adoptada.