Presentación de PowerPoint · ALTERNATIVA CUNETAS PARA CONDUCCIÓN DISEÑO DE CUNETAS 9 Conducir...

Drenaje de la Ciudad de la Costa, Canelones, Uruguay.Concepción y criterios de diseño de un sistema de drenaje con control en la generación de caudales.

Ing. Nicolás Failache

IV Jornadas de Saneamiento Pluvial Urbano

Rosario, Noviembre de 2007

CONTENIDO1. PRESENTACIÓN DE LA DINASA Y EL IDU

2. PRESENTACION DEL PROYECTO INTEGRAL DE CIUDAD DE LA

COSTA

3. DESARROLLO URBANO DE CIUDAD DE LA COSTA, Y COSTAPLAN

4. SISTEMA FISICO

5. OBRAS DE INFRAESTRUCTURA PLANTEADAS

6. SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA

1.- PRESENTACIÓN DE LA DINASA Y EL IDU

Dirección Nacional de Aguas y Saneamiento, DINASA:Unificación de competencias en MVOTMA con el fin de;• Formulación de políticas.• Monitoreo (cantidad y calidad) y concesión de permisos de uso de

aguas.

Grupo de Inundaciones y Drenaje Urbano, IDU:Políticas especificas en la materia que implican; • Incorporar la visión de las aguas en lo planes de desarrollo urbano, en

coordinación con DINOT• Generación de lineamentos a nivel nacional que incluyen manuales de

procedimientos y una institucionalización de los tema de inundaciones y drenajes urbano.



COSTA


4. SISTEMA FISICO



Obras de infraestructuras :

• Saneamiento: Obras Sanitarias del Estado (OSE)

• Vialidad y drenajes: Intendencia Municipal de Canelones, con la asesoría del Instituto de Mecánica de Fluidos e Ingeniería Ambiental IMFIA de la Facultas de Ingeniería

• Proyecto ejecutivo

2.- PRESENTACION DEL PROYECTO INTEGRAL DE CIUDAD DE LA COSTA



COSTA


4. SISTEMA FISICO



LLíímites geogrmites geográáficos / administrativosficos / administrativos

LOM AS DE CARRASCO

VILLA EL TATO

LA TAHONA

COLINAS DE SOLYMAR

COLONIA NICOLICHQUINTAS DEL BOSQUE

EL PINAR

LOM AS DE SOLYMAR

EL PINAR

SOLYMAR

AER OP. INTERNACIONAL DE CARRASCO

PASO DE CARRASCO

BAR RA DE CARRASCO

CARMEL

VILLA AEROPARQUE

SHANGRILA

SOLYMARSAN JOSE DE CARRASCO

LAGOMAR

PAR QUE CARRASCO

LAGOMAR

EL BOSQUE

ZONA URBANA

ZONA SUBURBANA

ZONA RURALN

EW

S

3.- DESARROLLO URBANO DE CIUDAD DE LA COSTA, Y COSTAPLAN

CaracterCaracteríísticas generalessticas generales

ÁÁrea total rea total –– 11,335 11,335 hháá

ÁÁrea urbana rea urbana –– 1,916 1,916 hháá

PoblaciPoblacióón (Censo 2004 n (Censo 2004 –– Fase 1) Fase 1) -- 120,141 hab.120,141 hab.

Viviendas Viviendas –– 42,595 42,595 viv.viv.

Infraestructura vial Infraestructura vial -- 607 607 kmkm

Longitud de faja costera Longitud de faja costera -- 18 18 kmkm


Infraestructura existente Infraestructura existente -- CaracterCaracteríísticassticas

Saneamiento: Saneamiento: Soluciones individuales mediante pozos negros, recolecciSoluciones individuales mediante pozos negros, recoleccióón por camiones n por camiones barombaroméétricos, vertido a Planta de Pinar Norte. Zonas de Barra de Carratricos, vertido a Planta de Pinar Norte. Zonas de Barra de Carrasco, sco, Parque Miramar y Paso Carrasco con red de alcantarillado pParque Miramar y Paso Carrasco con red de alcantarillado púúblico (blico (O.S.EO.S.E.) .) con bombeo al sistema de disposicicon bombeo al sistema de disposicióón final del emisario Punta Carretas n final del emisario Punta Carretas ((I.M.MI.M.M.)..).

Vialidad: Vialidad: Algunas avenidas principales con carpeta asfAlgunas avenidas principales con carpeta asfááltica, calles mayoritariamente ltica, calles mayoritariamente de tosca.de tosca.

Drenaje pluvial: Drenaje pluvial: Inexistencia de soluciInexistencia de solucióón global. Cunetas de suelo n global. Cunetas de suelo –– pasto, canales pasto, canales naturales. Excepcinaturales. Excepcióón zona piloto en n zona piloto en ShangrilShangriláá..

Otros servicios: Redes: agua potable, energOtros servicios: Redes: agua potable, energíía ela elééctrica, telefctrica, telefóónica, gas, etc.nica, gas, etc.


Vialidad y drenaje pluvial Vialidad y drenaje pluvial –– Problemas derivadosProblemas derivados


VVíías de tras de tráánsito deterioradas debido a la falta de un sistema adecuado nsito deterioradas debido a la falta de un sistema adecuado de evacuacide evacuacióón de pluviales, de n de pluviales, de jerarquizacijerarquizacióónn vial y de mantenimiento.vial y de mantenimiento.

Inexistencia de aceras.Inexistencia de aceras.

Dificultades para el trDificultades para el tráánsito peatonal y vehicular.nsito peatonal y vehicular.

Inundaciones de viviendas y anegamiento de predios privados por Inundaciones de viviendas y anegamiento de predios privados por insuficiencia en el drenaje por cunetas y canales.insuficiencia en el drenaje por cunetas y canales.

Plan estratégico para Ciudad de la Costa


El El CostaPlanCostaPlan es el Plan Estrates el Plan Estratéégico de Ordenamiento Territorial de gico de Ordenamiento Territorial de Ciudad de la Costa.Ciudad de la Costa.

Es un instrumento para alcanzar objetivos deseados, no es una obEs un instrumento para alcanzar objetivos deseados, no es una obra. ra. Genera condiciones Genera condiciones ““para que as cosas sucedan...para que as cosas sucedan...””

Es estratEs estratéégico porqugico porquéé marca un rumbo hacia el cual se avanza y marca un rumbo hacia el cual se avanza y caminos para alcanzar ese futurocaminos para alcanzar ese futuro

Es participativo porque comprende a participaciEs participativo porque comprende a participacióón de los diversos n de los diversos actores involucrados en alcanzar ese futuro.actores involucrados en alcanzar ese futuro.

Talleres realizados en las etapas de diagnostico y propuesta;Definición de que ciudad quieren sus pobladores, específicamente en lo referente a las tipologías de solución de los sistemas de drenaje: Ciudad Jardín, minimización de conductos enterrados y priorizacióndel verde sobre cemento.



COSTA


4. SISTEMA FISICO



Sistema de cuencas costeras paralelas, con bajas pendientes que desembocan en un sistema dunar con presencia de humedlaes costeros. Existencia de lagos, viejas areneras, que en la actualidad funcionan laminando.

4.- SISTEMA FÍSICO

4.- SISTEMA FÍSICO

Curvas cada 1 metroCurvas cada 1 metro

4.- SISTEMA FÍSICO

Curvas de nivel

Nivel freatico alto

4.- SISTEMA FÍSICO

4.- SISTEMA FÍSICO

Vialidad y drenaje pluvial – Problemas derivados

Zonas inundadas debido a insuficiencia del sistema de drenaje pluvial, falta de manetinimeinto y proyecto global de cunetas

4.- SISTEMA FÍSICO



COSTA


4. SISTEMA FISICO



Etapas del Proyecto integral

RedRed existente existente saneamientosaneamiento

Primera etapaPrimera etapa

Segunda etapaSegunda etapa

4.- OBRAS DE INFRAESTRUCTURA PLANTEADAS

Área de Primera EtapaLímites

Oeste: Av. RacineNorte: Ruta InterbalneariaEste: FlorianópolisSur: Rbla. T. Berreta

Área total - 2.146 há

Población

Actual - 50.256 hab. (precenso 2004)Proyectada - 99.232 hab. (año 2035)

Viviendas

Actual: 20.645 viv. (precenso 2004)Proyectada: 32.044 viv. (año 2035)

Longitud de calles - 319 km


Jerarquización vial

Modelo teórico

Conectores

Calles principales

Calles intermedias

Calles internas




COSTA


4. SISTEMA FISICO



Objetivos para el sistema

Eliminar los problemas actuales: en particular la inundaciEliminar los problemas actuales: en particular la inundacióón y n y anegamiento de las calles, que dificultan el tranegamiento de las calles, que dificultan el tráánsito.nsito.

Optimizar el uso de las estructuras ya existentes.Optimizar el uso de las estructuras ya existentes.

Evitar impactos ambientales negativos: se prestEvitar impactos ambientales negativos: se prestóó especial atenciespecial atencióón a n a la zona costera de playas.la zona costera de playas.

Buscar soluciones Buscar soluciones óóptimas al problema (ambiental y econptimas al problema (ambiental y econóómica).mica).

5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA

Criterios generales adoptados

Evacuar correctamente el agua de lluvia a travEvacuar correctamente el agua de lluvia a travéés de estructuras de s de estructuras de captacicaptacióón, almacenamiento y conduccin, almacenamiento y conduccióón que permitan.n que permitan.

Usar lagos existentes y/o creados para amortiguar los caudales.Usar lagos existentes y/o creados para amortiguar los caudales.

Acondicionar y mejorar los canales existentes.Acondicionar y mejorar los canales existentes.

Mantener los puntos de descarga a la playa actuales, evitando lMantener los puntos de descarga a la playa actuales, evitando la a creacicreacióón de nuevos puntos de salida y en lo posible el incremento de n de nuevos puntos de salida y en lo posible el incremento de los caudales.los caudales.

Minimizar la colocaciMinimizar la colocacióón de conducciones enterradas.n de conducciones enterradas.


Alternativas propuestas


Se elaboraron dos propuestas para el diseño del sistema de evacuación de aguas pluviales con concepciones diferentes:

CUNETAS PARA CONDUCCIÓN

Diseño con un sistema de cunetas (microdrenaje) que transporta el agua de lluvia hacia obras de drenaje mayor, generalmente conducciones enterradas (macrodrenaje)

Se generan grandes picos de caudal en la salida

CUNETAS PARA ALMACENAMIENTO TRANSITORIO

Diseño con un sistema de cunetas (microdrenaje) que retienen y transportan el agua de lluvia hacia obras de drenaje mayor (generalmente conducciones superficiales)

No se generan grandes picos de caudal en la salida

En ambos casos, los canales abiertos, lagos existentes y/o nuevos se utilizan para amortiguar los picos de caudal.

ALTERNATIVA CUNETAS PARA CONDUCCIÓN

DISEÑO DE CUNETAS

Conducir los caudales aguas abajo, ya sea directamente a la cosConducir los caudales aguas abajo, ya sea directamente a la costa, a ta, a los lagos o a tuberlos lagos o a tuberííasasEl diseEl diseñño se realiza considerando una lluvia de 2 ao se realiza considerando una lluvia de 2 añños de periodo de os de periodo de

retornoretornoSe diseSe diseññan cunetas abiertas para las calles internas e intermedias.an cunetas abiertas para las calles internas e intermedias.En las calles principales se utiliza el cordEn las calles principales se utiliza el cordóón cuneta y las bocas de n cuneta y las bocas de

tormenta para la conduccitormenta para la conduccióón y captacin y captacióón del caudal de lluvian del caudal de lluvia


CUNETAS A CONSTRUIRSE EN LAS VÍAS INTERNAS

CAUDAL MEDIA

SECCIÓN (L/s)

% DE UTILIZACIÓN

(SOBRE TOTAL DE CALLES INTERNAS)

<65

Cuneta semirevestida, trapezoidal, taludes V:H=1:1,

base= 0,30m, ancho sup.=1,10m,

profundidad=0,40m, perim. revestido=0,50m.

44%

65<… <150




22%

150<… <350




17%

350<… <700




17%

SOLUCIÓN ADOPTADA



CUNETAS A CONSTRUIRSE EN LAS VÍAS INTERMEDIAS

CAUDAL MEDIA

SECCIÓN (L/s)

% DE UTILIZACIÓN

(SOBRE TOTAL DE CALLES

INTERMEDIAS)

<65

Cuneta semirevestida, trapezoidal, taludes

V:H=1:1, base= 0,30m, ancho sup.=1,10m,

profundidad=0,40m, perim.

revestido=0,50m.

60%

65<… <150

Cuneta revestida, trapezoidal, taludes


profundidad=0,40m.

17%

150<… <350

Cuneta revestida, trapezoidal, taludes


profundidad=0,40m.

23%

SOLUCIÓN ADOPTADA



DISEÑO DEL MACRODRENAJE

Las estructuras de Las estructuras de macrodrenajemacrodrenaje se disese diseññan para lluvias con 10 aan para lluvias con 10 añños os de periodo de retorno.de periodo de retorno.Los canales abiertos (Los canales abiertos (AvdaAvda. . RacineRacine y Canal Artigas) existentes se y Canal Artigas) existentes se ensanchanensanchanSe proyectan conducciones enterradas cuando la capacidad de las Se proyectan conducciones enterradas cuando la capacidad de las cunetas resulta insuficiente y en las vcunetas resulta insuficiente y en las víías principales con cordas principales con cordóón n cuneta. cuneta. Se considera el efecto de almacenamiento y laminaciSe considera el efecto de almacenamiento y laminacióón en los lagos n en los lagos existentes y proyectados en zonas pexistentes y proyectados en zonas púúblicas. blicas. Los caudales de descarga a la playa actuales se incrementan Los caudales de descarga a la playa actuales se incrementan



DISEÑO DEL MICRODRENAJE

Se diseSe diseñña reteniendo en las cunetas, parte del volumen precipitado a reteniendo en las cunetas, parte del volumen precipitado durante la lluvia.durante la lluvia.Se considera una lluvia de 2 aSe considera una lluvia de 2 añños de periodo de retornoos de periodo de retornoSe diseSe diseññan cunetas abiertas para las calles internas e intermedias y an cunetas abiertas para las calles internas e intermedias y

las calles principales en los tramos no comercialeslas calles principales en los tramos no comercialesSe diseSe diseññan dos posibles secciones que se utilizaran dos posibles secciones que se utilizaráán dependiendo del n dependiendo del

espacio disponible en cada vereda y necesidad de retenciespacio disponible en cada vereda y necesidad de retencióón.n.En las zonas comerciales las cunetas llevan tapa.En las zonas comerciales las cunetas llevan tapa.

ALTERNATIVA CUNETAS PARA ALMACENAMIENTO TRANSITORIO


DISEÑOS DE CUNETAS A APLICARSE EN TODAS LAS VÍAS

TIPO DE CUNETA

AREA DE ALMACENAMIEN

TO

CAPAC. DE

TRANSPORTE

UTILIZACION (VIAS Y % DEL

TOTAL DEL METRAJE DE CUNETAS)

A

Cuneta semirevestida, trapezoidal, talud contra la calle V:H=1:1, base=

0,50m, ancho sup.=3,70m,


0,39 m20,48 m3/s

Vías internas y principales

(salvo excepciones)

76%

B

Cuneta semirevestida, trapezoidal, talud contra la calle V:H=1:1, base=

0,50m, ancho sup.=1,70m,


0,24 m20,26 m3/s

Vías intermedias

22%

SOLUCIÓN ADOPTADA



DISEÑO DEL MACRODRENAJE

Las estructuras de Las estructuras de macrodrenajemacrodrenaje se disese diseññan para lluvias con 10 aan para lluvias con 10 añños os de periodo de retorno. La retencide periodo de retorno. La retencióón en las cunetas redujo n en las cunetas redujo significativamente el caudal que llega al significativamente el caudal que llega al macrodrenajemacrodrenaje hacihaciééndondoposible que sea superficial.posible que sea superficial.Los canales abiertos (Los canales abiertos (AvdaAvda. . RacineRacine y la y la AvdaAvda. Artigas) no se . Artigas) no se

ensancharensancharáán y se prevn y se prevéé la posibilidad de crear algla posibilidad de crear algúún canal adicional n canal adicional en el cantero central de las avenidas men el cantero central de las avenidas máás anchas. s anchas. Las conducciones entierradas se proyectan solamente cuando la Las conducciones entierradas se proyectan solamente cuando la capacidad de las cunetas resulta insuficiente y en las zonas concapacidad de las cunetas resulta insuficiente y en las zonas concordcordóón cuneta. n cuneta. Se considera la laminaciSe considera la laminacióón en lagos existentes y se crean otros n en lagos existentes y se crean otros artificialmente en zonas partificialmente en zonas púúblicas. blicas. Se conservan los puntos de descarga a la playa actuales y no se Se conservan los puntos de descarga a la playa actuales y no se modifican los caudales actuales.modifican los caudales actuales.



Comparación Macrodrenajes

ALTERNATIVA CUNETAS PARA

ALMACENAMIENTO TRANSITORIO

ALTERNATIVA CUNETAS PARA

CONDUCCIÓN


Jerarquía Alternativa seleccionada

Internas

Intermedias

Principales


Resumen y comparación de las soluciones

CUNETAS PARA CONDUCCIÓN CUNETAS PARA ALMACENAMIENTO TRANSITORIO

Las cunetas se utilizan para conducción Las cunetas se utilizan para almacenamiento y conducción

Las cunetas se utilizan en vías intermedias e internas siempre que sea posible

Las cunetas se utilizan siempre que sea posible, salvo en algunas vías principales específicas.

Conductos enterrados en cualquier vía cuando la capacidad de las cunetas es insuficiente y en todas las vías principales (47 km)

Conductos enterrados cuando la capacidad de las cunetas es insuficiente y en alguna vía principal específica (19 km)

Operación y mantenimiento mas complejo de varios km de conducciones enterradas (mano de obra y equipamiento específico).

Operación y mantenimiento de las cunetas un poco más complejo que en caso anterior y menor mantenimiento de conducciones enterradas




En las descargas a la playa se incrementan los caudales actuales (aprox. el doble). Se mantiene el número de descargas actuales

Las descargas a la playa se mantienen los caudales actuales. Se mantiene el número de descargas actuales

Menor ocupación con cunetas de las veredas.Lagos no permanentes más profundos.

Mayor ocupación con cunetas de la vereda.Lagos no permanentes menos profundos

Menor permanencia de agua en las cunetas.

Mayor permanencia de agua en las cunetas (1 día)

Grado de interferencia con los servicios menor.

Necesidad de sustitución del 35% de las redes de agua y gas.

Mayor costo de inversión Menor costo de inversión


Alternativa seleccionada


CUNETAS PARA ALMACENAMIENTO TRANSITORIO

Menor cantidad de tuberMenor cantidad de tuberíías enterradas, mantenimiento mas sencillo y as enterradas, mantenimiento mas sencillo y menor transporte de sedimentos y contaminantesmenor transporte de sedimentos y contaminantes

Menor impacto ambiental del sistema de drenaje construido, se Menor impacto ambiental del sistema de drenaje construido, se conservan las descargas a la playaconservan las descargas a la playa

Menor costo y menor costo de mantenimientoMenor costo y menor costo de mantenimiento

Normativa de soporte del proyecto


Usos preferentes: residenciales en calles internas y comerciales en calles principales e intermedias.Factor de Impermeabilización ocupación de Pavimento (FOP) que impida la pavimentación de áreas permeables que permiten la infiltración al terreno.Prohibición de disponer áreas impermeables directamente a la red.Definición de una caudal específico y medidas compensatorias en áreas especiales, (desarrollo de una relación V=k.AI de manera de conservar el caudal especifico definido para 10 años de Tr).Prohibición de construir rellenos que modifiquen el sentido de las aguas.



En las descargas a la playa se incrementan los caudales actuales (aprox. el doble). Se mantiene el número de descargas actuales

Las descargas a la playa se mantienen los caudales actuales. Se mantiene el número de descargas actuales

Menor ocupación con cunetas de las veredas.Lagos no permanentes más profundos.

Mayor ocupación con cunetas de la vereda.Lagos no permanentes menos profundos

Menor permanencia de agua en las cunetas. Mayor permanencia de agua en las cunetas (1 día)

Grado de interferencia con los servicios menor.

Necesidad de sustitución del 35% de las redes de agua y gas.

Costos de inversión (miles de U$S con IVA y leyes sociales) Micro: 22.234Macro: 56.549Total: 78.783

Costos de inversión (miles de U$S con IVA y leyes sociales) Micro: 44.240Macro: 23.514Total: 67.754Diferencia: - 11.029 (-14%)


Criterios de diseño: valores de los parámetros que incluyan las retenciones ?

Modelación altamente detallada de 6 sub cuencas representativas

Criterios de parámetros para el diseño de macro y microdrenaje

MicordrenajeMicordrenaje: planillas electr: planillas electróónicas con macrosnicas con macros

MacrodrenajeMacrodrenaje: EPA: EPA--SWMMSWMM


La simulación detallada de los planos de escurrimiento (onda cinemática) fue realizada desde el modelo inicialmente desarrollado por Schaake (1971), implementado (Tassi, 2002; Tassi y Villanueva, 2005) y adaptado específicamente para este estudio por C. Tucci y R. Tassi.


SUR21

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100

Tempo (min)

Q (m

3/s)

2 anos - Cen. I 10 anos - Cen. I

2 anos - Cen. II 10 anos - Cen. II

2 anos - Cen. III 10 anos - Cen III

Sur21

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

0.16

0.18

600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500

Tempo (min)

Q (m

3/s)

2 anos - Cen. II

Determinado - tc e CN

Simulación en 3 escenarios para 2 y10 años de tr

1. NC y Tc usuales

2. Modelo detallado sin almacenamiento en las cunetas

3. Modelo detallado con almacenamiento en las cunetas

Ajuste del NC y Tc para el escenario_3

Gracias por su atención

Ing. Nicolás Failache

DINASA-MVOTMA

[email protected]

IMFIA-FING

[email protected]

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