calculo de socavacion de la margen urbana del rio disparate-huancavelica

“CALCULO DE SOCAVACIONES DEL MARGEN URBANO DEL RIO DISPARATE –HUANCAVELICA ”

AUTOR: IVAN ANDREWS TAIPE ROJAS



ESTUDIO HIDROLOGICO DEL RIO DISPARATE

1. OBTENCION DE DATOS

GLOBAL MAPPER



2. DELIMITACION DE LA CUENCA CON ARCGIS

DATOS DE LA CUENCA

Área 40.171 km2

Longitud de rio 9.47 m

Cota superior 4525 m.s.n.m

Cota inferior 3706 m.s.n.m

Pendiente 0.09 m/m

3. ESTIMACION DE CAUDALES

Método Racional Modificado

Es el método racional según la formulación propuesta por Témez (1987, 1991) adaptada

para las condiciones climáticas de España. Y permite estimar de forma sencilla caudales

punta en cuencas de drenaje naturales con áreas menores de 770 km2 y con tiempos de

concentración (Tc) de entre 0.25 y 24 horas, la fórmula es la siguiente:

Q = 0,278 CIAK Donde: Q : Descarga máxima de diseño (m3/s) C : Coeficiente de escorrentía para el intervalo en el que se produce I. I : Intensidad de precipitación máxima horaria (mm/h) A : Área de la cuenca (Km2) K : Coeficiente de Uniformidad Las fórmulas que definen los factores de la fórmula general, son los siguientes:

1.) Kirpich (1940)

Para obtener el tiempo de concentración (tc).

Tc = 35.7594103 min

Tc = 0.59599017 horas



2.) Coeficiente de Uniformidad

k = 1.179

3.) Coeficiente de simultaneidad o Factor reductor (kA)

kA = 0.93491

Para hallar los Caudales

4.) Método IILA -precipitación Pt,T

Determinación de Las constantes a, b, K y n

HUANCAVELICA ESTA EN SUB ZONA = 123 10 de la tabla



ZONA Y a n K

123 10 3600 12.01 0.254 0.553



Reemplazando Valores:

𝑳𝒄 = 𝑳/𝟐

𝐭 = 𝐂𝐭 × (𝐋 × 𝐋𝐜)𝟎.𝟑 𝟏. 𝟑𝟓 ≤ 𝐂𝐭 ≤ 𝟏. 𝟔𝟓

Ct = 1.5 Lc = 4.735

t = 4.694

Entonces obtenemos los caudales de modelamiento:

T (años) Pd P mm I C Q _ m3/s Q_Laminado

(m3/s)

2.0000 21.2070 19.8266 5.1630 0.6300 42.8176 32.1132

5.0000 25.2078 23.5670 6.1370 0.6300 50.8953 38.1715

10.0000 28.2343 26.3966 6.8738 0.6300 57.0059 42.7544

25.0000 32.2351 30.1370 7.8478 0.6300 65.0837 48.8128

50.0000 35.2616 32.9665 8.5846 0.6300 71.1943 53.3957

100.0000 38.2881 35.7960 9.3214 0.6300 77.3049 57.9786



MODELAMIENTO EN DE HEC-RAS



Levantamiento topografico del rio Disparate



INTRODUCIENDO LAS SECCIONES



Resultados del Modelamiento en Hec-Ras

Tirantes Hidráulicos producidos para un periodo de Retorno de 100 Años

River Reach RS Ch Dist PF 6-Hydr Depth L

PF 6-Hydr Depth C

PF 6-Hydr Depth R

1 RIO DISPARATE DISPARATE 740 720 0.29 0.65 0.16




5 RIO DISPARATE DISPARATE 660 640 0.02 0.67





10 RIO DISPARATE DISPARATE 560 540 0.9






























Velocidades Producidas para un periodo de retorno de 100 años

River Reach RS Ch Dist PF 6-Vel Left

PF 6-Vel Chnl

PF 6-Vel Right










10 RIO DISPARATE DISPARATE 560 540 8.04












22 RIO DISPARATE DISPARATE 320 300 6.83 11 5.59
















CALCULO DE LA SOCAVACION



b.2.2) Método de Lischtvan - Levediev

El método propuesto por Lischtvan-Levediev es el más usado en nuestro país para el cálculo de la socavación general incluyendo el efecto de la contracción de un puente. Se fundamenta en el equilibrio que debe existir entre la velocidad media real de la corriente (Vr) y la velocidad media erosiva (Ve). La velocidad erosiva no es la que da inicio al movimiento de las partículas en suelos sueltos, sino la velocidad mínima que mantiene un movimiento generalizado del material del fondo. Si el suelo es cohesivo, es la velocidad que es capaz de levantar y poner el sedimento en suspensión. La velocidad erosiva está en función de las características del sedimento de fondo y de la profundidad del agua. La velocidad real está dada principalmente en función de las características del río: pendiente, rugosidad y tirante o profundidad del agua.

El método se basa en suponer que el caudal unitario correspondiente a cada franja elemental en que se divide el cauce natural permanece constante durante el proceso erosivo y puede aplicarse, con los debidos ajustes, para casos de cauces definidos o no, materiales de fondo cohesivos o friccionantes y para condiciones de distribución de los materiales del fondo del cauce homogénea o heterogénea.

a) Para suelos granulares



Se tiene la siguiente ecuación:

La expresión anterior no considera el efecto de la contracción del flujo debida a la presencia de estribos y pilares, ni el peso específico del agua durante la creciente, por lo que debe corregirse mediante unos factores de ajuste cuando se trata de evaluar un puente. El factor de corrección por contracción μ es menor que 1 y contribuye al incremento de la profundidad de socavación.

En la siguiente tabla se muestra el factor de corrección por contracción del cauce μ.

Periodo de Retorno Tr= 100 AÑOS

Peso del agua del rio + sedimentos

γm = 1.15

Hallando el valor de :

𝛼 =𝑆

12⁄

𝑛



sección cota inferior

cota superior Δ cotas

Coeficiente de maning S α

740 3758.6800 3754.9400 3.7400 0.027 0.187 16.016

720 3754.9400 3753.0300 1.9100 0.027 0.095 11.446

700 3753.0300 3749.4000 3.6300 0.027 0.182 15.779

680 3749.4000 3747.0000 2.4000 0.027 0.120 12.83

660 3747.0000 3740.5000 6.5000 0.027 0.325 21.114

640 3740.5000 3736.0000 4.5000 0.027 0.225 17.568

620 3736.0000 3735.0000 1.0000 0.027 0.050 8.2817

600 3735.0000 3733.0000 2.0000 0.027 0.100 11.712

580 3733.0000 3732.0000 1.0000 0.027 0.050 8.2817

560 3732.0000 3729.2000 2.8000 0.027 0.140 13.858

540 3729.2000 3726.7400 2.4600 0.027 0.123 12.989

520 3726.7400 3724.4000 2.3400 0.027 0.117 12.669

500 3724.4000 3722.5000 1.9000 0.027 0.095 11.416

480 3722.5000 3721.0000 1.5000 0.027 0.075 10.143

460 3721.0000 3719.0000 2.0000 0.027 0.100 11.712

440 3719.0000 3717.8000 1.2000 0.027 0.060 9.0722

420 3717.8000 3716.5000 1.3000 0.027 0.065 9.4426

400 3716.5000 3713.2000 3.3000 0.027 0.165 15.045

380 3713.2000 3711.6000 1.6000 0.027 0.080 10.476

360 3711.6000 3709.1000 2.5000 0.027 0.083 10.692

330 3709.1000 3709.0000 0.1000 0.027 0.010 3.7037

320 3709.0000 3708.3600 0.6400 0.027 0.032 6.6254

300 3708.3600 3707.6500 0.7100 0.027 0.036 6.9783

280 3707.6500 3707.2000 0.4500 0.027 0.023 5.5556

260 3707.2000 3707.0800 0.1200 0.027 0.006 2.8689

240 3707.0800 3706.2000 0.8800 0.027 0.044 7.769

220 3706.2000 3705.8000 0.4000 0.027 0.020 5.2378

200 3705.8000 3705.6500 0.1500 0.027 0.008 3.2075

180 3705.6500 3705.2300 0.4200 0.027 0.021 5.3672

160 3705.2300 3704.7100 0.5200 0.027 0.026 5.972

140 3704.7100 3704.4500 0.2600 0.027 0.013 4.2229

120 3704.4500 3704.2170 0.2330 0.027 0.012 3.9976

100 3704.2170 3703.8200 0.3970 0.027 0.020 5.2181

80 3703.8200 3703.6500 0.1700 0.027 0.009 3.4146

60 3703.6500 3703.5380 0.1120 0.027 0.006 2.7716

40 3703.5380 3703.2000 0.3380 0.027 0.017 4.8148

20 3703.2000 3702.9500 0.2500 0.027 0.013 4.1409

Buscando el valor de:

𝛽 =0.7929+0.973*log (Tr)



β= 0.95820978

Calculando:

ϕ= 1.241445

Dm = 150 mm Diámetro medio de las piedras del rio en la

Calculando el valor de:

Z = 0.26235951

Z = 0.394557 − 0.041361 × 𝑙𝑜𝑔𝐷𝑚 − 0.00891 ∗ 𝑙𝑜𝑔2𝐷𝑚



4. RESULTADOS DE LA SOCAVACION PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 100 AÑOS

lado

izquierdocentro

lado

derecho

lado

izquierdocentro

lado

derecho

lado

izquierdocentro

lado

derecho

Margen

IzquierdaCentro

Margen

Derecha

740 12 4.89 8.61 2.45 0.88 0.29 0.65 0.16 0.76 2.20 0.34 0.47 1.55 0.18

720 8 2.42 9.86 4.12 0.85 0.34 0.97 0.28 0.73 2.93 0.57 0.39 1.96 0.29

700 8 2.45 9.91 2.06 0.85 0.15 0.73 0.1 0.32 2.60 0.19 0.17 1.87 0.09

680 8 0.96 10.67 0.41 0.85 0.07 0.97 0.01 0.10 3.21 0.01 0.03 2.24 0.00

660 10 0.27 10.47 0.85 0.02 0.67 0.03 2.92 0.00 0.01 2.25 0.00

640 8 3.55 12.78 2.82 0.85 0.31 0.73 0.31 0.91 2.83 0.91 0.60 2.10 0.60

620 8 5.71 13.7 3.43 0.85 0.3 0.93 0.3 0.48 2.15 0.48 0.18 1.22 0.18

600 10 3.23 11.57 5.39 0.85 0.14 0.77 0.27 0.23 2.20 0.55 0.09 1.43 0.28

580 12 9.85 0.71 0.87 0.57 0.01 0.00 1.10 0.01 0.00 0.53 0.00

560 12 8.04 0.87 0.9 0.00 3.04 0.00 0.00 2.14 0.00

540 12 3.22 9.37 1.25 0.87 0.14 0.64 0.1 0.25 1.84 0.16 0.11 1.20 0.06

520 10 9.2 3.34 0.85 0.97 0.19 0.00 3.18 0.37 0.00 2.21 0.18

500 12 6.2 10.07 2.79 0.87 0.53 0.78 0.12 1.29 2.16 0.18 0.76 1.38 0.06

480 8 9.92 2.74 0.85 0.79 0.13 0.00 2.03 0.19 0.00 1.24 0.06

460 12 4.43 9.47 5.47 0.87 0.33 1.01 0.47 0.71 3.09 1.13 0.38 2.08 0.66

440 12 2.03 9.55 1.39 0.87 0.09 0.77 0.04 0.10 1.77 0.04 0.01 1.00 0.00

420 12 0.37 9.09 5.15 0.87 0.36 0.97 0.43 0.67 2.47 0.84 0.31 1.50 0.41

400 10 6.36 10.61 5.13 0.85 0.55 1.18 0.43 1.72 4.72 1.24 1.17 3.54 0.81

380 10 3.58 10.1 5.78 0.85 0.26 0.67 0.32 0.48 1.68 0.63 0.22 1.01 0.31

360 6 6.07 10.14 2.92 0.85 0.97 1.45 0.66 2.78 4.73 1.67 1.81 3.28 1.01

330 6 6.19 11.04 3.87 0.85 0.93 1.39 0.65 1.14 1.93 0.71 0.21 0.54 0.06

320 8 6.83 11 5.59 0.85 0.58 1.06 0.48 0.96 2.14 0.75 0.38 1.08 0.27

300 12 5.17 9.62 4.95 0.87 0.43 1.04 0.49 0.66 2.13 0.79 0.23 1.09 0.30

280 12 3.2 8.35 4.63 0.87 0.31 1.31 0.55 0.36 2.42 0.77 0.05 1.11 0.22

260 12 3.55 7.6 2.76 0.87 0.36 1.13 0.37 0.26 1.18 0.27 -0.10 0.05 -0.10

240 8 3.67 7.14 2.63 0.85 0.54 1.4 0.57 1.00 3.50 1.07 0.46 2.10 0.50

220 10 4.79 7.73 1.83 0.85 0.47 0.97 0.42 0.61 1.58 0.52 0.14 0.61 0.10

200 8 3.72 6.49 1.03 0.85 0.71 1.49 0.7 0.71 1.89 0.70 0.00 0.40 0.00

180 10 0.83 6.02 3.07 0.85 0.57 1.41 0.53 0.80 2.64 0.72 0.23 1.23 0.19

160 12 3.73 6.54 3.61 0.85 0.87 1.28 0.53 1.52 2.53 0.79 0.65 1.25 0.26

140 15 1.47 2.38 1.52 0.85 1.49 2.49 1.45 2.35 4.62 2.26 0.86 2.13 0.81

120 6 1.85 3.77 1.5 0.85 0.98 2.37 0.77 1.29 4.15 0.94 0.31 1.78 0.17

100 6 3.3 6.15 2.39 0.85 0.44 1.04 0.21 0.55 1.73 0.21 0.11 0.69 0.00

80 6 4.54 6.15 1.84 0.85 0.76 1.11 0.17 0.82 1.34 0.11 0.06 0.23 -0.06

60 5 4.23 5.32 3.43 0.85 0.78 1.01 0.29 0.72 1.01 0.19 -0.06 0.00 -0.10

40 5 2.13 3.53 2.13 0.85 0.78 1.51 0.76 1.11 2.65 1.07 0.33 1.14 0.31

20 5 1.85 4.53 2.31 0.85 0.36 1.21 0.44 0.35 1.76 0.46 -0.01 0.55 0.02

velocidades Tirante hidraulico hs = altura de socavacion SOCAVACION

SECCIONES Luz libre

u

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