calculo hidraulico alcantarilla shucshuyacu-barbascal

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AREAS COLECTORAS DE LLUVIAS COLECTOR DESCRIPCION AREA - Ai (m2) A 9,600.50 1 B 3,307.42 2 C 1,973.01 3 D 4,110.61 4 E 2,665.70 5 F 9,808.40 6 G 6,075.60 7 H 2,397.39 8 I 4,544.30 9 J 4,464.58 K 3,015.91 TOTAL ( Ai) 51,963.42

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Page 1: Calculo Hidraulico Alcantarilla Shucshuyacu-barbascal

INFORMACION TOPOGRAFICA DE LOS COLECTORESAREAS COLECTORAS DE LLUVIAS

COLECTORDESCRIPCION AREA - Ai (m2)A 9,600.50 1B 3,307.42 2C 1,973.01 3D 4,110.61 4E 2,665.70 5F 9,808.40 6G 6,075.60 7H 2,397.39 8I 4,544.30 9J 4,464.58K 3,015.91

TOTAL (∑Ai) 51,963.42

Page 2: Calculo Hidraulico Alcantarilla Shucshuyacu-barbascal

INFORMACION TOPOGRAFICA DE LOS COLECTORES

TIPO TRAMO CALLE LADO

CUNETA 1-2 JR. AMORARCA CDRA. 1 DERECHO 129.472CUNETA 3-8 JR. AMORARCA CDRA. 2 DERECHO 114.738CUNETA 4-5 JR. AMORARCA CDRA. 2 IZQUIERDO 63.830ALCANTARILLA 5-6 JR. AMORARCA CDRA. 2 IZQUIERDO 20.000CUNETA 6-7 JR. AMORARCA CDRA. 2 IZQUIERDO 15.910ALCANTARILLA 7-8 JR. AMORARCA CDRA. 2 - 16.650CUNETA 8-9 JR. SUCRE DERECHO 153.105CUNETA 10-11 JR. AMORARCA CDRA. 3 DERECHO 35.324CUNETA 7-12 JR. AMORARCA CDRA. 3 IZQUIERDO 93.110

LONGITUD (m)

Page 3: Calculo Hidraulico Alcantarilla Shucshuyacu-barbascal

INFORMACION TOPOGRAFICA DE LOS COLECTORESCOTA INFORMACION PLUVIOMETRICA DE ZONA DE PROYECTO

INICIAL FINAL305.500 300.000 5.500 0.0425 DATOS DE PRECIPITACION MAXIMA EN 24 HORAS (mm)299.500 292.250 7.250 0.0632 AÑO298.875 295.400 3.475 0.0544 1981295.400 294.200 1.200 0.0600 1982294.200 293.250 0.950 0.0597 1983293.250 292.250 1.000 0.0601 1984292.250 287.900 4.350 0.0284 1985291.125 288.250 2.875 0.0814 1986293.250 286.500 6.750 0.0725 1987

1988198919901991199219931994199519961997199819992000

TOTALMEDIA

MAXIMA

DESNIVEL (m)

PENDIENTE S(m/m)

Page 4: Calculo Hidraulico Alcantarilla Shucshuyacu-barbascal

INFORMACION PLUVIOMETRICA DE ZONA DE PROYECTO

DATOS DE PRECIPITACION MAXIMA EN 24 HORAS (mm)ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL

36.60 27.80 24.90 33.00 10.60 20.10 26.5060.20 65.20 36.20 49.50 17.30 28.20 16.206.20 71.70 31.50 32.70 36.70 20.60 5.80

16.20 50.80 39.80 24.40 31.40 33.30 9.8026.10 29.90 48.00 72.90 30.70 11.70 12.1038.10 35.50 52.00 35.30 34.50 7.50 15.7021.80 39.70 18.60 48.00 10.90 24.40 43.508.50 47.20 60.00 21.50 43.10 9.10 1.606.90 37.80 63.70 29.20 53.50 34.30 13.005.20 28.30 67.40 30.60 18.40 24.50 26.003.60 18.90 71.00 32.00 12.90 26.90 23.00

13.20 39.80 74.70 33.40 7.30 29.30 20.1051.40 69.00 40.30 18.00 42.70 33.80 20.0024.20 7.30 19.20 56.30 18.20 65.60 59.4019.10 11.80 19.30 27.30 16.60 20.80 23.3045.60 14.90 23.20 33.70 13.10 34.40 13.1049.50 19.60 38.80 41.30 61.60 2.00 11.6024.80 30.70 16.40 61.80 62.60 55.00 7.2045.00 66.20 26.80 32.20 33.80 4.60 21.1021.20 37.30 20.30 30.70 12.00 17.80 14.70

523.40 749.40 792.10 743.80 567.90 503.90 383.7026.17 37.47 39.61 37.19 28.40 25.20 19.1960.20 71.70 74.70 72.90 62.60 65.60 59.40

Page 5: Calculo Hidraulico Alcantarilla Shucshuyacu-barbascal

INFORMACION PLUVIOMETRICA DE ZONA DE PROYECTO

DATOS DE PRECIPITACION MAXIMA EN 24 HORAS (mm)AGO SET OCT NOV DIC TOTAL PROMEDIO24.70 24.00 46.00 5.80 27.80 307.80 25.659.00 31.20 26.00 28.80 26.00 393.80 32.824.00 47.60 17.50 37.40 23.70 335.40 27.95

16.90 17.60 28.50 48.30 21.40 338.40 28.2034.00 29.70 47.00 35.50 14.50 392.10 32.6881.00 46.00 18.40 36.20 48.00 448.20 37.3532.70 22.00 10.90 48.20 8.60 329.30 27.4425.20 41.80 22.00 50.60 18.00 348.60 29.0510.80 16.70 42.00 23.00 3.90 334.80 27.9053.30 22.10 20.50 38.60 12.10 347.00 28.9237.90 23.50 55.70 42.00 2.50 349.90 29.1622.50 22.90 25.10 20.40 57.30 366.00 30.509.70 15.80 32.20 35.60 16.30 384.80 32.07

14.00 40.90 34.00 87.00 49.40 475.50 39.6311.20 22.10 51.70 26.10 44.20 293.50 24.4621.80 35.10 28.30 16.80 55.50 335.50 27.9624.00 75.20 9.70 5.10 15.00 353.40 29.454.30 36.60 19.50 52.90 29.80 401.60 33.47

20.00 20.60 13.70 30.60 15.40 330.00 27.5043.20 47.20 18.90 21.30 29.50 314.10 26.18

500.20 638.60 567.60 690.20 518.90 7,179.70 598.3125.01 31.93 28.38 34.51 25.95 358.99 29.9281.00 75.20 55.70 87.00 57.30 475.50 39.63

Page 6: Calculo Hidraulico Alcantarilla Shucshuyacu-barbascal

INFORMACION PLUVIOMETRICA DE ZONA DE PROYECTO

AÑOMAXIMO46.00 1981 46.0065.20 1982 65.2071.70 1983 71.7050.80 1984 50.8072.90 1985 72.9081.00 1986 81.0048.20 1987 48.2060.00 1988 60.0063.70 1989 63.7067.40 1990 67.4071.00 1991 71.0074.70 1992 74.7069.00 1993 69.0087.00 1994 87.0051.70 1995 51.7055.50 1996 55.5075.20 1997 75.2062.60 1998 62.6066.20 1999 66.2047.20 2000 47.20

1,287.0064.3587.00

OCURRENCIA CRONOLOGICA DE LA PRECIPITACION

PRECIPITACION Pi (mm)

Page 7: Calculo Hidraulico Alcantarilla Shucshuyacu-barbascal

ORDENAMIENTO Y ANALISIS ESTADISTICO DE LA INFORMACION PLUVIOMETRICA

1 87.00 0.04762 21.0002 81.00 0.09524 10.5003 75.20 0.14286 7.0004 74.70 0.19048 5.2505 72.90 0.23810 4.2006 71.70 0.28571 3.5007 71.00 0.33333 3.0008 69.00 0.38095 2.6259 67.40 0.42857 2.333

10 66.20 0.47619 2.10011 65.20 0.52381 1.90912 63.70 0.57143 1.75013 62.60 0.61905 1.61514 60.00 0.66667 1.50015 55.50 0.71429 1.40016 51.70 0.76190 1.31317 50.80 0.80952 1.23518 48.20 0.85714 1.16719 47.20 0.90476 1.10520 46.00 0.95238 1.050

SUMA 1,287.00

ORDEN (M)

PRECIPITACION DE MAYOR A MENOR

(mm)

FRECUENCIA (M/(n+1))

PERIODO DE RETORNO (n+1)/M

Page 8: Calculo Hidraulico Alcantarilla Shucshuyacu-barbascal

RESUMEN DEL VALORES DEL TIEMPO DE CONCENTRACION EN COLECTORESORDENAMIENTO Y ANALISIS ESTADISTICO DE LA INFORMACION PLUVIOMETRICA

COLECTORESCOTA DE TERRENOINICIAL

(Xi-X)2FLUJO 1 1 0.4797 305.900FLUJO 2 2-3-4-5-6-7 0.3842 299.500

513.023 FLUJO 3 8 0.0353 291.125277.223 FLUJO 4 9 0.0931 293.250117.723107.12373.10354.02344.22321.6239.3033.4230.7230.4223.062

18.92278.322

160.023183.603260.823294.123336.723

2,557.53

SISTEMA DE FLUJO

LONGITUD "L" (km)

Page 9: Calculo Hidraulico Alcantarilla Shucshuyacu-barbascal

RESUMEN DEL VALORES DEL TIEMPO DE CONCENTRACION EN COLECTORESCOTA DE TERRENO

TIPOFINAL300.000 4.128 FLUJO 1287.900 1.625 FLUJO 2288.250 0.416 FLUJO 3286.500 0.543 FLUJO 4

TIEMPO DE CONCENTRACION TC (min)

Page 10: Calculo Hidraulico Alcantarilla Shucshuyacu-barbascal

COLECTORES

1 25.34 0.4549 3.1472-3-4-5-6-7 25.34 0.4549 1.062

8 25.34 0.4549 0.6869 25.34 0.4549 0.302

INTENSIDAD DE DISEÑO (mm/H)

COEFICIENTE DE ESCORRENTIA

AREA DE DRENAR (Ha)

Page 11: Calculo Hidraulico Alcantarilla Shucshuyacu-barbascal

0.1010.0340.0220.010

CAUDAL DE ESCORRENTIA (m3/seg)

Page 12: Calculo Hidraulico Alcantarilla Shucshuyacu-barbascal

CALCULO HIDRAULICO DE ALCANTARILLA

OBRA: Mejoramiento del Camino Vecinal Codoyacu-Barbascal-Shucshuyacu I EtapaENTIDAD: Municipalidad Distrital de Moyobamba

UBICACIÓN: Distrito Jepelacio, Provincia Moyobamba, Región San MartínFECHA: Jan-10

1. INFORMACION TOPOGRAFICA

2. INFORMACION HIDROLOGICA

3. ANALISIS ESTADISTICO DE LA INFORMACION PLUVIOMETRICA

AÑO PRECIPITACION Pi (mm)

1996 197.601997 280.901998 182.501999 254.802000 234.402001 266.502002 181.402003 227.902004 209.84

Según Planos del Perfil Longitudinal se podrá obtener la Información Topografica del Camino Vecinal y redes de flujo de las cunetas laterales existentes.

La Información Hidrológica fue tomada de la Estación Hidrológica de "MOYOBAMBA", debido a ser la Estación mas cercana al área de estudio.

De la Información Pluviométrica obtenida se tomaron los valores de precipitación máxima, ordenados de la siguiente manera:

CUADRO II: OCURRENCIA CRONOLOGICA DE LA PRECIPITACION

Page 13: Calculo Hidraulico Alcantarilla Shucshuyacu-barbascal

1 280.90 0.04762 21.000 2991.6042 266.50 0.09524 10.500 1623.7323 254.80 0.14286 7.000 817.7064 234.40 0.19048 5.250 67.1675 227.90 0.23810 4.200 2.8756 209.84 0.28571 3.500 267.7957 197.60 0.33333 3.000 818.2148 182.50 0.38095 2.625 1910.0789 181.40 0.42857 2.333 2007.438

SUMA 2,035.84 10,506.61

Precipitación Promedio:

X = ΣPi = 2,035.84 = 226.20n 9

Reemplazando datos:36.24 mm.

4. CALCULO DEL TIEMPO DE CONCENTRACION

TENEMOS:

Tc =H

COTA DE TERRENO

Parte Alta Parte BajaFLUJO 1 1 0.1000 1108.450 907.650 0.020

CUADRO III: ORDENAMIENTO Y ANALISIS ESTADISTICO DE LA INFORMACION PLUVIOMETRICA

ORDEN (M)

PRECIPITACION DE MAYOR A MENOR (mm)

FRECUENCIA

(M/(n+1))

PERIODO DE RETORNO (n+1)/M

(Xi-X)2

δx = √((Xi-X)2/(n-1))

δx =

(0.871*L3)0.385

En el cuadro V se muestran los valores del Tiempo de Concentración de acuerdo a los sistemas de flujos:

CUADRO IV: RESUMEN DEL VALORES DEL TIEMPO DE CONCENTRACION EN COLECTORES

Sistema de Flujo

Area Colectora

LONGITUD "L" (km)

TIEMPO DE CONCENTRACION TC

(min)

Page 14: Calculo Hidraulico Alcantarilla Shucshuyacu-barbascal

4. CALCULO DE LA INTESIDAD MAXIMA DE DISEÑO

Tenemos que:

X = 226.2036.24 mm.

Utilizando el Método de Gumbell:

n 10 20 30 40 50 100Yn 0.4952 0.52 0.54 0.54 0.55 0.56Gn 0.9497 1.06 1.11 1.14 1.16 1.21

De la tabla anterior, de acuerdo a la cantidad de datos disponibles tenemos que:

Yn = 0.4952Gn = 0.9497

5 150.07110 275.83720 339.54530 355.34750 375.100

100 401.743

5. CALCULO DE LA INTESIDAD DE DISEÑO

% DE PRECIPITACION PRECIPITACION (mm)

6 75.00% 254.6612 85.00% 288.6124 100.00% 339.54

δx =

Ψ = X - (δy/Gn)*[Yn+Ln*Ln*(Tm/Tm-1)]

CUADRO V: VALORES DE Yn y Gn para diferente cantidad de datos

Reemplazando los datos en la formula anterior, con valores de retornos: Tm = 5,10,20,30,50,100 años

CUADRO VI: RESUMEN DE VALORES DE PRECIPITACIONES VS PERIODO DE RETORNOS

PERIODO DE RETORNO EN

AÑOS

PRECIPITACIONES MAXIMAS CADA 24 HORAS EN mm.

Se considerará en el diseño el periodo de retorno de 20 años, es decir la precipitaciones máximas cada 24 horas es de 339.545mm.

Para la región Selva se ha comprobado estadísticamente que las precipitaciones es un constante diario, distribuyendose de la siguiente manera:

CUADRO VII: DISTRIBUCION PORCENTUAL DE LA PRECIPITACION CAIDA EN 24 HORAS

DURACION HORAS

Así mismo, este porcentaje de divide para cada hora, suponiendo una precipitación durante 6 hOras seguidas:

Page 15: Calculo Hidraulico Alcantarilla Shucshuyacu-barbascal

% DE PRECIPITACION

1 49.00% 124.782 64.00% 162.983 75.00% 190.994 84.00% 213.915 92.00% 234.296 100.00% 254.66

6. DETERMINACION DEL AREA DRENADA

AREA

A 5,000.00

TOTAL (∑Ai) 5,000.00

7. DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTIA

SUPERFICIE AREA (%) C C*%Terreno Natural 100.00% 0.40 0.4

VALOR DE C 0.4100.00%

8. CALCULO DEL CAUDAL DE ESCURRIMIENTO

Para el cálculo del caudal de escurrimiento de utilizará el Método Racional:

Q = C*I*A/360

CUADRO VIII: DISTRIBUCION PORCENTUAL DE LA PRECIPITACION CAIDA EN 6 HORAS

DURACION HORAS

PRECIPITACION ACUMULADA (mm/h)

Como podemos observar, los tiempos de concentración de los sistemas de flujo son menores a 1 hora, por lo que se tomaremos el valor de la intensidad de diseño igual a 124.78mm/h

A continuación se muestra el cuadro X, en que se señalan las areas drenadas adyacentes al camino

CUADRO IX: AREAS COLECTORAS DE LLUVIAS

AREA - Ai (m2)

El valor del coeficiente de escorrentía se ha tomado de acuerdo a los porcentajes del área que predomina en dentro del ámbito del proyecto:

CUADRO X: SE MUESTRA DETERMINACION DEL VALOR DE C

Page 16: Calculo Hidraulico Alcantarilla Shucshuyacu-barbascal

TIPO COLECT.

FLUJO 1 1 124.78 0.4 5.000 0.693

9. DISEÑO DE LA SECCION TRANSVERSAL DE LAS CUNETAS Y ALCANTARILLAS

CUADRO XI: CALCULO DEL CAUDAL DE ESCORRENTIA PARA LOS SISTEMAS DE FLUJO

INTENSIDAD DE DISEÑO (mm/H)

COEF. DE ESCORR.

AREA DE DRENAR

(Ha)

CAUDAL DE ESCORRENTIA

(m3/seg)

En esta parte se diseñará la seccion transversal de la Alcantarilla, en función a los sistemas de flujos de aguas pluviales teniendo en cuenta el caudal de diseño que para este caso es igual al caudal de escorrentia (0.693 m3/s) y con un diametro de 0.60 m = 24". Con ayuda del programa "Hcanales", se Obtubieron los siguientes resultados:

Se Observa que el tirante maximo que soportara la alcantarilla sera 0.4886 m. por lo tanto podemos decir que el diameto considerado para la alcantarilla perfilada de PVC es el más adecuado para emplearlo (0.60 m= 24 " > 0.4886 m)

Page 17: Calculo Hidraulico Alcantarilla Shucshuyacu-barbascal

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INFORMACION PLUVIOMETRICA DE ZONA DE PROYECTO

DATOS DE PRECIPITACION MAXIMA EN 24 HORAS (mm)AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC TOTAL PROMEDIO MAXIMO1996 45.60 193.80 134.80 114.50 58.30 42.80 11.50 99.70 70.80 197.60 141.90 187.10 1,298.40 108.20 197.601997 84.40 280.90 86.90 102.60 100.80 47.30 30.40 72.80 126.40 86.50 151.30 159.20 1,329.50 110.79 280.901998 136.70 83.40 110.90 133.90 166.00 42.10 47.90 48.50 76.30 182.50 57.20 92.80 1,178.20 98.18 182.501999 195.40 254.80 171.90 81.90 176.90 85.20 55.90 73.90 44.30 189.80 166.10 107.70 1,603.80 133.65 254.802000 154.30 185.40 151.80 161.90 58.00 40.80 65.70 95.60 134.20 111.30 44.10 234.40 1,437.50 119.79 234.402001 79.50 156.30 266.50 164.20 114.30 52.30 56.00 112.60 120.40 232.60 78.30 184.10 1,617.10 134.76 266.502002 106.00 138.90 167.50 181.40 87.30 29.70 123.60 24.30 24.80 60.40 135.70 107.10 1,186.70 98.89 181.402003 188.60 113.10 142.80 51.70 224.20 115.40 32.50 60.90 92.10 117.90 71.40 227.90 1,438.50 119.88 227.902004 54.20 96.20 125.10 89.71 110.90 38.80 69.90 38.60 103.40 116.10 209.84 98.60 1,151.35 95.95 209.84

TOTAL 1,044.70 1,502.80 1,358.20 1,081.81 1,096.70 494.40 493.40 626.90 792.70 1,294.70 1,055.84 1,398.90 12,241.05 570.62 1,150.20MEDIA 52.24 75.14 67.91 54.09 54.84 24.72 24.67 31.35 39.64 64.74 52.79 69.95 612.05 28.53 57.51

MAXIMA 195.40 280.90 266.50 181.40 224.20 115.40 123.60 112.60 134.20 232.60 209.84 234.40 1,603.80 133.65 280.90

Estación : Moyobamba Latitud : 06° 00' Dpto : San MartínNro. : 114378 Longitud : 76° 58' Provincia : MoyobambaCategoría : CO Altura : 860 m.s.n.m Distrito : Yantaló