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PROYECTO
CONSTRUCCION DE SERVICIOS RECREATIVOS CULTURALES Y DEPORTIVOS EN EL PARQUE
ZONAL DEL RIO LURIN.
ESTUDIO HÍDRICO:
“ESTUDIO HIDROLÓGICO Y DISEÑO DE DEFENSA
RIBEREÑA EN LA MARGEN DERECHA DEL RIO
LURIN, TRAMO PUENTE GUAYABO Y PUENTE
QUEBRADA VERDE - DISTRITO DE PACHACAMAC”
JUNIO 2012
INDICE
I. ASPECTOS GENERALES
1.1 Introducción1.2 Antecedentes
GERENCIA DE DESARROLLO URBANO
MUNICIPALIDAD METROPOLITANA DE LIMA
SERVICIOS DE PARQUES DE LIMA
1.3 Objetivo del Estudio1.4 Justificación Técnica y Legal 1.4.1 Justificación Técnica 1.4.2 Normatividad Legal1.4.2.1 Políticas y Enfoques de la Gestión Ambiental
1.4.2.2 Ley General del Ambiente – Ley Nº 286111.4.2.3 Ley Orgánica de Municipalidades
1.4.2.4 Ley General de Recursos Hídricos1.4.2.5 Ordenanza Municipal 1146
II. CARACTERÌSTICAS DE LA CUENCA Y DE LA ZONA DE ESTUDIO
2.1 Ubicación Geográfica, Política e Hidrográfica de la Cuenca2.2 Ubicación del Área de Estudio2.3 Accesibilidad y Vías de Comunicación2.4 Sistema Hidrográfico de la Cuenca2.5 Características Fisiográficas de la Cuenca2.5.1 Àrea de la Cuenca2.5.2 Forma de la Cuenca y Factor de Forma
2.5.3 Relieve de la Cuenca2.5.4 Curva Hipsomètrica2.5.5 Longitud de Cuenca2.5.6 Densidad de Drenaje
2.6 Estado Actual de la Faja Ribereña y Cauce del río en el área de estudio
III. INFORMACIÒN HIDROLÒGICA
IV. INFORMACIÒN DE CAMPO
V. ÀNALISIS DE MÀXIMAS AVENIDAS
5.1 Determinación de Máximas Avenidas por Métodos Estadísticos
5.2 Prueba de Bondad de Ajuste de Funciones de Distribución de Probabilidad5.2.1 Factor de Frecuencia5.2.2 Ajuste de Funciones de Distribución de Probabilidades de los Datos de Caudales Máximos5.2.3 Resultados Obtenidos
VI. Defensa Ribereña con Diseño de Gaviones
6.1 Generalidades6.2 Diseño de Gaviones6.2.1 Parámetros de Diseño
6.2.2 Cálculo Hidráulico6.2.3 Profundidad de Socavación6.2.4 Cálculo de la Estabilidad de los Gaviones6.2.5 Análisis de Estabilidad6.2.6 Análisis Hidráulico6.2.7 Cálculo de Colchón Antisocavante6.2.8 Sección Típica de la Defensa Ribereña con Gaviones6.2.9 Contrafuertes con Gavión Caja6.2.10 Colchón Antisocavante6.3 Geotextil6.4 Requerimiento de Gaviones para el muro, colchones Antisocavantes y geotextil.6.5 Características Técnicas6.5.1 Geotextiles no tejido MacTec MT 2006.5.2 El Gavión Caja6.5.3 Colchón Antisocavante6.6 Procedimiento Constructivo en Obras de Gaviones6.7 Certificación del Fabricante
VII. Componente AmbientalVIII. Presupuesto del Proyecto
8.1. Presupuesto de Obra 8.2. PlanosIX. Anexos.
Anexo I: Plano de Planta de Distribución del Área de EstudioAnexo II: PIano de Faja MarginalAnexo III: Plano Topográfico y diseño del GaviónAnexo IV: Plano de Secciones transversales del CauceAnexo V : Registro de Caudales Máximos de la Estación ManchayAnexo VI: Presupuesto Anexo VII: Panel Fotográfico del Área del ProyectoAnexo VIII: Panel Fotográfico del Recurso Flora en el Área de estudioAnexo IX: Panel Fotográfico y Descripción de Plantas Ornamentales Forestales Adaptables en el Área de Estudio.
ESTUDIO HIDROLOGICO Y DISEÑO DE DEFENSA RIBEREÑA EN LA MARGEN
DERECHA DEL RÍO LURÍN - TRAMO PUENTE GUAYABO Y QUEBRADA VERDE
I.- ASPECTOS GENERALES
1.1 INTRODUCCIÒN
SERPAR, en cumplimiento de sus
funciones y en el Marco del Plan de
Inversión 2011 – 2014 y en
coordinación con la Municipalidad de
Pachacamac, programo ejecutar el
Proyecto “Construcción de Servicios
Recreativos culturales y Deportivos
en el Parque Zonal del Río Lurín”,
cuyo estudio complementario es el
presente Estudio Hídrico del Río Lurín.
Dicho estudio corresponde al Estudio Hidrológico que comprende la
determinación y evaluación del caudal máximo de diseño en base a la
información hidrológica obtenida del Senamhi; así como también el Estudio
de la Hidráulica Fluvial del Río Lurín, que permitirá analizar los perfiles de
flujo en función del caudal máximo de diseño, para finalmente proyectar la
Construcción de la Defensa Ribereña - Tipo Gavión en la Margen
Derecha del Río Lurín, en el Tramo del Puente Guayabo y Puente Quebrada
Verde. Asimismo, la importancia del proyecto radica en evitar riesgos de
inundaciones en el área de influencia del Parque Zonal a implementar.
El área de estudio, se ubica en el Sector de Quebrada Verde en el Distrito de
Pachacamàc y comprende una longitud aproximada de 1.0 km. que se
inicia en el cruce del Puente Peatonal en la zona denominada Quebrada
Huayabo con el Río Lurín, continúa aguas abajo hasta el cruce del Puente
Carrozable en la zona denominada Quebrada Verde.
El presente estudio y como se planteo en los Términos de Referencia se
describen los siguientes items.:
-Características de la Cuenca y del área del proyecto.
-Estado actual de la franja ribereña en el tramo del área del proyecto.
-Revisión y descripción de la Normatividad Legal e importancia de creación
del área natural ecológica.
-Caracterización y evaluación de la Información Hidrológica.
-Determinación de las Máximas Avenidas por Métodos Probabilísticos.
-Estudio de la Hidráulica Fluvial del Río Lurín.
-Evaluación de los planos de campo elaborados y obtenidos con los
análisis correspondientes.
-Caracterización del recurso flora existente y de las especies adaptables en el
área de estudio.
1.2.- ANTECEDENTES.
Según la Ordenanza 1146, tratada en Sesión Ordinaria del Consejo de fecha
5 de Junio del 2008 en el Dictamen Nº 119-2008-MMl-CMDUVN. de la
Comisión Metropolitana de Desarrollo Urbano, Vivienda y Nomenclatura, se
acordó la siguiente Ordenanza: La Aprobación de la Zonificación del Sector
Faltante de la Cuenca Baja del Río Lurín que forma parte del Área de
Tratamiento Normativo IV de Lima Metropolitana. En dicha Ordenanza, se
presenta la Zonificación que compromete al Área de Estudio con el Tipo de
Zona “ZRP-PM”, la Ubicación Referencial es de Parque Metropolitano Río
Lurín y que corresponde a la denominación de Recreación Pública y
Protección Ambiental.
Las Especificaciones Normativas que se señalan es la siguiente: queda
conformada por el Cauce del Río Lurín y la Franja Intangible de ancho
variable, producto de integrar el Cauce del Río y la Faja Marginal (Ordenanza
Nº 310-MML). La delimitación específica del Parque Metropolitano Río Lurín,
deberá ser definida coordinadamente entre la Municipalidad Metropolitana de
Lima, las Municipalidades Distritales correspondientes y el Sector Agricultura
y sustentada en trabajo de campo.
En este marco y en base a la revisión del Plano de Zonificación
correspondiente el Área de estudio queda definida como se especifica en la
Leyenda como Zona de Recreación
Pública y Protección Ambiental.
En cuanto al área de estudio que se
define desde el Puente Peatonal
Huayabo aguas abajo en
aproximadamente un kilómetro con el Puente de Quebrada Verde, se
caracteriza por la presencia de formaciones vegetales de especies
mayormente silvestres, evidenciándose durante las visitas de campo y en
área mayor una regular y desordenada diversidad florística. En el cauce o
álveo hay presencia de vegetación silvestre denominada de monte ribereño.
En el área que comprende la Franja Ribereña y Faja Marginal, se albergan
además de la vegetación silvestre, una vegetación heterogénea conformada
por especies rastreras, hierbas, plantas ornamentales, arbustos y árboles; se
observa además una zona de bosque con especies de Eucalipto. En una
parte del área se establece un terreno de cultivo, una casa de un señor
agricultor, presencia de casetas y pozos en uso actual de agua subterránea y
dos molinos de viento.
1.3 OBJETIVO DEL ESTUDIO .
El objetivo del presente estudio es la elaboración del Estudio Hídrico que
comprende el Estudio Hidrológico, así como el Estudio de la Hidráulica
Fluvial para la Construcción de la Defensa Ribereña con Gaviones a
establecerse en la Margen Derecha de la Cuenca del Río Lurín, en el
Sector denominado Quebrada Verde del Distrito de Pachacamac.
1.4 JUSTIFICACIÒN TÈCNICA Y LEGAL REFERIDOS A LA
IMPORTANCIA DE CREACIÒN DE LAS AREAS ECOLÒGICAS.
1.4.1 Justificación Técnica.
La creación del Parque
Metropolitano Río Lurín como la
única existente en esta parte de la
cuenca, está considerada como un
área paisajística, recreacional y
cultural y con la finalidad de
promover su sostenibilidad se hace necesario su mantenimiento y
protección, para lo cual el Proyecto “CONSTRUCCION DE SERVICIOS
RECREATIVOS CULTURALES Y DEPORTIVOS EN EL PARQUE ZONAL DEL RIO
LURIN.”, y con la implementación de las obras de protección fluvial – Tipo
Gavión se cumplirá con dichos objetivos. El Gavión es una de las prácticas
conservacionistas muy utilizadas en áreas susceptibles a inundaciones
principalmente en tiempos de avenidas como son las Riberas y Fajas
Marginales del curso de agua. Durante las visitas de campo, se evidenciaron
las ocurrencias de moderados riesgos de desbordes que ha provocado las
deformaciones del lecho natural y que potencialmente ocurrirán otras que
continuarán afectando directamente al ecosistema de monte ribereño
(vegetación de ribera), a las áreas de reforestación de la ribera y a las
infraestructuras menores de riego existentes como a la Bocatoma Venturosa,
canal de riego y las áreas de servidumbre establecidas en la zona de estudio.
En resumen, la creación del Parque Zonal del Río Lurín, permitirá la
protección directa del área del Parque que ocupará parte de la Faja Marginal,
así como también del ecosistema lótico que conforma el río y del recurso flora
existente en esta zona considerada un área intangible pública y que no
deberá convertirse en lugares de botaderos de desmontes, de residuos
sólidos y de actividades que degradan el medio ambiente como viene
ocurriendo en la actualidad.
1.4.2 Normatividad Legal.
En el siguiente capítulo se describen los Artículos de las Normas Legales
referidos a la importancia de creación de las áreas naturales y con fines de
protección y conservación del medio ambiente y la ecología.
1.4.2.1 Políticas y Enfoques de la Gestión Ambiental.
Mediante Decreto Supremo Nº 012-2009-MINAM, se aprobó la Política
Nacional del Ambiente, donde se establece como objetivo general, mejorar la
calidad de vida de las personas garantizando la existencia de ecosistemas
saludables, viables y funcionales en el largo plazo; y el desarrollo sostenible
del país mediante la prevención, protección y recuperación del ambiente y
sus componentes, la conservación y el aprovechamiento sostenible de los
recursos naturales, de una manera responsable y congruente con el respeto
de los derechos fundamentales de la persona.
1.4.2.2 Ley General del Ambiente - Ley Nº 28611.
Artículo I.- Del Derecho y Deber Fundamental.
Toda persona tiene el derecho irrenunciable a vivir en un ambiente saludable,
equilibrado y adecuado para el pleno desarrollo de la vida; y el deber de
contribuir a una efectiva gestión ambiental y de proteger el ambiente, así
como sus componentes, asegurando particularmente la salud de las personas
en forma individual y colectiva, la conservación de la diversidad biológica, el
aprovechamiento sostenible de los recursos naturales y el desarrollo
sostenible del país.
1.4.2.3 Ley Orgánica de las Municipalidades.
Artículo Nº 73.
Inciso 2.9: Establecimiento, conservación y administración de parques
zonales, parques zoológicos, jardines botánicos, bosques naturales,
directamente o a través de concesiones.
Inciso 3.1: “Protección y conservación del ambiente”.
Inciso 3.2: “Proponer la Creación de Áreas de Conservación
Ambiental”.
Inciso 3.3: Promover la educación e investigación ambiental en su
localidad e incentivar la participación ciudadana en todos sus niveles.
Inciso 4.5.- Fomento del turismo local sostenible.
1.4.2.4 Ley General de Recursos Hídricos.
El Título VI: Trata acerca "De las Propiedades Marginales".
Este Título de la Ley contiene los Artículos que van del 79º al 84º. Fue
reglamentado por el Decreto Supremo 929-73-AG. Posteriormente
mediante Decreto Supremo 012-94-AG se declaró áreas intangibles los
Cauces, Riberas y Fajas Marginales de los ríos, arroyos, lagos, lagunas y
vasos de almacenamiento.
Artículo 79º.- En las propiedades aledañas a los álveos naturales se
mantendrá libre la faja marginal de terreno necesaria para el camino de
vigilancia y en su caso, para el uso primario del agua, la navegación, el
tránsito, la pesca u otros servicios. Las dimensiones de la faja, en una o en
ambas márgenes, serán fijadas por la Autoridad de Aguas, respetando en
lo posible, los usos y costumbres establecidos. Podrán también dicha
Autoridad, cuando fuera necesario, fijar la zona sujeta a servidumbre de
abrevadero. En todos estos casos no habrá lugar a indemnización por la
servidumbre, pero quienes usaren de ellas, quedan obligados, conforme al
derecho común, a indemnizar los daños que causaren, tanto en las
propiedades sirvientes como en los cauces públicos o en las obras
hidráulicas.
Sobre el Régimen de las propiedades y fajas marginales
Artículo 80º.- Los álveos naturales, los cauces artificiales y las fajas
marginales sujetas a servidumbre sólo podrán ocuparse y cultivarse con
previa autorización del Ministerio de Agricultura y Pesquería, salvo lo
dispuesto en la Ley Nº 10842. En estos casos el Estado no será
responsable de las pérdidas que puedan producirse u ocasionarse por
acción de las aguas u otras causas.
Artículo 82º.- Cuando las aguas, por causas propias de la naturaleza,
abran un nuevo cauce en terrenos de propiedad privada, dicho cauce
pasara al dominio público si el propietario no iniciase en el lapso de un año
las obras necesarias para restituir las aguas a su antiguo cauce o no
concluyese dichas obras dentro del plazo fijado por la Autoridad
competente, salvo caso de fuerza mayor debidamente, comprobada.
El Poder Ejecutivo podrá conceder los cauces naturales abandonados,
sujetándose a las disposiciones de la Ley de Reforma Agraria.
Apertura de un nuevo cauce en propiedad privada por acción de las aguas.
Artículo 83º.- Cuando por erosión, las aguas de los cursos naturales
amplíen la dimensión transversal de su cauce, la ampliación formará parte
del álveo, si los propietarios de los predios en donde se ha producido, no
cumplieran con lo determinado en el artículo anterior.
Artículo 84º.- Cuando un nuevo cauce deje aislado o separados
terrenos de un predio, dichos terrenos continuarán perteneciendo a su
propietario.
En el Reglamento de la Ley de Recursos Hídricos - Capítulo III, se
definen los cauces, riberas y fajas marginales.
Art. 108.- Cauces o álveos: Para efectos de la Ley, los cauces o álveos
son el continente de las aguas durante sus máximas avenidas.
Art. 111: Riberas: Son las áreas de los ríos, arroyos, torrentes, lagos,
lagunas, comprendidas entre el nivel mínimo de sus aguas y el que éste
alcance en sus mayores avenidas o crecientes ordinarias.
Art. 113: Fajas Marginales: Son bienes de dominio público hidráulico.
Están conformadas por las áreas inmediatas superiores a las riberas de las
fuentes de agua natural y artificial.
1.4.2.5 Ordenanza Municipal 1146.
Según Ordenanza tratada en Sesión Ordinaria del Consejo de fecha 5 de
Junio del 2008 en el Dictamen Nº 119-2008-MMl-CMDUVN., de la Comisión
Metropolitana de Desarrollo Urbano, Vivienda y Nomenclatura, se acordó : La
Aprobación de la Zonificación del Sector Faltante de la Cuenca Baja del Río
Lurín que forma parte del Área de Tratamiento Normativo IV de Lima
Metropolitana. En dicha Ordenanza se presenta la Zonificación que
compromete al Área de Estudio con el Tipo de Zona “ZRP-PM”, la Ubicación
Referencial es de Parque Metropolitano Río Lurín y que corresponde a la
denominación de Recreación Pública y Protección Ambiental.
II.- CARACTERÌSTICAS DE LA CUENCA Y DE LA ZONA DESTUDIO.
2.1 UBICACIÒN GEOGRÀFICA, POLÌTICA E HIDROGRÀFICA DE LA CUENCA.
La Cuenca del Río Lurín, se ubica geográficamente entre los meridianos 76º
17’ 11” y 76º 54’ 33” de Longitud Oeste y los paralelos 11º 50’ 31” y 12º16`34”
de Latitud Sur.
Políticamente, la Cuenca comprende las Provincias de Lima y Huarochirí del
Departamento de Lima.
Ubicación Política de la Cuenca del Río Lurín
Hidrográficamente, la
Cuenca del Río Lurín
pertenece a la Vertiente del Pacífico y tiene una Dirección Sur – Oeste,
limitando por el Norte con la Cuenca del Río Rímac, por el Este con la
Cuenca del Río Mala, por el Sur con la Cuenca del Río Chilca y, por el Sur –
Oeste con el Océano Pacífico.
Ubicación Hidrográfica de la Cuenca del Río
Lurín
2.2.- UBICACIÒN DEL ÀREA DE ESTUDIO.
2.2.1 Ubicación Geográfica
Latitud Norte : 8650281Longitud Sur : 296652
2.2.2 Ubicación Política
Región : LimaDepartamento : LimaProvincia : LimaDistrito : Lurín
2.2.3 Ubicación dentro del Distrito de Riego.
Distrito de Riego : Chillón – Rímac – LurínSector de Riego : LurínOrganización de Usuarios : Junta de Usuarios Lurín
2.3 ACCESIBILIDAD Y VÌAS DE COMUNICACIÒN.
La vía de acceso a la zona de estudio es por transporte terrestre a través de
la Carretera de la Panamericana Sur en aproximadamente 1:15 horas desde
Lima.
2.4 SISTEMA HIDROGRÀFICO DE LA CUENCA.
Según estudios realizados por el
Ministerio de Agricultura, la Cuenca del
Río Lurín presenta la forma general de
un cuerpo alargado, ligeramente
ensanchado en su parte superior, cuyo
patrón de drenaje es de tipo dendrítica.
El área total de drenaje hasta su
desembocadura es de 1,658.19 Km2, el
perímetro de la cuenca es 257.53 Km,
contando con una longitud máxima de
recorrido desde sus nacientes de
111.24 Km; y presenta una pendiente promedio de 4.76%. Se ha
determinado que la superficie de la cuenca colectora húmeda o “Cuenca
Embrífera” es de 791.89 Km2., estando fijado su limite por la cota 2,500
m.s.n.m., lo cual permite afirmar que el 47.76 % del área total de la cuenca
contribuye sensiblemente al escurrimiento superficial.
El Río Lurín tiene su origen en los deshielos del Nevado Surococha a 5,300
m.s.n.m., adoptando su primera denominación como, río Chalilla y al juntarse
éste con la quebrada Taquia cambia de nombre al de Río Lurín, el cual
conserva hasta su desembocadura en el Océano Pacífico.
El relieve general de la cuenca es el que caracteriza a la mayoría de los ríos
de la vertiente occidental, es decir, el de una hoya hidrográfica alargada, de
fondo profundo y quebrado y de pendiente fuerte, presenta una fisiografía
escarpada cortada por quebradas de fuerte pendiente y estrechas
gargantas, la cuenca se encuentra limitada por cadenas de cerros que en
dirección hacia aguas abajo muestran un descenso sostenido del nivel de
cumbres.
La parte superior de la cuenca alta presenta un gran número de lagunas,
originadas por la reducida pendiente, lo que ha permitido el represamiento
parcial del escurrimiento superficial favorecido además por la presencia de
nevados.
El río Lurín, recibe en su recorrido el aporte de numerosos ríos o quebradas,
siendo las más importantes: Taquia, Lahuaytambo, Langa, Sunicancha y
Tinajas, por la margen izquierda y Chamacha, por la margen derecha. Así
mismo, presenta un total de 10 subcuencas de acuerdo a sus características
fisiográficas e hidrológicas.
2.5 CARACTERÍSTICAS FISIOGRÁFICAS DE LA CUENCA
Las características fisiográficas de la Cuenca, según estudios del Ministerio
de Agricultura son descritas en términos de las siguientes parámetros : área,
formas, relieve, medidas lineales y curvas y patrones de drenaje.
2.5.1 Área de Cuenca
Área de cuenca o área de drenaje, es quizás la propiedad de la cuenca más
importante, ésta determina el potencial del volumen de escorrentía,
proporcionado por la tormenta que cubre el área completa.
La cuenca Lurín, tiene un área de drenaje de 1,658.19 Km2. por lo que podría
mencionarse que es una cuenca grande; de las cuales 791.89 km2 pertenece
a la cuenca húmeda o también conocida como zona imbrìfera.
En general, a mayor área de cuenca, mayor cantidad de escorrentía
superficial y, consecuentemente mayor flujo superficial.
2.5.2 Forma de la Cuenca y Factor de Forma
La forma de la cuenca es el contorno descrito por la proyección horizontal de
una cuenca. Horton describió el contorno de una cuenca normal como un
ovoide en forma de pera, por lo que, podría mencionarse que la cuenca Lurín
es una cuenca normal. Cuencas grandes, sin embargo, varían ampliamente
en forma.
La Cuenca Lurín presenta un factor de forma de 0.13 y un coeficiente de
compacidad de 1.78, concluyéndose que es una cuenca con una respuesta
lenta o retardada a la escorrentía.
2.5.3 Relieve de la Cuenca
Relieve es la diferencia de elevación entre dos puntos referenciales. El relieve
máximo de la cuenca es la diferencia de elevación entre el punto más alto en
la divisoria de cuenca y la salida de la cuenca. La razón de relieve es la razón
del relieve máximo de la cuenca a la distancia recta horizontal más larga de la
cuenca medida en una dirección paralela a aquella del curso de agua
principal.
La razón de relieve es una medida de la intensidad del proceso erosional
activo en la cuenca.
2.5.4 Curva Hipsométrica
El relieve total de una cuenca es descrito por el análisis hipsométrico. Esto se
refiere a una curva adimensional que muestra la variación con la elevación
del subàrea de cuenca sobre aquella elevación. La curva hipsométrica de la
cuenca presenta una relación casi lineal del área con la elevación,
evidenciando una cuenca alargada de respuesta hidrológica lenta.
La elevación media de la cuenca es obtenida del porcentaje de altura
correspondiente al 50 por ciento del área. Para la cuenca del río Lurín es
2,385.0 msnm.
2.5.5 Longitud de Cuenca
La longitud de cuenca (o longitud hidráulica) es la longitud medida a lo largo
del curso de agua principal. El curso de agua principal (o corriente principal)
es el curso de agua central y más largo de la cuenca y la única que conduce
escorrentía hacia la salida. La longitud de cuenca del río Lurín es de 111.24
Km.
2.5.6 Densidad de Drenaje
Las longitudes de todas las corrientes pueden ser sumadas para determinar
la longitud total de la corriente. La densidad de drenaje de la cuenca es la
razón de la longitud total de corriente al área de cuenca. Una densidad de
drenaje alta refleja una respuesta de escorrentía rápida y empinada, mientras
que una densidad de drenaje baja es característica de una respuesta de
escorrentía tardía. Según estudios para el caso de la cuenca del río Lurín, se
determinó un valor del índice de drenaje de 0.81 km/km2.
Podría decirse que de acuerdo con el valor indicado, que el relieve de la
cuenca Lurín favorece una buena retención del agua.
2.6 ESTADO ACTUAL DE LA FAJA RIBEREÑA Y CAUCE DE RIO EN EL ÀREA DE ESTUDIO.
En general la franja o espacio ribereño en el tramo de estudio que comprende
aproximadamente un kilómetro, se encuentra en regular estado de
conservación, esta condición en razón y como fuera descrito en capítulos
anteriores por ser esta una zona casi en abandono, un indicador claro es por
el estado desordenado de materiales de piedras que en algún tiempo se
utilizaron para la construcción de las defensas ribereñas del cauce, así mismo
se aprecia el estado de las especies silvestres y sembradas sin
mantenimiento.
En la margen izquierda próxima al cauce se observa la presencia de la
vegetación ribereña y en algunos tramos se han convertido en botaderos de
desmontes que hacen vulnerables a la desaparición de la vegetación ribereña
natural existente como la caña brava y carrizo principalmente.
En la margen derecha próximo a la franja ribereña existen espacios de
desmontes y de residuos sólidos y una mayor diversidad de población de
árboles como de especies arbustivas y herbáceas como huaranguillo,
lantana, sauce, eucalipto, pájaro bobo y carrizo principalmente. En esta zona
se observan también rocas de piedras aisladas y en abandono que en algún
tiempo se podrían haber utilizado para defensas ribereñas, como se observa
en la vista fotográfica adjunta.
En el cauce se aprecian algunas
especies herbáceas silvestres, lo que
determina orillas ausentes en algunas
lugares de cauce, el ancho promedio
llega a 25 metros, con profundidad de
nivel de agua de aproximadamente 25
cm. a 30 cm., en el fondo hay
presencia de piedras de canto rodado,
grava y arena, y poca vegetación
acuática. En la actual temporada
(junio) el caudal es mínimo, entre los
meses de diciembre y marzo cuando las lluvias de la vertiente occidental
incrementan, el caudal tiende a cambiar significativamente.
En Anexo, se presenta un panel de vistas fotográficas con la descripción del
Recurso Flora (especies forestales, arbustos, plantas ornamentales
establecidas en el área de estudio), así como también se describen las
especies adaptables a la zona y que se podrían utilizar a futuro.
III.- INFORMACIÓN HIDROLÓGICA
La información básica para la ejecución del estudio hidrológico y obtención
de los caudales de diseño para diferentes tiempos de retorno, ha
correspondido a los datos de caudales máximos medios mensuales del río
Lurín de la Estación Manchay, obtenidos para el período 1945-1980, del
Servicio Nacional de Meteorología e Hidrografía - SENAMHI. En el siguiente
Cuadro, se presentan las características de la Ubicación y Período de Registro de la Estación
Manchay.
Estaciòn Cuenca Altitud
m.s.n.m
Latitud
Sur
Longitud
Oeste
Perìodo/
Registro
Tipo de
Estaciòn
Manchay Lurín 229 12º08’31” 76º49’46” 1945-
1980
Hidrométrica
Cuadro: Características de Ubicación y Período de Registro de la
Estación Manchay.
En Anexo, se presenta los registros de los datos de caudales máximos
medios mensuales del río Lurín de la Estación Manchay, obtenidos para el
período 1945-1980 del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrografía -
SENAMHI.
IV.- INFORMACIÓN DE CAMPO
La información de campo se ha obtenido del reconocimiento efectuado en
la zona de estudio, comprendiendo las siguientes informaciones:
características físicas e hidrográficas de la cuenca y zona de estudio,
cobertura vegetal y de reforestación, ubicación de la fuente natural de
agua, infraestructuras de riego y lugares de los futuros emplazamientos de
estructurales recreasionales y de las obras de conservación como son los
gaviones.
V.- ANÁLISIS DE MÁXIMAS AVENIDAS
5.1 Determinación de Máximas Avenidas por Métodos Estadísticos.
El objetivo principal, es la determinación de los caudales máximos de diseño
para el Río Lurín y para diferentes períodos de retorno, que va servir de base
para el diseño y dimensionamiento de las Obras de Defensa Ribereña a
ejecutarse en la ribera del cauce del Río Lurín.
La información hidrológica utilizada corresponde a la estación de Aforo de
Manchay, que por su ubicación y control de caudales de la Cuenca del Río
Lurín, es utilizada para la determinación de las máximas avenidas mediante
métodos probabilísticos. La serie correspondió al periodo 1945-1980 existente
en los registros del Senamhi, es decir 25 años de descargas máximas anuales,
considerada como suficiente longitud muestral.
Las series de descargas máximas anuales corresponden a datos
independientes y aleatorios y no proveen una comparación entre las estaciones
de las cuencas vecinas, debido a la independencia en el tiempo.
Dentro de las funciones teóricas de probabilidad, se hace un resumen de las
siguientes distribuciones que se utilizaron para el análisis de los caudales
máximos de diseños:
- Distribución Normal de 2 Parámetros.
- Distribución Log-Normal de 2 Parámetros.
- Distribución Log-Normal de 3 Parámetros.
- Distribución Extremo Tipo I – Gumbel.
-Distribución Pearson Tipo III.
-Distribución Log-Pearson Tipo III.
A continuación se menciona brevemente las aplicaciones de cada distribución.
5.1.1 Distribución Normal de 2 Parámetros.
Llamada también Gausiana, es el modelo probabilístico más utilizado y tiene
gran importancia en estadística y probabilidades.
Aplicaciones:
-Ajuste de distribuciones empíricas: datos hidrológicos para
períodos largos de 2 años, 5 años, etc.
-Análisis de errores aleatorios en las observaciones ó
mediciones hidrológicas.
-Referencia para comparar varias distribuciones.
-Para hacer procesos de inferencia estadística.
-Generación de datos (Método de Montecarlo).
5.1.2 Distribución Log-Normal de 2 Parámetros.
Se le conoce también como la ley de Galtón, por haber sido él quien primero la
estudio en 1,875. Se creé que Allen Hazen( 1914) fue quien lo aplico en el
campo de la hidrología, observando que los logaritmos de las crecidas se
ajustan mejor a la distribución normal.
Aplicaciones:
-En el ajuste de distribuciones empíricas de escorrentía y precipitaciones
anuales, mensuales y diarias así mismo en el transporte de sedimentos.
-Es utilizado para valores entre de 0 a + infinito de variables hidrológicas.
5.1.3 Distribución Log-Normal de 3 Parámetros.
La función de distribución Log-Normal de 3 Parámetros tiene gran utilidad en
series hidrológicas con un límite inferior finito.
Se tiene para:
Aplicaciones:
-Para ajustar variables hidrológicas, como por ejemplo descargas
mensuales, anuales, precipitaciones mensuales anuales, etc.
-Como una comparación entre otras distribuciones.
5.1.4 Distribución Extremo Tipo I – Gumbel
También conocido como Gumbel, esta distribución es adecuada para valores
extremos de series anuales y permite ajustar dicha distribución por el método
de los mínimos cuadrados.
La distribución Tipo I (Gumbel), es usado para series máximas. Esta
distribución de límite inferior mayor de n, valores de Xi, a medida que n crece
indefinidamente. Esta distribución supone también que los valores de Xi son
independientes e idénticamente distribuidos con una distribución tipo
exponencial.
La función de probabilidad acumulada, es la siguiente:
Su función de densidad de probabilidad se expresa como:
y la probabilidad de excedencia es: Pt =[ 1 - F(x) ]
Aplicaciones:
-Para valores extremos máximos.
-Para valores extremos mínimos.
-Se ajusta bien a los extremos máximos anuales de
escorrentía.
5.1.5 Distribución Pearson Tipo III
Pearson desarrolló una familia de distribuciones probabilísticas que pueden
ajustarse a cualquier distribución empírica, la más usada es la Tipo III. Esta
distribución coincide con el logaritmo normal cuando el coeficiente de asimetría
es cero.
Aplicaciones:
-Ajuste de distribución empírica de escorrentía y
precipitación anual
-Como una comparación entre otras distribuciones.
5.1.6 Distribución Log-Pearson Tipo III
La U.S. Federal Water Resources Council, recomendó en 1967 que se
adoptará para todas las agencias de U.S. Benson (Uniform Flood Frecuencia
Estimating Methods for Federal Agencies, 1968), explica que no existe un
criterio estadístico riguroso en la comparación con otras distribuciones.
Aplicaciones:
-Ajuste de distribuciones empíricas a datos hidrológicos
(series de caudales, precipitaciones máximas anuales).
5.2.- Prueba de Bondad de Ajuste de Funciones de Distribución
de Probabilidad.
.KUXt
Las pruebas de bondad de ajuste consisten en comparar gráfica y
estadísticamente si la frecuencia empírica de la serie analizada se ajusta a una
determina función de probabilidades teórica seleccionada a priori, conociendo
sus parámetros muéstrales.
Se ha utilizado el Test del Error Standard de los Estimados, Kite (Frequency
and Risk Analysis in Hydrology.Water Resources Publications For Collins,
Colorado USA), que menciona la manera de obtener el error standard, esta no
es sino la diferencia entre los eventos calculados y los registrados de la serie
analizada, el cual se ha utilizado para seleccionar la distribución de frecuencias.
5.2.1 Factor de Frecuencia
Se ha demostrado que la mayoría de los modelos probabilísticos aplicables al
análisis hidrológico, pueden resolverse de la forma generalizada, Chow (Vent
te. Handbook of Applied Hydrology. Mc Graw Hill Company, N.Y.), propuso la
siguiente ecuación general:
ó
Xt = Magnitud del evento para un período de retorno dado
U = Media poblacional estimado por momento muestral, m1
= Desviación Standard estimado por momento muestral, m2
K = Factor de frecuencia, que es función del período de retorno y los
parámetros de la distribución.
5.2.2 Ajuste de Funciones de Distribución de Probabilidad de
los datos de Caudales Máximos.
Las funciones teóricas de probabilidad, que se utilizaron para el análisis de
caudales máximos fueron la Distribución Normal de 2 Parámetros, Distribución
Log-Normal de 2 Parámetros, Distribución Log-Normal de 3 Parámetros,
2/12.1 mKmXt
Distribución Extremo Tipo I – Gumbel, Distribución Pearson Tipo III y
Distribución Log Pearson Tipo III
La información utilizada correspondió a la estación de aforos Manchay, para el
periodo 1945-1980, es decir 25 años de descargas máximas anuales, cuya
información se muestra en el Cuadro N°1.
La información fue procesada mediante el Programa FLFREQ que analiza las
distribuciones de frecuencias: Gumbel Tipo I, Log-Normal, Log-Normal III
parámetros, Log-Pearson Tipo III.
Cuadro Nº : 1
La distribución seleccionada fue la Distribución Gumbel Tipo I, por presentar
menor error standard. Según Manuel Paulet en su publicación “Análisis de
Frecuencia de Fenómenos en Hidrología”, Lima-Perú.1974, demuestra que una
de las distribuciones que mejor se ajusta a las descargas máximas anuales de
AÑO MÁX1945 23.601946 63.421947 23.021948 18.001949 60.001950 30.001951 45.001952 68.001953 60.801954 30.501955 52.501956 38.901957 39.101958 38.101959 100.001960 23.201972 48.441973 51.521974 45.031975 34.171976 33.851977 38.471978 24.901979 37.181980 29.82
PROM. 42.30D. STD. 18.23C. VAR. 0.43
MAX. 100.00MIN. 18.00
Fuente: Elaboración propia
ESTACION MANCHAY (m3/s)RÍO LURIN
los ríos de la costa Peruana, es la de Gumbel. En la Figura 1, se presenta el
Gráfico de la Distribución Gumbel, con un intervalo de confianza al 95%.
Figura 1
GRÁFICO DE LA DISTRIBUCION GUMBEL DESCARGAS MÁXIMAS DEL RIO LURIN
5.2.3 Resultados Obtenidos
La información procesada y los resultados obtenidos se muestran en los
Cuadros N° 02 al 04, así el Cuadro N° 02 presenta el análisis de distribución de
frecuencias de descargas máximas, el Cuadro N° 03 los parámetros obtenidos
para cada distribución de probabilidad, mientras que el Cuadro N° 04 los
caudales máximos anuales para diferentes períodos de retorno.
En el Cuadro N° 04, se muestran los diferentes caudales para periodos de
retorno de 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500 y 1000 años y distribución de
frecuencias (Distribución Log-Normal de 2 Parámetros, Distribución Log-Normal
de 3 Parámetros, Distribución Extremo Tipo I – Gumbel, Distribución Pearson
Tipo III y Distribución Log-Pearson Tipo III), habiéndose seleccionado aquella
cuyo error standard es el menor y que corresponde a la Distribución
Extremo Tipo I – Gumbel, de la cual resulta un caudal máximo de diseño de
85 m3/s para un tiempo de retorno de 50 años, tiempo que se recomienda para
estos tipos de Infraestructuras.
Cuadro Nº 02
ANALISIS DE FRECUENCIAS DE DESCARGAS MAXIMAS ANUALESESTACION MANCHAY
YEAR DATA ORDERED RANK PROB. RET. PERIOD
1 23.60 100 1 0.02 42.002 63.40 68 2 0.06 15.753 23.00 63 3 0.10 9.694 18.00 61 4 0.14 7.005 60.00 60 5 0.18 5.486 30.00 53 6 0.22 4.507 45.00 52 7 0.26 3.828 68.00 48 8 0.30 3.329 60.80 45 9 0.34 2.93
10 30.50 45 10 0.38 2.6311 52.50 39 11 0.42 2.3812 38.90 39 12 0.46 2.1713 39.10 39 13 0.50 2.0014 38.10 38 14 0.54 1.8515 100.00 37 15 0.58 1.7316 23.20 34 16 0.62 1.6217 48.40 34 17 0.66 1.5218 51.50 31 18 0.70 1.4319 45.00 30 19 0.74 1.3620 34.20 30 20 0.78 1.2921 33.90 25 21 0.82 1.2222 38.50 24 22 0.86 1.1723 24.90 23 23 0.90 1.1224 37.20 23 24 0.94 1.0725 29.80 18 25 0.98 1.02
Cuadro Nº 03
PARAMETROS DE DISTRIBUCION DE FRECUENCIASDESCARGAS MAXIMAS ANUALES - ESTACIÓN MANCHAY - RIO LURÍN
SAMPLE STATISTICS MEAN = 42. S.D. = 18.2 C.S. = 1.3851 C.K. = 6.2378 SAMPLE STATISTICS (LOGS) MEAN = 3.6648 S.D. = .4036 C.S. = .2159 C.K. = 3.3331 SAMPLE MIN = 18. SAMPLE MAX = 100. N = 25 PARAMETERS FOR GUMBEL I A = .077277 U = 34. PARAMETERS FOR LOGNORMAL M = 3.6648 S = .4036 PARAMETERS FOR THREE PARAMETER LOGNORMAL A = 8. M = 3.4054 S = .5194 STATISTICS OF LOG(X-A) MEAN = 3.4054 S.D. = .5194 C.S. = -.0697 C.K. = 3.2946 PARAMETERS FOR LOG PEARSON III BY MOMENTS A = .0436 B = .8578E+02 LOG(M) = -.0732 M = .9294E+00 PARAMETERS FOR LOG PEARSON III BY MAXIMUM LIKELIHOOD A = .0572 B = .4808E+02 LOG(M) = .9170 M = .2502E+01 DISTRIBUTION STATISTICS MEAN = 3.6648 S.D. = .3963 C.S. = .2884
Fuente: Lfreq
Cuadro Nº 04
CAUDALES MÁXIMOS ANUALES PARA DIFERENTES PERIODOS DE RETORNOESTACIÓN MANCHAY - RIO LURIN
RETURN GUMBEL TIPO I LOGNORMAL THREE PARAMETER LOG PEARSON IIIPERIOD LOGNORMAL MAX. LIKELIHOOD MOMENTS
FLOOD ST. ERROR FLOOD ST. ERROR FLOOD ST. ERROR FLOOD ST. ERROR FLOOD ST. ERRORESTIMATE PERCENT ESTIMATE PERCENT ESTIMATE PERCENT ESTIMATE PERCENT ESTIMATE PERCENT
1.0 12.9 13.8 16.0 15.7 15.01.1 20.1 20.1 20.9 21.1 20.61.3 28.3 27.8 27.5 27.9 27.72.0 39.2 39.0 38.2 38.3 38.55.0 53.9 8.65 54.9 9.39 54.7 10.3 54.1 10.0 54.6 10.0
10.0 63.6 9.41 65.5 10.9 66.7 12.7 65.6 12.3 66.1 12.220.0 72.9 10.00 75.8 12.4 78.9 15.5 77.3 15.4 77.7 15.350.0 85.0 10.70 89.5 14.2 95.6 19.5 93.6 20.4 93.7 20.4
100.0 94.0 11.10 99.8 15.5 109.0 22.5 107.0 24.6 106.0 24.6200.0 103.0 11.50 110.0 16.8 123.0 25.5 121.0 29.0 120.0 29.1500.0 115.0 11.90 125.0 18.3 143.0 29.4 141.0 35.0 139.0 35.4
1,000.0 124.0 12.10 136.0 19.4 159.0 32.4 157.0 39.9 155.0 40.32,000.0 133.0 12.30 148.0 20.5 175.0 35.1 175.0 44.7 171.0 45.35,000.0 145.0 12.60 163.0 21.8 198.0 38.6 199.0 51.0 193.0 51.7
10,000.0 154.0 12.80 175.0 22.7 216.0 41.2 220.0 56.0 212.0 56.8
Fuente: Lfreq
Un resúmen de las determinaciones de los caudales máximos de diseño por el
Método de Gumbell – Tipo I y para períodos comprendidos entre 1 y 10000
años de periodos de retorno se presentan en el Cuadro Nº 5. Los valores
obtenidos fluctúan entre 12,9 y 154 m3/s, no siendo significativa la variación
entre periodos de retorno comprendidos de 50 y 100 años.
Cuadro Nº 5
RETURN GUMBEL TIPO IPERIOD
1.0 12.91.1 20.11.3 28.32.0 39.25.0 53.910.0 63.620.0 72.950.0 85.0
100.0 94.0200.0 103.0500.0 115.0
1,000.0 124.02,000.0 133.05,000.0 145.0
10,000.0 154.0Fuente: Lfreq
CAUDALES MÁXIMOS ANUALESPARA DIFERENTES PERIODOS DE RETORNO
ESTACIÓN MANCHAY - RIO LURIN
VI. DEFENSA RIBEREÑA CON DISEÑO DE GAVIONES.
6.1 GENERALIDADES
Para la elaboración del diseño de la defensa ribereña con Gaviones, se
realizo con datos básicos de topografía, estudio de suelos así como los
parámetros hidrológicos e hidráulicos característicos de la zona de estudio.
Que se utilizarán como línea base en el proyecto :”CONSTRUCCION DE
SERVICIOS RECREATIVOS CULTURALES Y DEPORTIVOS DEL PARQUE
ZONAL DEL RIO LURIN EN EL DISTRITO DE PACHACAMAC”. En la vista
fotográfica, se presenta un modelo típico de construcción de gaviones.
“Modelo Típico de
construcción de un
Gavión”.
6.2 DISEÑO DE GAVIONES
6.2.1 PARAMETROS DE DISEÑO
Los parámetros de diseño utilizado para realizar los cálculos hidráulicos y de
estabilidad corresponden al estudio hidrológico del Río Lurìn y del estudio de
suelos con fines de construcción. En el mismo, se especifica los valores
hidráulicos del río Lurin, tales como caudal máximos de avenidas, pendiente y
profundidad de socavación, así como características geotécnicas del material
del lecho del río.
- Parámetros Geotécnicos
Densidad Humedad inicial : 1.9 gr/cm3
Angulo de Fricción interna : 32º
Cohesión: 0.00 kg/cm2
Capacidad Portante Admisible: 3.38 kg/cm2
- Datos Hidrológicos
Caudal de Diseño: 85 m3/seg
Profundidad de Socavación: 1.22 metros
Pendiente Promedio: 1.57%
6.2.2 CALCULO HIDRAULICO
Teniendo en consideración la avenida de diseño del proyecto, la pendiente
promedio de la zona del proyecto, el coeficiente de rugosidad de Manning y la
sección estable del río, se determina el tirante máximo.
Según la Ecuación de Manning Strickler se presenta la siguiente relaciòn :
Donde:
Ks = Coeficiente de rugosidad
bo = Sección estable determinada (m)
S = Pendiente
t = tirante normal (m)
Se considera un ancho torrente con fuerte transporte y acarreo:
Ks = 28
S = 0.0157
bo = 30 m
Q diseño = 85 m3/seg
Reemplazando valores en la ecuación, se tiene
t = 0.88 m
Borde Libre (e)
e = 0.5 t
e = 0.44 m
Altura total del muro del gavion = 0.88+0.44 = 1.32 m => 2.00 m
6.2.3 PROFUNDIDAD DE SOCAVACION
Para determinar la socavación se estima por la Ecuación de L.L. List Van
Lebediev, es el que mas se ajusta a los trabajos ejecutados en cauces
naturales definidos.
Para suelo no cohesivo:
1/x+1
Donde:
x = exponente para material no cohesivo en función del diámetro
característico.
D m = diámetro medio (m)
B = coeficiente que depende de la frecuencia con que se repite la
avenida que se estudia según el efecto de erosión.
5/3a = Q / ( t x bo )
t = tirante normal
ts = tirante de socavación
Reemplazando valores en la Ecuación
x = 0.365
B = 0.97
Dm = 5 mm
a = 3.056
t = 0.88 m
ts = 2.10 m
Profundidad de socavacion = ts – t = 1.22 m
6.2.4 CALCULO DE LA ESTABILIDAD DE LOS GAVIONES
Para el cálculo de la estabilidad en muro de contención en gaviones se ha
utilizado el Método de Equilibrio Limite en forma bi-dimensional, aproximando
el problema a un estado de deformación plana.
Para los análisis de estabilidad y determinación de los factores de seguridad
del muro en gaviones se ha empleado el Software GawacWin.
Este Software de Ingeniería emplea el Método de Equilibrio, teorías de
Ranking, Coulomb, Meyerhof, Hansen, Bishop (método simplificado), para el
cálculo de los respectivos factores de seguridad.
Los Factores de seguridad mínimos empleados para el diseño son los
siguientes:
Estáticos
F.S. deslizamiento = > 1.5
F.S. volteo = > 1.5
F.S. presiones en la fundación = > 1.3
Se considera también que los gaviones tienen medidas estándar, diseñados
por las compañías especializadas en la fabricación de estas estructuras.
Para el diseño hidráulico fluvial se ha utilizado el software MACRA1 2002 que
permite realizar análisis de flujos uniformes de cursos de agua. El software
permite verificar una sección típica genérica, verificando que la fuerza tractiva
resistente de la estructura de gavión o colchón Reno para cada segmento de
la sección sea mayor que los esfuerzos generados por el flujo. Cuando esta
condición ocurre la estabilidad es garantizada.
6.2.5 ANALISIS DE ESTABILIDAD
El análisis de estabilidad ha sido elaborado para la sección típica de muro,
conformada por dos camadas de gaviones con una altura de 2.0 m a lo largo
de toda la margen derecho del río Lurin donde va a proteger zonas
vulnerables.
En los dos tramos donde paisajisticamente se han ubicado zonas de espejos
de agua o “playa” la sección típica del muro esta conformada por una camada
de gaviones.
Estos muros están conformados por gaviones caja 3.4 mm Galfan+PVC y
colchones Reno 3.4 mm+PVC.
Se seleccionaran los gaviones de las dimensiones disponibles en el mercado
para la estructura principal del muro con gaviones, el tipo de sección se
detalla en el Plano correspondiente que se presenta en Anexo.
Gaviones Caja tipo:
TIPO A 5 x 1.0 x 1.0 m
TIPO B 5 x 1.5 x 1.0 m
Modelo de Análisis
Para evaluar la estabilidad del muro de contención se ha empleado el
programa GawacWin para la determinación del empuje y la obtención de los
factores de seguridad al Deslizamiento, Volteo y Presión en la Fundación. Se
ha empleado un modelo idealizado de la situación real en campo.
Fig.Nº1 : Modelo de Análisis GawacWin
Resultados Obtenidos
En la Tabla 1, se presentan las
salidas del programa GawacWin las cuales ilustran los análisis de estabilidad
efectuados. Dicho cálculo contienen información de la sección transversal,
propiedades de los materiales y ubicación de la superficie de falla crítica con
el factor seguridad mínimo.
En la siguiente tabla se presenta un resumen de los resultados obtenidos:
Tabla N° 1
Resultados obtenidos de los análisis de estabilidad
Análisis de Estabilidad Tipo de Falla F.S. Estático
Deslizamiento Circular 1.75
Volteo Circular 4.69
Estabilidad Global Circular 1.50
Los resultados obtenidos indican que para las condiciones de diseño
proyectadas los factores de seguridad cumplen con los mínimos requeridos
para asegurar la estabilidad de la estructura en gaviones.
6.2.6 ANALISÌS HIDRAULICO.
El análisis hidráulico ha sido elaborado para el tramo: 0+000 – 1+000, con la
pendiente longitudinal del fondo del canal y los anchos de base corroborados
en la data topográfica. En el análisis se reviste el talud de la margen derecha
del río con gaviones caja 3.40 mm Galfan+PVC y colchones Reno 3.40 mm
Galfan+PVC de altura 0.30 m para proteger los efectos de socavación al
fondo del río. El diseño contempla una longitud de recubrimiento con Colchón
igual a 2.5 veces la longitud de socavación, resultando una longitud de 3.05
m; por el proceso constructivo se determina una longitud de 4.0 m.
Para el modelamiento hidráulico se ha utilizado el software MACRA1.
6.2.7 CALCULO DE COLCHÒN ANTISOCAVANTE (COLCHÒN TIPO RENO)
Se analizan las tensiones tangenciales relativas al fondo del canal, para lo
cual es necesario calcular las características geométricas e hidráulicas del
canal con el fin de conocer el nivel del tirante máximo en época de avenidas.
Se utiliza la Ecuación de Manning para el cálculo del tirante y la velocidad:
Donde:
V = Velocidad (m/s)
Rh = Radio Hidráulico de la sección (m)
S = Pendiente longitudinal del cauce (m/m)
n = coeficiente de rugosidad de Manning
Los valores del n de Manning, se encuentran tabulados para las diferentes
superficies de recubrimiento del cauce, para el caso del análisis se toma un
“n” equivalente para el fondo del cauce que incluye el revestimiento natural y
el revestimiento con gaviones caja y colchones reno, correspondiendo a un
“n” equivalente estimado de 0.022.
Mediante un análisis iterativo se estima un tirante para obtener un caudal que
debe ser igualado al de diseño. Los resultados se presentan en la Tabla 2.
Tabla N°2: Resultados Hidráulicos del Canal
Progresiva Q(m3/s) n b (m) S* z y (m) RhA
(m2)Qcal
c V(m/seg)0+000-1+000 85.00
0.022
30.00 0.015 1.5 0.65 0.63
20.34 85.00 4.17
*Las pendientes longitudinales son estimadas del relieve topográfico en base a los planos.
Donde:
Q : Caudal m3/seg.
n : Coeficiente de manning
b : Ancho de la base promedio en el tramo (m)
S : Pendiente longitudinal
Z : talud
Y : Tirante (m)
Rh : Radio Hidráulico
A : Área hidráulica (m2)
V : Velocidad (m/seg)
Análisis de Tensiones
Con el cálculo del tirante, se procede a realizar el análisis de las tensiones
tangenciales al fondo del canal. La condición de inicio del movimiento de las
piedras que conforman el revestimiento define el límite de estabilidad del
mismo. Para un canal en régimen de flujo permanente y uniforme, la tensión
ejercitada por el flujo de agua sobre el fondo del canal es dada por:
Donde:
w= Peso específico del agua (10 KN/m3)
y = tirante del canal (m)
i = Pendiente longitudinal del fondo del canal (m/m)
Por otra parte, la tensión crítica cerca del fondo, es decir, la tensión que
puede ser alcanzada sin que ocurran movimientos del material del
revestimiento está dada por:
Donde:
C*= Parámetro de Shields
s= Peso específico de las piedras (26 KN/m3)
dm = diámetro medio del material del colchón (0.15 m)
El parámetro o coeficiente Shields para el enrocado rip-rap vale C*=0.047; en
el caso de colchones Reno, donde las piedras son contenidas por red
metálica, el valor del parámetro de Shields obtenido experimentalmente pasa
a ser de C*=0.14.
Por lo tanto, para que el revestimiento resulte estable es necesario que la
tensión tangente aplicada por el flujo en el revestimiento del fondo sea menor
o igual a la tensión tangente crítica soportada por el revestimiento. O sea:
Los resultados de este análisis se presentan en la tabla 3.
Tabla N°3: Resultados de las tensiones tangenciales
Progresiva y (m)* S (m/m) To (N/m2) Toc (N/m2)
0+000 al 1+000 0.88 0.0157 13.2 54.32
*Los tirantes son los obtenidos del modelamiento con el Software MACRA1.
Se afirma entonces que el valor de la tensión tangente aplicada por el flujo en
el revestimiento es menor a la tensión que los colchones Reno, que pueden
soportar en toda la seccion del análisis.
6.2.8 SECCION TIPICA DE LA DEFENSA RIBEREÑA CON GAVIONES
La sección típica de la Defensa Ribereña con uso de gaviones, se detalla en
el Plano Nº 2 que se presenta Anexo, esta conformada por los siguientes
elementos:
- TIPO A: 01 Gaviones caja 3.4 mm galfan+pvc, la abertura de la malla de 10
x 12 cm., con una sección de 5.0 x 1.0 x 1.0 m.
- TIPO B: 01 Gaviones caja 3.4 mm galfan+pvc, la abertura de la malla de 10
x 12 cm., con una sección de 5.0 x 1.50 x 1.0 m
6.2.9 CONTRAFUERTES CON GAVION CAJA
La función de los contrafuertes es predominantemente como elemento de
arriostre vertical, pero al mismo tiempo, desarrollan una función estática,
contribuyendo para el enrobustecimiento y estabilidad de la estructura,
reduciendo los eventuales desplazamientos del tope.
Las estructuras de defensa ribereña con gaviones provistas de tales
elementos presentan, normalmente, los siguientes beneficios
Los contrafuertes proporcionan mejores condiciones de drenaje
al macizo contenido, especialmente dentro de la zona sujeta al
mecanismo de falla; esto se debe al echo de que los mismos
crean caminos preferenciales para el rápido flujo de las aguas
de precolación, sean estas originadas por la infiltración o
elevación del nivel freático. Tales efectos se reflejan, de manera
positiva, en las condiciones de estabilidad del conjunto suelo-
estructura, al permitir el alivio de las presiones hidrostáticas y
minimizar la posibilidad de plastificación del suelo.
Actúan como elementos de anclaje, siendo que su presencia
aumenta el área de contacto con el suelo (tanto en la base
cuanto en el macizo a ser contenido) mejorando la estabilidad
en lo que se refiere al deslizamiento, vuelco y presiones en la
fundación.
Los gaviones, aun si son suministrados en piezas separadas y
posteriormente unidos entre si a través de costura, trabajan de
forma solidaria, como una estructura monolítica, de tal forma
que esta, cuando provistas de contrafuertes, ganan mayor
rigidez. De esta forma, frente a eventuales problemas de
asentamientos o en presencia de suelos de baja capacidad de
soporte, condiciones estas que generarían deformaciones
acentuadas, parte de estas solicitaciones son absorbidas por los
contrafuertes, disminuyendo así, tales problemas.
Con relación a la posición de estos elementos a lo largo de las
estructuras, podemos decir que para su definición no existe una
metodología para el dimensionamiento de la sección, posición y
cantidad de los contrafuertes en los muros de gaviones, por otro
lado, tales elementos son normalmente utilizados en estructuras
de este tipo con el objetivo de mejorar su desempeño, su
resolución es hecha de forma empírica y esta basada en
experiencias realizadas por las empresas especializadas en
sistemas de gaviones, también se toma en cuenta una serie de
factores que relacionan las características de la obra con su
ubicación y situación de construcción de la misma, tales factores
son:
Posibilidad de la variación de la cota de la superficie freática.
Capacidad de soporte del suelo de la base.
Heterogeneidad del suelo de apoyo.
Susceptibilidad a la mudanza de las características de
resistencia del terreno del relleno
Solicitaciones hidráulicas
Geometría de la sección de la estructura (altura y esbeltez).
Situación en planta de la estructura.
Interferencias (galerías, descargas hidráulicas, etc.)
En base a lo anteriormente expuesto y debido a que se trata de
una obra de Defensa Ribereña longitudinal con gaviones, de
aproximadamente 960 m, de longitud, con una altura promedio
de 2.0 metros, es necesario arriostrar el muro mediante la
colocación de contrafuertes con uso de gaviones caja de 2.0 x
1.0 x 1.0 m y 2 x 1.5 x 1.0 m, cada 50 metros o de acuerdo
como se indique en los planos, que estarán unidos mediante
alambres de amarre a la estructura típica del gavión en la cara
seca del talud de tierra de la margen derecha.
Los contrafuertes estarán conformados por los siguientes Gaviones caja:
- TIPO D: 01 Gavión caja de 3.4 mm galfan + pvc, la abertura de la malla de
10 x 12 cm., con una sección de 2.0 x 1.5 x 1.0 m.
- TIPO E: 01 Gaviones caja de 3.4 mm galfan + pvc, la abertura de la malla
de 10 x 12 cm., con una sección de 2.0 x 1.0 x 1.0 m.
6.2.10 COLCHON ANTISOCAVANTE
Para la protección contra la socavación de la estructura de defensa ribereña
longitudinal con uso de gaviones, se va ha utilizar plataformas de
deformación denominados Colchones antisocavante, estos elementos son de
forma de prisma rectangular, producidos con malla hexagonal de doble
torsión, que se caracteriza por su gran superficie, pequeño espesor y gran
flexibilidad, se va ha construir directamente sobre el terreno perfilado y a lo
largo de la estructura de la defensa ribereña con gaviones, a ser protegida.
Los Colchones antisocavantes estará conformado por lo siguiente:
- TIPO C: 02 Colchón Reno de 3.4 mm galfan + pvc, la abertura de la malla
de 10 x 12 cm., con una sección de 5.0 x 2.0 x 0.3 m
6.3 GEOTEXTIL
Con la finalidad de proteger la estructura del muro de gaviones y de los
colchones antisocavantes, se va ha colocar geotextiles no tejidos elaborado
con fibras de polipropileno el cual es resistente a la degradación debido a la
luz ultravioleta y a ataques químicos y biológicos producidos dentro de los
suelos, dichos geotextiles se van ha colocar en la base de los colchones,
para lo cual la superficie del terreno debe estar nivelada, compactada y libre
de materiales inertes. En el muro de gaviones, se colocara en la cara del
muro que da hacia el talud de tierra de la margen derecha. El geotextil de
filtro no tejido ha utilizar presenta una densidad de 200 gr/m2.
6.4 REQUERIMIENTO DE GAVIONES PARA EL MURO, COLCHONES
ANTISOCAVANTES Y GEOTEXTIL
En la siguiente Cuadro, se presenta las características de los
requerimientos de gaviones
Cuadro Nº 6
6.5 CARACTERISTICAS TECNICAS
CARACTERISTICAS DIMENSION CANTIDAD
MURO DE GAVIONES
Gavión Caja de 3.4mm,G+PVC,10x12 cm. 5x1x1 m 130 unid.
Gavión Caja de 3.4mm,G+PVC,10x12 cm. 5x1.5x1 m 192 unid.
MURO DE CONTRAFUERTE
Gavión Caja de 3.4mm,G+PVC,10x12 cm. 2x 1. x 1 m 15 unid.
Gavión Caja de 3.4mm,G+PVC,10x12 cm. 2x1.5x1 m 15 unid.
COLCHON ANTISOCAVANTE
Colchón Caja 3.4mm,G+PVC,10x12
cm.
5x2x0.3 m 384 unid
GEOTEXTIL
Geotextil de filtro no tejido 200 gr/m2 8810 m2
6.5.1 GEOTEXTILES NO TEJIDO MACTEX MT200
El Geotextil no tejido, es un geosintético plano que esta elaborado con fibras
de polipropileno 100% virgen, mediante un proceso de punzonado por agujas.
El geotextil es resistente a la degradación debido a la luz ultravioleta y a
ataques químicos y biológicos producidos dentro de los suelos.
Con determinadas características de resistencia y porosidad para utilizarlos
en la solución de diversos problemas geotécnicos relacionados con la
filtración, drenaje, estabilización y refuerzo de suelos.
Los geotextiles son utilizados como filtros en reemplazo de arenas o
agregados de graduación completa por varios motivos. Entre ellos, se pueden
nombrar su permeabilidad controlada, que permite el paso de agua y
partículas en suspensión, pero evita el paso de granos de suelo más grande;
su mayor uniformidad y permeabilidad respecto de los materiales graduados
que se ocupan normalmente como filtros; su método constructivo, simple y
rápido, y su posibilidad de uso inmediato bajo una diversidad de condiciones.
a. Características técnicas específicas mínimas que
debe cumplir el geotextil.
Se recomienda que los geotextiles a ser empleados en obras alternativas de
defensa ribereña satisfagan las características técnicas mínimas de
fabricación y resistencia que se mencionan a continuación.
- Fabricación. La fabricación del geotextil es importante al momento de
decidir su uso. Para ello es necesario que el geotextil que se utilizará cumpla
con las siguientes condiciones:
Será de material polipropileno
No tejido
Termo unido
De alto módulo inicial
De fibra continua
- Resistencia.
Para otros casos el proyectista establecerá claramente las características
recomendables según las necesidades del proyecto, o por último se tendrá
que adoptar el proyecto a las posibilidades que el mercado de geotextiles
ofrece, tomando entonces en consideración las recomendaciones del
fabricante de la tela geotextil para el uso particular.
- Permeabilidad. Cuando se empleen para funcionar como filtro en obras de
infiltración deberá emplearse un geotextil con permeabilidad superior a 10
veces la permeabilidad del suelo.
b. Instalación de telas geotextiles. La instalación de telas geotextiles se
deberá realizar de acuerdo al procedimiento que se describe a continuación,
en cuanto no se oponga a las especificaciones que entregue el fabricante.
Existirán algunas diferencias de instalación dependiendo de la obra en la cual
se realice.
- En el caso del uso en Gaviones:
Cuando se usan soluciones permeables como los gaviones y los colchones
antisocavantes en cursos de agua, es práctico el uso de un Geotextil debajo
de ellos, el geotextil limitara la fuga de finos y mejorara la instalación.
Actúan como filtro evitando la contaminación de los gaviones con los finos del
talud, por causa de las exfiltraciones.
-Disipan las presiones hidrostáticas sobre el espaldón de los gaviones
asegurando su estabilidad.
-Impiden la socavación de los materiales del talud.
Como se trata de obras longitudinales, en las cuales la tela se colocará
preferentemente siguiendo la dirección principal si su ancho lo permite. En
estos casos se deben adoptar las medidas siguientes:
-Preparar el suelo de la base y el lado del talud de acuerdo a las
dimensiones indicadas en el proyecto.
-Cuidar el suelo natural de una compactación excesiva evitando el
tránsito de vehículos o maquinarias.
-Despejar la zona de colocación del geotextil de todo material sobrante
de la obra que pueda dañar la tela (palos, piedras grandes, etc.)
-Extender la tela geotextil sobre el lugar a lo largo del eje de la obra,
sin arrugas y considerando en sus dimensiones los traslapes
correspondientes. Este traslapo debe ser por lo menos 30 cm. y debe
quedar siempre en la parte horizontal superior.
-Sujetar la tela en el exterior de manera de evitar que se desplace una
vez que se comience el relleno de los gaviones.
-Depositar el material de relleno a un costado de la obra. Se debe
tener cuidado de no almacenar el material directamente sobre la tela.
-Distribuir el material granular sobre el geotextil en forma manual, para
evitar la destrucción de la tela geotextil, con especial cuidado al colocar
las primeras capas.
- Precauciones a tomarse
- Las telas geotextiles no pueden ser expuestas al sol permanentemente
debido a que los rayos ultravioleta producen problemas de cristalización del
polímero. Por lo tanto, se deben adoptar las medidas que correspondan en la
obra para la protección de las telas.
- Debajo y sobre el geotextil no podrá haber residuos de petróleo ni desechos
industriales ya que estos elementos pueden debilitar el material constituyente
de la tela. Se debe escoger un ancho de tela de geotextil apropiado para
evitar problemas derivados de un mal traslape, es decir, la pérdida de
propiedades mecánicas.
- Hay que evitar la instalación de geotextiles en condiciones extremas de
temperatura.
- Control de calidad.
El contratista adjudicatario deberá entregar a la Inspección Técnica de la
Obra un certificado de calidad extendido por la empresa que suministre las
telas geotextiles que se utilicen, donde se certifique que las telas cumplen a
lo menos con las exigencias solicitadas por las presentes especificaciones
técnicas generales.
6.5.2 El GAVIÓN CAJA
El Gavión Caja es un elemento de forma prismática rectangular, constituido por
piedras confinadas exteriormente por una red de alambre de acero protegido
con un recubrimiento de Zinc 95% / Aluminio 5% + Tierras Raras (ASTM 856)
y revestido adicionalmente con PVC.
El Gavión Caja estará dividido en celdas mediante diafragmas intermedios.
Todos los bordes libres del gavión, inclusive el lado superior de los diafragmas,
deberán estar reforzados con alambre de mayor diámetro al empleado para la
red, alambre de borde.
Todos los bordes libres de la malla deberán ser enrollados mecánicamente al
alambre de borde de manera que las mallas no se desaten, como se observa
en el siguiente detalle.
-Red Metálica
Las características indispensables que deberá tener el tipo de red a utilizar son
las siguientes:
- No ser fácil de destejer o desmallar.
- Poseer una elevada resistencia mecánica y contra
fenómenos de corrosión.
- Facilidad de colocación.
La red será de malla hexagonal a doble torsión, obtenidas entrelazando los
alambres por tres medios giros. De esta manera se impedirá que la malla se
desteja por rotura accidental de los alambres que la conforman.
La abertura de la malla será de 10 x 12 cm para los Gaviones Caja.
El alambre usado en la fabricación de las mallas y para las operaciones de
amarre y atirantamiento durante la colocación en obra, deberá ser de acero
dulce recocido con carga de rotura media superior a 3,800 Kg/cm2 y un
estiramiento no inferior al 12%.
El alambre deberá tener un recubrimiento de Zinc 95% / Aluminio 5% +
Tierras Raras, de acuerdo a la Norma ASTM A856 Mishmetal Alloy Coated
Carbón Steel, cuyo espesor y adherencia garantice la durabilidad del
revestimiento.
Adicionalmente al recubrimiento con Zinc 95% / Aluminio 5% + Tierras Raras,
el alambre usado para la fabricación de la malla tendrá un revestimiento por
extrusión con PVC (polivinil cloruro), de manera de garantizar su durabilidad
en el tiempo, y que no sea afectado por sustancias químicamente agresivas y
corrosiones extremas.
- Peso específico entre 1,300 y 1,350 Kg/m3, de acuerdo con la ASTM D 792-
66 (79).
- Dureza entre 50 y 60 shore D, de acuerdo con la ASTM D 2240-75 (ISO 868-
1978).
-Pérdida de peso por volatilidad a 105°C por 24 horas no mayor a 2% y a
105°C por 240 horas no mayor a 6%, de acuerdo con la ASTM D 1203-67 (74)
(ISO 176-1976) y la ASTM D 2287-78.
- Carga de rotura mayor a 210 Kg/cm2 de acuerdo con la ASTM D 412-75.
-Estiramiento mayor que 200% y menor que 280%, de acuerdo con la ASTM D
412-75.
-Módulo de elasticidad al 100% de estiramiento mayor que 190 Kg/cm2, de
acuerdo con la ASTM D 412-75.
-Pérdida de peso por abrasión menor que 190 mg, según la ASTM D 1242-56
(75).
-Temperatura de fragilidad, Cold Bend Temperature, menor que -30°C, de
acuerdo con la BS 2782-104 A (1970), y Cold Flex Temperature menor que
+15°C, de acuerdo con la BS 2782-150 B (1976).
-La máxima penetración de la corrosión desde una extremidad del hilo cortado,
deberá ser menor de 25 mm cuando la muestra fuera sumergida por 2,000
horas en una solución con 5% de HCl (ácido clorhídrico 12 Be).
El diámetro del alambre de la malla será de 2.40 mm. para los Gaviones Caja.
El diámetro del alambre de amarre y atirantamiento será de 3.20 mm (incluido
PVC).
La especificación final para los Gaviones Caja será la siguiente:
-Abertura de la malla : 10 x 12 cm
-Diámetro del alambre de la malla : 2.40 mm
-Diámetro del alambre de borde : 3.00 mm
-Recubrimiento del alambre : Zn – 5 Al – MM (ASTM A856)
-Revestimiento adicional : PVC
-Diámetro total del alambre de la malla : 3.40 mm (incluido PVC)
-Diámetro total del alambre de borde : 4.00 mm (incluido PVC)
El alambre para amarre y atirantamiento se proveerá en cantidad suficiente
para asegurar la correcta unión entre los gaviones, el cierre de las mallas y la
colocación del número adecuado de tirantes. La cantidad estimada de alambre
es de 9% para los gaviones de 1.0 m de altura, en relación a su peso y 7%
para los de 0.5 m.
- Piedra para el llenado de los Gaviones
La piedra será de buena calidad, densa, tenaz, durable, sana, sin defectos que
afecten su estructura, libre de grietas y sustancias extrañas adheridas e
incrustaciones cuya posterior alteración pudiera afectar la estabilidad de la
obra.
El tamaño de la piedra deberá ser lo más regular posible, y tal que sus
medidas estén comprendidas entre la mayor dimensión de la abertura de la
malla y 2 veces dicho valor. Podrá aceptarse, como máximo, el 5% del
volumen de la celda del gavión con piedras del tamaño menor al indicado. El
tamaño de piedra deseable estará entre 6” y 10” para el Gavión Caja.
Antes de su colocación en obra, la piedra deberá ser aprobada por el Ingeniero
Inspector.
6.4.3 COLCHON ANTISOCAVANTE
Los Colchones antisocavantes plastificados el cual se colocara al pie de la
estructura principal del muro con gaviones, para protegerlo de la socavación
se realizara de acuerdo a las presentes especificaciones con los requisitos
indicados en los planos.
El Colchón antisocavante es un elemento de forma prismática rectangular,
constituido por piedras confinadas exteriormente por una red de alambre de
acero dulce recocido de acuerdo con las especificaciones NBR 8964, ASTM
A641M-98 y NB 709-00, el alambre deberá tener una tensión de ruptura media
de 38 a 48 kg/mm2.
El alambre utilizado en la fabricación del colchón y en las operaciones de
amarre y atirantamiento durante su construcción debe ser revestido con
aleación zinc-5% aluminio (Zn 5 AlMM) de acuerdo con las especificaciones de
la ASTM A856M-98, clase 80, esto es la cantidad mínima de revestimiento
Galfan en la superficie de los alambres es de 244 gr/m2.
La elongación del alambre no deberá ser menor que el 12% de acuerdo con
las especificaciones de la NBR 8964 y de la ASTM A641M-98
- Red Metálica
Las características indispensables que deberá tener el tipo de red a utilizar son
las siguientes:
No ser fácil de destejer o desmallar.
Poseer una elevada resistencia mecánica y contra fenómenos de
corrosión.
Facilidad de colocación.
La red será de malla hexagonal a doble torsión, obtenida entrelazando los
alambres por tres medios giros. De acuerdo con las especificaciones de la
NBR 10514, NB 710-00 y NP 17 055 00.
De esta manera se impedirá que la malla se desteja por rotura accidental de
los alambres que la conforman.
La abertura de la malla será de 10 x 12 cm. para los Colchones
El diámetro del alambre utilizado en la fabricación de la red debe ser de 2.4
mm y de 3.0 mm para los bordes.
Todos los bordes libres del gavión caja incluso el lado superior de las laterales
y de los diafragmas deben ser enrollados mecánicamente en vuelta de un
alambre de diámetro mayor en este caso de 3.0 mm para que la red no se
desarme y adquiera mayor resistencia.
La conexión entre el alambre del borde enrollado y la red debe tener una
resistencia de mínima de 9.9 kN/m.
Características del Colchón antisocavante.
El colchón estará dividido en celdas mediante diafragmas intermedios
colocados a cada metro. El lado inferior de las laterales debe ser fijado al paño
de base, durante la fabricación, a través del entrelazamiento de sus puntas
libres alrededor del alambre de borde.
El lado inferior de los diafragmas debe ser cosido al paño de base, durante la
fabricación con una espiral de alambre de diámetro de 2.2 mm.
Dimensiones estándar:
Largo : 5.00 m
Ancho : 2.00 m
Altura : 0.3 m – 0.5 m
Los Colchones deben ser provistos con una cantidad suficiente de alambre de
amarre y atirantamiento.
El alambre debe tener un diámetro de 2.2 mm. y su cantidad en relación al
peso de los gaviones caja provistos es de 5%.
Todos los bordes libres de la malla deberán ser enrollados mecánicamente al
alambre de borde de manera que las mallas no se desaten, como se observa
en el detalle siguiente:
Tolerancias:
-Se admite una tolerancia en el diámetro del alambre zincado de +/- 2.5%,
largo del gavión caja +/- 3% y en el ancho y altura de +/- 5%.
-Recubrimiento Plástico
-El alambre deberá ser recubierto con una camada de compuesto
termoplástico a base de PVC de acuerdo a las especificaciones de la NBR
10514 y de la ASTM 975.
-Espesor mínimo 0.4 mm
-Masa especifica 1.3 a 1.35 Kg/dm3
-Dureza 50 a 60 Shore D
-Resistencia a tracción mayor que 210 kg/cm2
-Elongación de ruptura mayor que 250%
-Temp. de fragilidad menor que -9ºC.
-La especificación final para los Colchones antisocavantes será la siguiente:
-Abertura de la malla : 10 x 12 cm
-Diámetro del alambre de la malla : 2.40 mm (PVC)
-Diámetro del alambre de borde : 3.00 mm (PVC)
-Recubrimiento del alambre : Zn – 5 Al – MM (ASTM A856)
-Colchón antisocavante : 5.0 x 2.0 x 0.30 m.
6.4.3.1 LLENADO MANUAL DE PIEDRAS EN LOS COLCHONES
Antes de proceder a la ejecución de obras con gaviones el Contratista deberá
obtener la autorización escrita del Ingeniero Inspector, previa aprobación del
tipo de red a utilizar. Cualquier modificación en las dimensiones o en la
disposición de los gaviones a utilizar deberá contar con la aprobación del
Ingeniero Inspector. No podrán aprobarse aquellas modificaciones que afecten
la forma o la funcionalidad de la estructura.
La base donde los colchones serán colocados deberá ser nivelada hasta
obtener un terreno con la pendiente prevista. Los niveles de excavación
deberán ser verificados por el Ingeniero Inspector antes de proceder a la
colocación de los colchones; se constatará que el material de asiento sea el
adecuado para soportar las cargas a que estará sometido y si el Inspector lo
cree conveniente, las cotas podrán ser cambiadas hasta encontrar las
condiciones adecuadas.
El armado y colocación de los colchones se realizará respetando las
especificaciones del fabricante. Cada unidad será desdoblada sobre una
superficie rígida y plana, levantados los paneles de lado y colocados los
diafragmas en su posición vertical. Luego se amarrarán las cuatro aristas en
contacto y los diafragmas con las paredes laterales.
Antes de proceder al relleno deberá amarrarse cada colchón a los adyacentes,
a lo largo de las aristas en contacto, tanto horizontal como vertical. El amarre
se efectuará utilizando el alambre provisto junto con los gaviones y se realizará
de forma continua atravesando todas las mallas cada 10 cm. con una y dos
vueltas, en forma alternada.
Para obtener un mejor acabado los colchones podrán ser traccionados antes
de ser llenados, según disponga el Ingeniero Inspector. Como alternativa podrá
usarse un encofrado de madera.
El relleno de los colchones será efectuado con piedra seleccionada. El relleno
debe permitir la máxima deformabilidad de la estructura, dejar el mínimo
porcentaje de vacíos, asegurando así un mayor peso.
Durante la operación de relleno de los colchones, deberán colocarse los
tirantes en el nivel medio de las cajas.
Después de completar el relleno de los gaviones, se procederá a cerrar el
gavión bajando la tapa, la que será cosida firmemente a los bordes de las
paredes verticales. Se deberá cuidar que el relleno del gavión sea el suficiente,
de manera tal que la tapa quede tensada confinando la piedra.
6.5 PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO EN OBRAS DE GAVIONES
Antes de proceder a la ejecución de obras con gaviones el ejecutor deberá
obtener la autorización escrita del Ingeniero Inspector, previa aprobación del
tipo de red a utilizar. Cualquier modificación en las dimensiones o en la
disposición de los gaviones a utilizar deberá contar con la aprobación del
Ingeniero Inspector. No podrán aprobarse aquellas modificaciones que
afecten la forma o la funcionalidad de la estructura.
La base donde los gaviones serán colocados deberá ser nivelada hasta
obtener un terreno con la pendiente prevista. Los niveles de excavación
deberán ser verificados por el Ingeniero Inspector antes de proceder a la
colocación de los gaviones; se constatará que el material de asiento sea el
adecuado para soportar las cargas a que estará sometido y si el Inspector lo
cree conveniente, las cotas podrán ser cambiadas hasta encontrar las
condiciones adecuadas.
El armado y colocación de los gaviones se realizará respetando las
especificaciones técnicas del fabricante de los gaviones. Cada unidad será
desdoblada sobre una superficie rígida y plana, levantados los paneles de
lado y colocados los diafragmas en su posición vertical. Luego se amarrarán
las cuatro aristas en contacto y los diafragmas con las paredes laterales.
Antes de proceder al relleno deberá amarrarse cada gavión a los adyacentes,
a lo largo de las aristas en contacto, tanto horizontal como vertical. El amarre
se efectuará utilizando el alambre provisto junto con los gaviones y se
realizará de forma continua atravesando todas las mallas cada 10 cm. con
una y dos vueltas, en forma alternada.
Para obtener un mejor acabado los gaviones podrán ser fraccionados antes
de ser llenados, según disponga el Ingeniero Inspector. Como alternativa
podrá usarse un encofrado de madera.
El relleno de los gaviones será efectuado con piedra que será de buena
calidad, densa, tenaz, durable, sana, sin defectos que afecten su estructura,
libre de grietas y sustancias extrañas adheridas e incrustaciones cuya
posterior alteración pudiera afectar la estabilidad de la obra.
El tamaño de la piedra deberá ser lo mas regular posible y tal que sus
medidas estén comprendidas entre la mayor dimensión de la abertura de la
malla y 12 veces dicho valor. Podrá aceptarse, como máximo, el 55% del
volumen de la celda del gavión con piedras del tamaño menor al indicado. El
tamaño de piedra deseable debe estar entre 6” y 12”.
El relleno debe permitir la máxima deformabilidad de la estructura, dejar el
mínimo porcentaje de vacíos, asegurando así un mayor peso. La cantidad de
piedra indicada en el metrado será igual al volumen de los gaviones más un
7% de desperdicio.
Durante la operación de relleno de los gaviones, deberán colocarse dos o
más tirantes de alambre a cada tercio de la altura del gavión de 1.00 m. Estos
tirantes unirán paredes opuestas con sus extremos atados alrededor de dos
nudos de la malla. Para gaviones de 0.50 m de alto bastará colocar los
tirantes en el nivel medio de las cajas.
En caso de que los gaviones sean llenados previamente e izados para su
colocación, deberán colocarse tirantes verticales.
Después de completar el relleno de los gaviones, se procederá a cerrar el
gavión bajando la tapa, la que será cosida firmemente a los bordes de las
paredes verticales. Se deberá cuidar que el relleno del gavión sea el
suficiente, de manera tal que la tapa quede tensada confinando la piedra.
Los gaviones vacíos, colocados arriba de una camada ya terminada, deberán
coserse a lo largo de las aristas en contacto con la camada inferior de
gaviones ya llenos, para lograr un contacto continúo entre los mismos que
asegure la monoliticidad de la estructura.
6.6 CERTIFICACIÓN DEL FABRICANTE
Para asegurar la calidad de la materia prima, los procesos de fabricante y el
producto final, se deberá exigir que el proveedor, así como el fabricante de
los gaviones a instalarse, posean la Certificación ISO 9002. Los materiales
despachados a obra serán acompañados por un Certificado de Calidad
original del fabricante.
VII. COMPONENTE AMBIENTAL
Los gaviones son estructuras de defensas ribereñas, de fácil instalación,
flexibles y permeables, son resistentes en el tiempo y en el transcurrir de los
años se integran fácilmente al ambiente y forman parte del paisaje ribereño.
Esta obra nos permitirá estabilizar los taludes de la margen derecha del río
Lurin de la cuenca baja, en el Sector Quebrada Verde del Distrito de
Pachacamac. Dichas obras brindarán una protección efectiva a las áreas
agrícolas y los terrenos donde se proyecta la construcción del Parque Zonal
del Río Lurin, principalmente en las épocas de crecida de caudal del río; en los
espacios generados entre la estructura de los gaviones y de la corona del talud
del borde externo se implementara una arborización para integrar la obra al
sistema natural y mejorar su aspecto paisajístico de la ribera del río.
El desarrollo de las actividades de la obra se realizará en la época de estiaje
del río, aprovechando que en esa temporada el caudal del río es mínimo.
Se proporcionaran las condiciones adecuadas de seguridad a los obreros
durante el desarrollo de sus labores, para evitar incidentes que pudieran
perturbar el normal desarrollo de las actividades; así mismo se les proveerá de
instalaciones sanitarias para cubrir las necesidades de aseo personal.
Los materiales inertes generados durante la limpieza del cauce, el material de
corte del movimiento de tierra y los sobrantes serán dispuestos en lugares
establecidos por la municipalidad según su disposición y necesidades de la
misma.
El impacto ambiental será positivo de incidencia directa e indirecta en su mayor
parte, puesto que mejorará el aspecto paisajístico del lugar con la
implementación de áreas verdes y espacios recreativos, brindando además
una protección efectiva a la población y fomentando hacia ellos un turismo
responsable y sostenible, además de preveer los posibles desbordes del río
Lurin en épocas de descarga máxima.
VIII. PRESUPUESTO.
8.1 PRESUPUESTO DE OBRA
El Presupuesto de acuerdo a las partidas e insumos que comprende la obra,
asciende a S/. 1`317,889.64 Nuevos Soles. (un millón trescientos diecisiete
mil ochocientos ochenta y nueve con 64/100 n. s.), a precio del mes de Junio
del 2012. El Presupuesto incluye los impuestos generales de ley.
8.2 PLANOS
En Anexos, se presentan los planos correspondientes al Plano de Planta de
Distribución General del Área de Estudio, el Plano de Faja Marginal, el Plano
Topográfico, el Plano de Secciones Transversales del Cauce y el Plano de
Diseño del Gavión.
ANEXOS
- ANEXO I : PLANO DE PLANTA DE DISTRIBUCIÒN
GENERAL DEL ÁREA DE ESTUDIO.
- ANEXO II : PLANO DE FAJA MARGINAL.
- ANEXO III : PLANO TOPOGRÁFICO Y DISEÑO DEL GAVION
- ANEXO IV : PLANO DE SECCIONES TRANSVERSALES DEL CAUCE.
- ANEXO V : REGISTRO DE CAUDALES MAXIMOS DE LA ESTACIÓN MANCHAY.
- ANEXO VI : PRESUPUESTO DEL PROYECTO.
- ANEXO VII : PANEL FOTOGRÁFICO DEL AREA DEL PROYECTO.
- ANEXO VIII : PANEL FOTOGRÁFICO DEL RECURSO FLORA EN EL ÀREA DE ESTUDIO.
- ANEXO IX : PANEL FOTOGRÁFICO Y DESCRIPCIÓN DE PLANTAS ORNAMENTALES FORESTALES DAPTABLES EN EL AREA DE ESTUDIO.
Anexo v
Anexo VI
PRESUPUESTO DEL PROYECTO
ANEXO VII: PANEL FOTOGRAFICO DEL AREA DEL PROYECTO.
VISTA FOTOGRÀFICA DEL PUENTE HUAYABO, UBICADA AGUAS ARRIBA DEL RIO LURÌN Y DONDE SE INICIA EL ÀREA DE ESTUDIO.
VISTA FOTOGRÀFICA DEL PUENTE QUEBRARA VERDE, UBICADA AGUAS ABAJO DEL RIO LURÌN Y DONDE SE FINALIZA EL ÀREA DE ESTUDIO.
VISTA FOTOGRÀFICA DE LA PARTE MEDIA DEL AREA DE ESTUDIO Y DEL CAUCE COLMATADO CON PIEDRAS DE CANTOS RODADOS. AL FONDO SE OBSERVA UN BOSQUE CON PLANTACIONES DE EUCALIPTOS.
VISTA FOTOGRÀFICA DE LA PARTE BAJA DEL ÀREA DE ESTUDIO Y EN LA CUAL SE UBICARAN LOS GAVIONES ADYACENTE AL CAUCE DEL RIO.
VISTA FOTOGRÀFICA DE LA PARTE BAJA DEL AREA DE ESTUDIO Y DEL CAUCE CON TRABAJOS DE DESCOLMATACIÒN. EXISTENCIA DE PROTECCIÒN CON ESPECIES VEGETALES EN AMBAS MARGENES.
VISTA FOTOGRÀFICA DE LA ZONA DE ESTUDIO, AREA VULNERABLE DE DESMONTES Y AÙN SIN CONTROL.
VISTA FOTOGRÀFICA DE LA PARTE MEDIA DEL AREA DE ESTUDIO SE OBSERVA LA UBICACIÒN DE UN POZO PARA
EXTRACCIÒN DE AGUA SUBTERRANEA.
VISTA FOTOGRÀFICA DE LA PARTE MEDIA DEL AREA DE ESTUDIO Y DEL CAUCE COLMATADO CON PIEDRAS DE CANTOS RODADOS. AL FONDO SE OBSERVA UN BOSQUE CON PLANTACIONES DE EUCALIPTOS.
ANEXO VIII: PANEL FOTOGRÀFICO DE LAS ESPECIES DE FLORA EN LA ZONA DE ESTUDIO
Esta vista fotográfica muestra una cobertura vegetal que se ubica aproximadamente a 20 metros del lecho del rio.Son especies características de un bosque ribereño se combina con árboles de sauce, caña brava y chilco.
Nombre científico :Baccharis lanceoladaFamilia: AsteraceaeNombre común :chilco
Esta especie se encuentra en mayor cantidad en el área de estudio, protege contra la erosiòn en época de crecidas principalmente.
Nombre científico:Eucaliptos spNombre común :eucaliptoFamilia :MirtaceaeEs un rodal de esta especie es de rápido crecimiento, compiten por la luz el suelo y el agua se encuentra esta al lado derecho del canal aproximadamente a 100 mts del lecho del río.
En esta vista se puede apreciar las especies como huaranguillo y lantana uña de gato compitiendo por la luz y el suelo formando microclimas aptas para los insectos, aves reptiles.
Nombre científico: Salix chilensisNombre común : sauce.
Controla la erosión de las zonas laterales de los ríos y frena los desbordamientos del río en la época de crecida.
Nombre científico : Tessaria integrifoliaNombre común :pájaro boboFamilia: asteraceae
Especie que se encuentra a la orilla del lecho del rió.
Nombre científico: Lantana cámaraNombre común : lantana.
Esta especie es adaptable para la zona, se observa en cantidad en zonas de pendientes que cubren los suelos.
Es una especie que soporta la sequía.
Nombre científico: Acacia HorridaNombre común: HuaranguilloEsta vista nos muestra la especie arbustiva huaranguillo. Especie que soporta la sequía y suelos de baja calidad, controla la erosión se usa como cerco vivo.
Nombre Científico: Pragmites communisNombre común: CarrizoFamilia: PoaceaeEs un indicador del agua y refugio de muchas aves en la cual construyen sus nidos.
Margen Derecha del Cauce.
Vista fotogràfica donde se aprecia cultivo de alfafa.
Área apta para un biohuerto.
ANEXO IX: PANEL FOTOGRÀFICO Y DESCRIPCIÒN DE PLANTAS ORNAMENTALES Y FORESTALES ADAPTABLES EN EL ÀREA DE ESTUDIO
DROSANTHEMUM FLORIBUNDUM
- Nombre Comùn (nc): Drosantemo, Rocío rosa
- Familia: Aizoáceas.
- Origen: Sudáfrica.
CARACTERÍSTICAS
- Flores rosa pálido a finales de primavera- verano que la cubren por completo.
- Excelente alfombrarte, no pasable, de rápido crecimiento y espectacular floración.
- Temperaturas: resiste hasta -5ºC.
- Tolera suelos secos, áridos y pobres.
- Después de florecer, se recomienda su recorte para hacerlas compactas.
- Multiplicación: fácil mediante esquejes, a principios de otoño
.
CARPOBROTUS EDULIS
-nc. diente de león.- planta crasa de hojas suculentas
CARACTERÍSTICAS
- Flores grandes
- Su porte rastrero
- Con tendencia a expandirse vegetativamente por grandes superficies.
- Tolera muy bien la salinidad.
APTENIA CARDIFOLIA
- Familia: Aizoáceas
CARACTERÍSTICAS
- planta rastrera
- tallos y hojas carnosas
- las hojas son verdes o manchadas
- las flores sonde color rojizo o púrpura
- florece de abril a octubre
- soporta la salinidad.
SCHINUS MOLLE
nc. : Molle serrano
CARACTERÍSTICAS
- Árbol adaptable, a veces arbusto, frondoso, siempre verde.
- Tamaño: Hasta de 15 m. de alto.
- Tallo: El tronco generalmente robusto, muy ramificado.
SCHINUS TEREBINTHIFOLIUS
nc. : Molle costeño
CARACTERÍSTICAS
-Árbol, generalmente, adaptable a las zonas áridas y riberas de los ríos.
-Tamaño: Hasta de 10 m de alto.
-Tallo: Torcido y ramificado, copa achaparrada.
PROSOPIS PALLIDA
nc. : Algarrobo
CARACTERÍSTICAS
- Hábitat: costa, zonas áridas.- Árbol de buena madera y frutos comestibles.
- Madera se usa en la producción de carbón (con alto poder calorífico).
- Fruto usado en la elaboración de algarrobita.
- Uso conveniente en la reforestación.
TECOMA STANS
nc.: huaranguay
CARACTERÍSTICAS
- Hábitat: Suele aparecer aislada en áreas alteradas, a orilla de carreteras y sitios pedregosos.
- Suelos: negro, café-arcilloso, rojizo, somero, calizo, arenoso, pedregoso, bien drenado.
- Flores amarillas y llamativas en forma de trompeta, perfume suave y melífera.
CAESALPINIA TINCTORIA
nc. :tara
CARACTERÍSTICAS
- Hábitat: Crece en suelos pobres y pedregosos.
- Altura: de 2 a 3 metros en costa.
- Frutos: de vainas naranjas, usado en la obtención de taninos.
- Uso conveniente en la reforestación.
ACACIA HORRIDA
Nc. :Acacia horrida
nc. : huaranguillo
CARACTERÍSTICAS
-Hábitat: Costa y Valles interandinos.
-Usos: Linderos y cortinas rompevientos
en caminos y carreteras.