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______________________________________________________________________ JUAN M. CAICEDO REYES – INGENIERO HIDRAULICO Cra. 58 No. 68-78 TEL 3534327 Barranquilla

GOBERNACION DEL ATLANTICO SECRETARIA DE INFRAESTRUCTURA

ESTUDIO HIDRAULICO DE LAS VIAS HIBACHARO – PIOJO, AGUAS VIVAS – PIOJO Y CIEN PESOS – LAS TABLAS EN EL DEPARTAMENTO DEL

ATLANTICO

CONTRATO No. 0108*2008*000222*21*1

VIA AGUAS VIVAS – PIOJO INFORME FINAL

JUAN M. CAICEDO REYES INGENIERO CONSULTOR

BARRANQUILLA, MARZO DE 2009


INDICE 1. INTRODUCCIÓN 2.OBJETIVOS Y ALCANCE

3.RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN 3.1 INFORMACION DE OFICINA:

3.2. VISITAS DE CAMPO 4.CARACTERISTICAS DE LA ZONA DE ESTUDIO 4.1 GENERALIDADES 4.2 CLIMA 5.HIDROLOGIA 5.1 CARACTERÍSTICAS DE LAS CUENCAS DE DRENAJE 5.2 CALCULO DE CAUDALES DE LAS CUENCAS 5.3 CURVAS IDF 6.HIDRÁULICA 6.1 DRENAJE TRANSVERSAL 6.2 DRENAJE LONGITUDINAL 7.CONCLUSIONES ANEXO 1 SECCIONES TRANSVERSALES DE LAS OBRAS

ANEXO 2 REGISTRO FOTOGRAFICO

ANEXO 3 PLANOS


ESTUDIO HIDRAULICO DE LA VIA AGUAS VIVAS – PIOJO EN EL

DEPARTAMENTO DEL ATLANTICO

1. INTRODUCCIÓN La Gobernación del Atlántico contrató la presente consultaría para la elaboración del ESTUDIO HIDRAULICO DE LAS VIAS HIBACHARO – PIOJO, AGUAS VIVAS – PIOJO Y CIEN PESOS LAS TABLAS EN EL DEPARTAMENTO DEL ATLANTICO. El presenta Informe contiene el estudio relacionado con la Vía AGUAS VIVAS – PIOJO la cual tiene una longitud de 4.5 Km., entre las dos poblaciones y desciende desde la cabecera municipal de Piojó en la cota 400 por la falda al este de la serranía de Capiro hasta la cota 200 en el corregimiento de Aguas Vivas. El paisaje es montañoso en media ladera en la mayoría de su trayecto, la parte final de éste discurre por un filo para llegar a Aguas Vivas. En la actualidad la vía es un camino angosto en malas condiciones con algunas obras de drenaje como bateas y algunas alcantarillas, muchas de las cuales se encuentran en mal estado y deben ser reemplazadas.

2. OBJETIVOS Y ALCANCE

El objetivo principal es diseñar hidráulicamente las obras necesarias para el buen desempeño de la vía. Los objetivos secundarios incluyen elaborar un estudio hidrológico del sector, para el diseño hidráulico de las obras transversales y longitudinales de la vía.

3. RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN 3.1 INFORMACION DE OFICINA:

Para el estudio de la cuenca se cuenta con planos de la cuenca en escala 1:25000, 24-I-A y 17-III-C del IGAC y, e imágenes de satélite GOOGLE.

Adicionalmente se recibió de la Secretaría de Infraestructura de la Gobernación del Atlántico el levantamiento topográfico, el diseño geométrico en planta y perfil longitudinal y secciones transversales de la vía realizados para la Gobernación del Atlántico por el consultor Walter Pautt T.


Para la hidrología se recopiló la información de precipitación en 24 horas de la estación climatológica de Piojó, curvas IDF para dicha estación, y parámetros climatológicos principales. Para la clasificación de los suelos se adquirió el estudio general de suelos y tierras del Atlántico publicado por el IGAC., que cuenta con mapas de uso del suelo, clasificación de los suelos y zonificación de tierras. Adicionalmente se tendrá la información de perforaciones del estudio de Geotecnia realizado para la vía por la Gobernación del Atlántico.


Tabla No 1 PRECIPITACION DIARIA EN 24 HORAS - PIOJO

AÑO EST ENT ENERO FEBRE MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOST SEPTI OCTUB NOVIE DICIE VR anual 1962 2 1 0 0 0 0 40.5 201 41 100.5 96.5 157.5 71.5 17 725.5 1963 4 2 0 3 0 189.5 38.5 49.5 24 66 202.5 331 194 0 1098 1964 4 2 0 0 0 125 173 139 257 92 212 304 86 0 1388 1965 4 2 0 0 0 0 127 44 40 79 111 369 324 1 1095 1966 4 2 7 0 0 9 270 159 87 145 110 132 181 63 1163 1967 4 2 0 0 0 0 54 221 16 28 155 303 183 3 963 1968 4 2 0 0 0 0 196 175 14 113 143 208 160 37 1046 1969 4 2 0 0 0 153 58 161 36 296 150 175 226 50 1305 1970 2 1 48 0 32 119 189 110 223 203.5 339 115 258 99 1735.5 1971 2 1 50 0 38 39 160 150 49 307 183 220 155 1 1352 1972 2 1 0 0 17 290 46 55 0 128 119 62 177 5 899 1973 2 1 0 0 0 25 179 64 153 152 157 393 345 38 1506 1974 2 1 0 0 73 49 154 39 80 39 299 306 190 40 1269 1975 2 1 0 5 0 0 30 120 168 92 222 420 269 77 1403 1976 2 1 0 0 0 53 130 201 5 71 155 330 75 0 1020 1977 2 1 0 0 0 0 161 71 6 195 324 75 159 0 991 1978 2 1 0 0 29 92 140 35 75 102 115 272 181 53 1094 1979 2 1 0 0 0.6 51.6 95.6 109.2 132.1 77.6 193 408 240 59 1366.7 1980 2 1 0 0 0 55 138 138 37 227 228 139 217 8 1187 1981 2 1 3 0 0 32 281 84 120 227 171 306 170 32 1426 1982 2 1 31 3 0 83 170.8 173.8 57.5 20.4 124.1 126.1 148.5 2 940.2 1983 2 1 4 5 0 49 63.5 74 72 32 242.5 169.8 29.7 22.9 764.4 1984 2 1 0 7 0 102.5 85.3 112.8 243.6 122 134 248.7 258.9 42.6 1357.4 1985 2 1 7 0 0.5 17.5 165 79.4 70.7 108 164.6 159.4 68.8 56.3 897.2 1986 2 1 2 0 26 106.6 150.7 40.2 27.2 52 95.8 301.2 20 2 823.7 1987 2 1 0 0 0 133.5 230.8 83.2 72.4 120.5 410 32.1 62 38 1482.5


1988 2 1 0 0 0 8.5 178 256.6 204 298.5 194.4 447.3 153 1 1741.3 1989 2 1 0 0 21 0 20 59 137 199 414 158 164.4 90 1262.4 1990 2 1 1 0 0 3 152 207 32 113 143 333 139 108 1231 1991 2 1 0 2.9 0 1.6 103 78 43 93 272.5 81 91 0 766 1992 2 1 0 0 0 14 83 27 121 48 104 227 185 17 826 1993 2 1 13 0 24 47 377 64 72 22 109 248 83.3 1 1060.3 1994 2 1 0 0 77 41 82 15 118 161 162 144 234 0 1034 1995 2 1 0 0 0 45 115 217 405 271 147 81 86 4 1371 1996 2 1 1 0 24 13 145 71 42 90 194 199 182 92 1053 1997 2 1 0.2 0 0 18 60.4 187.9 1.1 61.6 182 160.9 206 0 878.1 1998 2 1 0.2 0 6 13 89.7 159.5 108.9 299.3 331.5 262.5 168 97 1535.6 1999 2 1 0 1 10.2 49 81 173 128 150 212 354.6 241.4 86.9 1487.1 2000 2 1 3.8 10.9 0 97 80 61 72 84 153 226 195 40 1022.7 2001 2 1 0 0 0 14 68 61 92 67 227 189 47 82 847 2002 2 1 0 0 0 128.2 105 172.2 12.2 110 214.3 131.1 69 19 961 2003 1 1 0 23 0 121 69.1 113.3 75.7 94.9 198.3 260.1 351.6 172 1479 2004 1 1 0 0 0 0 0 66.4 169 198 101 342 190 0 1066.4 2005 1 1 0 0 5 41 132 102 69.8 0 0 0 0 0 349.8

media 3.89 1.38 8.71 55.19 124.25 113.18 91.12 126.27 186.70 225.17 164.43 35.38 1142.50 MEDIOS 4.1 1.5 9.1 57.8 127.1 113.2 91.1 129.2 191 237.4 168.3 37.1 1166.90 max 50 23 77 290 377 256.6 405 307 414 447.3 351.6 172 1741.3 0 0 0 0 20 15 0 20.4 95.8 62 20 0 0 AÑO EST ENT ENERO FEBRE MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOST SEPTI OCTUB NOVIE DICIE VR anual


3.2. VISITAS DE CAMPO Con las visitas de exploración de Campo se recopiló información directa sobre las estructuras y sitios de drenaje transversal y longitudinal, cuencas de drenaje, estabilidad de las obras y laderas, y coeficientes de escurrimiento. Se realizaron dos visitas una el 17 de diciembre de 2008 y una segunda visita en 7 de Marzo de 2009. En la primera visita se encontraron rastros del invierno pasado, como deslizamientos zonas saturadas y mal drenadas, que no se observaron ya en la segunda visita. La segunda visita se concentró en definir las cuencas, y recopilar información sobre las estructuras transversales y descoles de las estructuras longitudinales.

4. CARACTERISTICAS DE LA ZONA DE ESTUDIO 4.1 GENERALIDADES La vía objeto del presente estudio hace parte del sistema vial de las poblaciones de Aguavivas y Piojó. Esta vía da salida a la carretera de la Cordialidad comunicando a la cabecera municipal de Piojo con la cabecera municipal de Usiacurí atravesando el corregimiento de Aguavivas. La vía tiene una extensión aproximada de 4.5 Km y su altitud varía entre 200 y 400 m.s.n.m. En la actualidad la calzada se encuentra completamente destruida. Las quebradas y arroyos tuvieron en algún momento bateas que hoy se encuentran en muy mal estado. La mayoría de las estructuras existentes (alcantarillas y bateas) son de concreto. En la visita al sitio de las obras se pudo apreciar que el terreno está conformado por depósitos de tipo areno arcilloso en toda su extensión. La vegetación corresponde a la típica de la región, considerada como cálida semiárida, y está conformada por pastos y rastrojos y algunos árboles y arbustos de mediana altura. 4.2 CLIMA El clima de Piojo por ser la zona más alta del Atlántico (400msnm) es menos caliente que otras zonas del departamento y más lluvioso. La humedad alcanza 89% y la temperatura promedio es de 27 ºC. Llueve durante los meses de abril a junio con precipitaciones medias hasta de 125 mm, luego se presenta un verano corto de julo a septiembre y comienza la temporada invernal mas fuerte en octubre a diciembre con precipitaciones hasta de 225 mm. Los máximos pueden llegar hasta 450 mm. Finalmente en enero a


marzo se presenta un verano intenso acompañado de los alisios o vientos de origen marino de dirección NE. Aguas Vivas al este de Piojó a tan solo 4.5 Km. está a una altura de 200 msnm en promedio, tiene un clima similar y menos lluvioso que Piojó.

Figura No. 1 Valores totales mensuales de precipitación (Estación Piojó)

5. HIDROLOGIA El estudio hidrológico tiene como objeto determinar los caudales de diseño para las obras longitudinales y transversales que se proyecten en la vía, basadas en la estimación de la intensidad de precipitación, el tipo de cobertura, pendiente del terreno y otras variables. Para el tamaño de las cuencas involucradas en este estudio se utiliza la formula racional, apta para cuencas menores de 2 km2

5.1 CARACTERÍSTICAS DE LAS CUENCAS DE DRENAJE La zona en estudio está drenada por las cuencas de la cabeceras del arroyo Piojó y otros con algunos afluentes menores, variaciones en el relieve a lo largo de la vía que van desde sistemas de colinas con relieve ondulado a quebrado, con pendientes hasta del 25% y de quebrado a fuertemente quebrado, con pendientes de 25% a 50%.


Se analizaron las cuencas pertenecientes al tramo de la vía en estudio: las cuencas de la parte alta de la vía son cuencas relativamente grandes (70 ha a 100 ha); las cuencas drenantes de la parte media de la vía, se van haciendo más pequeñas y la parte inferior discurre por un filo sin cuencas para llegar a Agua Vivas - Ver plano de cuencas En la tabla No. 3 se presentan las cuencas con sus características morfométricas. La cobertura vegetal es de bosque tropical alto, con pastoreo que junto con el tipo de suelo arcilloso arenoso, descrito como LWf2 y LWfl2 en el mapa de suelos del Atlántico, son suelos “excesivamente drenados, afectados por erosión, con relieve quebrado a escarpado, con pendientes largas entre 7% y 70%, texturas gruesas y finas, saturación de base muy alta”, lo cual nos llega a concluir que se puede utilizar para el diseño un coeficiente de escorrentía medio de 0.45. 5.2 CALCULO DE CAUDALES DE LAS CUENCAS Los caudales se calculan con la formula Racional:

Donde: C es el coeficiente de escorrentía que es una característica del suelo I es la intensidad de precipitación en mm/h A es el área en ha. Los tiempos de concentración definidos por el recorrido del agua y la pendiente varían entre menores de 6 min y 63 min y fueron calculados con la fórmula del U.S Bureau of Reclamation (Ver tabla No. 3)

385.03

871.060

⋅⋅=

HLTc

Donde: Tc = Tiempo de concentración de la cuenca en minutos L = Longitud de la cuenca en km H = Diferencia de cotas en metros


Para la parte alta de la cuenca donde las sub-cuencas son cortas y de alta pendiente se utiliza un tiempo de concentración de 10 min. 5.3 CURVAS IDF Con la información de la precipitación de 24 horas se preparó una curva de Intensidad-Frecuencia-Duración (IDF), de acuerdo a la siguiente metodología:

- Ordenar las series parciales o anuales, tomando los mayores eventos de cada año, y asignándoles una frecuencia de ocurrencia, con la formula de California o una similar

Donde “n” es el numero de orden de la serie anual, y “T” el periodo de retorno asociado que es el inverso de la frecuencia.

- Posteriormente se calcula la precipitación máxima horaria P1 a partir de la P24. Para ello asumimos que toda la precipitación de 24 horas, en el régimen de la Costa Atlántica, cae en la tercera parte del tiempo es decir en 8 horas.

- Tomando una curva “S”, distribuimos la precipitación en 8 horas, y

tomamos la pendiente máxima horaria que corresponde a:

- Seguidamente se hace una grafica de Período de Retorno - “Tr” - Vs “K” donde K se calcula de la siguiente fórmula:

Donde b se toma de 30 min y d = 10 min


- Del ploteo de los Puntos Tr y K hacemos un ajuste exponencial cuyo

coeficiente y exponente utilizamos para calcular la intensidad para tiempos cada 10 min, con la expresión:

Todo lo anterior se muestra calculado en la tabla siguiente:


Tabla No. 2 Parámetros de las curvas IDF Pmax 24 Pmax ord nº de orden f =n/n+1 T 1/f P1 mm/h i [mm/h] =

K/(d+b)n/ Tr TR t min Imm/h

0.3

201 447.3 1 0.02222222 45.00 670 94.17 45 10 31.946331 420 2 0.04444444 22.50 1103.33333 310.14 45 20 26.083304 414 3 0.06666667 15.00 1013.33333 427.26 45 30 22.589369 410 4 0.08888889 11.25 1230 691.48 45 40 20.204270 408 5 0.11111111 9.00 900 632.46 45 50 18.444303 405 6 0.13333333 7.50 1010 851.71 45 60 17.076208 393 7 0.15555556 6.43 693.333333 682.12 45 70 15.973296 377 8 0.17777778 5.63 986.666667 1109.37 45 80 15.059339 369 9 0.2 5.00 1130 1429.35 45 90 14.286307 354.6 10 0.22222222 4.50 1023.33333 1438.25 290 351.6 11 0.24444444 4.09 966.666667 1494.47 393 342 12 0.26666667 3.75 1310 2209.38 22.5 10 62.902306 339 13 0.28888889 3.46 1020 1863.64 22.5 20 51.360420 333 14 0.31111111 3.21 1400 2754.70 22.5 30 44.479330 331.5 15 0.33333333 3.00 1100 2319.00 22.5 40 39.783324 331 16 0.35555556 2.81 1080 2428.63 22.5 50 36.317272 330 17 0.37777778 2.65 906.666667 2166.28 22.5 60 33.623408 324 18 0.4 2.50 1360 3440.56 22.5 70 31.451228 307 19 0.42222222 2.37 760 2029.48 22.5 80 29.652306 306 20 0.44444444 2.25 1020 2867.13 22.5 90 28.131

173.8 306 21 0.46666667 2.14 579.333333 1709.88 242.5 304 22 0.48888889 2.05 808.333333 2499.37 258.9 303 23 0.51111111 1.96 863 2789.69 15 10 93.497

165 301.2 24 0.53333333 1.88 550 1855.20 15 20 76.340301.2 296 25 0.55555556 1.80 1004 3527.70 15 30 66.112

410 290 26 0.57777778 1.73 1366.66667 4994.06 15 40 59.132


447.3 272.5 27 0.6 1.67 1491 5657.95 15 50 53.980414 272 28 0.62222222 1.61 1380 5430.68 15 60 49.976333 270 29 0.64444444 1.55 1110 4524.17 15 70 46.748

272.5 258.9 30 0.66666667 1.50 908.333333 3829.87 15 80 44.075227 242.5 31 0.68888889 1.45 756.666667 3296.73 15 90 41.813377 234 32 0.71111111 1.41 1256.66667 5651.81 234 228 33 0.73333333 1.36 780 3617.65 405 227 34 0.75555556 1.32 1350 6451.05 11.25 10 123.858199 227 35 0.77777778 1.29 663.333333 3263.00 11.25 20 101.130206 226 36 0.8 1.25 686.666667 3474.29 11.25 30 87.581

331.5 214.3 37 0.82222222 1.22 1105 5746.21 11.25 40 78.335354.6 208 38 0.84444444 1.18 1182 6312.75 11.25 50 71.509

226 206 39 0.86666667 1.15 753.333333 4129.23 11.25 60 66.205227 201 40 0.88888889 1.13 756.666667 4253.85 11.25 70 61.929

214.3 199 41 0.91111111 1.10 714.333333 4116.25 11.25 80 58.387351.6 173.8 42 0.93333333 1.07 1172 6918.22 11.25 90 55.391

342 165 43 0.95555556 1.05 1140 6889.55 132 132 44 0.97777778 1.02 440 2720.96


Figura 2 Curvas desarrolladas para la estación de Piojó


Los valores calculados de las curvas IDF se comparan con la curva elaborada por H. Posada y otros, en Tesis de la universidad del Norte, para optar por el titulo de Magíster en hidráulica de ríos.

Figura 3-Curvas Regionales de Intensidad Frecuencia Duración

*La zona 3 comprende las vertientes occidental y sur de la Sierra Nevada de Santa Marta y las llanuras de los departamentos de Atlántico, Magdalena, Bolívar, Sucre, Córdoba

Comparando las dos figuras se observa que la curva de 100 años de Posada y otros, es similar a la de 45 años elaborada por esta Consultoría para el presente estudio. Igualmente la curva de 5 años de Posada y otros es similar a la de 22.5 años de la metodología presentada en este informe, es decir que las curvas desarrolladas con esta metodología dan por debajo de las curvas regionales para toda la costa, sin embargo pueden ajustarse mas a los datos locales de Piojó. Por lo anterior se decidió utilizar un promedio de las dos curvas. Para las cuencas más pequeñas de la vía Aguas Vivas - Piojó, los tiempos de concentración son menores de 10 min., y la intensidad de diseño para 22 años serían un promedio entre 168 y 122 mm/h es decir 145 mm/h.


Para encontrar las Intensidades de las cuencas mayores se utilizan los tiempos de concentración calculados. La intensidad fue seleccionada con base en el tiempo de concentración y el período de retorno Para la obtención de los caudales de diseño del sistema de drenaje de la vía se empleó la fórmula Racional:

Donde: Q en m3/s Area en hectáreas Intensidad en mm/h. Para la aplicación de esta fórmula, como se explicó anteriormente, se estimó la intensidad de diseño a partir de las curvas de Intensidad – Duración – Frecuencia (IDF) para la estación Piojó. Otra variable de la fórmula racional es el coeficiente de escorrentía, el cual estima la proporción de la lluvia total de tormenta que alcanzará los drenajes y depende del tipo de suelo, la pendiente del terreno, la cobertura vegetal y el estado de humedad antecedente. Por observación de las imágenes de la zona, de los planos de cobertura vegetal y tipo de suelo y de acuerdo con las características observadas en el sitio, para este estudio se ha seleccionado un coeficiente de escorrentía de 0.45

A continuación se presentan los caudales y las características de las cuencas.

Tabla No. 3 Características de las cuencas Abscisa Cuenca

No Area (Ha)

Long (m)

S (%)

Coef. escorrentía

Tc (min)

I (mm/h)

Caudal(m3/s)

0+00 a 0+030 1 85.65 1.575 10.63 0.45 5.52 145 13.510+030 a 0+485 2 32.44 1.492 11.12 0.45 5.20 145 20.430+485 a 1+420 3 105 1.924 9.53 0.45 6.71 145 58.071+420 a 1+640 4 41.87 1.636 11.84 0.45 5.45 145 7.401+640 a 2+100 5 58.67 1.376 14.78 0.45 4.38 145 25.792+100 a 2+485 6 41.07 0.799 24.51 0.45 2.37 145 11.632+485 a 2+940 7 16.01 0.399 54.99 0.45 1.02 145 11.362+940 a 3+230 8 5.09 0.185 16.59 0.45 0.89 145 1.043+230 a 3+320 9 0.76 0.180 14.14 0.45 0.93 145 0.23

3+320 a 4+521.7 10 Filo Sin obras transversales


6. HIDRÁULICA

El diseño hidráulico se realizó en flujo permanente con la ecuación de Manning con una rugosidad de 0.015, para los caudales asignados en la hidrología Las estructuras se analizan separadamente según sean transversales o longitudinales a la vía. Las transversales corresponden a corrientes naturales o a la necesidad de hacer descoles de cunetas. Las estructuras longitudinales son las cunetas que recogen el agua de la vía y de los cortes o canales. Son obras de canalización y evacuación rápida de la escorrentía de la vía. Las cunetas longitudinales deben proyectarse para recoger las aguas de escorrentía procedentes de la calzada y de los cortes 6.1 DRENAJE TRANSVERSAL Con base en las observaciones realizadas durante las visitas al sitio del proyecto, y la información cartográfica e hidrológica del sector, se evaluó el número y localización de las obras de drenaje transversal requeridas para la vía, determinándose su correspondencia con las estructuras existentes. Los resultados obtenidos se presentan en la siguiente tabla.

Tabla No. 4 Listado de Alcantarillas Propuestas

Abscisa Sección

Hidráulica Q

(m3/seg)Cota Batea

Izq Cota Batea

Der Long(m)

Pendiente (m/m)

0+030 Box 2x1 13.5 303.00 303.48 6 0.0800 0+230 Box 2x1 6.8 303.98 304.04 6 0.0100 0+354.5 Box 2x2 6.8 286.04 286.58 9.9 0.0545 0+456.9 Box 2x1 6.8 274.60 276.27 10.1 0.1653 0+575 Box 3x1 19.4 266.30 266.60 10.2 0.0294 0+668 Box 3x1 19.4 273.95 274.25 6 0.0500 1+130 Box 3x1 19.4 250.53 250.70 6.5 0.0262 1+440 Box 1x1 7.4 253.77 254.30 6.6 0.0803 1+804 Box 2x1 12.9 264.00 264.55 7.3 0.0753 2+030 Box 2x1 5.8 252.15 252.39 8 0.0300 2+110 Box 1x1 5.8 256.09 256.60 6.4 0.0797 2+190 Box1x1 3.8 257.60 258.25 8.1 0.0802 2+744 Box2x1 3.8 274.98 275.01 6 0.0055 2+864 Box2x1 3.8 268.17 268.20 8 0.0037 3+200 Box 2x1 1.0 276.83 276.85 6 0.0033 3+264 Box1x1 0.2 274.06 274.10 7.3 0.0055 4+384 Box1x1 1.4 202.48 202.50 6 0.0033


En la tabla siguiente se muestra las estructuras propuestas con el caudal asignado, las velocidades y altura de la lámina de agua calculadas con flujo uniforme. En la última columna se muestra la cuenca a la cual pertenece cada estructura. El caudal de la cuenca se ha repartido entre el número de estructuras pertenecientes a dicha cuenca.

Tabla No. 5 Características hidráulicas de las Obras Propuestas Abscisa Sección Pendiente

(%) Coef de fricción

Caudal (m3/s)

Vel (m/s)

Lámina (m)

Cuenca aportante

0+030 Box 2x1 0.0800 0.015 13.5 10.20 0.66 1 0+230 Box 2x1 0.0100 0.015 6.8 3.98 0.85 2 0+354.5 Box 2x2 0.0545 0.015 6.8 7.27 0.47 2 0+456.9 Box 2x1 0.1653 0.015 6.8 10.57 0.32 2 0+575 Box 3x1 0.0294 0.015 19.4 7.61 0.85 3 0+668 Box 3x1 0.0500 0.015 19.4 9.15 0.71 3 1+130 Box 3x1 0.0262 0.015 19.4 7.30 0.89 3 1+440 Box 1x1 0.0803 0.015 7.4 8.74 0.85 4 1+804 Box 2x1 0.0753 0.015 12.9 9.86 0.65 5 2+030 Box 2x1 0.0300 0.015 5.8 5.63 0.52 5 2+110 Box 1x1 0.0797 0.015 5.8 8.28 0.70 6 2+190 Box1x1 0.0802 0.015 3.8 7.52 0.51 6 2+744 Box2x1 0.0055 0.015 3.8 2.73 0.70 7 2+864 Box2x1 0.0037 0.015 3.8 2.38 0.80 7 3+200 Box 2x1 0.0033 0.015 1.0 1.52 0.33 8 3+264 Box1x1 0.0055 0.015 0.2 1.28 0.18 9 4+384 Box1x1 0.0033 0.015 1.4 1.75 0.80 10

6.2 DRENAJE LONGITUDINAL Las obras longitudinales son cunetas y bordillos. Las cunetas se localizarán en donde aparezca corte en el talud, los bordillos se colocan en donde se requiera relleno en la banca. Las cunetas se diseñan con sección triangular de 0.6 m de ancho por 0.3 de profundidad. Con bombeo único y se colocan donde haya corte. Cada vez que se llene la cuneta se descola hacia el cruce o estructura más cercana, para pasar al lado donde sea posible entregar. En caso de no existir estructura se podrá continuar con una sección más amplia.


Los bordillos se diseñan en los terraplenes dependiendo la pendiente transversal o el bombeo. El agua acumulada en los bordillos se elimina por medio de lavaderos o interrupciones en el bordillo cada 20 m. Los lavaderos son estructuras de descole para proteger el terraplén. En el siguiente cuadro se presentan las abscisas entre las cuales se requiere la cuneta. En el cuadro se indica su pendiente, área aferente, la longitud y el caudal calculado con la formula racional. Este caudal se compara con la capacidad de la cuneta de acuerdo a sus características hidráulicas para comprobar si cabe el agua o se requiere una sección mayor incluyendo un borde libre. Los caudales comparados se encuentran en subrayados. Los caudales que no se encuentren subrayados, es porque su caudal se le adiciona al siguiente tramo de cuenca.

Tabla No. 6 Cunetas Derechas

So Entrega Abscisa

( %) Area (m2) Long

(m) CIA Qcuenca (m3/s)

Qcuneta (m3/s) (A*R2/3)/n S1/2

0+010. 0+030. 0+030.

-7.14 409.05 20 26690.51 0.0074 0.425 1.592 0.267

0+030.

0+030. 0+060.

0.3 695.68 30 45393.12 0.0439 0.087 1.592 0.055

0+060. 0+030.

0+157. 5.15 1728.07 97 112756.57 0.0313 0.361 1.592 0.227

0+157. 0+230 0+230.

-7.93 1098.88 73 71701.92 0.0199 0.448 1.592 0.282

0+230.

0+230. 0+257.

-7.93 328.64 27 21443.76 0.0060 0.448 1.592 0.282

0+257. 0+354.49

0+354.5 -13.8 2006.43 97 130919.56 0.0423 0.592 1.592 0.371

0+354.49

0+354.5 0+394.

-8.07 845.97 40 55199.54 0.0153 0.452 1.592 0.284

0+394. 0+441.

-12.41 996.87 47 65045.77 0.0334 0.561 1.592 0.352

0+441.

0+456.9

0+456.9 -1.78 383.19 16 25003.15 0.0403 0.212 1.592 0.133

0+456.9


0+470. 0+492.6

-1.78 609.49 23 39769.22 0.0110 0.212 1.592 0.133

0+492.6 0+575.

0+575. -17.4 1497.74 82 97727.54 0.0382 0.664 1.592 0.417

0+575.

0+575. 0+640.

12.8 1397.22 65 91168.61 0.0401 0.570 1.592 0.358

0+640. 0+575.

0+668. 3.57 813.53 28 53082.83 0.0147 0.301 1.592 0.189

0+668.

0+668. 0+736.5

10.13 1502.59 69 98044.00 0.0585 0.507 1.592 0.318

0+736.5 0+668.

0+804. 1.89 1727.62 68 112727.21 0.0313 0.219 1.592 0.137

0+804. 1+022.6

-15.56 5448.117 219 355489.63 0.0987 0.628 1.592 0.394

1+022.6 1+071.4

-4.32 1201.83 49 78419.41 0.1205 0.331 1.592 0.208

1+071.4

1+130.

1+130. -10.75 1390.07 59 90702.07 0.1457 0.522 1.592 0.328

1+130.

1+130. 1+130. 1+260.

11.27 2960.75 130 193188.94 0.0537 0.535 1.592 0.336

1+260. 1+348.

-3.83 2961.75 88 193254.19 0.0537 0.312 1.592 0.196

1+348. 1+385.

-10.36 1291.46 37 84267.77 0.0771 0.513 1.592 0.322

1+385.

1+440.

1+440. -2.18 2001.19 55 130577.65 0.1134 0.235 1.592 0.148

1+440.

1+440. 1+540.

5.78 3288.37 100 214566.14 0.1425 0.383 1.592 0.240

1+540. 1+600.

13.44 1834.58 60 119706.35 0.0829 0.584 1.592 0.367

1+600.

1+440.

1+674.3 10.31 2737.48 74 178620.57 0.0496 0.511 1.592 0.321

1+674.3 1+780.

-9.85 484.09 106 31586.87 0.0088 0.500 1.592 0.314

1+780. 1+804.

1+800. -3.27 3282.45 20 214179.86 0.0683 0.288 1.592 0.181

1+804.

1+810. 2+030. 1+860.

-3.27 1306.21 50 85230.20 0.0237 0.288 1.592 0.181


1+860. 1+899.

-7.69 1179.02 39 76931.06 0.0450 0.442 1.592 0.277

1+899. 1+947.

-4.37 1433.29 48 93522.17 0.0710 0.333 1.592 0.209

1+947. 1+985.

-1.41 1056.07 38 68908.57 0.0902 0.189 1.592 0.119

1+985.

2+030. -1.41 1133.86 45 73984.37 0.1107 0.189 1.592 0.119

2+030.

2+030. 2+090.

6.62 1387.08 60 90506.97 0.0251 0.410 1.592 0.257

2+090. 2+110.

2+110. 1.79 890.07 20 58077.07 0.0413 0.213 1.592 0.134

2+110.

2+110. 2+110. 2+190.

1.79 2061.27 80 134497.87 0.0374 0.213 1.592 0.134

2+190.

2+190. 2+340.

13.54 4253.49 150 277540.22 0.1551 0.586 1.592 0.368

2+340. 2+385.

9.57 1601.64 45 104507.01 0.0780 0.493 1.592 0.309

2+385. 2+420.

2.71 859.37 35 56073.89 0.0489 0.262 1.592 0.165

2+420.

2+190.

2+495. 12.66 1841.199 75 120138.23 0.0334 0.567 1.592 0.356

2+495. 2+558.

-7.57 1775.39 63 115844.20 0.0322 0.438 1.592 0.275

2+558. 2+572.

-1.31 427.62 14 27902.21 0.0399 0.182 1.592 0.114

2+572. 2+637.

-9.97 1543.09 65 100686.62 0.0679 0.503 1.592 0.316

2+637. 2+702.4

-0.93 1836.49 65 119830.97 0.1012 0.154 1.592 0.096

2+702.4

2+744.

2+744. -9.34 1267.83 42 82725.91 0.1242 0.487 1.592 0.306

2+744.

2+744. 2+762.

-3.02 667.25 18 43538.06 0.0121 0.277 1.592 0.174

2+762. 2+864.

2+864. -7.52 4141.6 102 270239.40 0.0872 0.437 1.592 0.274

2+864.

2+864. 2+864. 3+087.

9.98 7722.32 223 503881.38 0.1400 0.503 1.592 0.316


3+087. 3+200. 3+200.

-9.55 6406.16 113 418001.94 0.1161 0.492 1.592 0.309

3+200.

3+197. 3+264. 3+264.

-9.55 1987.18 67 129663.50 0.0360 0.492 1.592 0.309

3+264.

3+264. 3+264. 3+335.

2.18 2239.73 71 146142.38 0.0406 0.235 1.592 0.148

3+335. 3+441.

-15.16 3306.99 106 215781.10 0.0599 0.620 1.592 0.389

3+441. 3+510.

-5.18 2017.54 69 131644.49 0.0965 0.362 1.592 0.228

3+510.

3+610

3+610. -13.87 2935.62 100 191549.21 0.1497 0.593 1.592 0.372

3+610. 3+610. 3+718.

9.99 3627.26 108 236678.72 0.0657 0.503 1.592 0.316

3+718. 3+880. 3+880.

-17.42 4671.37 162 304806.89 0.0847 0.665 1.592 0.417

3+880. 3+880. 3+940.

4.32 1909.68 60 124606.62 0.0346 0.331 1.592 0.208

3+940. 4+086.

-11.23 3433.3 146 224022.83 0.0622 0.534 1.592 0.335

4+086. 4+200.

-4.82 3132.49 114 204394.97 0.1190 0.350 1.592 0.220

4+200. 4+233.

-8.91 977.69 33 63794.27 0.1367 0.475 1.592 0.298

4+233. 4+280.

-6.81 1392.83 47 90882.16 0.1620 0.416 1.592 0.261

4+280.

4+320.

4+320. -15.15 1200.12 40 78307.83 0.1837 0.620 1.592 0.389

4+340. 4+349.

-15.15 304.55 9 19871.89 0.0055 0.620 1.592 0.389

4+349. 4+384.

4+384. -7.7 1080.73 35 70517.63 0.0251 0.442 1.592 0.277

4+384.

4+384. 4+452.

-7.7 1812.96 68 118295.64 0.0329 0.442 1.592 0.277

4+452. 4+473.

-5.53 507.26 21 33098.72 0.0421 0.374 1.592 0.235

4+473. 4+500.

-5.63 716.29 27 46737.92 0.0550 0.378 1.592 0.237

4+500.

4+521.7

4+521.7 -7.6 524.49 22 34222.97 0.0645 0.439 1.592 0.276


Tabla No. 7 Cunetas Izquierdas

So Entrega Abscisa

( %) Area (m2)

Long (m) CIA Qcuenca

(m3/s) Qcuneta

(m3/s) (A*R2/3)/n S1/2

0+010. 0+030. 0+030.

-7.14 211.07 20.0 13772.3175 0.0038 0.425 1.592 0.267

0+030.

0+030. 0+030. 0+046.

0.3 158.73 16.0 10357.1325 0.0029 0.087 1.592 0.055

0+060. 0+060. 0+157.

5.15 1536.4 97.0 100252.71 0.0278 0.361 1.592 0.227

0+157. 0+230. 0+230.

-7.93 980.47 73.0 63975.6675 0.0178 0.448 1.592 0.282

0+230.

0+230. 0+257.

-7.93 319.28 27.0 20833.02 0.0058 0.448 1.592 0.282

0+257. 0+354.5

0+354.5 -13.8 1537 97.5 100287.945 0.0336 0.591 1.592 0.371

0+354.5

0+370. 0+394.

-8.07 398.29 24.0 25988.4225 0.0072 0.452 1.592 0.284

0+394. 0+456.9

0+450. -

12.41 865.67 56.0 56484.9675 0.0229 0.561 1.592 0.352

0+456.9

0+470. 0+492.6

-1.78 328.75 22.6 21450.9375 0.0060 0.212 1.592 0.133

0+492.6 0+575.

0+570. -17.4 965.68 77.4 63010.62 0.0235 0.664 1.592 0.417

0+575.

0+590. 0+639.

12.8 770.79 49.0 50294.0475 0.0242 0.570 1.592 0.358

0+639. 0+575

0+668. 3.57 562.98 29.0 36734.445 0.0102 0.301 1.592 0.189

0+668.

0+668. 0+736.5

10.13 1072.6 68.5 69985.845 0.0424 0.507 1.592 0.318

0+736.5 0+668.

0+804. 1.89 1269.5 67.5 82832.265 0.0230 0.219 1.592 0.137

0+804. 1+130. 1+022.6

-15.56 4912.1 218.6 320517.135 0.0890 0.628 1.592 0.394


1+022.6 1+071.4

-4.32 1185.9 48.8 77382.585 0.1105 0.331 1.592 0.208

1+071.4

1+130. -

10.75 1464.1 58.6 95529.915 0.1371 0.522 1.592 0.328

1+130.

1+130. 1+130. 1+260.

11.27 3654.7 130.0 238468.523 0.0662 0.534 1.592 0.336

1+260. 1+348.

-3.83 1800.3 88.0 117468.27 0.0326 0.312 1.592 0.196

1+348. 1+385.

-10.36 744.33 37.0 48567.5325 0.0461 0.512 1.592 0.322

1+385.

1+440.

1+430. -2.18 937.03 45.0 61141.2075 0.0631 0.235 1.592 0.148

1+440.

1+440. 1+540.

5.78 2400.7 100.0 156645.023 0.1038 0.383 1.592 0.240

1+540. 1+600.

13.44 1661.5 60.0 108414.18 0.0603 0.584 1.592 0.367

1+600.

1+440.

1+675. 10.31 1665.4 75.0 108665.393 0.0302 0.511 1.592 0.321

1+675. 1+780.

-9.85 1987.6 105.0 129691.553 0.0360 0.500 1.592 0.314

1+780. 1+804.

1+804. -3.27 624.33 24.0 40737.5325 0.0473 0.288 1.592 0.181

1+804.

1+820. 1+859.

-3.27 906.58 39.0 59154.345 0.0164 0.288 1.592 0.181

1+859. 1+899.

-7.69 926.91 40.0 60480.8775 0.0332 0.441 1.592 0.277

1+899. 1+948.

-4.37 1245.3 49.0 81254.52 0.0558 0.333 1.592 0.209

1+948. 1+985.

-1.41 1085.6 37.0 70834.095 0.0755 0.189 1.592 0.119

1+985.

2+030.

2+030. -

13.13 1255.4 45.0 81912.24 0.0982 0.577 1.592 0.362

2+030.

2+030. 2+030. 2+050.

6.62 570.55 20.0 37228.3875 0.0103 0.410 1.592 0.257

2+070. 2+090.

6.62 589.89 20.0 38490.3225 0.0230 0.410 1.592 0.257

2+090. 2+070.

2+110. 1.79 679.34 20.0 44326.935 0.0123 0.213 1.592 0.134

2+110.


2+110. 2+110. 2+190.

1.79 1172.6 80.0 76512.15 0.0213 0.213 1.592 0.134

2+190.

2+200. 2+190. 2+240.

13.54 811.52 40.0 52951.68 0.0147 0.586 1.592 0.368

2+250. 2+340.

13.54 1576 90.0 102832.043 0.0764 0.586 1.592 0.368

2+340. 2+384.5

9.57 709.48 44.5 46293.57 0.0479 0.492 1.592 0.309

2+384.5 2+420.3

2.71 563.65 35.8 36778.1625 0.0350 0.262 1.592 0.165

2+420.3

2+250.

2+495. 12.66 1368.8 74.7 89313.5475 0.0248 0.566 1.592 0.356

2+495. 2+558.

-7.35 1145.8 63.0 74764.1025 0.0208 0.432 1.592 0.271

2+558. 2+573.

-1.31 274.48 15.0 17909.82 0.0257 0.182 1.592 0.114

2+573.

2+650.

2+650. -9.97 1263.5 77.0 82442.07 0.0486 0.503 1.592 0.316

2+680. 2+702.

-0.93 408.73 22.0 26669.6325 0.0074 0.154 1.592 0.096

2+702. 2+744.

2+744. -9.34 773.89 42.0 50496.3225 0.0214 0.487 1.592 0.306

2+744.

2+744. 2+762.

-3.02 420.67 18.0 27448.7175 0.0076 0.277 1.592 0.174

2+762. 2+864.

2+864. -7.52 2263.2 102.0 147671.19 0.0486 0.437 1.592 0.274

2+864.

2+864. 2+864. 3+088.

9.98 5667.3 224.0 369788.715 0.1027 0.503 1.592 0.316

3+088. 3+200. 3+200.

-9.57 3186.7 112.0 207934.133 0.0578 0.492 1.592 0.309

3+200.

3+200. 3+240. 3+240.

-9.55 1282.4 40.0 83673.99 0.0232 0.492 1.592 0.309

3+260. 3+264. 3+264.

-9.55 134.26 4.0 8760.465 0.0024 0.492 1.592 0.309

3+264.

3+264. 3+264. 3+335.

2.18 1473.8 71.0 96163.4925 0.0267 0.235 1.592 0.148

3+335. 3+460. 3+441.

-15.16 2373.4 106.0 154866.96 0.0430 0.620 1.592 0.389


3+441. 3+460.

-5.18 433.19 19.0 28265.6475 0.0509 0.362 1.592 0.228

3+490. 3+510.

-5.18 253.67 20.0 16551.9675 0.0046 0.362 1.592 0.228

3+510. 3+590.

3+590. -

13.97 1064.8 80.0 69477.5475 0.0239 0.595 1.592 0.374

3+620. 3+620. 3+720.

9.99 2178.7 100.0 142158.87 0.0395 0.503 1.592 0.316

3+720. 3+880. 3+880.

-17.42 3969.2 160.0 258990.953 0.0719 0.664 1.592 0.417

3+880. 3+880. 3+940.5

4.32 1469.2 60.5 95863.3425 0.0266 0.331 1.592 0.208

3+940.5 4+086.

-11.23 3372.2 145.5 220038.008 0.0611 0.533 1.592 0.335

4+086. 4+199.

-4.82 2539.6 113.0 165706.943 0.1072 0.350 1.592 0.220

4+199. 4+233.1

-8.91 616.53 34.1 40228.5825 0.1183 0.475 1.592 0.298

4+233.1 4+280.

-6.81 910.79 46.9 59429.0475 0.1348 0.415 1.592 0.261

4+280. 4+349.

-15.15 1361.6 69.0 88845.705 0.1595 0.620 1.592 0.389

4+349.

4+384.

4+384. -7.7 644.53 35.0 42055.5825 0.1712 0.442 1.592 0.277

4+384.

4+384. 4+441.

-7.7 1543.1 57.0 100689.233 0.0280 0.442 1.592 0.277

4+441. 4+473.1

-5.53 539.22 32.1 35184.105 0.0377 0.374 1.592 0.235

4+473.1 4+506.4

-7.6 797.73 33.2 52051.8825 0.0522 0.439 1.592 0.276

4+506.4

4+521.7

4+521.7 -2.03 588.59 15.4 38405.4975 0.0629 0.227 1.592 0.142


7. CONCLUSIONES

La vía Aguas Vivas - Piojó es una vía de 6 m de ancho, que habilita una vieja vía conservando el alineamiento horizontal y ajustando el perfil vertical para cumplir con las pendientes maximas. Es una vía de fuertes pendientes que pasa de la cota 200 a la 400 en 4.5 km. Las cuencas se identificaron en planos 1:25.000 del Instituto A. Codazzi y en imágenes oblicuas de Google, de acuerdo a las divisorias de la topografía. Las estructuras se encuentran asignadas a las cuencas identificadas. La parte alta de la vía cruza las cabeceras de los arroyos que formarán más abajo el arroyo Piojó. La parte baja llegando a Aguas Vivas discurre por un filo sin cuencas, el cual se corta en cajón para mejorar las pendientes, siendo necesario diseñar cunetas a ambos lados de la vía. La mayoría de las obras se dejaron en el mismo lugar de las existentes rediseñándolas de acuerdo al caudal esperado, respetando una altura mínima de 1 m, para facilitar la limpieza. El ancho se moduló en 1, 2 y 3 m según el caudal. En las abscisas k0+354.5 y k0+456.9 existen box culvert en concreto de 2x2 y 2x1 respectivamente, por lo cual en estos casos, luego de verificar que funcionan hidráulicamente, se sugiere dejar estas obras sin intervención, siempre y cuando estructuralmente se encuentren en buen estado. En algunos sitios había empozamiento y humedades por lo que fue necesario diseñar obras adicionales a las existentes.


ANEXO 1 SECCIONES TRANSVERSALES DE LAS OBRAS


ANEXO 2 REGISTRO FOTOGRAFICO


Foto 1: k0+030 Batea al inicio del proyecto

Foto 2: K1+130 Arroyo aguas abajo


Foto 3: K1+130 Arroyo aguas arriba

Foto 4: K1+440 Batea aguas abajo


Foto 5: K1+440 encole de la batea aguas arriba

Foto 6: K1+800 vista vertical estructura aguas abajo


Foto 7: K1+800 Alcantarilla aguas arriba

Foto 8: K2+030 Batea aguas arriba


Foto 11: K2+110 Batea fracturada aguas abajo



Foto 13: K2+188 Encole batea aguas arriba

Foto 14: K2+740 Descole batea aguas abajo


Foto 17: K2+864 Batea arriba

Foto 18: K3+200 Alcantarilla doble aguas abajo


Foto 19: K3+200 Alcantarilla doble aguas arriba

Foto 20: K3+278 Alcantarilla aguas arriba


Foto 21: K3+278 Alcantarilla aguas abajo

Foto 22: K4+384 Alcantarilla colmatada aguas arriba


Foto 23: Descole cuneta izquierda

Foto 24: Descole cuneta izquierda


ANEXO 3 PLANOS


Barranquilla, marzo 30 de 2009 Señores SECRETARIA DE INFRAESTRUCTURA GOBERNACION DEL ATLANTICO Att. Ing. Mercedes Muñoz Ciudad Ref. Contrato No. 0108*2008*000222*21*1 “Estudio Hidrológico de las Vías Hibácharo – Piojó, Aguas Vivas – Piojó y Cien Pesos – Las Tablas” Cordial saludo, Adjunto entrego para su revisión y aprobación el Informe Final del proyecto VIA AGUAS VIVAS – PIOJO Correspondiente al Contrato de la referencia “ESTUDIO HIDROLOGICO DE LAS VIAS HIBACHARO – PIOJO, AGUAS VIVAS – PIOJO Y CIEN PESOS – LAS TABLAS Atentamente, JUAN M. CAICEDO REYES Ing. Consultor

gobernacion del atlantico secretaria de … · 5.hidrologia 5.1 caracterÍsticas de las cuencas de...

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