hucapongo- hidrologia y drenaje (3)

7/18/2019 Hucapongo- Hidrologia y Drenaje (3)

http://slidepdf.com/reader/full/hucapongo-hidrologia-y-drenaje-3 1/22

CAUDAL PARA EL DISEÑO DE CUNETAS PARA DRENAJE(PARA TRAPEZOIDAL DE CONCRETO).

CUNETASLas cunetas son zanjas longitudinales revestidas o sin revestir abiertas en el terreno,

ubicadas a ambos lados o a un solo lado de la carretera, con el objeto de captar,

conducir y evacuar adecuadamente los flujos del agua superficial. Se proyectarán para

todos los tramos al pie de los taludes de corte, longitudinalmente paralela y adyacente a

la calzada del camino y serán de concreto vaciadas en el sitio, prefabricados o de otro

material resistente a la erosión. Serán del tipo triangular, trapezoidal o rectangular,

siendo preferentemente de sección triangular, donde el ancho es medido desde el bordede la rasante hasta la vertical que pasa por el vértice inferior. La profundidad es medida

verticalmente desde el nivel del borde de la rasante al fondo o vértice de la cuneta.

Capacidad de las cunetas se i!e p" d"s l#$ites%

• audal que transita con la cuneta llena• audal que produce la velocidad má!ima admisible

"ara el dise#o hidráulico de las cunetas utilizaremos el principio del flujo en canales

abiertos, usando la ecuación de $anning%

&onde%

' % audal (m) *seg+ % elocidad media (m*s+ - % rea de la sección (m/ + " % "er0metro mojado (m+ 1h % -*" 1adio hidráulico (m+ (área de la sección entre el per0metro mojado+. S % "endiente del fondo (m*m+ n % oeficiente de rugosidad de $anning

Dise&" de Cunetas



'el"cidad $i$a pe$isi*le

2s la velocidad má!ima promedio que se desarrolla dentro del canal y no causa erosión

a éste. Lo primero es determinar el área aferente o tributaria de la cuneta, para este pasoson necesarios los planos de planta y perfil de la carretera. $ediante estos se

establecerá el ancho del impluvium caracter0stico del sector.

2n el dise#o de cunetas, el caudal hidrológico se iguala al caudal hidráulico, y as0

despejar la longitud de la cuneta L, que corresponde a la separación entre alcantarillas.

&onde%

% oeficiente de escorrent0a que depende del tipo de terreno. 3% 3ntensidad de dise#o en mm*hora. -4ributaria% rea tributaria o aferente de la cuneta en m/. % elocidad media en la cuneta en m*seg. -uneta% rea de la cuneta en m/ 5% -ncho del 3mpluvium en metros. L% Longitud de la cuneta en metros. n% oeficiente de rugosidad de $anning. 1% 1adio hidráulico de la cuneta S% "endiente longitudinal de la cuneta en tanto por uno.



CUNETAS TRAPEZOIDALES

Las cunetas se dise#an teniendo en cuenta que la pendiente longitudinal favorezca elescurrimiento, en principio es la misma de la v0a pero en ning6n caso debe ser menor del

7.789: La capacidad hidráulica debe ser suficiente y la remoción del material o

sedimento producto de la erosión depositada en ellas debe ser fácil de remover. La

capacidad hidráulica se determina con base en la fórmula de $anning 'ueda

determinada por los mismos parámetros que caracterizan la rectangular b,h a los que se

agregan los taludes laterales z;, z/. Se entiende entonces que los taludes se escogen

para garantizar la estabilidad geotécnica de la sección transversal. - pesar de esto esnecesario proteger las paredes con alg6n tipo de material, cuando la magnitud de la

pendiente pueda inducir velocidades elevadas. Se prefire usar en la aplicación practica

una seccion trapezoidal por su estabilidad y cuando sea factible evitar el recubrimiento.

E+PLEO DE CUNETAS TRAPEZOIDALES.

Cunetas " ,an-as de c""nacin.

Las cunetas o zanjas de coronación son canales que se construyen en la parte superior

de los taludes de corte, para recoger las aguas que bajan por las pendientes naturales y

conducirlas hacia la quebrada o descarga más pró!ima del sistema general de drenaje,

evitando de este modo la erosión del terreno, especialmente en zonas de pendiente

pronunciada.



Zan-as de dena-e

Las zanjas de drenaje son canales que se construyen en la parte inferior de los taludes

de relleno en forma longitudinal lateral o transversal al alineamiento de la carretera, para

recoger las aguas que bajan por el talud y terrenos adyacentes para conducirlas hacia la

quebrada o descarga más pró!ima del sistema general de drenaje, evitando de este

modo la erosión del terreno. <ormalmente son de forma rectangular, pero también

pueden ser trapezoidales, si se requiere una mayor dimensión.

ELE+ENTOS /EO+0TRICOS DE UNA SECCI1N TRAPEZOIDAL.

2stos elementos son muy importantes para el cálculo del flujo. 2n un canal artificial se

definen en términos de la profundidad de flujo y las dimensiones de la sección: en

canales naturales se determinan curvas que representen la relación entre los elementos

y la profundidad del flujo.



2ea (A)% 2s el área mojada o área de la sección transversal del flujo,

perpendicular a la dirección de flujo.

Pe#$et" $"-ad" (P)% 2s la longitud de la l0nea de intersección de la superficie

de canal mojada y de un plano transversal perpendicular a la dirección de flujo.

Anc3" supe4icial (T). 2s el ancho de la sección del canal en la superficie libre.

= >

P"4undidad 3idulica (D). 2s la relación entre el área mojada y el ancho en la

superficie.

= ( > . +( + * ( > +

5act" de seccin (Z). Se utiliza para el cálculo de flujo cr0tico. 2s el producto del

área mojada y la raiz cuadrada de la profundidad hidráulica.

= ?

P"4undidad de 4lu-" (6). 2s la distancia vertical desde el punto más bajo de una

sección del canal hasta la superficie libre.

Pendiente n"$al (S) uando se conocen el caudal y la rugosidad, la ecuación

de $anning puede utilizarse para determinarla pendiente en un canal prismáticoen el cual el flujo es uniforme a determinada profundidad de flujo dn. La pendiente

determinada de esta manera algunas veces se llama espec0ficamente pendiente



normal Sn. La pendiente del fondo del canal es una de las variables principales,

ya que en función de ella se calcula la velocidad media del canal. -l variar la

pendiente del canal hasta cierto valor, es posible cambiar la profundidad normal yhacer que el flujo uniforme ocurra en un estado cr0tico para el caudal y la

rugosidad determinados. La pendiente as0 obtenida es la pendiente critica Sc, y la

profundidad normal correspondiente es igual a la profundidad cr0tica

5act" de seccin paa el clcul" de 4lu-" uni4"$e (A.R789)% 2s el producto

del área mojada y el radio hidráulico elevado a la potencia (/*)+.

. *

E:PEDIENTE T0CNICO PARA LA O;RA% <+EJORA+IENTO CARRETERA 'IR=>?UACAPON/O> PRO'INCIA DE 'IRU. LA LI;ERTAD@

CALCULO DE CAUDALES

"recipitación $á!ima en /@ horasSe cuenta con datos de precipitaciones má!imas en /@ horas en las estaciones

4rujillo (;AB)C;AA/+ y Laredo (;ADDC/777+. Los valores se muestran en los

uadros <E / y <E ) y su representación gráfica en las figuras <E /, <E ), <E @ y <E

8, en donde se observa que los valores má!imos registrados en las estaciones

4rujillo y Laredo, son ;/ mm y /F.) ocurridos en los a#os ;ABF y ;AAF

respectivament



Cuad" N 7

ESTACI1N TRUJILLO S>B8DRE>9 .>PRECIPITACION +A:I+A EN 7B ?RS ($$)

LATITUD % FG S DEPARTA+ENTO LaLON/ITUD% H G PRO'INCIA Tu-ill"ALTITUD % 9F $sn$ DISTRITO Tu-ill"

;AB 8, 7 7,7 /, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, 8

;AB 7, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, 7

;AB 7, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, 7

;AB 7, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, 7

;AB 7, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, 7;AB ;/, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, ;/,7

;AB 7, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, 7

;AF 7, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, 7

;AF 7, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, 7

;AF 7, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, 7

;AF 4 7 7,) /, 7, 7, 7, S* 7, 7, 7,7 7, /

;AF 7, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, 7

;AF 7, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, 7

;AF 7, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, 7

;AF D, S*& 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, D;AF 7, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, 7

;AF 7, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, 7

;AA 7, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, 7

;AA 7, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, 7

;AA 7, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, 7

$a! ;/, 7 7,) /, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, ;/,7"rom ;, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, ;$in. 7, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, 7

&.2st ), 7 7,; 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7,7 7, )

A& En 5e*. +a. A* +a Ju J A! Se Oc N" Di +i$



Cuad" N 9ESTACI1N LAREDO 8CO>B8DRE>9 .>PRECIPITACION +A:I+A EN 7B ?RS ($$)

LATITUD % FG S DEPARTA+ENTO%LaLi*etad

LON/ITUD% H FG K PRO'INCIA % Tu-ill"ALTITUD % $sn$ DISTRITO % Laed"

A&" En 5e*. +a. A* +a Ju J A! Se Oc N" Di +i$

;AD 7, 7 S*& S* S* S* 4 4 4 4 4 4 7

;AD ), ) 4 4 7, 4 4 4 4 ;, 4 4 )

;AD 4 4 4 4 7, 4 4 4 4 4 4 7, 7

;AD 4 7 ;,8 7, 7, 4 4 4 4 ;, ;, 4 ;

;AB ), 7 ;,8 7, ;, 4 4 4 7, ), 4 4 );AB 7, 7 D,/ /, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7, 7, D

;AB @, F ;D,F 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 4 ), ;D,F

;AB /, ; /,@ /, 7, 7, 7, 4 7, 7, 7, ;, /

;AB ), ) 7,7 7, 7, ;, 7, 7,7 7, 7, 7, 7, )

;AB /, / B,D ;, 4 7, 7, /,F 7, ;, 7, 7, B

;AB 7, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7, ;, ;

;AB /, ; 7,7 ;, ;, 7, 7, 7,7 7, 7, 7, 7, /

;AB 7, / 4 7, 7, 7, 7, 7,7 S* S* 7, 7, /

;AB 7, 7 ;,8 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7, 7, ;

;AF 7, 7 @,A 7, 7, 7, 7, 7,7 7, /, 7, ;, @;AF ;, B 7,8 7, 7, 7, 7, ;,/ 7, /, 7, 7, B

;AF 7, / 7,@ /, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7, 7, /

;AF ), ; ;/,; /, D, 7, 7, 7,7 7, 7, 7, 7, ;/,;

;AF ;, / /,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7, 7, /

;AF 7, ; 7,7 7, ;, 7, 7, 7,7 ;, 7, 7, /, /

;AF ), 7 ;,B 7, 7, 7, 7, 7,/ 7, 7, 7, 7, )

;AF ;, ; ;,D @, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7, 7, @

;AF /, 7 7,8 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7, 7, /

;AF 7, ; ),; ;, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7, 7, )

;AA 7, 7 7,F 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, /, 7, /

;AA 7, / /,F 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7, /, /

;AA 7, ; 7,) 7, ;, 7, 7, 7,7 7, 7, 7, 7, ;

;AA 7, ) D,F /, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7, /, D

;AA 7, @ ;,A ), 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7, 8, 8

;AA ;, 7 /,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7, 7, /

;AA /, ) ;,D 7, 7, 7, 7, 7,7 7, ;, 7, 7, )

;AA 7, 7 7,@ /, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7, ;) ;),D

;AA B, / F,D 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7, 7, /F,)

;AA /, @ 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 ;, 7, 7, /, @/77 7, ; /,D ), ), ;, 7, 7,7 7, 7, 7, /, )



$a! B, / ;D,F @, D, ;, 7, /,F ;, ), /, ;) /F,)"rom ;, / ),7 ;, 7, 7, 7, 7,; 7, 7, 7, ;, @$in. 7, 7 7,7 7, 7, 7, 7, 7,7 7, 7, 7, 7, 7&.2st ;, 8 ),A ;, ;, 7, 7, 7,D 7, ;, 7, /, 8

5i!. NM 7

ESTACION TRUJILLO

?ISTO/RA+A DE PRECIPITACIONES +A:I+AS

EN 7B ?ORAS

;@,7

;/,7

;7,7

F,7

D,7

@,7

/,7

7,7;AB) ;AB8 ;ABB ;ABA ;AF; ;AF) ;AF8 ;AFB ;AFA ;AA;

AÑO

P R E C I P I T A C I O N

( $ $ )



5i!. NM 9

ESTACION TRUJILLO

'ARIACIONES DE LA PRECIPITACION + ENSUAL$ a! "rom. $ in.

;@,7

;/,7

;7,7

F,7

D,7

@,7

/,7

7,72ne. Geb. $ ar. - br. $ ay. Hun. Hul. - go. Set. Ict. <ov. &ic.

+ ES

5i!. NM B ESTACION LAREDO ?ISTO/RA+A DE PRECIPITACIONES +A:I+AS

EN 7B ?ORAS

)7,7

/8,7

/7,7

;8,7

;7,7

8,7

7,7;ADD ;ADF ;AB7 ;AB/ ;AB@ ;ABD ;ABF ;AF7 ;AF/ ;AF@ ;AFD ;AFF ;AA7 ;AA/ ;AA@ ;AAD ;AAF /777

AÑO

+ A:I+A EN 7B ?ORAS

P R E C I P I T A C

I O N

( $ $ )



5i!. NM F ESTACION LAREDO

'ARIACIONES DE LA PRECIPITACION + ENSUAL

+ A:I+A EN 7B ?ORAS$ a! "rom. $ in.

)7,7

/8,7

/7,7

;8,7

;7,7

8,7

7,72ne. Geb. $ ar. - br. $ ay. Hun. Hul. - go. Set. Ict. <ov. &ic.

+ ES

Los valores observados de precipitación má!ima en /@ horas, fueron ajustados a la

distribución teórica Log "earson 4ipo 333, utilizándose series parciales y luego

asignándoles una probabilidad de ocurrencia correspondiente a diferentes per0odos de

retorno.

2n los cuadros <E @ y <E 8, se muestra el análisis y los valores esperados. "ara los

per0odos de retorno de 87 y ;77 a#os, los valores son los siguientes%

Cuad" N B

AJUSTE DE LAS PRECIPITACIONES +2:I+AS EN 7B ?ORASESTACI1N TRUJILLO

Nde

P +A: 7B ?R($$)

L"! P L"! P>+edi

:7 :9

; ;/,7 ;,7BA/ 7,F);B 7,DA 7,8B8)/ D 7,BBF/ 7,8)7B 7,/F 7,;@A@) 8 7,DAA7 7,@8;8 7,/7 7,7A/7@ / 7,)7;7 7,78)8 7,77 7,777/

8 7 C7,)7;7 C7,8@F8 7,)7 C7,;D87D 7 C7,)7;7 C7,8@F8 7,)7 C7,;D87



B 7,) C7,8//A C7,BB7@ 7,8A)8 C7,@8B/

;,B)/@ 7,7777 /,)B 7,7/AB

< = B &esv.2st. = 7,D/$edia = 7,/@B8 Sesg = 7,7/

PRECIPITACIONES +A:I+AS EN 7B ?ORAS +ETODO LO/ PEARSON TIPO IIIL"! P +edia Des.Est Q

PERIODODE

RETORNO

PRO;A;ILIDAD

5ACTORDE

5RECUENC

L"! P P.+A:

ERRORESTAND

AR

/ 7, C7,77@D 7,/@@D ; 7,

8 7, 7,F@7/ 7,BBD; D ;,; 7, ;,/F@8 ;,788B ;; ),/ 7, ;,B8A8 ;,)8@8 // ;/,8 7, /,7DFD ;,8@A7 )8 )7,

;77 7, /,)@DF ;,B/@7 8) DF,

Cuad" N F

AJUSTE DE LAS PRECIPITACIONES +2:I+AS EN 7B ?ORASESTACI1N LAREDO

Nde

P +A: 7B ?R($$)

L"! P L"! P>+edi

:7 :9

; / ;,@8;F 7,FDF/ 7,B8 7,D8@8/ ; ;,//8) 7,D@;F 7,@;; 7,/D@)) ; ;,;))8 7,8877 7,)7 7,;DD@@ ; ;,7F/F 7,@AA/ 7,/@ 7,;/@@8 B 7,FF7F 7,/AB) 7,7F 7,7/D)D B 7,F8B) 7,/B)F 7,7B 7,7/78B D 7,F)/8 7,/@A7 7,7D 7,7;8@F D 7,BA/@ 7,/7FF 7,7@ 7,77A;A 8 7,B/@) 7,;@7B 7,7; 7,77/F; @ 7,DA7/ 7,;7DD 7,7;; 7,77;/; @ 7,D8)/ 7,7DAB 7,77 7,777); @ 7,D7/; 7,7;F8 7,77 7,7777; ) 7,8A;; 7,77B8 7,77 7,7777; ) 7,8BAF C7,77)F 7,77 7,7777; ) 7,88D) C7,7/B/ 7,77 7,7777; ) 7,88D) C7,7/B/ 7,77 7,7777; ) 7,@A;@ C7,7A// 7,77 C7,777F



; ) 7,@A;@ C7,7A// 7,77 C7,777F; ) 7,@A;@ C7,7A// 7,77 C7,777F/ / 7,@@B/ C7,;)D@ 7,7; C7,77/8

/ / 7,@@B/ C7,;)D@ 7,7; C7,77/8/ / 7,@@B/ C7,;)D@ 7,7; C7,77/8/ / 7,@);@ C7,;8// 7,7/ C7,77)8/ / 7,@;87 C7,;DFD 7,7/ C7,77@F/ / 7,)ABA C7,;F8D 7,7) C7,77D@/ / 7,)ABA C7,;F8D 7,7) C7,77D@/ / 7,)7;7 C7,/F/8 7,7B C7,7//D/ / 7,)7;7 C7,/F/8 7,7B C7,7//D/ / 7,)7;7 C7,/F/8 7,7B C7,7//D) ; 7,/88) C7,)/F) 7,;7 C7,7)8@) ; 7,;BD; C7,@7B8 7,;D C7,7DBD

) ; 7,;BD; C7,@7B8 7,;D C7,7DBD) ; 7,7BA/ C7,87@@ 7,/8 C7,;/F)

;A,/8B/ 7,7777 ),;8 7,FFB8

< = )) &esv.2 = 7,);$edia = 7,8F) Sesg = 7,A8

PRECIPITACIONES +A:I+AS EN 7B ?ORAS +ETODO LO/PEARSON TIPO IIIL"! P +edia

Des.Est Q

PERIODODE

RETORNO

PRO;A;ILIDAD

5ACTORDE

5RECUENC

L"! P P.+A:

ERRORESTAND

AR

/ 7, C7,;8@D 7,8)87 ) 7,8 7, 7,B8AB 7,F//) D 7,; 7, ;,))@F ;,77)7 ;7 7,/ 7, /,7/DA ;,//7@ ;D ;,8 7, /,8/;F ;,)BD7 /) ),; 7, /,AAF@ ;,8/8B )) D,

Pecipitacin $i$a en 7B 3"as ($$)

Pe#"d" deRet"n"

Estacin

Laed"

87 /).F mm

;77 )).D mm



Cuad" N

AJUSTE DE LA PRECIPITACI1N TOTAL+ENSUAL ESTACION LAREDO

Nde

P. TOTAL($$)

L"! P L"! P>+edi

:7 :9

; D ;,F/@F ;,77@/ ;,77F ;,7;/B/ ) ;,8/D) 7,B78F 7,@AF 7,)8;D) / ;,))D8 7,8;8A 7,/DD 7,;)B)@ / ;,))7@ 7,87AA 7,/D7 7,;)/88 / ;,)/@) 7,87)B 7,/8) 7,;/BFD ; ;,/A77 7,@DA8 7,//7 7,;7)8

B ; ;,/88) 7,@)@B 7,;FA 7,7F/;F ; ;,;D@@ 7,)@)F 7,;;F 7,7@7DA ; ;,;;)A 7,/A)@ 7,7FD 7,7/8); ; ;,7;B7 7,;AD8 7,7)F 7,77BD; ; ;,7;B7 7,;AD8 7,7)F 7,77BD; A 7,AB); 7,;8/D 7,7/) 7,77)D; A 7,A8@/ 7,;))B 7,7;B 7,77/@; F 7,A;)F 7,7A)) 7,77F 7,777F; F 7,A7F8 7,7FBA 7,77B 7,777B; 8 7,BB7A C7,7@AB 7,77/ C7,777;; 8 7,B7BD C7,;;)7 7,7;/ C7,77;@; 8 7,B7BD C7,;;)7 7,7;/ C7,77;@; 8 7,DAA7 C7,;/;D 7,7;@ C7,77;F/ @ 7,DF;/ C7,;)A) 7,7;A C7,77/B/ @ 7,DD/F C7,;8BF 7,7/@ C7,77)A/ @ 7,D@)8 C7,;BB; 7,7); C7,778D/ @ 7,D7/; C7,/;F8 7,7@B C7,7;7@/ ) 7,8BAF C7,/@7F 7,78F C7,7;@7/ ) 7,@A;@ C7,)/A/ 7,;7F C7,7)8B/ ) 7,@BB; C7,)@)@ 7,;;F C7,7@78/ / 7,@@B/ C7,)B)@ 7,;)A C7,78/;/ / 7,)ABA C7,@//D 7,;BF C7,7B88/ / 7,)7;7 C7,8;A8 7,/DA C7,;@7/

) / 7,)7;7 C7,8;A8 7,/DA C7,;@7/) ; 7,/BFF C7,8@;F 7,/A) C7,;8A7) ; 7,/7@; C7,D;D@ 7,)F7 C7,/)@/) ; 7,;BD; C7,D@@8 7,@;8 C7,/DBB

/B,7BF8 7,7777 8,@)/ 7,F@A8

< = )) &esv.2st. = 7,@;

$edia = 7,F/7 Sesg = 7,@

Intensidades de lluia



Las intensidades han sido estimadas a partir de los datos de precipitación má!ima en /@

horas y precipitación má!ima mensual para el mismo per0odo de retorno. "ara ello lasprecipitaciones má!imas en /@ horas y la precipitación total mensual correspondiente,

fueron ajustadas a la distribución Log "earson 4ipo 333.

La intensidad en forma general puede ser representada por la siguiente relación%

Ji = CCCC

dn

&onde%

i= intensidad en mm*hora

d = duración de la lluvia en horas

J, n = parámetros que dependen de la zona

"ara el presente caso se van a estimar los parámetros J, n para un per0odo de retorno

de ;77 a#os, sobre la base de las intensidades para una duración de /@ horas y un mes.

Las intensidades para un per0odo de retorno pueden ser estimadas sobre la base de las

siguientes relaciones%

"ma! /@h(;77+ "ma! $es(;77+i/@ = CCCCCCCCCCCCCCCCCCCC: i mes = CCCCCCCCCCCCCCCCCC

/@ h B/7 h&onde%

i/@ = 3ntensidad má!ima de /@ horas, para un periodo de retorno 4r.

i mes = 3ntensidad má!ima de un mes, para un periodo de retorno 4r.

"ma! /@h (;77+ = "recipitación má!ima en /@ horas, para un per0odo de retorno de ;77

a#os.

"ma! $es (;77+ = "recipitación má!ima en un mes, para un per0odo de retorno de ;77

a#os.Luego se pueden plantear las siguientes relaciones%



K Ji/@ = CCCCCCCCCCCCC, i mes = CCCCCCCCCCCC

/@ n B/7 n

1esolviendo, se obtienen los valores de J y n.

2n los cuadros <E 8 y <E D, se muestran los ajustes a la distribución Log "earson 4ipo

333, de las precipitaciones má!imas en /@ horas y las precipitaciones totales mensuales,

para la estación Laredo. Los valores calculados de n y k , con los cuales se determina la

intensidad de dise#o son las siguientes%

n= 7.B@F

J= ;8.7F@

;8.7F@Luego, i;77= CCCCCCCCCC

d7.B@F

&onde%

3;77 = intensidad en mm*hora, para un per0odo de retorno de

;77 a#os d = duración de la lluvia en hora

2n el cuadro <E B se muestran las intensidades de dise#o para per0odos de

retorno de ;7, /8, 87 y ;77 a#os y en la figura <E D, su representación gráfica.

Cuad" N HIntensidades de dise&".> Estacin Laed"

T (a&"s) a&"s 7F a&"s F a&"s a&"s @,D B,) ;7,88) ;8,7F@n 7,B 7,B 7,B 7,B@F

t ($inut"s)

8 )7, @B, DB, AD,BB

; ;F, /F, @7, 8B,D/

; ;), /7, /A, @/,88

/ ;7, ;D, /), )@,);

) B,A/ ;/, ;B, /8,))

@ D,)B A,AA ;@, /7,@)

8 8,)F F,@D ;/, ;B,/A

D @,DF B,)A ;7, ;8,7F

; /,BB @,@; D,)7 F,AF; /,7@ ),/D @,DD D,D)



/@7 ;,D@ /,D) ),BD 8,)8

5i!ua NCua Inte nsidad>Duacin>5e cue ncia

Es tacin Lae d"

;/7

;77

F7

D7

@7

/7

78 ;7 ;8 /7 )7 @7 87 D7 ;/7 ;F7 /@7

Duacin ($ inut"s)

;7 a#os

/8 a#os

87 a#os

;77 a#os

Esti$acin de Desca!as +i$as

"ara determinar el caudal de escorrent0a superficial que deben drenar las

alcantarillas, ha sido necesario calcular las descargas má!imas mediante relaciones

emp0ricas, dado que no se dispone de información hidrométrica para evaluar la

escorrent0a.

Las relaciones emp0ricas seleccionadas para determinar las descargas má!imas están

en relación directa con las intensidades má!imas de precipitación para diferentes

duraciones y per0odos de ocurrencia para cuencas de área hasta ;8 Km/.

"ara cuencas mayores de ;8 Km/, las relaciones emp0ricas empleadas están en

función de tama#o del área de la cuenca, cobertura y tipo de suelos.

Cuencas $en"es de F Q$7

+t"d" Raci"nal

2ste método es aplicado con buenos resultados en cuencas con áreas que no

e!ceden de ;8 Jm/. La descarga má!ima instantánea es determinada sobre la base

de la intensidad má!ima de precipitación y seg6n la relación%

3 -

' = CCCCCCCCCC).D

I n t e n s i d a d ( $ $ 8 3 " a )



Donde:

' = &escarga pico en m)*seg.

= oeficiente de escorrent0a

3 = 3ntensidad de precipitación en mm*hora.

- = -rea de cuenca en Km/.

Las -sunciones en que se basa este $étodo son%

La magnitud de una descarga originada por cualquier intensidad de precipitación

alcanza su má!imo cuando esta tiene un tiempo de duración igual o mayor que eltiempo de concentración.

La frecuencia de ocurrencia de la descarga má!ima es igual a la de la

precipitación para el tiempo de concentración dado.

La relación entre la descarga má!ima y tama#o de la cuenca es para la misma

que entre la duración e intensidad de la precipitación.

2l coeficiente de escorrent0a es el mismo para todas las tormentas que se

produzcan en una cuenca dada.

"ara efectos de la aplicabilidad de ésta formula el coeficiente de escorrent0a

y la intensidad de la precipitación var0a de acuerdo a las caracter0sticas

geomorfológicas de la zona% topograf0a, naturaleza del suelo y vegetación de la

cuenca.

"ara altitudes de /77 a ),777 m.s.n.m, el coeficiente de escorrent0a puede variar

de 7.;7 a 7.)8 tal como se muestra a continuación.

COE5ICIENTES DE ESCORRENTIA C

PARA ALTITUDES DE 7 a 9V $.s.n.$.

C"e4icient +"4"l"!#a

7.;7

7.;8

4errenos arenosos, llanos y con bosques.

4errenos arenosos, llanos y con pastos

4errenos con limos y arcillas, llanos y con



7.)8 4erreno con limos y arcillas, llanos y con pastos.

2n el cuadro <E F se muestran los caudales má!imos por unidad de área, en función

del tiempo de concentración para diferentes periodos de retorno para la estación

representativa Laredo. 2n la figura <E B, se muestra las curvas de caudales

espec0ficos para un per0odo de retorno de ;77 a#os y diferentes coeficientes de

escorrent0a.

Cuad" N

Caudales unitai"s.> +t"d" aci"nal ($98s8$7)Estacin epesentatia Laed"

C Tie$p" de c"ncentacin ($inut"s) +"4"l"!#a 7 9 7

7, ;,D 7,A 7,B 7,@ 7,/ 4errenos arenosos, llanos y conbosques

7, /,@ ;,@ ;,7 7,D 7,) 4errenos arenosos, llanos y conpastos

7, @,7 /,) ;,B ;,7 7,D 4errenos con limos y arcillas,llanos y con bosques

7, 8,D ),) /,@ ;,@ 7,F 4errenos con limos y arcillas,

llanos y con pastos

Figura N° 7

Caudales unitarios.-Estación representativa Laredo

6,00

5,00

4,00

3,00

2,00

C=0.10

C=0.15

C=0.25

C=0.35

1,00

0,0010 20 30 60 120

Tiempo de concentración (min)

C a u d a l e s

3 s ! m " )



2l tiempo de concentración (4c+ se determina de acuerdo a la fórmula de Kirpich%

4c = 7.7;A8 K 7.BB

&onde%

L)

K = CCCCCCCCM

4c = 4iempo de concentración en minutos

L = Longitud del curso principal en metros

M = &iferencia de nivel en metros

La descarga pico será%

' = q ! -

&onde%

' = &escarga pico en m)*s.

q = &escarga por unidad de área de cuenca (m)*s*Jm/+

- = rea de la cuenca en Km/

.

Cuencas +a6"es de F Q$7

Las fórmulas anteriormente descritas no pueden ser aplicadas a cuencas mayores de

;8 Jm/ puesto que en estas superficies intervienen factores que hacen variar

fundamentalmente las valores de las descargas con relación a las precipitaciones por

las caracter0sticas de las cuencas como son geológicas, morfológicas, vegetación y

utilización en mayor o menor escala de los suelos. &ado que no se disponen en la

zona de estudio, registro hidrométrico, ni series históricas de observaciones de niveles

de agua, las fórmulas emp0ricas empleadas son contrastadas con observaciones de

niveles má!imos (marcas naturales+ de las áreas por drenar.

+t"d" de C3"W

hoN, desarrolló un método para el cálculo del caudal pico de hidrogramas de dise#o

de alcantarillas y estructuras de drenaje, la relación propuesta es la siguiente%

7./BF "e -c

'p = CCCCCCCCCCCCCCCCC O



de

&onde%

'p = caudal pico en m)*seg.

de = duración efectiva en horas.

-c = rea de la cuenca en Jm/.

"e = precipitación efectiva en mm.

O = factor de reducción de pico

&e acuerdo al P.S Soil onservation Service, la precipitación efectiva en función del

n6mero de escurrimiento y de la altura de lluvia total ", es el siguiente%

87F( " C CCCCCCCCCC > 8.7F+ /

<"e = CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC

/7)/" >CCCCCCCCCCCCCC/7.)/

<

&onde, < es el n6mero de escurrimiento, cuyo valor depende del tipo de suelo, la cobertura

vegetal, la pendiente del terreno y la precipitación antecedente, entre otros factores.

"ara esta zona, con cultivos y pastizales y para suelos de arenas con poco limo y arcilla, le

corresponde un valor de < igual a DF.

2l factor de reducción de pico O se calcula, como una función del tiempo de retraso y de la

duración en e!ceso de.

2n el presente caso los caudales má!imos de las quebradas y r0os han sido determinadas

basándose en datos de intensidadCduraciónCfrecuencia, elaborado para la estación Laredo.

"ara un per0odo de retorno de ;77 a#os, y en función de la altura de lluvia total ", se tiene

la siguiente ecuación%

"= ;8.7F@d7./8/

&onde%

"= altura de lluvia en mm.



d = duración de la lluvia en horas.

2n el cuadro <E A se muestra los caudales má!imos por el método de hoN.

Cuad" NM

CAUDAL +2:I+O XUE;RADA 7PERIODO DE RETORNO T a&"s

P F.B d .7F7de

($in.)P($

Pe($

de8t Z Xp($98se!.)

/7 ;; ),A 7, 7, 87,8@7 ;) 8,@ 7, 7, D@,A

D7 ;8 D,8 ;, 7, B/,/F7 ;D B,@ ;, 7, B@,@; ;B F,/ ;, 7, B),D; ;F F,F /, ;, DA,A; ;F A,@ /, ;, D@,D; ;A A,A /, ;, 8B,F; ;A ;7 ), 7, @A,B/ /7 ;7 ), 7, @7,7

hucapongo- hidrologia y drenaje (3)

Documents