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CENTRO DE GESTIÓN DE RESIDUOS DE GIPUZKOA

PROYECTO TÉCNICO Y ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL

ANEJO 8. ESTUDIO Y CÁLCULOS HIDRÁULICOS (DESVÍO Y RECUPERACIÓN REGATA ARKAITZA)

0 13.03.09 Edición F. Oroz A. García-Ramos E. GauxachsRev. Fecha Modificación Realizado Revisado Verificado

estudio hidraulico / AGR /21/10/2010 pág. 1 / 31


Centro de Gestión de Residuos de Gipuzkoa

ANEJO 8. ESTUDIO Y CÁLCULOS HIDRÁULICOS (DESVÍO Y RECUPERACIÓN

REGATA ARKAITZA) 1. CALCULOS HIDRAULICOS. ......................................................................................... 3

1.1. Objeto.................................................................................................................... 3 1.2. Metodología........................................................................................................... 3

2. DESVIO Y RECUPERACIÓN DE LA REGATA ARKAITZA. .......................................... 4 2.1. Cuenca vertiente. .................................................................................................. 4 2.2. Determinación de los tiempos de concentración. ................................................... 5 2.3. Precipitación máxima............................................................................................. 5 2.4. Intensidad media de la precipitación...................................................................... 7 2.5. Coeficiente de escorrentía. .................................................................................... 9 2.6. Cálculo de caudales. ........................................................................................... 10 2.7. Comprobación de la sección tipo. ........................................................................ 12 2.8. Comprobación de las bajantes escalonadas....................................................... 14

3. AGUAS LIMPIAS DE ESCORRENTIA. ........................................................................ 17 3.1. Cuenca vertiente. ................................................................................................ 17 3.2. Determinación de los tiempos de concentración. ................................................. 18 3.3. Precipitación máxima........................................................................................... 19 3.4. Intensidad media de la precipitación.................................................................... 20 3.5. Coeficiente de escorrentía. .................................................................................. 23 3.6. Cálculo de caudales. ........................................................................................... 24 3.7. Comprobación de la sección tipo. ........................................................................ 27 3.8. Comprobación de las bajantes escalonadas........................................................ 29





REGATA ARKAITZA) 1. CALCULOS HIDRAULICOS.

1.1. Objeto. En este anejo se realiza el cálculo hidraúlico de la sección tipo del desvío y recuperación de la Regata Arkaitza y la determinación de las estructuras necesarias para la recogida de las aguas provenientes de la escorrentía superficial y no canalizadas por el desvío de la regata Arkaitza.

1.2. Metodología. Se ha aplicado el método contenido en la Norma de carreteras 5.2-IC “Drenaje Superficial”, conocido como “Hidrometeorológico” que se estructura de la siguiente manera:

Determinación de las características físicas, y a partir de ellas los tiempos de concentración, usando la fórmula propuesta por la Instrucción de Carreteras.

Calculo de las precipitaciones reales diarias de la cuenca considerada, para ello se han extraído los datos de precipitación de la publicación "Máximas Lluvias Diarias en la España Peninsular" de la Dirección General de Carreteras del Ministerio de Fomento, del año 1999.

Se ha determinado la intensidad de la precipitación, para el mismo período de retorno.

Se han calculado los caudales de escorrentía por el método racional descrito en la instrucción 5.2-IC.

Se ha comprobado la sección tipo a partir de los caudales obtenidos.

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REGATA ARKAITZA) 2. DESVIO Y RECUPERACIÓN DE LA REGATA ARKAITZA.

2.1. Cuenca vertiente. Se ha determinado, de acuerdo con el Plano de cuenca vertiente, cuatro sectores denominados sector 1, sector 2, sector 3 y sector 4 que suman la superficie total que verterá aguas al desvío de la regata en estudio. En la tabla nº1 se incluyen el área en Hectáreas y metros cuadrados de cada sector de cuenca vertiente:

TABLA Nº 1.- SUPERFICIE CUENCA

SUPERFICIE SUPERFICIE CUENCA

(m2) (Ha)

SECTOR 1 103.800 10,38

SECTOR 2 68.200 6,82

SECTOR 3 10.200 1,02

SECTOR 4 23.700 2,37 En la tabla Nº2 se incluye las características físicas de la cuenca:

TABLA Nº 2.- CUENCA CARACTERISTICAS FISICAS

(A) Área (L) Longitud (H) Desnivel CUENCA

(Ha) (Km) (m)

SECTOR 1 10,38 0,450 134

SECTOR 2 6,82 0,350 133

SECTOR 3 1,02 0,175 57

SECTOR 4 2,37 0,150 52





REGATA ARKAITZA)

2.2. Determinación de los tiempos de concentración. Para evaluar el tiempo de concentración se ha recurrido a la fórmula empírica del U.S. Corps of Engineers corregida por J.R. Témez, y que se recoge en la Instrucción 5.2-IC.

Tc = 0,3*(L / y 0,25) 0,76

donde:

Tc: Tiempo de concentración en horas. L (Km): Longitud del curso principal.

y (m/m): Pendiente media del curso principal.

Se adjunta a continuación, en la tabla nº3, el valor del tiempo de concentración obtenido para la cuenca en estudio:

TABLA Nº 3.- TIEMPO DE CONCENTRACION

(L) Longitud (H) Desnivel (y) Pendiente (Tc) Tiempo de CUENCA

(Km) (m) (m/m) concentración (h)

SECTOR 1 0,450 134 0,298 0,206

SECTOR 2 0,350 133 0,380 0,162

SECTOR 3 0,175 57 0,326 0,099

SECTOR 4 0,150 52 0,347 0,087

2.3. Precipitación máxima. La precipitación máxima diaria se ha obtenido de la publicación del Ministerio de Fomento, del año 1.999 , denominada “Máximas Lluvias Diarias en la España Peninsular” en la cual se han elaborado mapas de isolíneas que facilitan, en forma directa y para todo el territorio nacional, los datos de precipitaciones máximas necesarios para el cálculo de los caudales máximos en pequeñas cuencas, con objeto de hacer posible el empleo rápido y riguroso de los métodos hidrometeorológicos en proyectos de carreteras. El método consiste en usar los planos y tablas incluidos en esta publicación, siguiendo el siguiente procedimiento:





REGATA ARKAITZA) 1) Localizar en los planos el punto geográfico deseado con la ayuda del plano-guía. 2) Estimar mediante las isolíneas presentadas el coeficiente de variación Cv y el valor

medio de la máxima precipitación diaria anual. 3) Para el periodo de retorno deseado T y el valor de Cv, obtener el factor de

amplificación KT mediante el uso de la tabla KT. 4) Multiplicar el factor de amplificación KT por el valor medio de la máxima precipitación

diaria anual obteniendo la precipitación diaria máxima para el periodo de retorno deseado PT.

De acuerdo con esta publicación la precipitación máxima diaria para la zona de estudio correspondiente a los siguientes periodos de retorno se estiman como:

TABLA Nº 4.- PRECIPITACIÓN MÁXIMA

P T PT = KT x P LOCALIZACIÓN

(mm/día) CV

(años) KT

(mm/día)

ZUBIETA 75 0.38 10 1,469 110,18

ZUBIETA 75 0.38 25 1,793 134,48

ZUBIETA 75 0.38 50 2,052 153,90

ZUBIETA 75 0.38 100 2,327 174,53

ZUBIETA 75 0.38 200 2,617 196,28

ZUBIETA 75 0.38 500 3,014 226,05





REGATA ARKAITZA)

2.4. Intensidad media de la precipitación. Para el cálculo de la intensidad de la precipitación, se emplea la fórmula propuesta por la Instrucción 5.2-IC:

12828

1 1,0

1,01,0

)( −

−

=t

dd

t

II

II

Siendo:

Id: intensidad media diaria de precipitación, correspondiente al período de retorno, en mm/h.

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=24

dd

PI

Pd: precipitación máxima diaria correspondiente a dicho período de retorno, en mm. Il: intensidad horaria de precipitación correspondiente a dicho período de retorno, en

mm/h

Il/Id : parámetro característico del lugar y se calcula con la figura 2.2 de la Instrucción de Carreteras 5.2. IC. En este caso es igual a 9.

Aplicando la anterior fórmula a la cuenca en estudio, se obtiene el valor de la intensidad de la precipitación, Tabla nº 5, para el período de retorno considerado y para un tiempo de duración de la tormenta igual al tiempo de concentración (Tc).





REGATA ARKAITZA)

TABLA Nº 5.- INTENSIDAD MEDIA DE LA PRECIPITACION

TC TC T Pd Id ItLOCALIZACIÓN

(h) (min) (años) (mm/día) (mm/h) Il/Id

(mm/h)

SECTOR 1 0,206 12,35 10 110,18 4,59 9 93,06

SECTOR 1 0,206 12,35 25 134,48 5,60 9 113,58

SECTOR 1 0,206 12,35 50 153,90 6,41 9 129,99

SECTOR 1 0,206 12,35 100 174,53 7,27 9 147,41

SECTOR 1 0,206 12,35 200 196,28 8,18 9 165,78

SECTOR 1 0,206 12,35 500 226,05 9,42 9 190,93



(mm/h)

SECTOR 2 0,162 9,74 10 110,18 4,59 9 104,15

SECTOR 2 0,162 9,74 25 134,48 5,60 9 127,12

SECTOR 2 0,162 9,74 50 153,90 6,41 9 145,49

SECTOR 2 0,162 9,74 100 174,53 7,27 9 164,98

SECTOR 2 0,162 9,74 200 196,28 8,18 9 185,55

SECTOR 2 0,162 9,74 500 226,05 9,42 9 213,69



(mm/h)

SECTOR 3 0,099 5,92 10 110,18 4,59 9 130,12

SECTOR 3 0,099 5,92 25 134,48 5,60 9 158,81

SECTOR 3 0,099 5,92 50 153,90 6,41 9 181,76

SECTOR 3 0,099 5,92 100 174,53 7,27 9 206,11

SECTOR 3 0,099 5,92 200 196,28 8,18 9 231,80

SECTOR 3 0,099 5,92 500 226,05 9,42 9 266,97





REGATA ARKAITZA)

TC TC T Pd Id It

LOCALIZACIÓN (h) (min) (años) (mm/día) (mm/h)

Il/Id (mm/h)

SECTOR 4 0,087 5,21 10 110,18 4,59 9 137,69

SECTOR 4 0,087 5,21 25 134,48 5,60 9 168,06

SECTOR 4 0,087 5,21 50 153,90 6,41 9 192,34

SECTOR 4 0,087 5,21 100 174,53 7,27 9 218,11

SECTOR 4 0,087 5,21 200 196,28 8,18 9 245,29

SECTOR 4 0,087 5,21 500 226,05 9,42 9 282,51

2.5. Coeficiente de escorrentía. El coeficiente C de escorrentía define la proporción de la componente superficial de la precipitación de intensidad I, y depende de la razón entre la precipitación diaria Pd correspondiente al periodo de retorno y el umbral de escorrentía Po a partir del cual se inicia ésta. Si la razón Pd/Po fuera inferior a la unidad, el coeficiente C de escorrentía podría considerarse nulo. En caso contrario, el valor de C podrá obtenerse de la fórmula:

Según la norma 5.2-IC si no se requiriera gran precisión, podrá tomarse simplificadamente un valor conservador de Po igual a 20 mm.





REGATA ARKAITZA)

TABLA Nº 6.- COEFICIENTE DE ESCORRENTIA

T Pd Po

(años) (mm/día) (mm) Pd/Po C

10 110,18 20,00 5,51 0,5

25 134,48 20,00 6,72 0,5

50 153,90 20,00 7,70 0,6

100 174,53 20,00 8,73 0,6

200 196,28 20,00 9,81 0,7

500 226,05 20,00 11,30 Por lo tanto se considera, de acuerdo con la Instrucción para este tipo de terreno un coeficiente de escorrentía igual a 0,70 correspondiente a un periodo de retorno igual a 500 años.

2.6. Cálculo de caudales. La estimación de caudales se basa en la siguiente expresión:

Q = C * I * A 360

Siendo:

Q : Caudales máximos producidos, en m3/s

I : Intensidad de precipitación, en mm/h

C : Coeficiente de escorrentía

A : Superficie afectada por la tormenta, en Hectáreas En la tabla nº 7 se representa el valor del caudal de avenida en metros cúbicos por segundo en función del sector de cuenca vertiente, el coeficiente de escorrentía estimado y la intensidad de la precipitación en mm/hora para una duración del aguacero igual al tiempo de concentración.





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TABLA Nº 7.- CAUDAL DE CÁLCULO

T It (A) Área Q SECTOR

(años) (mm/h) C

(Ha) (m3/s)

SECTOR 1 10 93,06 0,5 10,38 1,27

SECTOR 1 25 113,58 0,5 10,38 1,77

SECTOR 1 50 129,99 0,6 10,38 2,20

SECTOR 1 100 147,41 0,6 10,38 2,68

SECTOR 1 200 165,78 0,7 10,38 3,19

SECTOR 1 500 190,93 0,7 10,38 3,91


(años) (mm/h) C

(Ha) (m3/s)

SECTOR 2 10 104,15 0,5 6,82 0,93

SECTOR 2 25 127,12 0,5 6,82 1,30

SECTOR 2 50 145,49 0,6 6,82 1,62

SECTOR 2 100 164,98 0,6 6,82 1,97

SECTOR 2 200 185,55 0,7 6,82 2,35

SECTOR 2 500 213,69 0,7 6,82 2,88


(años) (mm/h) C

(Ha) (m3/s)

SECTOR 3 10 130,12 0,5 1,02 0,17

SECTOR 3 25 158,81 0,5 1,02 0,24

SECTOR 3 50 181,76 0,6 1,02 0,30

SECTOR 3 100 206,11 0,6 1,02 0,37

SECTOR 3 200 231,80 0,7 1,02 0,44

SECTOR 3 500 266,97 0,7 1,02 0,54





REGATA ARKAITZA)


(años) (mm/h) C

(Ha) (m3/s)

SECTOR 4 10 137,69 0,5 2,37 0,43

SECTOR 4 25 168,06 0,5 2,37 0,60

SECTOR 4 50 192,34 0,6 2,37 0,74

SECTOR 4 100 218,11 0,6 2,37 0,90

SECTOR 4 200 245,29 0,7 2,37 1,08

SECTOR 4 500 282,51 0,7 2,37 1,32

2.7. Comprobación de la sección tipo. Para el cálculo de la canalización se ha aplicado la siguiente fórmula de Manning, en la que en función de la sección y la pendiente se obtiene la velocidad de circulación del agua y con ella la capacidad hidráulica.

32

22

H

x

R

vnI =

Siendo: I : Pendiente del tramo en m/Km n : Coeficiente de rozamiento v : velocidad RH : Radio Hidráulico de la conducción

En el desvío propuesto la sección tipo es a cielo abierto de tipología trapezoidal. La

superficie que vierte agua a la regata en estudio ha sido dividida en sectores. A continuación se calculan las sumas parciales del caudal que vierte cada sector a la regata acumulado en los puntos más bajos de cada sector (para un periodo de retorno igual a 500 años):





REGATA ARKAITZA)

TABLA Nº 8.- CAUDAL ACUMULADO

Q Q Acumulado

SECTOR (m3/s) (m3/s)

SECTOR 1 3,91 3,91

SECTOR 2 2,88 6,79

SECTOR 3 0,54 7,33

SECTOR 4 1,32 8,65 En la tabla nº9 se representa, para los distintos tramos del desvío, los sectores de cuenca que abarcan, el caudal de lluvia generado en dichos sectores para un periodo de retorno de 500 años, la pendiente del tramo, las dimensiones de la sección adoptadas, la velocidad de circulación del agua para el caudal máximo, la capacidad máxima para la sección tipo propuesta y el resguardo de desagüe. Quedan fuera de esta tabla los tramos 01 y 67 ya que en estos tramos se han proyectado bajantes escalonadas que serán comprobadas en el apartado siguiente. Para el cálculo se ha tomado el valor del coeficiente de rozamiento (n) igual a 0,025. El esquema de la sección tipo propuesta para todos los tramos del desvío de la regata es el siguiente:





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TABLA Nº 9.- COMPROBACIÓN DE LA SECCIÓN PROPUESTA

SECTORES Q I S Pm v secc. Llena

Q secc. Llena RESGUARDO

TRAMO QUE ABARCA (m3/s) (m/m) (m2) (m) (m/s) (m3/s) (m3/s)

TRAMO 12 SECTOR 1 + 2 6.79 0.025 3.00 4.83 5.40 16.19 9.40

TRAMO 23 SECTOR 1 + 2 6.79 0.025 3.00 4.83 5.40 16.19 9.40

TRAMO 34 SECTOR 1 + 2 6.79 0.025 3.00 4.83 5.40 16.19 9.40

TRAMO 45

SECTOR 1 + 2 + 3 7.33 0.050 3.00 4.83 7.63 22.89 15.57

TRAMO 56

SECTOR 1 + 2 + 3 7.33 0.050 3.00 4.83 7.63 22.89 15.57

Como conclusión se observa que la capacidad de la conducción proyectada supera ampliamente el caudal circulante por el desvío, con el resultante resguardo hidráulico.

2.8. Comprobación de las bajantes escalonadas. Se han dispuesto bajantes escalonadas en los tramos 01, 45, 56 y 67 para crear unas condiciones hidráulicas adecuadas al transporte de los caudales ya los importantes desniveles de estos. Se tratará de adaptaciones prácticas de los disipadores de energía experimentados por el U.S.B.R. mediante una sucesión de saltos verticales, se forma la bajante escalonada que se emplea para que una corriente de agua pueda superar, bajo control, un desnivel relevante. La velocidad del agua alcanza su valor crítico al pasar por cada labio de vertido y queda, a continuación, amortiguada con la sumersión en la siguiente bajante. Para que el salto resulte eficaz, es preciso que el chorro quede sumergido en cada balsa. Se adoptan unos resguardos (R) en los muros laterales de cada elemento de las bajantes de 0,40 m. Las ecuaciones y dimensiones que controlan las bajantes se muestran en el gráfico adjunto, tomado de las Normas “BAT”. Las dimensiones y cálculos de las bajantes dispuestas en los distintos tramos del desvío son los que se recogen en la tabla nº10.





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TABLA Nº 10- COMPROBACIÓN DE LAS BAJANTES ESCALONADAS

TRAMO B (m) Q (m3/s) q (m3/s/m) hc (m) h' (m)

TRAMO 01 2 3.91 1.96 0.73 0.37

TRAMO 46 2 7.33 3.66 1.11 0.56

TRAMO 67 3 8.65 2.88 0.95 0.47

TRAMO e (m) h (m) Lmin (m) L (m) T(H:V) hc<h+0.6hc

TRAMO 01 0,3 0,6 2,87 4,7 8,3 SI

TRAMO 46 0,3 0,6 6,22 14,7 25,0 SI

TRAMO 67 0,3 1,15 3,37 3,7 3,5 SI

Por lo tanto quedan comprobadas las bajantes escalonadas para los distintos tramos, ya que su longitud es mayor que la longitud mínima especificada.





REGATA ARKAITZA)




REGATA ARKAITZA) 3. AGUAS LIMPIAS DE ESCORRENTIA.

3.1. Cuenca vertiente. Se ha determinado, de acuerdo con el Plano de cuenca vertiente, cuatro sectores denominados sector 1´, sector 2´, sector 3´ y sector 4´, sector 5´, sector 6´ y sector 7´. Por un lado los sectores 1´, 2´, 3´ y 4´ verterán agua al mismo punto, mientras que los sectores 5´, 6´ y 7´ verterán agua cada uno a un punto distinto. Por lo tanto son 4 las estructuras a dimensionar para la recogida del agua limpia de escorrentía además del desvío y recuperación de la Regata Arkaitza:

- Estructura capaz de captar agua de los sectores 1´, 2´,3´ y 4´. - Estructura capaz de captar agua del sector 5´. - Estructura capaz de captar agua del sector 6´. - Estructura capaz de captar agua del sector 7´.

En la tabla nº1 se incluyen el área en Hectáreas y metros cuadrados de cada sector de cuenca vertiente:

TABLA Nº 1.- SUPERFICIE CUENCA

SUPERFICIE SUPERFICIE CUENCA

(m2) (Ha)

SECTOR 1´ 19.400 1,94

SECTOR 2´ 15.400 1,54

SECTOR 3´ 8.400 0,84

SECTOR 4´ 24.500 2,45

SECTOR 5´ 4.300 0,43

SECTOR 6´ 6.500 0,65

SECTOR 7´ 6.300 0,63




REGATA ARKAITZA)

En la tabla Nº2 se incluye las características físicas de la cuenca:

TABLA Nº 2.- CUENCA CARACTERISTICAS FISICAS

(A) Área (L) Longitud (H) Desnivel CUENCA

(Ha) (Km) (m)

SECTOR 1´ 1,94 0,230 78

SECTOR 2´ 1,54 0,450 77

SECTOR 3´ 0,84 0,100 36

SECTOR 4´ 2,45 0,275 105

SECTOR 5´ 0,43 0,030 30

SECTOR 6´ 0,65 0,030 30

SECTOR 7´ 0,63 0,080 0

3.2. Determinación de los tiempos de concentración. Para evaluar el tiempo de concentración se ha recurrido a la fórmula empírica del U.S. Corps of Engineers corregida por J.R. Témez, y que se recoge en la Instrucción 5.2-IC.

Tc = 0,3*(L / y 0,25) 0,76

donde:

Tc: Tiempo de concentración en horas. L (Km): Longitud del curso principal.

y (m/m): Pendiente media del curso principal. Se adjunta a continuación, en la tabla nº3, el valor del tiempo de concentración obtenido para la cuenca en estudio:




REGATA ARKAITZA)

TABLA Nº 3.- TIEMPO DE CONCENTRACION

(L) Longitud (H) Desnivel (y) Pendiente (Tc) Tiempo de CUENCA

(Km) (m) (m/m) concentración (h)

SECTOR 1´ 0,230 78 0,339 0,121

SECTOR 2´ 0,450 77 0,171 0,229

SECTOR 3´ 0,100 36 0,360 0,063

SECTOR 4´ 0,275 105 0,382 0,135

SECTOR 5´ 0,030 30 1,000 0,021

SECTOR 6´ 0,030 30 1,000 0,021

SECTOR 7´ 0,080 5 0,063 0,075

3.3. Precipitación máxima. La precipitación máxima diaria se ha obtenido de la publicación del Ministerio de Fomento, del año 1.999 , denominada “Máximas Lluvias Diarias en la España Peninsular” en la cual se han elaborado mapas de isolíneas que facilitan, en forma directa y para todo el territorio nacional, los datos de precipitaciones máximas necesarios para el cálculo de los caudales máximos en pequeñas cuencas, con objeto de hacer posible el empleo rápido y riguroso de los métodos hidrometeorológicos en proyectos de carreteras. El método consiste en usar los planos y tablas incluidos en esta publicación, siguiendo el siguiente procedimiento: 1) Localizar en los planos el punto geográfico deseado con la ayuda del plano-guía. 2) Estimar mediante las isolíneas presentadas el coeficiente de variación Cv y el valor medio

de la máxima precipitación diaria anual. 3) Para el periodo de retorno deseado T y el valor de Cv, obtener el factor de amplificación

KT mediante el uso de la tabla KT. 4) Multiplicar el factor de amplificación KT por el valor medio de la máxima precipitación

diaria anual obteniendo la precipitación diaria máxima para el periodo de retorno deseado PT.

De acuerdo con esta publicación la precipitación máxima diaria para la zona de estudio correspondiente a los siguientes periodos de retorno se estiman como:




REGATA ARKAITZA)

TABLA Nº 4.- PRECIPITACIÓN MÁXIMA

P T PT = KT x P LOCALIZACIÓN

(mm/día) CV

(años) KT

(mm/día)

ZUBIETA 75 0.38 10 1,469 110,18

ZUBIETA 75 0.38 25 1,793 134,48

ZUBIETA 75 0.38 50 2,052 153,90

ZUBIETA 75 0.38 100 2,327 174,53

ZUBIETA 75 0.38 200 2,617 196,28

ZUBIETA 75 0.38 500 3,014 226,05

3.4. Intensidad media de la precipitación. Para el cálculo de la intensidad de la precipitación, se emplea la fórmula propuesta por la Instrucción 5.2-IC:

12828

1 1,0

1,01,0

)( −

−

=t

dd

t

II

II

Siendo:

Id: intensidad media diaria de precipitación, correspondiente al período de retorno, en mm/h.

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=24

dd

PI

Pd: precipitación máxima diaria correspondiente a dicho período de retorno, en mm. Il: intensidad horaria de precipitación correspondiente a dicho período de retorno, en

mm/h

Il/Id : parámetro característico del lugar y se calcula con la figura 2.2 de la Instrucción de Carreteras 5.2. IC. En este caso es igual a 9.

Aplicando la anterior fórmula a la cuenca en estudio, se obtiene el valor de la intensidad de




REGATA ARKAITZA) la precipitación, Tabla nº 5, para el período de retorno considerado y para un tiempo de duración de la tormenta igual al tiempo de concentración (Tc).

TABLA Nº 5.- INTENSIDAD MEDIA DE LA PRECIPITACION

TC TC T Pd Id Il/Id ItLOCALIZACIÓN

(h) (min) (años) (mm/día) (mm/h) (mm/h)

SECTOR 1´ 0,121 7,23 10 110,18 4,59 9 119,18

SECTOR 1´ 0,121 7,23 25 134,48 5,60 9 145,47

SECTOR 1´ 0,121 7,23 50 153,90 6,41 9 166,48

SECTOR 1´ 0,121 7,23 100 174,53 7,27 9 188,79

SECTOR 1´ 0,121 7,23 200 196,28 8,18 9 212,32

SECTOR 1´ 0,121 7,23 500 226,05 9,42 9 244,53



SECTOR 2´ 0,229 13,72 10 110,18 4,59 9 88,53

SECTOR 2´ 0,229 13,72 25 134,48 5,60 9 108,06

SECTOR 2´ 0,229 13,72 50 153,90 6,41 9 123,67

SECTOR 2´ 0,229 13,72 100 174,53 7,27 9 140,25

SECTOR 2´ 0,229 13,72 200 196,28 8,18 9 157,72

SECTOR 2´ 0,229 13,72 500 226,05 9,42 9 181,65



SECTOR 3´ 0,063 3,80 10 110,18 4,59 9 157,79

SECTOR 3´ 0,063 3,80 25 134,48 5,60 9 192,59

SECTOR 3´ 0,063 3,80 50 153,90 6,41 9 220,41

SECTOR 3´ 0,063 3,80 100 174,53 7,27 9 249,95

SECTOR 3´ 0,063 3,80 200 196,28 8,18 9 281,10

SECTOR 3´ 0,063 3,80 500 226,05 9,42 9 323,74




REGATA ARKAITZA)



(mm/h)

SECTOR 4´ 0,135 8,10 10 110,18 4,59 9 113,23

SECTOR 4´ 0,135 8,10 25 134,48 5,60 9 138,20

SECTOR 4´ 0,135 8,10 50 153,90 6,41 9 158,16

SECTOR 4´ 0,135 8,10 100 174,53 7,27 9 179,36

SECTOR 4´ 0,135 8,10 200 196,28 8,18 9 201,71

SECTOR 4´ 0,135 8,10 500 226,05 9,42 9 232,31



(mm/h)

SECTOR 5´ 0,021 1,25 10 110,18 4,59 9 245,64

SECTOR 5´ 0,021 1,25 25 134,48 5,60 9 299,82

SECTOR 5´ 0,021 1,25 50 153,90 6,41 9 343,13

SECTOR 5´ 0,021 1,25 100 174,53 7,27 9 389,12

SECTOR 5´ 0,021 1,25 200 196,28 8,18 9 437,61

SECTOR 5´ 0,021 1,25 500 226,05 9,42 9 503,99



(mm/h)

SECTOR 6´ 0,021 1,25 10 110,18 4,59 9 245,64

SECTOR 6´ 0,021 1,25 25 134,48 5,60 9 299,82

SECTOR 6´ 0,021 1,25 50 153,90 6,41 9 343,13

SECTOR 6´ 0,021 1,25 100 174,53 7,27 9 389,12

SECTOR 6´ 0,021 1,25 200 196,28 8,18 9 437,61

SECTOR 6´ 0,021 1,25 500 226,05 9,42 9 503,99




REGATA ARKAITZA)



(mm/h)

SECTOR 7´ 0,075 4,47 10 110,18 4,59 9 147,22

SECTOR 7´ 0,075 4,47 25 134,48 5,60 9 179,69

SECTOR 7´ 0,075 4,47 50 153,90 6,41 9 205,65

SECTOR 7´ 0,075 4,47 100 174,53 7,27 9 233,21

SECTOR 7´ 0,075 4,47 200 196,28 8,18 9 262,27

SECTOR 7´ 0,075 4,47 500 226,05 9,42 9 302,06

3.5. Coeficiente de escorrentía. El coeficiente C de escorrentía define la proporción de la componente superficial de la precipitación de intensidad I, y depende de la razón entre la precipitación diaria Pd correspondiente al periodo de retorno y el umbral de escorrentía Po a partir del cual se inicia ésta. Si la razón Pd/Po fuera inferior a la unidad, el coeficiente C de escorrentía podría considerarse nulo. En caso contrario, el valor de C podrá obtenerse de la fórmula:

Según la norma 5.2-IC si no se requiriera gran precisión, podrá tomarse simplificadamente un valor conservador de Po igual a 20 mm.

TABLA Nº 6.- COEFICIENTE DE ESCORRENTIA

T Pd Po

(años) (mm/día) (mm) Pd/Po C

10 110,18 20,00 5,51 0,5

25 134,48 20,00 6,72 0,5

50 153,90 20,00 7,70 0,6

100 174,53 20,00 8,73 0,6

200 196,28 20,00 9,81 0,7

500 226,05 20,00 11,30 0,7




REGATA ARKAITZA) Por lo tanto se considera, de acuerdo con la Instrucción para este tipo de terreno un coeficiente de escorrentía igual a 0,70 correspondiente a un periodo de retorno igual a 500 años.

3.6. Cálculo de caudales. La estimación de caudales se basa en la siguiente expresión:

Q = C * I * A 360

Siendo:

Q : Caudales máximos producidos, en m3/s

I : Intensidad de precipitación, en mm/h

C : Coeficiente de escorrentía

A : Superficie afectada por la tormenta, en Hectáreas En la tabla nº 7 se representa el valor del caudal de avenida en metros cúbicos por segundo en función del sector de cuenca vertiente, el coeficiente de escorrentía estimado y la intensidad de la precipitación en mm/hora para una duración del aguacero igual al tiempo de concentración.

TABLA Nº 7.- CAUDAL DE CÁLCULO

T It (A) Área Q

SECTOR (años) (mm/h)

C (Ha) (m3/s)

SECTOR 1´ 10 119,18 0,5 1,94 0,30

SECTOR 1´ 25 145,47 0,5 1,94 0,42

SECTOR 1´ 50 166,48 0,6 1,94 0,53

SECTOR 1´ 100 188,79 0,6 1,94 0,64

SECTOR 1´ 200 212,32 0,7 1,94 0,76

SECTOR 1´ 500 244,53 0,7 1,94 0,94




REGATA ARKAITZA)

T It (A) Área Q

SECTOR (años) (mm/h)

C (Ha) (m3/s)

SECTOR 2´ 10 88,53 0,5 1,54 0,18

SECTOR 2´ 25 108,06 0,5 1,54 0,25

SECTOR 2´ 50 123,67 0,6 1,54 0,31

SECTOR 2´ 100 140,25 0,6 1,54 0,38

SECTOR 2´ 200 157,72 0,7 1,54 0,45

SECTOR 2´ 500 181,65 0,7 1,54 0,55


(años) (mm/h) C

(Ha) (m3/s)

SECTOR 3´ 10 157,79 0,5 0,84 0,17

SECTOR 3´ 25 192,59 0,5 0,84 0,24

SECTOR 3´ 50 220,41 0,6 0,84 0,30

SECTOR 3´ 100 249,95 0,6 0,84 0,37

SECTOR 3´ 200 281,10 0,7 0,84 0,44

SECTOR 3´ 500 323,74 0,7 0,84 0,54


(años) (mm/h) C

(Ha) (m3/s)

SECTOR 4´ 10 113,23 0,5 2,45 0,36

SECTOR 4´ 25 138,20 0,5 2,45 0,51

SECTOR 4´ 50 158,16 0,6 2,45 0,63

SECTOR 4´ 100 179,36 0,6 2,45 0,77

SECTOR 4´ 200 201,71 0,7 2,45 0,92

SECTOR 4´ 500 232,31 0,7 2,45 1,12




REGATA ARKAITZA)


(años) (mm/h) C

(Ha) (m3/s)

SECTOR 5´ 10 245,64 0,5 0,43 0,14

SECTOR 5´ 25 299,82 0,5 0,43 0,19

SECTOR 5´ 50 343,13 0,6 0,43 0,24

SECTOR 5´ 100 389,12 0,6 0,43 0,29

SECTOR 5´ 200 437,61 0,7 0,43 0,35

SECTOR 5´ 500 503,99 0,7 0,43 0,43


(años) (mm/h) C

(Ha) (m3/s)

SECTOR 6´ 10 245,64 0,5 0,65 0,21

SECTOR 6´ 25 299,82 0,5 0,65 0,29

SECTOR 6´ 50 343,13 0,6 0,65 0,36

SECTOR 6´ 100 389,12 0,6 0,65 0,44

SECTOR 6´ 200 437,61 0,7 0,65 0,53

SECTOR 6´ 500 503,99 0,7 0,65 0,65


(años) (mm/h) C

(Ha) (m3/s)

SECTOR 7´ 10 147,22 0,5 0,63 0,12

SECTOR 7´ 25 179,69 0,5 0,63 0,17

SECTOR 7´ 50 205,65 0,6 0,63 0,21

SECTOR 7´ 100 233,21 0,6 0,63 0,26

SECTOR 7´ 200 262,27 0,7 0,63 0,31

SECTOR 7´ 500 302,06 0,7 0,63 0,38




REGATA ARKAITZA)

3.7. Comprobación de la sección tipo. Para el cálculo de la canalización se ha aplicado la siguiente fórmula de Manning, en la que en función de la sección y la pendiente se obtiene la velocidad de circulación del agua y con ella la capacidad hidráulica.

32

22

H

x

R

vnI =

Siendo: I : Pendiente del tramo en m/Km n : Coeficiente de rozamiento v : velocidad RH : Radio Hidráulico de la conducción

En el desvío propuesto la sección tipo es a cielo abierto de tipología trapezoidal. La superficie que vierte agua a la regata en estudio ha sido dividida en sectores. A continuación se calculan las sumas parciales del caudal que vierte cada sector a la regata acumulado en los puntos más bajos de cada sector (para un periodo de retorno igual a 500 años):

TABLA Nº 8.- CAUDAL ACUMULADO

Q Q Acumulado

SECTOR (m3/s) (m3/s)

SECTOR 1´ 0.94 0.94

SECTOR 2´ 0.55 1.49

SECTOR 3´ 0.54 2.03

SECTOR 4´ 1.12 3.15

SECTOR 5´ 0.43 3.58

SECTOR 6´ 0.65 4.22

SECTOR 7´ 0.38 4.60




REGATA ARKAITZA) En la tabla nº9 se representa, para los distintos tramos del desvío, los sectores de cuenca que abarcan, el caudal de lluvia generado en dichos sectores para un periodo de retorno de 500 años, la pendiente del tramo, las dimensiones de la sección adoptadas, la velocidad de circulación del agua para el caudal máximo, la capacidad máxima para la sección tipo propuesta y el resguardo de desagüe. Queda fuera de esta tabla el tramo1´2´ ya que en este tramo se han proyectado bajantes escalonadas que serán comprobadas en el apartado siguiente. Para el cálculo se ha tomado el valor del coeficiente de rozamiento (n) igual a 0,025. El esquema de la sección tipo propuesta para todos los tramos de la canalización de las aguas limpias de escorrentía es el siguiente:




REGATA ARKAITZA)

TABLA Nº 9.- COMPROBACIÓN DE LA SECCIÓN PROPUESTA

SECTORES Q I S Pm v secc. Llena

Q secc. Llena RESGUARDO

TRAMO que abarca (m3/s) (m/m) (m2) (m) (m/s) (m3/s) (m3/s)

TRAMO 0´1´ 1´ 0.94 0.005 0.75 2.41 1.92 1.44 0.50

TRAMO 2´3´ 1´+2´+5´ 1.92 0.050 0.75 2.41 6.06 4.55 2.63

TRAMO 3´4´ 1´+2´+3´+5´+7´ 2.83 0.040 0.75 2.41 5.42 4.07 1.24

TRAMO 4´5´ 1´+2´+3´+4´+5´+7´ 3.95 0.050 0.75 2.41 6.06 4.55 0.60 Como conclusión se observa que la capacidad de la conducción proyectada supera ampliamente el caudal circulante por el desvío, con el resultante resguardo hidráulico.

3.8. Comprobación de las bajantes escalonadas. Se han dispuesto bajantes escalonadas en los tramos 1´2´ y 4´5´ para crear unas condiciones hidráulicas adecuadas al transporte de los caudales ya los importantes desniveles de estos. Se tratará de adaptaciones prácticas de los disipadores de energía experimentados por el U.S.B.R. mediante una sucesión de saltos verticales, se forma la bajante escalonada que se emplea para que una corriente de agua pueda superar, bajo control, un desnivel relevante. La velocidad del agua alcanza su valor crítico al pasar por cada labio de vertido y queda, a continuación, amortiguada con la sumersión en la siguiente bajante. Para que el salto resulte eficaz, es preciso que el chorro quede sumergido en cada balsa. Se adoptan unos resguardos (R) en los muros laterales de cada elemento de las bajantes de 0,40 m. Las ecuaciones y dimensiones que controlan las bajantes se muestran en el gráfico adjunto, tomado de las Normas “BAT”. Las dimensiones y cálculos de las bajantes dispuestas en los distintos tramos del desvío son los que se recogen en la tabla nº10.




REGATA ARKAITZA)

TABLA Nº 10- COMPROBACIÓN DE LAS BAJANTES ESCALONADAS

TRAMO B (m) Q (m3/s) q (m3/s/m) hc (m) h' (m)

TRAMO 1´2´ 2 1.49 0.74 0.38 0.19

TRAMO 4´5´ 2 3.95 1.98 0.74 0.37

TRAMO e (m) h (m) Lmin (m) L (m) T(H:V) hc<h+0.6hc

TRAMO 1´2´ 0,3 0,500 1,36 9,7 20,0 SI

TRAMO 4´5´ 0,3 1,310 2,70 4,7 3,8 SI

Por lo tanto quedan comprobadas las bajantes escalonadas para los distintos tramos, ya que su longitud es mayor que la longitud mínima especificada.




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centro de gestiÓn de residuos de … regata arkaitza y la determinación de las estructuras...

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