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DISEÑO HIDRÁULICO CANAL DE AGUAS LLUVIAS

Y FORMULACIÓN ESTRUCTURA PAVIMENTO

DISEÑO HIDRÁULICO CANAL DE AGUAS LLUVIAS Y FORMULACIÓN ESTRUCTURA PAVIMENTO

POR

INGENIERO ANDRÉS MAURICIO BOLÍVAR CUÉLLAR MP 54202 – 188060 Seccional N/Santander

Canalización Drenaje Superficial Natural de Aguas Lluvias Caño P

Formulación Vías en Pavimento Rígido SECTOR BELÉN, LAS DELICIAS, BRISAS DE LOS ANDES, MANUELA BELTRÁN Y VALLES DEL RODEO

CAÑO P, SECTOR BELÉN, LAS DELICIAS, BRISAS DE LOS ANDES, MANUELA BELTRÁN Y VALLES DEL RODEO

2012

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TABLA DE CONTENIDO

Pág.

INTRODUCCIÓN 1. GENERALIDADES 4 1.1 LOCALIZACIÓN 4 1.2 CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA DEL PROYECTO 6 1.3 POBLACIÓN 8 1.4 TOPOGRAFÍA 9 1.5 TIPO DE SUELO 9 1.6 VÍAS DE ACCESO 11 1.7 ELEVACIONES 11 1.8 CLIMA 11 1.9 VEGETACIÓN 11 1.10 RECURSO HÍDRICO 11 1.11 GEOMORFOLOGÍA Y GEOLOGÍA 13 1.12 GEOTECNIA 14 1.13 USO DEL SUELO 16 1.14 ZONIFICACIÓN DEL RIESGO 17 1.15 SERVICIOS PÚBLICOS 22 2. DISEÑO CANAL DE AGUAS LLUVIAS 24 2.1 DISEÑO HIDROLÓGICO 27 2.2 DISEÑO HIDRÁULICO 59 3. DETERMINACION ÁREAS DE CESIÓN POR AFECTACIÓN 124 RONDA HÍDRICA DE DRENAJE SUPERFICIAL EXISTENTE CAÑO P ACUERDO 0089 DE 2011 P.O.T. 4. FORMULACIÓN ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO 130 4.1 TIPO DE PAVIMENTO RÍGIDO 131 4.2 MÓDULO DE REACCIÓN DE LA SUBRASANTE 131 4.3 ESTIMACIÓN DEL TRÁNSITO 132 4.4 CATEGORÍAS DE CARGA POR EJE 132 4.5 ESPESOR LOSA DE CONCRETO 132 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 135 BIBLIOGRAFÍA 139

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INTRODUCCIÓN

En Colombia, las ciudades conviven con problemas de crecimiento urbano fuera de control del Estado, los cuales se manifiestan en la aparición de asentamientos humanos de origen ilegal, convirtiéndose en áreas de terreno que en ocasiones superan en proporción al suelo urbano legalmente constituido. Estos desarrollos urbanos al margen de los lineamientos del ordenamiento territorial, presentan una serie de problemas, que en conjunto constituyen una cadena de degradación urbana, y entre los que se cuentan: La inseguridad, el bajo o nulo suministro de servicios públicos domiciliarios, la falta de acceso a la infraestructura urbana vial y a la infraestructura de servicios comunitarios, la imposibilidad de acceso al transporte urbano masivo, la reducción del bienestar social y familiar. En Cúcuta, como en muchos lugares del mundo, la invasión, modalidad de asentamiento humano de origen ilegal, crece alarmantemente y sin control. En Las Delicias y Manuela Beltrán no existen vías pavimentadas, ni sistemas de evacuación (canales) de aguas lluvias, presentan muros de contención improvisados en piedra y neumáticos, con alto grado de vulnerabilidad, en callejuelas mal incorporadas aumentando la Susceptibilidad a Fenómenos de Remoción en Masa. Dichos asentamientos subnormales carecen de planificación urbanística, ordenamiento territorial, obras de infraestructura y servicios de saneamiento básico. La zona de estudio se encuentra ubicada en la Comuna 9 del municipio de San José de Cúcuta, a la cual pertenecen más de 1100 familias de escasos recursos, aproximadamente 5500 habitantes. El presente proyecto, solicitado por el Departamento Administrativo Área Planeación Corporativa y de Ciudad, Alcaldía Municipal, contiene la elaboración de Diseño Hidráulico de Canal Trapecial de Aguas Lluvias con sección compuesta revestido en concreto reforzado y grama dulce trazado sobre eje Caño P el cual se encuentra localizado en el límite de Las Delicias-Manuela Beltrán con Brisas de los Andes-Valles del Rodeo, coordenadas 7º52´23.27´´N – 72º32´18.91´´O, y Formulación Estructural del Pavimento Rígido como requerimientos prioritarios para el cumplimiento del correspondiente proceso de legalización y regularización urbanística de asentamientos humanos en el Municipio de San José de Cúcuta. De esta manera se activará la prestación de servicios públicos para dichas comunidades, logrando así el mejoramiento y fortalecimiento de su calidad de vida.

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1. GENERALIDADES

Las Delicias y Manuela Beltrán son asentamientos humanos de escasos recursos ubicados

en la comuna 9 de San José de Cúcuta Norte de Santander, al cual pertenecen alrededor

de 2400 y 2745 habitantes respectivamente, conformados desde hace mas de 6 años a

través de procesos de ocupación ilegal. Presentan problemas de saneamiento básico,

evacuación de aguas lluvias, inexistencia de acueducto, alcantarillado y vías pavimentadas.

Un 49% del área territorial de Las Delicias y un 18% en Manuela Beltrán se encuentran en

Zona de Alto Riesgo a Movimientos en Masa. Actualmente se encuentran dentro del

desarrollo del proceso de regularización y legalización urbanística, adelantada por el

Departamento Administrativo Área Planeación Corporativa y de Ciudad, Alcaldía

Municipal, gracias a su adelantada gestión y participación en dicho proceso. La misión de

la elaboración del presente proyecto es beneficiar a la comunidad sirviendo de

complemento ante dicho proceso.

1.1 LOCALIZACIÓN

Localización Zonas de Estudio. Fuente: Autor. Google Earth 2011.

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LAS DELICIAS MANUELA BELTRÁN

LOCALIZACIÓN 7º52´08.61´Ń

72º32´10.74´Ó

7º52´31,25´Ń

72º32´23,81´Ó

COMUNA 9 9

DISTANCIA AL CENTRO DE CÚCUTA

(Km) 4 4,21

COTAS (m.s.n.m.) 279 m a 338 m 262 m a 283 m

Límite Norte Brisas de los Andes, La

Divina P.

Minuto de Dios,

Gerónimo Uribe, Valles

del Rodeo

Límite Sur Los Patios Las Delicias

Límite Oriente Belén, Barrio Nuevo,

Santander, Gaitán

Valles del Rodeo,

Brisas de los Andes

Límite Occidente Carmen del Tonchalá Carmen del Tonchalá

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1.2 CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA DEL PROYECTO

La infraestructura urbana se compone de calles en tierra y de trazado irregular. Respecto

a las características físicas de las viviendas, en su mayoría son en material transitorio

(cubierta en zinc y muros de madera). En menor porcentaje se presentan viviendas en

material durable (concreto reforzado, ladrillo, bloque) con cimentación simple, lo que

aumenta la vulnerabilidad ante amenaza sísmica existente.

Zonas de Estudio. Fuente: Autor.

Debido a la topografía tan irregular del terreno en los asentamientos de estudio y sus

grandes pendientes, en temporada de lluvias, las viviendas en zonas bajas sufren graves

inundaciones, lo que produce grandes daños en su estructura, y que incluso por

imprudencia de sus habitantes podrían presentarse pérdidas humanas, caso que se

aprecia notablemente en el drenaje natural “Caño P” que recorre los dos asentamientos y

en cuyo borde mínimo existen viviendas establecidas a lado y lado. Sobre dicho drenaje se

realizó proyección de Canal Trapecial de Aguas Lluvias con sección compuesta revestida en

concreto reforzado y grama dulce, diseñado en el presente proyecto.

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Canal Trapecial Sección Compuesta en Concreto y Grama sobre Caño P. Las Delicias – Manuela Beltrán.

Fuente: Autor. Google Earth.

Las aguas Lluvias se evacuaran por las calles y avenidas de los asentamientos, teniendo en

cuenta que éstas estarán pavimentadas. Se verificó que las calles ó avenidas fueran

capaces de transportar el caudal que fluirá por ellas, por ende, se ha formulado una

cuneta típica de manera que se pueda transportar flujo escorrentía de aguas lluvias por la

vía.

El drenaje natural Caño P, no está en la capacidad de transportar los caudales que se

presentan sobre el mismo en temporadas de lluvia, presentándose franjas de inundación

de 8 metros a lado y lado del eje del mismo. Por ende es importante el diseño y

construcción de un canal revestido en concreto.

Como alternativa de solución se presenta Propuesta Canal Hidráulico Trapezoidal

Compuesto para Evacuación de aguas lluvias, para canalizar drenaje natural superficial

principal CAÑO P, como interceptor de flujo de avenidas y calles de la zona de estudio,

que permita el adecuado transporte de estas aguas desde su origen (Barrios Belén - Las

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Delicias - Manuela Beltrán – Valles del Rodeo) hasta su desembocadura en la Quebrada

Tonchalá. El área de proyecto (área de drenaje) es de 95,41 Ha.

Adherido a esto, se presenta formulación estructura de pavimento rígido, cunetas y

sardineles, para un sistema completo de evacuación de aguas lluvias.

1.3 POBLACIÓN

A continuación se presentan valores de población suministrados por los Presidentes de

Junta de Acción Comunal y censos propios para registros de población existente:

POBLACIÓN ACTUAL LAS DELICIAS

No VIVIENDAS No. HABITANTES/VIVIENDA POBLACIÓN (Habitantes)

480 5 2400

TOTAL LOTES=490 LOTES HABITADOS=480

POBLACIÓN ACTUAL MANUELA BELTRÁN

No VIVIENDAS No. HABITANTES/VIVIENDA POBLACIÓN (Habitantes)

549 5 2745

TOTAL LOTES=575 LOTES HABITADOS=549

Considerando lo establecido en Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y

Saneamiento Básico RAS – 2000, el nivel de complejidad del sistema está dado por la

población de la ciudad y por la capacidad económica de sus habitantes: Población urbana

Cúcuta = 650.000 > 60.000 habitantes; Nivel de complejidad = ALTO; Nivel de complejidad

seleccionado= ALTO.

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1.4 TOPOGRAFÍA

El terreno presenta pendientes altas (30º-45º-60º), por ende se clasifica como Zona de

Alto Riesgo según POT Año 2000. El drenaje superficial Caño P drena hacia La Quebrada

Tonchalá, de Sureste a Noroeste. El estudio topográfico inicial fue realizado por Israel

Medina Betancourt. Escala 1:1.000 en el año 2010. El Diseño Hidráulico Canal de Aguas

Lluvias Proyectado Caño P. Sector Asentamientos Las Delicias, Manuela Beltrán, Brisas de

los Andes, Valles del Rodeo y Quebrada Tonchalá, fue elaborado con base en el

levantamiento topográfico, realizado para el Plan Urbanístico del Asentamiento Urbano

Manuela Beltrán, elaborado por IVAN ENRIQUE CAICEDO FONSECA - T.O.C. / U.F.P.S./M.P

54502001440 NTS, en Mayo de 2012, Escala 1_500.

1.5 TIPO DE SUELO

Se han realizado tres apiques para la caracterización del suelo:

LOCALIZACIÓN APIQUES CARACTERIZACIÓN SUELO. Fuente: Autor.

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Apiques 2 y 3. Resultados Clasificación Suelo Zona de Estudio. Fuente: Autor

Conformado por suelo arcilloso con matriz granular. Se puede comprobar que se trata de

complejo de limos y cantos rubificados. Aunque se encuentre arcilla o limos en su

composición, poseen baja plasticidad y muy baja cohesión, lo que indica que es

susceptible a deslizamientos.


Arcilla de baja plasticidad L.L. < 35 %, que en contraste con el límite plástico permite

determinar que se trata de arcillas de media a alta plasticidad. Se establece la existencia

de material orgánico. Son arcillas altamente expansivas, que sufren grandes

deformaciones (hinchamiento ó contracción) con el cambio en el contenido de humedad,

característica totalmente problemática para la implementación de obras de ingeniería.

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1.6 VÍAS DE ACCESO

Las vías de acceso a las zonas de estudio son:

• Minuto de Dios-El Rodeo-La Divina Pastora

• Belén-La Divina Pastora

• Carmen del Tonchalá

• Belén Carmen del Tonchalá

1.7 ELEVACIONES

El área visitada presenta elevaciones que van desde los 274 msnm Nor-occidente y 314

msnm Sur-oriente en Las Delicias y 260 msnm Norte y 274 msnm Sur en Manuela Beltrán.

1.8 CLIMA

El clima se clasifica como cálido y seco con precipitación promedio anual de 66.78 a

206.85 mm y temperaturas que varían entre 28ºC y 37ºC.

1.9 VEGETACIÓN

La vegetación del área está compuesta por pastos cortos y árboles que han nacido en

forma silvestre además de cultivos artesanales. Se considera de gran importancia

complementar la cobertura vegetal existente para mitigar efectos de erosión en el suelo e

inestabilidad de laderas.

1.10 RECURSO HÍDRICO

Microcuencas:

Quebrada Tonchalá. Afluente de la cuenca río Zulia, recibe las descargas directas de la

quebrada Las Brujas y la quebrada La Cañada, que no son cuerpos nacientes de aguas,

sino drenajes superficiales intermitentes que por sus condiciones topográficas y sanitarias

recepcionan varios vertimientos puntuales que le aportan caudales apreciables,

permitiéndoles su escurrimiento superficial hasta convertirse en afluentes. Sirve de

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tratamiento de la carga contaminante que se vierte al Río Zulia, proveniente de las áreas

desarrolladas de parte de las comunas 7, 8 y 9. Debe quedar distante del área urbana y

suelo de expansión urbana mínimo 1 km. Pertenece a áreas requeridas para el

tratamiento de aguas residuales y su disposición final.

Drenaje superficial e infiltración. El Drenaje Natural Superficial Existente, de Aguas

Lluvias. Caño P, es un Canal Abierto Natural para la Evacuación de Aguas Lluvias en el área

aferente a los sectores Belén, Las Delicias, Brisas de los Andes, Manuela Beltrán y Valles

del Rodeo, Comuna 9, del Municipio de Cúcuta, Norte de Santander. Dicho Drenaje

Natural se localiza en la divisoria de los Asentamientos Las Delicias – Manuela Beltrán con

Brisas de los Andes - Valles del Rodeo. Su Sección Transversal Hidráulica es variable con

una forma irregular, con tendencia Trapecial, recubierta en combinación de materiales

tales como: material vegetal, material transportado, material sedimentado, enrocado y

tierra. Los suelos subsuperficiales presentan una capacidad de infiltración media y reciben

las aguas lluvias, servidas y residuales de los lotes y aguas lluvias de las zonas verdes que

se presentan en la zona, esta agua se constituye en la recarga del nivel freático.

Quebrada Tonchalá y Caño P. Fuente: Autor. Google Earth 2011.

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1.11 GEOMORFOLOGÍA Y GEOLOGÍA

La zona presenta una morfología abrupta, fácilmente apreciable. Los Asentamientos están

distribuidos sobre Complejo de limos y cantos rubificados (Qcr, Edad Cuaternaria). Gran

parte de Manuela Beltrán y solo un mínimo porcentaje del suelo de Las Delicias se

encuentran sobre la Formación León (Tol, Edad Terciaria, Oligoceno) en la cual se ha

desarrollado suelos residuales y de relleno que afectan la zona, producto de procesos de

erosión y modificaciones de las laderas por procesos antrópicos. La Formación Complejo

de limos y cantos rubificados se presenta en las partes más altas de ambos asentamientos.

Están conformados por fragmentos y bloques angulares de areniscas y arcillolitas

embebidos en material areno-arcilloso, suelto y permeable. La Formación León está

constituida por Lutitas (arcilla, arcillitas).

Mapa geológico asentamientos humanos Las Delicias y Manuela Beltrán.

Fuente: MUNICIPIO SAN JOSÉ DE CÚCUTA. Plan de ordenamiento territorial.

San José de Cúcuta: El Municipio, 2000.

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1.12 GEOTECNIA

Se dispuso de los resultados de ensayos a muestras de suelo tomadas en los

asentamientos en estudio a profundidades no superiores a 3.0 m durante los meses de

diciembre de 2009 y enero del año 2010. La deficiente cimentación de las viviendas,

construidas en su mayoría en tabla y en mampostería sin columnas, permite que el

movimiento del terreno sea detectado con facilidad al ser evidente en las grietas abiertas

de las viviendas y los desplazamientos, en ocasiones cortantes, de andenes y muros.

Se han realizado tres apiques para la caracterización del suelo:

LOCALIZACIÓN APIQUES CARACTERIZACIÓN SUELO. Fuente: Autor.

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Conformado por suelo arcilloso con matriz granular. Se puede comprobar que se trata de

complejo de limos y cantos rubificados. Aunque se encuentre arcilla o limos en su

composición, poseen baja plasticidad y muy baja cohesión, lo que indica que es

susceptible a deslizamientos.


Arcilla de baja plasticidad L.L. < 35 %, que en contraste con el límite plástico permite

determinar que se trata de arcillas de media a alta plasticidad. Se establece la existencia

de material orgánico. Son arcillas altamente expansivas, que sufren grandes

deformaciones (hinchamiento ó contracción) con el cambio en el contenido de humedad,

característica totalmente problemática para la implementación de obras de ingeniería.

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1.13 USO DEL SUELO EN LAS ZONAS DE ESTUDIO

Según la cartografía (Año 2000), uso del suelo acuerdo 058/97 del concejo municipal, Plan

de Ordenamiento Territorial, municipio de San José de Cúcuta, los asentamientos

humanos Las Delicias y Manuela Beltrán se encuentran en Zona Residencial, Vivienda.

Uso del suelo asentamientos humanos Las Delicias y Manuela Beltrán.

Fuente: MUNICIPIO SAN JOSÉ DE CÚCUTA. Plan de ordenamiento territorial.

San José de Cúcuta: El Municipio, 2000.

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1.14 ZONIFICACIÓN DEL RIESGO

Las zonas de Riesgo en el Barrio Las Delicias se han desarrollado debido a fenómenos

erosivos (Procesos de Deterioro) producidos por escorrentía excesiva de aguas lluvias y

descarga de aguas servidas a las calles y patios traseros de las casas por parte de la

comunidad. Adherido a esto, Las Delicias se encuentra sobre suelo de relleno, al formar

parte de un basurero a cielo abierto en el pasado. En su mayoría, los tipos de movimientos

en masa encontrados son Deslizamientos y Caída de Material, lo cual permite determinar

gran cantidad de material suelto, aspectos que favorecen la aparición de zonas

susceptibles a deslizamientos.

Zonas de Riesgo a Deslizamientos de Taludes por Procesos Erosivos

(Fenómenos de Remoción en Masa) LAS DELICIAS.

Fuente: Ingeniero Geólogo Sandy Peñaranda.

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En Manuela Beltrán las Zonas de Riesgo se localizan en su zona occidental y norte, en

donde se pueden apreciar escarpes (Pendientes Altas) con una configuración abrupta del

terreno.

Zonas de Riesgo a Deslizamientos de Taludes por Procesos Erosivos

(Fenómenos de Remoción en Masa) MANUELA BELTRÁN.

Fuente: Ingeniero Geólogo Sandy Peñaranda.

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SUELOS DE PROTECCIÓN

Suelos de Protección LAS DELICIAS. Fuente Autor.

Las Delicias se convierte en Suelo de Protección en la zona del Parque (1), el núcleo

productivo (2) y las zonas 3 y 4, afectadas gravemente por procesos de deterioro por

fenómenos erosivos ocasionados por escorrentía de aguas lluvias crítica (Erosión en

Surcos, Cárcavas).

1

2

3

4

20

ZONAS DE INUNDACIÓN

Las zonas de inundación por aguas lluvias se localizan paralelas a los dos drenajes

principales, Caño P (1) y Quebrada Seca (2). También es posible determinar zonas de

inundación en Zonas de Microcuenca (Zona Núcleo Productivo (3) y Zona Parque (4), en

Las Delicias.

Zonas de Inundación LAS DELICIAS. Fuente Autor.

CAÑO P

QUEBRADA

SECA

1

2

3

4

21

En Manuela Beltrán se presentan Zanjas de inundación debido a la topografía abrupta

(3,4). Las zonas de inundación por aguas lluvias se localizan paralelas a los dos drenajes

principales, Caño P (1) y Quebrada Seca (2).

Zonas de Inundación MANUELA BELTRÁN. Fuente Autor.

1

2

3

4

CAÑO P

QUEBRADA

SECA

22

1.15 SERVICIOS PÚBLICOS

Acueducto y Alcantarillado

No presentan servicios de Acueducto ni Alcantarillado. Su abastecimiento es Ilegal. Las

aguas servidas se descargan por cunetas de terreno natural producidas por fenómenos

erosivos, a ambos lados de las vías internas residenciales, y por encima se encuentran las

redes de acueducto ilegales y en conexión errada.

Las Delicias posee Macromedición desde su empalme con Acueducto del Barrio Belén.

También se encuentra conectado ilegalmente a través de línea de mangueras en Brisas de

los Andes y La Divina Pastora, parte baja de Las Delicias.

Acueducto Ilegal. Las Delicias

Manuela Beltrán se encuentra conectado ilegalmente de un tubo matriz de agua potable

de 24”.

Acueducto Ilegal. Manuela Beltrán.

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El Sistema de Alcantarillado lo ha improvisado la comunidad, con tuberías de diámetro de

6”.

Residuos sólidos

Recolección de residuos sólidos por parte de la empresa Proactiva S.A. ESP.

Energía eléctrica y telefonía

En relación a la Energía Eléctrica, la cobertura es del 100%. La telefonía que existe en el

asentamiento es de tipo celular.

Transporte público

El servicio de transporte público se encuentra disponible para estas dos zonas. Ruta

Especial.

Gas natural

Reciben prestación de servicio de gas natural de la empresa Norgas Oriente S.A ESP.

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2. DISEÑO CANAL DE AGUAS LLUVIAS

Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P. Sección Transversal III. Sector Asentamientos Las Delicias,

Manuela Beltrán, Brisas de los Andes, Valles del Rodeo y Quebrada Tonchalá. Comuna 9 Sur-Occidental.

Cúcuta. Norte de Santander. Fuente: Autor.

El drenaje natural Caño P, no está en la capacidad de transportar los caudales que se

presentan sobre el mismo en temporadas de lluvia, presentándose franjas de inundación

de 8 metros a lado y lado del eje del mismo. Las viviendas en zonas bajas sufren graves

inundaciones, lo que produce grandes daños en su estructura, y que incluso por

imprudencia de sus habitantes podrían presentarse pérdidas humanas.

Como alternativa de solución se presenta Propuesta Canal Hidráulico Trapezoidal

Compuesto para Evacuación de aguas lluvias, con sección compuesta revestida en

concreto reforzado y grama dulce, para canalizar drenaje natural superficial principal

CAÑO P, como interceptor de flujo de avenidas y calles de la zona de estudio, que permita

el adecuado transporte de estas aguas desde su origen (Barrios Belén - Las Delicias -

Manuela Beltrán – Valles del Rodeo) hasta su desembocadura en la Quebrada Tonchalá.

Las aguas Lluvias se evacuaran por las calles y avenidas de los asentamientos, teniendo en

cuenta que éstas estarán pavimentadas. Se verificó que las calles ó avenidas fueran

capaces de transportar el caudal que fluirá por ellas, por ende, se ha diseñado una cuneta

típica de manera que se pueda transportar flujo escorrentía de aguas lluvias por la vía.

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Se cuenta con Espacio Reducido, para la construcción del Canal, por la existencia de

VIVIENDAS AFERENTES, a ambos márgenes, las cuales invaden considerablemente las

Franjas de Retiro a Drenajes Menores, de la Zona de Estudio, DRENAJE NATURAL

SUPERFICIAL EXISTENTE.

Se localiza Red de Alcantarillado Sanitario existente dentro de los Bordes Internos del

DRENAJE NATURAL SUPERFICIAL EXISTENTE. Es de suma importancia solicitar a la Empresa

de Acueducto y Alcantarillado Municipal la relocalización de dichas redes existentes

(Alcantarillado Sanitario) sobre las franjas de retiro para establecimiento de redes de

servicios públicos, según Acuerdo 0089 de 2011 P.O.T., para el correcto proceso

constructivo del Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P, en la Zona de Estudio. Por

ende, se recomienda que la entidad competente relocalice, lo más pronto posible, los

colectores de aguas residuales en vecindad del Canal Proyectado de Aguas Lluvias, dentro

de las Franjas de Retiro a Drenajes Menores ACUERDO 0089 DE 2011 P.O.T. para

establecimientos de redes de servicios públicos.

En el presente proyecto se dimensiona Canal Hidráulico Trapezoidal Compuesto para

Evacuación de aguas lluvias, para canalizar drenaje natural superficial principal CAÑO P,

como interceptor de flujo de avenidas y calles de la zona de estudio, longitud 1158.22 m,

constituido por tres secciones ó tramos típicos y un tramo de entrega a Quebrada

Tonchalá.

El Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P está diseñado para evacuación de aguas

lluvias en con Sección Revestida en Concreto y una pequeña parte como Sección Revestida

en Grama (Parte Superior). Es un canal trapecial abierto de dos secciones transversales. La

Sección Inferior es revestida en Concreto y la Sección Superior en Grama.

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Canal Trapecial Sección Compuesta en Concreto y Grama sobre Caño P. Las Delicias – Manuela Beltrán.

Fuente: Autor. Google Earth 2011.

La sección revestida en Concreto se diseña para la escorrentía producida por un evento

con frecuencia de 10 años, mientras que la sección revestida en Grama se diseña para una

frecuencia de 25 años. Debido a las altas pendientes del terreno natural, donde será

construido el canal, las velocidades de los respectivos tramos resultaron de un valor

mayor que lo permitido para canales abiertos revestidos en concreto. Por ende fue

necesario reducir estas pendientes mediante el escalonamiento del canal a nivel

longitudinal.

2.1 NORMATIVIDAD

REGLAMENTO TÉCNICO DEL SECTOR DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO. RAS –

2000. SECCION II. TÍTULO D. SISTEMAS DE RECOLECCIÓN Y EVACUACIÓN DE AGUAS

RESIDUALES DOMÉSTICAS Y PLUVIALES

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2.1 DISEÑO HIDROLÓGICO

El presente capítulo contiene el Diseño Hidrológico para la obra Canal de Aguas Lluvias

Proyectado Caño P. El Drenaje Natural Superficial Existente, de Aguas Lluvias. Caño P, es

un Canal Abierto Natural para la Evacuación de Aguas Lluvias en el área aferente a los

sectores Belén, Las Delicias, Brisas de los Andes, Manuela Beltrán y Valles del Rodeo,

Comuna 9, del Municipio de Cúcuta, Norte de Santander. Dicho Drenaje Natural se localiza

en la divisoria de los Asentamientos Las Delicias – Manuela Beltrán con Brisas de los Andes

- Valles del Rodeo. Su Sección Transversal Hidráulica es variable con una forma irregular,

con tendencia Trapecial, recubierta en combinación de materiales tales como: material

vegetal, material transportado, material sedimentado, enrocado y tierra. Se pueden

apreciar procesos de socavación de fondo y encarcavamiento severo debido a las falta de

revestimiento adecuado, a las grandes Velocidades por fuertes Pendientes y a los

Caudales considerables de Aguas Lluvias, por Intensidades Críticas de Precipitación en

épocas invernales (Ola Invernal 2010 – 2011). Dichos Caudales sobrepasan la Capacidad

Hidráulica del Drenaje Natural Existente en estudio, generando graves problemas de

inundaciones además de los contundentes problemas de deterioro, erosión, saturación e

inestabilidad del terreno. Dicha problemática afecta directamente las viviendas aferentes,

causando deterioro progresivo de sus cimentaciones y estructura en general, colapso

proyectado, asentamientos diferenciales del terreno, y focos de contaminación por

acumulación excesiva de humedad.

El diseño hidrológico determina el caudal de diseño para diferentes condiciones según la

normatividad vigente, en este caso el “REGLAMENTO TÉCNICO DEL SECTOR DE AGUA

POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO RAS – 2000”, en particular el capítulo D.4 REDES DE

SISTEMAS DE ALCANTARILLADO PLUVIAL.

CANAL EXISTENTE

El Drenaje Natural Superficial Existente, de Aguas Lluvias. Caño P, es un Canal Abierto

Natural para la Evacuación de Aguas Lluvias en el área aferente a los sectores Belén, Las

Delicias, Brisas de los Andes, Manuela Beltrán y Valles del Rodeo, Comuna 9, del Municipio

de Cúcuta, Norte de Santander. Dicho Drenaje Natural se localiza en la divisoria de los

Asentamientos Las Delicias – Manuela Beltrán con Brisas de los Andes - Valles del Rodeo.

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Su Sección Transversal Hidráulica es variable con una forma irregular, con tendencia

Trapecial, recubierta en combinación de materiales tales como: material vegetal, material

transportado, material sedimentado, enrocado y tierra.

Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P. Área de Drenaje Aferente Total. Sector Asentamientos Las

Delicias, Manuela Beltrán, Brisas de los Andes, Valles del Rodeo y Quebrada Tonchalá. Comuna 9 Sur-

Occidental. Cúcuta. Norte de Santander. Fuente: Autor. Google Earth.

El Drenaje Natural Superficial Existente recorre la zona de estudio en sentido sureste –

noroeste, iniciando la divisoria de los Asentamientos Las Delicias – Brisas de los Andes,

recorriendo la divisoria de los Barrios Las Delicias – Manuela Beltrán con Brisas de los

Andes - Valles del Rodeo, hasta desembocar en Quebrada Tonchalá, en un recorrido total

de aproximadamente 1158,22 m.

Drenaje Natural Superficial Existente, de Aguas Lluvias, Caño P. Sector Manuela Beltrán. Comuna 9 Sur-

Occidental. Cúcuta. Norte de Santander. Fuente: Autor.

Canal de Aguas Lluvias

Proyectado Caño P

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Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P. Área de Drenaje Aferente Total. Sector Asentamientos Las

Delicias, Manuela Beltrán, Brisas de los Andes, Valles del Rodeo y Quebrada Tonchalá. Comuna 9 Sur-

Occidental. Cúcuta. Norte de Santander. Fuente: Autor. Google Earth.




Proyectado Caño P

30



31

SECTOR A DISEÑAR

El sector a diseñar corresponde a la Zona de Estudio mencionada. En la Margen Izquierda,

en dirección hacia aguas abajo, se localizan los Asentamientos Las Delicias y Manuela

Beltrán. En el Margen Derecho se ubican los Asentamientos Brisas de los Andes y Valles

del Rodeo.

Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P. Sector Asentamientos Las Delicias, Manuela Beltrán, Brisas de

los Andes, Valles del Rodeo y Quebrada Tonchalá. . Comuna 9 Sur-Occidental. Cúcuta. Norte de Santander. Fuente: Autor. Google Earth.

El área que drena directamente al sector a diseñar comprende los Asentamientos y/o Barrios Belén, Divina Pastora, una parte de Belén de Umbría, Valles del Rodeo, Jerónimo Uribe, Las Delicias, Manuela Beltrán, y María Gracia.

Las Delicias

Manuela

Beltrán Brisas de los

Andes

Valles del

Rodeo


Proyectado Caño P Los Yabos

Belén

Quebrada

Tonchalá

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NIVEL DE COMPLEJIDAD

Considerando lo establecido en Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y

Saneamiento Básico RAS – 2000, el nivel de complejidad del sistema está dado por la

población de la ciudad y por la capacidad económica de sus habitantes:

Población urbana Cúcuta = 750.000 (Estimada año 2006) > 60.000 habitantes

Nivel de complejidad = ALTO

Nivel de complejidad seleccionado = ALTO

33

ÁREAS DE DRENAJE

El trazado de la red de drenaje de aguas lluvias debe, en general, seguir las calles de la

localidad. La extensión y el tipo de áreas tributarias deben determinarse para cada tramo

por diseñar. Las áreas de drenaje se han determinado por medición directa en el plano

(insumos), y su delimitación es consistente con las redes de drenaje natural y la topografía

del terreno.

Área de Drenaje Total. Zona de Estudio. Diseño Hidrológico - Hidráulico. Fuente: Autor.

Área de Drenaje Total. Zona de Estudio. Diseño Hidrológico - Hidráulico. Fuente: Autor.

Canal Hidráulico Trapezoidal Proyectado Sobre CAÑO P


34

Para el análisis hidrológico de este proyecto se consideran fundamentalmente dos tipos

de áreas de drenaje. El primer tipo es conformado por el área que concentra su flujo como

Subcuenca Superior, y el segundo tipo, lo conforman las áreas que drenan directamente a

cada tramo del canal proyectado.

Existen dos tipos de áreas para establecer el Coeficiente de Escorrentía Superficial “C”.

Áreas de Drenajes Zonas Revestidas y Áreas de Drenajes Suelos de Protección o Zonas No

Revestidas.

La Zona de Estudio posee un ÁREA DE DRENAJE AFERENTE TOTAL de 95.41 Ha, la cual se

distribuye de la siguiente forma: 89.63 Ha en Zonas Revestidas (Actuales y Proyectadas) y

5.78 Ha en Zonas No Revestidas (Suelos de Protección).

Áreas de Drenaje: Total, Subcuenca Superior, Zonas No Revestidas. Zona de Estudio. Diseño Hidrológico -

Hidráulico. Fuente: Autor.


Área Total Aferente

Suelo de Protección o Zonas No Revestidas

Subcuenca Superior de

Drenaje

35

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO

CARACTERÍSTICAS ÁREA DE DRENAJE CUENCA

ÁREAS DE DRENAJE

TRAMO ÁREA

PROPIA

ÁREA

SUPERIOR

ÁREA

TOTAL DE A

[Ha] [Ha] [Ha]

P1

P1 P1A´ 3,00 42,32 45,32

P1A´ P1A 1,50 45,32 46,82

P1A P1B 1,92 46,82 48,74

P1B P1C 1,37 48,74 50,11

P1C P2 1,91 50,11 52,02

P2 P3 1,14 52,02 53,16

P3 P3A 1,60 53,16 54,76

P3A P4 2,15 54,76 56,91

P4 P4A 1,89 56,91 58,80

P4A P4B 1,49 58,80 60,29

P4B P5 1,47 60,29 61,76

P5 P5A 2,43 61,76 64,19

P5A P6 1,94 64,19 66,13

P6 P6A 1,72 66,13 67,85

P6A P7 1,58 67,85 69,43

P7 P8 2,29 69,43 71,72

P8 P8A 1,39 71,72 73,11

P8A P8B 0,97 73,11 74,08

P8B P9 1,30 74,08 75,38

P9 P10 1,62 75,38 77,00

P10 P11 2,42 77,00 79,42

P11 P12 1,24 79,42 80,66

P12 P13 2,69 80,66 83,35

P13 P14 4,17 83,35 87,52

P14 P15 1,66 87,52 89,18

P15 P16 1,36 89,18 90,54

P16 P17 4,00 90,54 94,54

P17 DESC1 0,87 94,54 95,41

Áreas de Drenaje. Zona de Estudio. Diseño Hidrológico. Diseño Hidráulico. Fuente: Autor.

36

ÁREAS DE DRENAJE - COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA.

MÉTODO LLUVIA ESCORRENTÍA A APLICAR 95,41 <700Ha

RAS 2000 MÉTODO RACIONAL

SECCIÓN HIDRÁULICA ÓPTIMA PROYECTO TRAPECIAL

Viscosidad Cinemática del Agua 20ºC [m2/s] 0,000001003

COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA ZONAS REVESTIDAS 0,75 ÁREA C1 (Ha) 89,63 COEFICIENTE 0,72

COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA SUELO DE PROTECCIÓN O ZONAS NO REVESTIDAS

0,3 ÁREA C2 (Ha) 5,78

ÁREA TOTAL 95,41

Áreas de Drenaje. Coeficiente de Escorrentía. Zona de Estudio. Diseño Hidrológico. Diseño Hidráulico. Fuente: Autor.

37

PERIODOS DE RETORNO, TIEMPOS DE CONCENTRACIÓN E INTENSIDADES DE DISEÑO

PERIODO DE RETORNO DE DISEÑO, TR

El periodo de retorno de diseño se ha determinado de acuerdo con la importancia de las

áreas y con los daños, perjuicios o molestias que las inundaciones periódicas pueden

ocasionar a la zona de estudio. En la tabla D.4.2 REGLAMENTO TÉCNICO DEL SECTOR DE

AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO RAS – 2000 – TÍTULO D.4. REDES DE SISTEMAS

DE ALCANTARILLADO PLUVIAL se establecen valores de periodos de retorno o grado de

protección.

Debido a que el Área Total Tributaria ó Área de Drenaje Total de la zona de estudio es de

95.41 Ha, de acuerdo con la tabla D.4.2 del RAS-2000 y las características del área de

drenaje del proyecto, como rango superior crítico Mayor a 10Ha y Menor a 1000 Ha, el

Periodo de Retorno o Grado de Protección Mínimo es de 10 años, Aceptable de 25 años y

Recomendado de 25 años.

El Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P está diseñado para evacuación de aguas

lluvias en con Sección Revestida en Concreto y una pequeña parte como Sección Revestida

en Grama (Parte Superior). Es un canal trapecial abierto de dos secciones transversales. La

Sección Inferior es revestida en Concreto y la Sección Superior en Grama. La sección

38

revestida en Concreto se diseña para la escorrentía producida por un evento con

frecuencia de 10 años, mientras que la sección revestida en Grama se diseña para una

frecuencia de 25 años.

De acuerdo con la Tabla D.4.3 del RAS-2000, el grado de protección o período de retorno

debe ser el correspondiente al valor “Recomendado” dado que el nivel de complejidad del

sistema fue identificado como “Alto”.

TIEMPO DE CONCENTRACIÓN

Tiempo de entrada, Te

Existen varias fórmulas para estimar el tiempo de entrada.

La ecuación de la FAA de los Estados Unidos se utiliza frecuentemente para la escorrentía

superficial en áreas urbanas. Esta ecuación es:

3

1

21

1.1707.0

S

LCTe

(D.4.4) RAS 2000

La fórmula de KERBY también permite estimar Te:

TLm

Se

144

12

0 467

.

.

(D.4.5) RAS 2000

39

m puede ser estimado a partir del tipo de superficie, con base en los valores de la tabla

D.4.6. RAS 2000.

Tabla D.4.6 RAS 2000

Coeficiente de retardo

Tipo de superficie m

Impermeable 0,02

Suelo sin cobertura, compacto y liso 0,10

Superficie sin cobertura moderadamente rugosa

0,20

Pastos 0,30

Terrenos arborizados 0,70

Pastos densos 0,80

El Soil Conservation Service (SCS) propone estimar Te con base en la velocidad media de

escorrentía superficial sobre el área de drenaje y la distancia de recorrido:

T

L

Ve

S

60

(D.4.6) RAS 2000

Vs puede aproximarse por:

V a SS 12 (D.4.7) RAS 2000

a es una constante que depende del tipo de superficie, tal como se muestra en la tabla

D.4.7 RAS 2000.

40

Tabla D.4.7

Constante a de velocidad superficial

Tipo de superficie a

Bosque con sotobosque denso 0,70

Pastos y patios 2,00

Áreas cultivadas en surcos 2,70

Suelos desnudos 3,15

Áreas pavimentadas y tramos iniciales de quebradas

6,50

El tiempo de entrada fue evaluado siguiendo la ecuación de la FAA de los Estados Unidos,

la cual se utiliza frecuentemente para la escorrentía superficial en áreas urbanas. Esta

ecuación es:

3

1

21

1.1707.0

S

LCTe

(D.4.4) RAS 2000

En el tramo final, se obtiene un Tiempo de entrada de 25.47 minutos.

Tiempo de recorrido ó Tiempo de Tránsito, Tt

Para el tiempo de tránsito en los canales existentes, se estimó una velocidad promedio

para la condición de diseño en función del material del canal y su pendiente longitudinal.

Con la velocidad promedio y la longitud del canal resulta inmediato el cálculo del tiempo

de tránsito.

Velocidad = Caudal / Área sección hidráulica

Tiempo = Longitud / Velocidad

El tiempo de recorrido en un colector se puede calcular como:

41

T

L

Vt

C

60 (D.4.8) RS 2000

En el tramo final, se obtiene un Tiempo de tránsito de 0.15 minutos.

Tiempo de concentración, Tc

El Tiempo de Concentración, Tc, corresponde al mayor lapso de tiempo para que una gota

de agua llegue al punto de salida del área de drenaje bajo consideración. Se evalúa como

la suma del tiempo de entrada, Te, y el tiempo de tránsito, Tt, en la estructura de

conducción, es decir, el Tiempo de Concentración está compuesto por el Tiempo de

Entrada y el Tiempo de Recorrido en el Canal Colector.

Te: El tiempo de entrada corresponde al tiempo requerido para que la escorrentía llegue al

sumidero del colector.

Tt. El tiempo de recorrido se asocia con el tiempo de viaje o tránsito del agua dentro del

colector.

Tc = Te + Tt

Por ende, en el tramo final, se obtiene un Tiempo de entrada de 25.47 minutos y un

Tiempo de tránsito de 0.15 minutos. Por lo tanto, el Tiempo de Concentración Tc de

Diseño, en el tramo final, es de 25.62 minutos (0.43 Horas).

42

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO

CARACTERÍSTICAS PROCESO DE ESCORRENTÍA POR FENÓMENO DE PRECIPITACIÓN

COEF. IMPERM. [C]

FRECUENCIA DE LA LLUVIA [F]

DURACIÓN DE LA LLUVIA [CAUDAL MÁXIMO] [D]

C Coeficiente

de Escorrentía Superficial

Tiempos de Retorno Tiempo de Entrada [Te] Iteraciones Velocidad

Canal

Tiempo de Entrada

[Te]

T. Transp.

[Tt]

Tiempo de Concentración

[Tc]

TRAMO SUPERF

INFERIOR SUPERF

SUPERIOR FAA KERBY USA

V Estimada Canal

CUMPLE Te1 Te2 Te3 Te Tt Tc

DE A

[-] (Años) (Años) (min) (min) (min) (m/seg) (m/seg) (min) (min) (min) (min) (min) (min) [Hora]

C. Retardo

P1

10 25

0,02

FAA

P1 P1A´ 0,72 10 25 19,49 10,27 10,12 0,00 OK 19,49 0,00 19,49 0,00 19,49 0,32

P1A´ P1A 0,72 10 25 15,69 8,17 6,93 9,75 OK 15,69 19,49 19,49 0,06 19,55 0,33

P1A P1B 0,72 10 25 17,67 8,91 8,00 9,75 OK 17,67 19,55 19,55 0,06 19,60 0,33

P1B P1C 0,72 10 25 20,55 9,93 9,56 9,75 OK 20,55 19,60 20,55 0,03 20,59 0,34

P1C P2 0,72 10 25 23,22 10,83 11,04 6,93 OK 23,22 20,59 23,22 0,07 23,29 0,39

P2 P3 0,72 10 25 20,95 10,12 9,88 4,28 OK 20,95 23,29 23,29 0,05 23,34 0,39

P3 P3A 0,72 10 25 16,76 8,73 7,75 8,42 OK 16,76 23,34 23,34 0,06 23,40 0,39

P3A P4 0,72 10 25 22,99 10,97 11,28 8,85 OK 22,99 23,40 23,40 0,07 23,47 0,39

P4 P4A 0,72 10 25 16,18 8,60 7,56 8,23 OK 16,18 23,47 23,47 0,05 23,52 0,39

P4A P4B 0,72 10 25 18,79 9,57 9,00 9,70 OK 18,79 23,52 23,52 0,04 23,56 0,39

P4B P5 0,72 10 25 19,82 9,94 9,59 8,90 OK 19,82 23,56 23,56 0,03 23,59 0,39

P5 P5A 0,72 10 25 19,35 9,79 9,35 8,50 OK 19,35 23,59 23,59 0,05 23,64 0,39

P5A P6 0,72 10 25 20,77 10,31 10,18 8,86 OK 20,77 23,64 23,64 0,07 23,71 0,40

P6 P6A 0,72 10 25 19,17 9,72 9,24 7,54 OK 19,17 23,71 23,71 0,12 23,83 0,40

P6A P7 0,72 10 25 23,77 11,22 11,71 7,97 OK 23,77 23,83 23,83 0,10 23,93 0,40

P7 P8 0,72 10 25 23,24 10,87 11,11 5,47 OK 23,24 23,93 23,93 0,37 24,30 0,40

P8 P8A 0,72 10 25 13,55 7,35 5,82 4,74 OK 13,55 24,30 24,30 0,09 24,39 0,41

P8A P8B 0,72 10 25 16,89 8,58 7,52 9,93 OK 16,89 24,39 24,39 0,04 24,43 0,41

P8B P9 0,72 10 25 16,87 8,57 7,51 9,75 OK 16,87 24,43 24,43 0,05 24,48 0,41

P9 P10 0,72 10 25 20,54 9,82 9,40 7,06 OK 20,54 24,48 24,48 0,09 24,56 0,41

P10 P11 0,72 10 25 16,80 8,49 7,40 6,23 OK 16,80 24,56 24,56 0,15 24,72 0,41

P11 P12 0,72 10 25 19,16 9,27 8,55 9,33 OK 19,16 24,72 24,72 0,05 24,77 0,41

P12 P13 0,72 10 25 16,72 8,39 7,25 8,34 OK 16,72 24,77 24,77 0,11 24,88 0,41

P13 P14 0,72 10 25 18,30 8,99 8,12 8,54 OK 18,30 24,88 24,88 0,19 25,07 0,42

P14 P15 0,72 10 25 18,26 9,03 8,18 7,80 OK 18,26 25,07 25,07 0,09 25,16 0,42

P15 P16 0,72 10 25 19,75 9,50 8,90 7,46 OK 19,75 25,16 25,16 0,08 25,24 0,42

P16 P17 0,72 10 25 17,03 8,61 7,56 4,62 OK 17,03 25,24 25,24 0,23 25,47 0,42

P17 DESC1 0,72 10 25 14,45 7,67 6,26 8,76 OK 14,45 25,47 25,47 0,15 25,62 0,43

CUADRO 3. CAUDALES DE DISEÑO. Fuente: Autor.

43

INTENSIDAD DE LLUVIA DISEÑO, I

Las Intensidades de Lluvia de Diseño, I, se obtienen mediante las Curvas IDF (Intensidad –

Duración - Frecuencia). Según el RAS-2000, la obtención mínima de las curvas IDF depende

del nivel de complejidad del sistema; y tal como lo plantea la Tabla D.4.1 para un nivel de

complejidad del sistema “Alto” corresponde una obtención de las curvas IDF con

Información Pluviográfica Local.

CURVAS DE INTENSIDAD-DURACIÓN-FRECUENCIA

Las curvas de intensidad-duración-frecuencia (IDF) constituyen la base climatológica para

la estimación de los caudales de diseño. Estas curvas sintetizan las características de los

eventos extremos máximos de precipitación de una determinada zona y definen la

intensidad media de lluvia para diferentes duraciones de eventos de precipitación con

periodos de retorno específicos. Es necesario verificar la existencia de curvas IDF para la

localidad. Si existen, éstas deben ser analizadas para establecer su validez y confiabilidad

para su aplicación al proyecto. Si no existen, es necesario obtenerlas a partir de

información existente de lluvias.

La obtención de las curvas IDF debe realizarse con información pluviográfica de estaciones

ubicadas en la localidad, derivando las curvas de frecuencia correspondientes mediante

análisis puntuales de frecuencia de eventos extremos máximos. La distribución de

probabilidad de Gumbel se recomienda para estos análisis, aunque otras también pueden

ser ajustadas. Eventualmente, es posible hacer análisis regionales de frecuencia en caso

de disponer de más de una estación pluviográfica. Si no existe información en la

población, debe recurrirse a estaciones localizadas en la zona lo más cercanas a la

población. Si esto no permite derivar curvas IDF aceptables para el proyecto, deben

44

ajustarse curvas IDF por métodos sintéticos, preferencialmente derivados con información

pluviográfica colombiana.

CURVAS IDF Estación Meteorológica Aeropuerto Camilo Daza (IDEAM)

La estación meteorológica más cercana al área del proyecto se encuentra ubicada en el Aeropuerto Camilo Daza, y es administrada por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales, IDEAM. Geográficamente se encuentra ubicada 7º 55’ de Latitud Norte, 72º 30’ de Longitud Oeste del meridiano de Greenwich, a 250 metros sobre el nivel del mar, en el municipio de Cúcuta y sobre la corriente del río Pamplonita. Fue instalada en Febrero de 1.941 y presenta información de temperatura, humedad relativa, precipitación, rango de velocidades y dirección del viento, brillo solar, tensión de vapor y evaporación. Los datos de esta estación ofrecen la suficiente confianza ya que está ubicada dentro de la cuenca hidrográfica en estudio y teniendo en cuenta que esta tiene poca diferencia de altitud en su recorrido el régimen de lluvias no varía.

Como guía comparativa, se presentan a continuación las Curvas IDF IDEAM. Dicha

información fue facilitada por la empresa AGUAS K-PITAL, perteneciente al Consorcio Plan

Maestro de Acueducto y Alcantarillado Cúcuta, 2007, Informe de caracterización, Anexo

K, Parámetros de diseño.

Curvas IDF provenientes de registros hidrometereológicos de la Estación Aeropuerto Camilo Daza (IDEAM)

45

Para el presente estudio, se empleó la totalidad de los datos de precipitaciones con que cuenta la estación desde su instalación en el año 1941 hasta la fecha con el fin de que la muestra fuera lo más significativa posible.

Valores Máximos Mensuales de Precipitación en 24 horas, Estación Meteorológica 16015010 del IDEAM.

VALORES MAXIMOS MENSUALES DE PRECIPITACION (mms) NACIONAL AMBIENTAL

FECHA DE PROCESO : 2011/09/22 ESTACION : 16015010 APTO CAMILO DAZA

LATITUD 0755 N TIPO EST SP DEPTO NORTE SANTANDER FECHA-INSTALACION 1941-FEB

LONGITUD 7230 W ENTIDAD 01 IDEAM MUNICIPIO CUCUTA FECHA-SUSPENSION

ELEVACION 0250 m.s.n.m REGIONAL 08 SANTANDERES CORRIENTE PAMPLONITA

I D E A M - INSTITUTO DE HIDROLOGIA, METEOROLOGIA Y ESTUDIOS AMBIENTALES

SISTEMA DE INFORMACION

EN 24 HORAS

AÑO ENERO FEBRE MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOST SEPTI OCTUB NOVIE DICIE VR ANUAL

1941

32.00 3.00 15.00 10.20

32.00

1944

0.00 7.30 23.40 52.00 22.60 8.20 4.70 22.30 80.70 102.30 10.30 102.30

1945 19.10 44.60 18.30 50.30 30.10 12.30 6.30 24.40 15.70 32.00 28.00 5.00 50.30

1946 22.00 0.20 21.50 46.00 16.00 0.80 1.00 9.00 10.00 57.00 50.30 11.70 57.00

1947 1.00 10.00 0.80 3.20 11.30 10.00 11.50 1.50 2.70 11.70 22.00 7.90 22.00

1948 10.00 5.10 4.70 15.60 11.80 12.20 28.00 25.00 6.00 10.20 12.00 7.00 28.00

1949 4.30 0.70 9.90 13.50 14.00 15.60 5.30 5.50 14.00 108.30 11.00 22.00 108.30

1950 86.00 24.50 1.30 0.50 65.20 18.20 20.50 15.10 38.20 71.20 61.20 10.50 86.00

1951 40.50 54.20 6.60 60.20 50.00 2.40 1.20 0.10 18.00 17.60 8.70 40.60 60.20

1952 15.00 0.10 58.00 60.60 15.20 10.40 17.50 6.50 2.00 3.30 1.90 2.40 60.60

1953 0.80 0.60 0.60 1.00 0.70 0.50 0.70 1.20 30.00 13.00 2.00 30.00 30.00

1954 0.60 0.30 0.10 20.00 11.00 1.00 0.80 6.00 0.40 8.00 10.00 3.00 20.00

1955 15.50 10.10 14.00 12.00 10.00 8.00 0.60 2.40 2.00 8.00 0.40 6.10 15.50

1956

20.10 0.30 0.20 0.20 0.30 0.60 0.80 4.00 20.10

1957 0.10 1.50 0.50 0.20 3.00 2.00 1.00 0.10 2.00 3.00 2.00 4.00 4.00

1958 4.00 6.00 6.50

5.00 4.00

18.00 10.00 35.00 35.00

1959 2.00 0.10 0.10 3.00 20.00 2.00 4.70 0.70 2.00 5.60 2.50 0.10 20.00

1960 0.70 2.00 5.00 30.00 3.00 0.20 2.10 25.00 0.30 3.00 2.00 23.00 30.00

1961 3.00 1.00 3.00 9.00 0.40 3.00 5.00 10.00 3.00 4.00 6.00 5.10 10.00

46

1962 9.00 8.00 8.00 4.60 8.00 1.00 6.00 0.30 12.50 35.00 41.60 8.00 41.60

1963 90.00 7.00 8.00 13.50 42.60 0.20 5.80 11.00 0.20 22.50 50.10 30.00 90.00

1965 11.00 25.00 0.50 28.00 35.50 4.00 15.50 11.00 45.00 49.00 27.00 20.00 49.00

1966 0.00 1.50 13.00 32.00 24.60 16.50 5.00 2.20 14.00 32.00 43.00 60.00 60.00

1967 14.50 18.00 44.50 93.00 40.40 17.50 10.00 5.00 16.00 5.00 35.00 32.00 93.00

1968 40.00 10.00 5.00 43.00 70.00 33.00 12.00 11.50 23.00 35.00 20.00 21.00 70.00

1969 5.00 15.00 51.00 33.00 17.00 11.00 3.00 44.50 76.00 20.00 60.00 10.50 76.00

1970 5.60 11.00 19.00 4.00 46.00 3.00 4.00 6.00 53.30 51.00 61.00 27.00 61.00

1971 33.00 43.50 19.00 12.00 58.20 19.20 10.20 15.10

64.40 23.50 39.40 64.40

1972 84.20 20.90 67.00

54.00 20.00 38.00 6.00 22.00 101.00 46.00 20.00 101.00

1973 20.00 40.00 6.80 95.20 21.80 14.30 12.70 3.20 65.00 28.10 28.70 77.30 95.20

1974 10.70 9.40 16.70 42.00 73.20 10.30 11.30 46.70 43.10 16.50 47.10 76.00 76.00

1975 9.00 3.10 8.30 53.10 20.70 26.10 10.10 7.30 19.60 57.50 94.20 43.10 94.20

1976 38.50 11.90 29.20 39.50 28.60 9.80 6.60 27.70 31.20 54.70 26.80 9.50 54.70

1977 20.00 2.60 41.90

20.20 12.40 19.40 14.70 17.30 42.80 43.20 14.80 43.20

1978 0.60 5.70 31.40 43.80 18.00 6.30 12.70 13.90 22.10 34.80 74.60 14.90 74.60

1979 13.20 15.60 41.70 23.00 38.00 68.10 3.80 13.20 11.00 83.70 38.40 19.00 83.70

1980 41.90 13.60 20.40 12.30 25.00 7.70 4.00 7.50 60.00 22.80 65.00 56.50 65.00

1981 4.40 35.60 11.30 73.30 73.70 18.20 6.20 21.60 52.70 19.80 21.60 21.20 73.70

1982 24.30 24.70 8.70 26.90 29.20 6.40 12.70 16.20 23.60 54.60 24.00 20.00 54.60

1983 3.00 11.70 26.10 54.50 35.70 12.10 12.60 9.90 7.30 30.10 33.30 29.20 54.50

1984 19.00 1.50 20.80 58.00 6.60

10.00

35.70 22.50 53.40 12.50 58.00

1985 9.50 9.70 24.10 56.30 25.50 7.30 12.20 8.90 6.40 98.70 38.20 47.20 98.70

1986 23.70 72.30 8.10 59.70 52.60 10.80 13.10 23.80 27.40 71.30 11.20 4.20 72.30

1987 34.80 28.10 96.80 5.50 97.70 7.20 9.80 4.00 9.50 64.00 38.00 10.20 97.70

1988 17.40 12.50 9.90 5.80 40.00 13.90 6.60 16.20 75.00 95.50 80.60 43.00 95.50

1989 8.40 27.30 80.00 4.70 25.90 13.90 13.70 17.20 29.00 15.50 39.60 33.20 80.00

1990 11.80 16.40 13.00 57.80 32.80 6.90 8.80 29.10 20.10 91.60 40.80 58.60 91.60

1991 14.50 5.20 50.20 20.60 26.60 7.30 4.40 4.50 15.40 36.80 6.20 5.30 50.20

1992 17.80 8.50 1.70 54.70 2.20 11.80 8.30 21.00 62.00 14.00 33.90 54.00 62.00

1993 17.30 4.30 10.60 17.40 23.20 9.70 9.20 3.40 18.80 11.30 48.80 0.90 48.80

1994 36.80 13.30 36.80 19.90 17.40 12.60 29.80 30.20 46.00 65.30 44.00 12.50 65.30

1995 0.00 30.00 30.80 55.00 36.50 13.80 2.10 40.10 9.50 29.00 20.50 14.00 55.00

1996 18.20 12.40 15.30 10.10 14.10 12.40 16.50 14.90 12.70 50.40 50.70 30.00 50.70

47

DETERMINACIÓN DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS PARA DIFERENTES PERIODOS DE

RETORNO CON LOS DATOS DE LA ESTACIÓN 16015010, CAMILO DAZA.

Para hallar las precipitaciones máximas se empleó la Distribución Gumbell, el cual

establece resultados más confiables en estudios hidrológicos.

Mediante la siguiente ecuación.

P

KT: factor de frecuencia que depende del periodo de retorno del evento.

Por distribución Gumbell KT se halla con la siguiente ecuación:

√

{ [ (

)]}

1997 42.00 34.60 18.60 36.60 9.50 10.70 12.20 7.30 5.10 39.00 9.80 10.10 42.00

1998 4.40 5.40 36.50 29.80 49.00 11.60 17.00 22.70 34.40 17.60 69.00 53.50 69.00

1999 38.80 37.00 28.00 115.40 28.60 7.40 6.10 28.20 35.00 77.50 92.30 54.10 115.40

2000 82.60 9.50 17.70 6.90 15.10 11.30 11.00 8.40 19.50 41.00 65.10 0.80 82.60

2001 0.90 2.50 23.30 31.60 5.50 4.40 13.60 3.50 15.80 49.20 53.10 53.00 53.10

2002 2.50 11.70 60.00 118.10 57.80 27.70 10.00 1.90 47.50 21.00 5.30 12.70 118.10

2003 19.60 20.80 61.60 62.50 5.10 44.00 4.30 3.80 4.10 39.80 84.60 32.70 84.60

2004 3.70 12.60 17.60 106.90 38.60 3.30 5.80 8.00 19.60 28.50 58.00 20.90 106.90

2005 61.90 87.80 9.90 20.80 99.60 74.30 14.40 9.90 14.50 35.40 51.00 45.30 99.60

2006 73.90 35.40 28.30 34.80 11.50 13.00 5.30 3.90 6.40 30.30 26.40 53.50 73.90

2007 1.90 13.40 23.40 9.50 16.70 6.30 1.80 94.70 22.00 36.70 67.00 14.00 94.70

2008 13.40 17.00 14.90 14.30 36.40 9.00 46.90 61.40 11.40 54.00 36.30 39.00 61.40

2009 29.40

29.40

2010 0.90 3.90 9.80 33.00 18.40 9.50 25.60 4.80 48.00 28.20 108.70 168.40 168.40

2011 93.20 29.50 12.80 22.50 57.90 24.90 11.40 14.00

93.20

MEDIOS 21.60 16.50 21.20 34.30 29.90 12.90 10.20 14.20 22.80 38.10 38.00 27.10 23.90

MAXIM 93.20 87.80 96.80 118.10 99.60 74.30 46.90 94.70 76.00 108.30 108.70 168.40 168.40

MINIM 0.00 0.00 0.10 0.20 0.40 0.20 0.20 0.10 0.20 0.60 0.40 0.10 0.00

48

CALCULO DE LA DESVIACIÓN ESTÁNDAR.

Calculo de la desviación estándar

Número Año Pmáx. 24 h

1 1941 32.00

2 1944 102.30

3 1945 50.30

4 1946 57.00

5 1947 22.00

6 1948 28.00

7 1949 108.30

8 1950 86.00

9 1951 60.20

10 1952 60.60

11 1953 30.00

12 1954 20.00

13 1955 15.50

14 1956 20.10

15 1957 4.00

16 1958 35.00

17 1959 20.00

18 1960 30.00

19 1961 10.00

20 1962 41.60

21 1963 90.00

22 1965 49.00

23 1966 60.00

24 1967 93.00

25 1968 70.00

26 1969 76.00

27 1970 61.00

28 1971 64.40

29 1972 101.00

30 1973 95.20

31 1974 76.00

32 1975 94.20

49

33 1976 54.70

34 1977 43.20

35 1978 74.60

36 1979 83.70

37 1980 65.00

38 1981 73.70

39 1982 54.60

40 1983 54.50

41 1984 58.00

42 1985 98.70

43 1986 72.30

44 1987 97.70

45 1988 95.50

46 1989 80.00

47 1990 91.60

48 1991 50.20

49 1992 62.00

50 1993 48.80

51 1994 65.30

52 1995 55.00

53 1996 50.70

54 1997 42.00

55 1998 69.00

56 1999 115.40

57 2000 82.60

58 2001 53.10

59 2002 118.10

60 2003 84.60

61 2004 106.90

62 2005 99.60

63 2006 73.90

64 2007 94.70

65 2008 61.40

66 2009 29.40

67 2010 168.40

68 2011 93.20

MEDIA 65.95

50

σ 30.46 mm

PRECIPITACIONES MÁXIMAS PROBABLES CON DURACIÓN DE 24 HORAS.

Se muestran a continuación Precipitaciones máximas probables para diferentes periodos de retorno por Distribución Gumbell.

PRECIPITACIONES MÁXIMAS PROBABLES CON DURACIÓN DE 24 HORAS

(ESTACIÓN CAMILO DAZA)

Periodo de retorno (Años)

Probabilidad P

KT P

(mm)

3 0.33 0.253807 73.68

5 0.20 0.719457 87.87

10 0.10 1.304563 105.69

25 0.04 2.043846 128.21

50 0.02 2.592288 144.92

100 0.01 3.136681 161.50

Del anterior análisis podemos ver que en diciembre del año 2010 se presentó una

precipitación en la zona de estudio superior a la precipitación máxima probable para un

periodo de retorno de 100 años con un dato de 168.40 mm, y que si revisamos el registro

histórico de la estación es la mayor que se ha presentado en el periodo de funcionamiento

de esta.

51

Con el objeto de obtener las ecuaciones de la gráfica IDF, con los puntos suministrados

por el IDEAM, se obtuvo las ecuaciones que se registran a continuación.

I(3) mm/h = -45.64*Ln(tc)+237.61

I(5) mm/h = -51.96*Ln(tc)+272.70

I(10) mm/h = -57.17*Ln(tc)+309.36

I(25) mm/h = -63.16*Ln(tc)+349.90

I(50) mm/h = -72.45*Ln(tc)+409.50

En resumen, para el presente estudio se utilizó la información disponible de la Estación

Aeropuerto Camilo Daza, San José de Cúcuta, Norte de Santander, debido a que se ubica a

poca distancia de la zona de estudio y por ser la más utilizada por profesionales del

manejo de la precipitación, del agua potable y sanitaria en el Municipio de Cúcuta.

La tabla siguiente muestra los resultados de los cálculos para la intensidad de lluvia, para

diferentes periodos de retorno en los puntos inicial y final del canal a diseñar:

52

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO


DURACIÓN DE LA LLUVIA [CAUDAL

MÁXIMO] [D]

INTENSIDAD DE LA LLUVIA [I]

ÁREA

TOTAL [A]

MÉTODO RACIONAL MODIFICADO

CAUDALES DE DISEÑO [Q]

Q=C*I*A*Ka*k

Tiempo de Concentración [Tc]

SC ST CANAL SECCIÓN

CONCRETO

CANAL SECCIÓN TOTAL

TRAMO Tc Ic Itotal Fred kA K Qc Qc

Qc DISEÑO

Qt Qt DE A

(min) [Hora] (mm/h) (mm/h) [Ha] [-] [-] [-] [Lps] [m3/s] [m3/s] [Lps] [m3/s]

10 AÑOS 25 AÑOS

*

*

P1

10 AÑOS

25 AÑOS

P1 P1A´ 19,49 0,32 181,45 211,02 45,32 1,00 1,02 1,02 16999,03 17,00 17,00 19769,88 19,77

P1A´ P1A 19,55 0,33 181,22 210,77 46,82 1,00 1,02 1,02 17532,65 17,53 17,53 20391,75 20,39

P1A P1B 19,60 0,33 181,00 210,53 48,74 1,00 1,02 1,02 18220,62 18,22 18,22 21193,17 21,19

P1B P1C 20,59 0,34 177,37 206,52 50,11 0,99 1,02 1,02 18277,52 18,28 18,28 21281,23 21,28

P1C P2 23,29 0,39 168,22 196,41 52,02 0,99 1,02 1,02 18038,36 18,28 18,28 21061,23 21,28

P2 P3 23,34 0,39 168,04 196,21 53,16 0,99 1,02 1,02 18409,93 18,41 18,41 21496,26 21,50

P3 P3A 23,40 0,39 167,85 196,00 54,76 0,99 1,02 1,02 18935,71 18,94 18,94 22111,54 22,11

P3A P4 23,47 0,39 167,62 195,74 56,91 0,99 1,02 1,02 19642,35 19,64 19,64 22938,43 22,94

P4 P4A 23,52 0,39 167,46 195,58 58,80 0,99 1,02 1,02 20267,82 20,27 20,27 23670,01 23,67

P4A P4B 23,56 0,39 167,34 195,43 60,29 0,99 1,01 1,02 20758,94 20,76 20,76 24244,57 24,24

P4B P5 23,59 0,39 167,25 195,34 61,76 0,99 1,01 1,02 21247,43 21,25 21,25 24815,77 24,82

P5 P5A 23,64 0,39 167,08 195,15 64,19 0,99 1,01 1,02 22049,81 22,05 22,05 25754,34 25,75

P5A P6 23,71 0,40 166,86 194,91 66,13 0,99 1,01 1,02 22678,92 22,68 22,68 26490,98 26,49

P6 P6A 23,83 0,40 166,50 194,51 67,85 0,99 1,01 1,02 23212,55 23,21 23,21 27117,52 27,12

P6A P7 23,93 0,40 166,18 194,16 69,43 0,99 1,01 1,02 23702,00 23,70 23,70 27692,22 27,69

P7 P8 24,30 0,40 165,05 192,91 71,72 0,99 1,01 1,02 24316,20 24,32 24,32 28420,37 28,42

P8 P8A 24,39 0,41 164,76 192,59 73,11 0,99 1,01 1,02 24739,65 24,74 24,74 28918,08 28,92

P8A P8B 24,43 0,41 164,65 192,47 74,08 0,99 1,01 1,02 25047,54 25,05 25,05 29279,03 29,28

P8B P9 24,48 0,41 164,51 192,31 75,38 0,99 1,01 1,02 25459,08 25,46 25,46 29761,57 29,76

P9 P10 24,56 0,41 164,25 192,02 77,00 0,99 1,01 1,02 25959,47 25,96 25,96 30349,17 30,35

P10 P11 24,72 0,41 163,79 191,51 79,42 0,99 1,01 1,02 26693,40 26,69 26,69 31211,99 31,21

P11 P12 24,77 0,41 163,63 191,34 80,66 0,99 1,01 1,02 27078,93 27,08 27,08 31664,51 31,66

P12 P13 24,88 0,41 163,31 190,98 83,35 0,99 1,01 1,02 27917,55 27,92 27,92 32648,66 32,65

P13 P14 25,07 0,42 162,74 190,35 87,52 0,99 1,00 1,02 29197,41 29,20 29,20 34152,04 34,15

P14 P15 25,16 0,42 162,46 190,05 89,18 0,99 1,00 1,02 29696,10 29,70 29,70 34738,60 34,74

P15 P16 25,24 0,42 162,24 189,80 90,54 0,99 1,00 1,02 30102,81 30,10 30,10 35217,11 35,22

P16 P17 25,47 0,42 161,55 189,04 94,54 0,99 1,00 1,02 31288,36 31,29 31,29 36612,73 36,61

P17 DESC1 25,62 0,43 161,11 188,55 95,41 0,99 1,00 1,02 31490,80 31,49 31,49 36855,29 36,86


53

CAUDAL DE DISEÑO

Para la estimación del Caudal de Diseño puede utilizarse el Método Racional, el cual

calcula el Caudal Pico de aguas lluvias con base en la Intensidad Media del evento de

precipitación con una duración igual al tiempo de concentración del área de drenaje y un

coeficiente de escorrentía. La ecuación del método racional es

Q=2.78*C*I*A

De acuerdo con el método racional, el caudal pico ocurre cuando toda el área de drenaje

está contribuyendo, y éste es una fracción de la precipitación media bajo las siguientes

suposiciones:

1. El caudal pico en cualquier punto es una función directa de la intensidad i de la lluvia,

durante el tiempo de concentración para ese punto.

2. La frecuencia del caudal pico es la misma que la frecuencia media de la precipitación.

3. El tiempo de concentración está implícito en la determinación de la intensidad media de

la lluvia por la relación anotada en el punto 1 anterior.

El método racional es adecuado para áreas de drenaje pequeñas hasta de 700 ha. Cuando son relativamente grandes, puede ser más apropiado estimar los caudales mediante otros modelos lluvia escorrentía que representen mejor los hietogramas de precipitación e hidrogramas de respuesta de las áreas de drenaje y que eventualmente tengan en cuenta la capacidad de amortiguamiento de las ondas dentro de la red de colectores. En estos casos, es necesario justificar el método de cálculo. Para la estimación del caudal de diseño se utilizará el Método Racional, el cual calcula el caudal pico de aguas lluvias con base en la intensidad media del evento de precipitación con una duración igual al tiempo de concentración del área de drenaje y un coeficiente de escorrentía. La ecuación del método racional es la siguiente:

Q = F.R. * ( C * I * A )

54

Donde Q es el caudal de diseño, F.R. es el Factor de Reducción por tamaño del área de

drenaje, C es el Coeficiente de Escorrentía, I es la Intensidad de Lluvia de Diseño y A es el

Área de Drenaje.

Factor de reducción, F.R.

El uso de las curvas IDF implica la estimación de intensidades a escala puntual, por lo tanto

el Método Racional considera un Factor de Reducción proporcional al área de drenaje. La

Tabla D.4.4 presenta los valores de reducción, así:

En el presente diseño se utiliza Coeficiente de Uniformidad debido a que la P Neta

(Precipitación Neta en mm/h) en la Zona de Estudio no es uniforme en el tiempo, y Factor

Reductor (Coeficiente de Simultaneidad):

55

COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA, C

El coeficiente de escorrentía, C, es función del tipo de suelo, del grado de permeabilidad

de la zona, de la pendiente del terreno y otros factores que DETERMINAN LA FRACCIÓN

DE LA PRECIPITACIÓN QUE SE CONVIERTE EN ESCORRENTÍA. En su determinación deben

considerarse las pérdidas por infiltración en el suelo y otros efectos retardadores de la

escorrentía. De igual manera, debe incluir consideraciones sobre el desarrollo urbano, los

planes de ordenamiento territorial y las disposiciones legales locales sobre uso del suelo.

El valor del coeficiente C debe ser estimado tanto para la situación inicial como la futura,

al final del periodo de diseño. Para áreas de drenaje que incluyan subáreas con

coeficientes de escorrentía diferentes, el valor de C representativo del área debe

calcularse como el promedio ponderado con las respectivas áreas.

Para la estimación de C existen tablas de valores y fórmulas, algunas de las cuales se

presentan en la tabla D.4.5 REGLAMENTO TÉCNICO DEL SECTOR DE AGUA POTABLE Y

SANEAMIENTO BASICO RAS – 2000 – TÍTULO D.4. REDES DE SISTEMAS DE

ALCANTARILLADO PLUVIAL como guía para su selección. La adopción de determinados

valores debe estar justificada.

56

Se tomaron en cuenta las áreas aferentes según la configuración del sentido de flujo en el

terreno, debido a la topografía del lugar, así como las curvas I.D.F. obtenidas de los datos

de la Estación Pluviográfica Aeropuerto Camilo Daza.

Según la Tabla D.4.5 del RAS-2000, el coeficiente de escorrentía para superficies como

cubiertas, pavimentos asfálticos y superficies de concreto toma valores entre 0.70 - 0.95 y

para laderas con vegetación o suelos de protección se presenta el valor de 0.30.

En la zona de estudio, existen dos tipos de áreas para establecer el Coeficiente de

Escorrentía Superficial “C”: Áreas de Drenajes Zonas Revestidas y Áreas de Drenajes

Suelos de Protección o Zonas No Revestidas. La Zona de Estudio posee un ÁREA DE

DRENAJE AFERENTE TOTAL de 95.41 Ha, la cual se distribuye de la siguiente forma: 89.63

Ha en Zonas Revestidas (Actuales y Proyectadas) y 5.78 Ha en Zonas No Revestidas (Suelos

de Protección).

CUADRO DE APOYO – ÁREAS Y COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA

MÉTODO LLUVIA ESCORRENTÍA A APLICAR 95,41 <700Ha RAS

2000 MÉTODO RACIONAL

SECCIÓN HIDRÁULICA ÓPTIMA PROYECTO TRAPECIAL

Viscosidad Cinemática del Agua 20ºC [m2/s] 0,000001003

COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA ZONAS REVESTIDAS 0,75 ÁREA C1

(Ha) 89,63 COEF 0,72

COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA SUELO DE PROTECCIÓN O ZONAS NO REVESTIDAS

0,3 ÁREA C2

(Ha) 5,78

ÁREA TOTAL 95,41

Áreas de Drenaje. Coeficiente de Escorrentía. Zona de Estudio. Diseño Hidrológico. Diseño Hidráulico.

Fuente: Autor.

57

Para el Área de Drenaje Total Aferente en consideración, y teniendo en cuenta el

desarrollo urbano de la ciudad, en el cual cada vez más lotes en terreno natural se van

urbanizando y la zonificación de suelo de protección por Zonas de Alto Riesgo en Laderas,

se adoptó un Coeficiente de Escorrentía Ponderado de 0.72.

CAUDALES DE DISEÑO

Finalmente, aplicando la ecuación del Método Racional con los parámetros anteriormente

definidos se obtienen los siguientes caudales de diseño, para periodos de retorno de 10 y

25 años, tanto en el punto de inicio como en el punto final del tramo a diseñar:

CAUDAL DE DISEÑO Tr=10 AÑOS – SECCIÓN EN CONCRETO: 31.49 m3/s

CAUDAL DE DISEÑO Tr=25 AÑOS: – SECCIÓN SUPERIOR EN GRAMA: 36.86 m3/s

58

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO



ÁREA TOTAL

[A]

MÉTODO RACIONAL

MODIFICADO


Q=C*I*A*Ka*k

SC ST CANAL

SECCIÓN CONCRETO

CANAL

SECCIÓN TOTAL

TRAMO Ic Itotal Fred kA K Qc Qc

Qc DISEÑO

Qt Qt DE A

(mm/h) (mm/h) [Ha] [-] [-] [-] [Lps] [m3/s] [m3/s] [Lps] [m3/s]

10 AÑOS 25 AÑOS

*

*

P1

P1 P1A´ 181,45 211,02 45,32 1,00 1,02 1,02 16999,03 17,00 17,00 19769,88 19,77

P1A´ P1A 181,22 210,77 46,82 1,00 1,02 1,02 17532,65 17,53 17,53 20391,75 20,39

P1A P1B 181,00 210,53 48,74 1,00 1,02 1,02 18220,62 18,22 18,22 21193,17 21,19

P1B P1C 177,37 206,52 50,11 0,99 1,02 1,02 18277,52 18,28 18,28 21281,23 21,28

P1C P2 168,22 196,41 52,02 0,99 1,02 1,02 18038,36 18,28 18,28 21061,23 21,28

P2 P3 168,04 196,21 53,16 0,99 1,02 1,02 18409,93 18,41 18,41 21496,26 21,50

P3 P3A 167,85 196,00 54,76 0,99 1,02 1,02 18935,71 18,94 18,94 22111,54 22,11

P3A P4 167,62 195,74 56,91 0,99 1,02 1,02 19642,35 19,64 19,64 22938,43 22,94

P4 P4A 167,46 195,58 58,80 0,99 1,02 1,02 20267,82 20,27 20,27 23670,01 23,67

P4A P4B 167,34 195,43 60,29 0,99 1,01 1,02 20758,94 20,76 20,76 24244,57 24,24

P4B P5 167,25 195,34 61,76 0,99 1,01 1,02 21247,43 21,25 21,25 24815,77 24,82

P5 P5A 167,08 195,15 64,19 0,99 1,01 1,02 22049,81 22,05 22,05 25754,34 25,75

P5A P6 166,86 194,91 66,13 0,99 1,01 1,02 22678,92 22,68 22,68 26490,98 26,49

P6 P6A 166,50 194,51 67,85 0,99 1,01 1,02 23212,55 23,21 23,21 27117,52 27,12

P6A P7 166,18 194,16 69,43 0,99 1,01 1,02 23702,00 23,70 23,70 27692,22 27,69

P7 P8 165,05 192,91 71,72 0,99 1,01 1,02 24316,20 24,32 24,32 28420,37 28,42

P8 P8A 164,76 192,59 73,11 0,99 1,01 1,02 24739,65 24,74 24,74 28918,08 28,92

P8A P8B 164,65 192,47 74,08 0,99 1,01 1,02 25047,54 25,05 25,05 29279,03 29,28

P8B P9 164,51 192,31 75,38 0,99 1,01 1,02 25459,08 25,46 25,46 29761,57 29,76

P9 P10 164,25 192,02 77,00 0,99 1,01 1,02 25959,47 25,96 25,96 30349,17 30,35

P10 P11 163,79 191,51 79,42 0,99 1,01 1,02 26693,40 26,69 26,69 31211,99 31,21

P11 P12 163,63 191,34 80,66 0,99 1,01 1,02 27078,93 27,08 27,08 31664,51 31,66

P12 P13 163,31 190,98 83,35 0,99 1,01 1,02 27917,55 27,92 27,92 32648,66 32,65

P13 P14 162,74 190,35 87,52 0,99 1,00 1,02 29197,41 29,20 29,20 34152,04 34,15

P14 P15 162,46 190,05 89,18 0,99 1,00 1,02 29696,10 29,70 29,70 34738,60 34,74

P15 P16 162,24 189,80 90,54 0,99 1,00 1,02 30102,81 30,10 30,10 35217,11 35,22

P16 P17 161,55 189,04 94,54 0,99 1,00 1,02 31288,36 31,29 31,29 36612,73 36,61

P17 DESC1 161,11 188,55 95,41 0,99 1,00 1,02 31490,80 31,49 31,49 36855,29 36,86


59

2.2 DISEÑO HIDRÁULICO

Los Drenajes Superficiales de Aguas Lluvias, con sus secciones naturales transversales

propias, están ubicados en áreas ó zonas con las cotas terreno más bajas de la cuenca, en

donde el agua acumulada en su área de drenaje total siempre se evacúa fácilmente hacia

ríos, quebradas y demás cuerpos de aguas receptores. Por ende, dichos drenajes

superficiales son creados por procesos de erosión laminar, erosión en surcos, y posterior

carcavamiento (erosión hídrica), generados por procesos de escorrentía superficial y

subsuperficial, producidos por la misma naturaleza (fenómenos de precipitación,

nacientes y afloramiento de aguas subsuperficiales). El hombre en su afán de ganar área

de ocupación para su beneficio, de una u otra forma, intenta limitar el espacio disponible

para el paso del agua lluvia, limitándola a su mínima expresión.

En el presente proyecto se elabora Diseño Hidráulico e Hidrológico de la Canalización del

Drenaje Natural Superficial Existente, de Aguas Lluvias, Caño P, para la Evacuación de

Aguas Lluvias, en el área aferente a los sectores Belén, Las Delicias, Brisas de los Andes,

Manuela Beltrán y Valles del Rodeo, Comuna 9 Sur-Occidental, del Municipio de Cúcuta.


los Andes, Valles del Rodeo y Quebrada Tonchalá. Comuna 9 Sur-Occidental. Cúcuta. Norte de Santander.


Las Delicias

Manuela

Beltrán

Brisas de los

Andes Valles del

Rodeo


Proyectado Caño P

Los Yabos Belén

Quebrada

Tonchalá

60

En el presente capítulo se describe la metodología aplicada para la elaboración del

presente diseño. Es conveniente recordar los principios básicos para realizar el diseño de

canales. En general los principios del flujo uniforme son adecuados para el diseño de

canales, revestidos o no revestidos. Dependiendo del material de lecho y de las paredes se

deben realizar las respectivas consideraciones de ajuste en diseño. Sin embargo, en

algunos casos, el diseño se encuentra ligado a la experiencia y buen juicio del ingeniero.

Los métodos existentes para el cálculo de canales se constituyen en guía de diseño y como

tal deben ser adoptados en la conjunción entre los métodos de cálculo y el sentido

práctico en los mejores resultados.

TRAZADO LONGITUDINAL

El Alineamiento Longitudinal del Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P, en la Zona de

Estudio, se establece sobre Drenaje Natural Superficial Existente, de Aguas Lluvias, Caño P.

Dicho drenaje es un Canal Abierto Natural para la Evacuación de Aguas Lluvias en el área

aferente a los sectores Belén, Las Delicias, Brisas de los Andes, Manuela Beltrán y Valles

del Rodeo, Comuna 9 Sur-Occidental, del Municipio de Cúcuta, Norte de Santander.


los Andes, Valles del Rodeo y Quebrada Tonchalá. Comuna 9 Sur-Occidental. Cúcuta. Norte de Santander.


Las Delicias

Manuela

Beltrán Brisas de los

Andes

Valles del

Rodeo


Proyectado Caño P

Los Yabos

Belén

Quebrada

Tonchalá

61

El Diseño Hidráulico cuenta con “Diseño de Curvas y Caídas” para cumplir con Parámetros

de Diseño tales como: Velocidades Máximas y Mínimas, Pendientes Mínimas, Fuerza

Tractiva y Nº Froude. Las curvas mínimas del Drenaje Natural Existente fueron

rectificadas.

PENDIENTES LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL

PENDIENTE LONGITUDINAL

El Diseño Hidráulico Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P. Sector Asentamientos Las Delicias, Manuela Beltrán, Brisas de los Andes, Valles del Rodeo y Quebrada Tonchalá, fue elaborado con base en el levantamiento topográfico, realizado para el Plan Urbanístico del Asentamiento Urbano Manuela Beltrán, elaborado por IVAN ENRIQUE CAICEDO FONSECA - T.O.C. / U.F.P.S./M.P 54502001440 NTS, en Mayo de 2012, Escala 1_500. El trazado del Tramo P16 a DESC1 se realizó con correlación de puntos topográficos anteriores, como cotas rasantes, de amarre. Pero no se contó con Levantamiento Topográfico real en dicho tramo propio, ni se contó con topografía en el Borde de La Quebrada Tonchalá. Por eso, es de suma importancia ejecutar, además del prioritario Replanteo Topográfico recomendado, dicho Levantamiento Topográfico, para la verificación de Longitudes, Pendientes, Cotas Terreno y Cotas Fondo del diseño antes de la Construcción del Canal.

El Diseño Hidráulico cuenta en el punto inicial P1 con una Cota Fondo en el eje del canal

de 291.03 m y en el punto final DESC1, en la abscisa K1 + 158,22, tiene una Cota Fondo

(con cota terreno de amarre por correlación) en el eje del canal de 254.27 m. Con lo

anterior se obtiene una pendiente longitudinal del 3.17%.

So = 0.0317 [-] = 3.17 %

62

Perfil Longitudinal Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P. Sector Asentamientos Las Delicias, Manuela

Beltrán, Brisas de los Andes, Valles del Rodeo y Quebrada Tonchalá. Comuna 9 Sur-Occidental. Cúcuta.

Norte de Santander. Fuente: Autor. Google Earth.

PENDIENTE TRANSVERSAL

Debido a Espacio Reducido, para la construcción del Canal, por la existencia de Viviendas

Aferentes, a ambos márgenes, las cuales invaden considerablemente las Franjas de Retiro

a Drenajes Menores, de la Zona de Estudio, DRENAJE NATURAL SUPERFICIAL EXISTENTE,

se utilizó una pendiente transversal (talud) de la sección principal de m = 1 [-] ó z = 1 [-],

que corresponde a una inclinación de aproximadamente 45° con respecto a la horizontal.


Proyectado Caño P

P1 DESC

1

DESC

P1

Cota Terreno: 255.27m

Cota Fondo: 254.27

K1+158.22

Cota Terreno: 294.03m

Cota Fondo: 291.03

K0+000.00

63

Invasión de Franjas de Retiro a Drenaje Menor (Acuerdo 0089 de 2011. P.O.T.) por parte de Viviendas

Existentes. Sector Manuela Beltrán. Drenaje Natural Superficial Existente, de Aguas Lluvias, Caño P.

Comuna 9 Sur-Occidental. Cúcuta. Norte de Santander. Fuente: Autor.

Invasión de Franjas de Retiro a Drenaje Menor (Acuerdo 0089 de 2011. P.O.T.) por parte de Viviendas

Existentes. Sector Manuela Beltrán. Drenaje Natural Superficial Existente, de Aguas Lluvias, Caño P.

Comuna 9 Sur-Occidental. Cúcuta. Norte de Santander. Fuente: Autor.

64

La placa de fondo del Canal de Aguas Lluvias Proyectado se diseñó con un bombeo igual a

(bCanal/2)*SL hacia el centro del canal, con el objetivo de direccionar transversalmente

el flujo de agua en condiciones mínimas.

Sección Transversal. SECCIÓN I. Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P. Fuente: Autor.

MATERIAL DE REVESTIMIENTO

El cuerpo principal del canal se construirá en concreto, con una altura adicional en suelo

compactado con revestimiento en grama de protección. Para el concreto se utilizará un

coeficiente de rugosidad de Manning, n, de 0.017 y para la grama de protección se

utilizará un coeficiente de Manning de 0.035.

n concreto = 0.017 - n grama = 0.035

Talud m=1

Bombeo Losa Fondo

z=0.03m

65

Material de Revestimiento. SECCIÓN I. Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P. Fuente: Autor.

SECCIÓN TRANSVERSAL

El Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P está diseñado con Sección Transversal

Trapecial Abierta Compuesta de dos (2) Secciones. La Sección Inferior es revestida en

Concreto y la Sección Superior en Grama. La sección revestida en Concreto se diseña para

la escorrentía producida por un evento con frecuencia de 10 años, mientras que la sección

revestida en Grama se diseña para una frecuencia de 25 años.

Aunque el RAS-2000 indica como requisito mínimo que la sección revestida se diseñe con

un periodo de retorno de 10 años, dada la importancia de la obra y los graves problemas

de inundación en la zona de estudio, se diseñará sección revestida en Grama para un

periodo de retorno de 25 años.

Sección Revestida en

Grama

Sección Revestida en

Concreto

66


4.1 SECCIÓN PRINCIPAL REVESTIDA EN CONCRETO

La ecuación de Manning, en el sistema internacional de unidades, es la siguiente:

Los parámetros previamente definidos para la sección principal revestida en concreto son:

Sección Superior

Revestida en Grama

Tr=25años

Sección Trapecial

Revestida en Concreto

Tr=10años

67

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO

DISEÑO TRANSVERSAL

DISEÑO SECCIÓN HIDRAÚLICA CANAL - SECCIÓN CONCRETO

Características Geométricas Canal Relaciones Geométricas Sección Hidráulica Óptima Caudal de Transporte

Canal SI

TRAMO m

Pend. Talud

Ɵ

Angulo Talud

b

Basem

D

Altura

ZDh Piso

B

BaseM

B

BaseT

Berma

Concreto Canal

Longitud Pendiente

Longitudinal

A

Área Transversal

P

Perímetro Mojado

R

Radio Hidráulico

T

Espejo de

Agua

Dh

Prufundidad Hidráulica

Q

Transporte Canal SI

DE A

[m:1] [Grados] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [%] (m2) [m] [m] [m] [m] (m3/s)

* *

P1

P1 P1A´ 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 35,00 3,69% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 50,16

P1A´ P1A 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 34,87 3,70% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 50,26

P1A P1B 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 33,08 3,54% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 49,14

P1B P1C 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 20,16 1,79% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 34,92

P1C P2 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 29,36 0,68% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 21,57

P2 P3 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 14,04 2,64% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 42,42

P3 P3A 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 30,22 2,91% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 44,59

P3A P4 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 39,28 2,52% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 41,48

P4 P4A 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 23,71 3,50% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 48,89

P4A P4B 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 23,63 2,96% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 44,97

P4B P5 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 14,53 2,68% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 42,81

P5 P5A 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 27,78 2,92% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 44,62

P5A P6 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 36,43 2,11% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 37,99

P6 P6A 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 52,49 2,36% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 40,16

P6A P7 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 49,46 1,17% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 28,29

P7 P8 1,00 45,00 2,50 1,90 0,03 6,30 8,60 0,50 119,97 0,60% 8,36 7,87 1,06 6,30 1,33 39,65

P8 P8A 1,00 45,00 2,50 1,90 0,03 6,30 8,60 0,50 27,03 2,63% 8,36 7,87 1,06 6,30 1,33 82,95

P8A P8B 1,00 45,00 2,50 1,90 0,03 6,30 8,60 0,50 21,29 2,54% 8,36 7,87 1,06 6,30 1,33 81,51

P8B P9 1,00 45,00 2,50 1,90 0,03 6,30 8,60 0,50 28,56 1,33% 8,36 7,87 1,06 6,30 1,33 59,04

P9 P10 1,00 45,00 3,00 2,50 0,03 8,00 10,90 0,50 36,47 0,74% 13,75 10,07 1,37 8,00 1,72 85,65

P10 P11 1,00 45,00 3,00 2,50 0,03 8,00 10,90 0,50 56,59 1,66% 13,75 10,07 1,37 8,00 1,72 128,29

P11 P12 1,00 45,00 3,00 2,50 0,03 8,00 10,90 0,50 30,15 1,33% 13,75 10,07 1,37 8,00 1,72 114,65

P12 P13 1,00 45,00 3,00 2,50 0,03 8,00 10,90 0,50 53,23 1,39% 13,75 10,07 1,37 8,00 1,72 117,37

P13 P14 1,00 45,00 3,00 2,50 0,03 8,00 10,90 0,50 98,16 1,16% 13,75 10,07 1,37 8,00 1,72 107,27

P14 P15 1,00 45,00 3,00 2,50 0,03 8,00 10,90 0,50 43,31 1,06% 13,75 10,07 1,37 8,00 1,72 102,59

P15 P16 1,00 45,00 3,00 2,50 0,03 8,00 10,90 0,50 34,45 0,41% 13,75 10,07 1,37 8,00 1,72 63,46

P16 P17 1,00 45,00 3,00 2,50 0,03 8,00 10,90 0,50 64,86 1,46% 13,75 10,07 1,37 8,00 1,72 120,47

P17 DESC1 1,50 33,69 5,50 0,85 0,09 8,05 11,00 0,50 80,11 3,18% 5,76 8,56 0,67 8,05 0,72 46,39

CUADRO 4. DISEÑO TRANSVERSAL - DISEÑO SECCIÓN HIDRAÚLICA CANAL - SECCIÓN CONCRETO. Fuente: Autor.

68

Considerando una geometría trapezoidal, las ecuaciones para Área mojada, A, y Perímetro

mojado, P, son:

Y dado que el Radio hidráulico, R, se define como el área mojada dividida por el perímetro

mojado (R = A / P) es posible resolver la ecuación de Manning para la profundidad normal,

y, una vez definida la base del canal, b.

4.2 SECCIÓN SUPERIOR REVESTIDA EN GRAMA

Los parámetros previamente definidos para la sección principal revestida en Grama son:

69

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO

DISEÑO TRANSVERSAL

DISEÑO SECCIÓN HIDRAÚLICA CANAL - SECCIÓN TOTAL

Características Geométricas Canal

TRAMO d

Sección Grama

Pc Pg

Pt

Perímetro Mojado

nt

At

Área Transversal

Rt

Radio Hidráulico

Borde

Libre Canal DE A

(m) (m) (m) (m) (m) (m2) (m) (m)

P1

f(b)

P1 P1A´ 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P1A´ P1A 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P1A P1B 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P1B P1C 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P1C P2 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P2 P3 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P3 P3A 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P3A P4 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P4 P4A 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P4A P4B 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P4B P5 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P5 P5A 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P5A P6 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P6 P6A 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P6A P7 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P7 P8 0,15 8,87 0,42 9,30 0,0182 9,48 1,02 0,50

P8 P8A 0,15 8,87 0,42 9,30 0,0182 9,48 1,02 0,50

P8A P8B 0,15 8,87 0,42 9,30 0,0182 9,48 1,02 0,50

P8B P9 0,15 8,87 0,42 9,30 0,0182 9,48 1,02 0,50

P9 P10 0,15 11,07 0,42 11,50 0,0180 15,12 1,32 0,80

P10 P11 0,15 11,07 0,42 11,50 0,0180 15,12 1,32 0,80

P11 P12 0,15 11,07 0,42 11,50 0,0180 15,12 1,32 0,80

P12 P13 0,15 11,07 0,42 11,50 0,0180 15,12 1,32 0,80

P13 P14 0,15 11,07 0,42 11,50 0,0180 15,12 1,32 0,80

P14 P15 0,15 11,07 0,42 11,50 0,0180 15,12 1,32 0,80

P15 P16 0,15 11,07 0,42 11,50 0,0180 15,12 1,32 0,80

P16 P17 0,15 11,07 0,42 11,50 0,0180 15,12 1,32 0,80

P17 DESC1 0,15 9,56 0,54 10,11 0,0184 7,15 0,71 0,50

CUADRO 4B. DISEÑO TRANSVERSAL - DISEÑO SECCIÓN HIDRAÚLICA CANAL - SECCIÓN TOTAL. Fuente: Autor.

70

BORDE LIBRE, F

De acuerdo con el RAS-2000, el borde libre en este tipo de canales debe ser suficiente

para conducir un caudal con un periodo de retorno de 25 años. Dicho caudal se cuantificó,

en el estudio hidrológico, en 36.86 m3/s, para el tramo final del canal a diseñar. Para este

caudal se prevé una sección compuesta con una sección principal trapecial, revestida en

concreto, y sección superior, a izquierda y derecha, con revestimiento en grama en talud a

45°.


El Borde Libre para cada una las Secciones Hidráulicas del Diseño es:

SECCIÓN I: 0.50m

SECCIÓN II: 0.50m

SECCIÓN III: 0.80m

SECCIÓN IV: 0.50m

Talud m=1

Bombeo Losa Fondo

z=0.03m

71

DISEÑO DE CURVAS

Un diseño integral del canal debe considerar el diseño de las curvas horizontales en su

recorrido, para dar garantía a las condiciones de continuidad en el flujo. Los principales

factores a considerar son:

a. Abscisa

b. Caudal

c. Velocidad de Diseño

d. Ángulo de Giro en la Curva

Se referencian las cotas y abscisas de inicio pendiente curva, inicia cuerda curva, termina

cuerda curva y termina pendiente curva, las cuales se utilizan para terminar el CUADRO

11. DISEÑO LONGITUDINAL - DISEÑO CANAL DEFINITIVO CON CAÍDAS Y CURVATURA. En

ocasiones se sigue el trazado topográfico, pero en otras es necesario el diseño de curvas

por fuera del trazado inicial.

FACTORES GEOMETRICOS EN EL DISEÑO DE CURVAS

El significado de las variables es el siguiente:

R = Radio de la curva = OA = OB

Ø = Angulo al centro

C = Cuerda Principal

c = Cuerda unitaria (5m, 10m,20m)

T = Tangente = AV = VBE = Externa = CV

F = Flecha = CPA = Punto de curvatura = PC

B = Punto de Tangencia = PT

V = Punto de Intersección de 2 tangentes = PI

G = Grado de la curva

L = Longitud de la curva

b´ = Ancho medio

Hf = Pérdidas por cabeza de velocidad

Lm = Longitud de pendiente modificada

S = Pendiente canal

Sm = Pendiente modificada en la longitud modificada de la curva

72

Esquema Variables Diseños de Curvas. Fuente: Pedro Rodríguez Ruiz. Hidráulica de Canales.

Las utilizadas en el diseño son:

Sen (G/2) = (c/2) / R

T = R tg(/2)

L = (c X ) / G

b' = (Base + cresta ) /2

R/b' = Radio / ancho medio

Hf = 0.05 VA2 / (2 x g)

Lm = L + 2 x b'

Sm = (Cota sup – Cota inf) / Lm

Los siguientes son los pasos para el diseño de las curvas de un canal de aguas lluvias:

1. Elaboración de la cartera topográfica con las diferentes coordenadas de los puntos considerados para el trazado.

2. Según el caudal (Q) que transportará el canal, se escoge un (R) mínimo. 3. Con el (R) mínimo se calcula una tangente (T) mínima.

73

4. Según apreciación del trazado se escoge un valor de (T) que se ajusta a las condiciones económicas del canal y que en ningún momento sufra peligro de erosión.

5. Con este nuevo valor de (T) se calcula un nuevo valor de (R) y (G) denominado grado

de la curva. 6. Se redondea este valor de (G) a un valor de fácil localización. Luego se recalcula el

valor de (R) y (T) a partir del nuevo valor de (G) aproximado. Estos últimos valores son los elementos para el diseño.

7. Se realiza un ajuste a la curva si la velocidad es > 2.0 m/seg. Se determina el ancho medio de la sección (b´), el factor (R/b´), las pérdidas de energía por cabeza de velocidad, la longitud modificada, pendiente modificada en la curva y cotas definitivas.

ANÁLISIS DE SOBREELEVACIÓN EN CURVAS, ∆H

Debido a la fuerza centrífuga por el flujo en alineamiento curvo, se crea una

sobreelevación de la lámina de agua en la parte exterior de la curva. La sobreelevación,

∆h, se evalúa por Radio de Curvatura y por Régimen.

La tabla siguiente presenta los cálculos de la sobreelevación, con un valor máximo de 0.50

m. Considerando la incertidumbre en la evaluación tanto de la intensidad de la lluvia,

como de los parámetros de resistencia al flujo se implementará un borde libre definitivo

de 0.70 m, por encima del canal de concreto.

74

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO

DISEÑO LONGITUDINAL

DISEÑO CURVATURA CANAL

TRAMO Radio

Curvatura mín.

Radio Curvatura

mín.

Radio Curvatura

∆ Angulo Curva

Tan ∆ Tan

(∆/2)

Grado Curvatura

Lt Ci [Ca:Cb] Ci [Ca:Cb] T

TANGENTE

DE A [Caudal] [Régimen] DISEÑO INICIAL

ÁNGULO DE DEFLEXIÓN

G LONGITUD

TRAMO CUERDA UNITARIA

DISEÑO TANGENTE

(m) (m) (m) (Grados)

(m) (m) (m) (m)

P1

RÉGIMEN

P1 P1A´

0,00

35,00

0,00 0,00

P1A´ P1A

0,00

34,87

0,00 0,00

P1A P1B

0,00

33,08

0,00 0,00

P1B P1C

0,00

20,16

0,00 0,00

P1C P2

0,00

29,36

0,00 0,00

P2 P3

0,00

14,04

0,00 0,00

P3 P3A

0,00

30,22

0,00 0,00

P3A P4 100 115,47 115,47 22,00 0,40 0,19 19,78 39,28 3,00 3,00 22,44

P4 P4A

0,00

23,71

0,00 0,00

P4A P4B

0,00

23,63

0,00 0,00

P4B P5

0,00

14,53

0,00 0,00

P5 P5A

0,00

27,78

0,00 0,00

P5A P6 100 96,83 96,83 57,00 1,54 0,54 10,95 36,43 3,00 3,00 52,58

P6 P6A

0,00

52,49

0,00 0,00

P6A P7 100 53,72 53,72 22,00 0,40 0,19 19,78 49,46 5,00 5,00 10,44

P7 P8 100 38,47 38,47 61,00 1,80 0,59 54,36 119,97 5,00 5,00 22,66

P8 P8A

0,00

27,03

0,00 0,00

P8A P8B

0,00

21,29

0,00 0,00

P8B P9 100 85,30 85,30 32,00 0,62 0,29 28,73 28,56 2,00 2,00 24,46

P9 P10 100 65,07 65,07 14,00 0,25 0,12 2,79 36,47 3,00 3,00 7,99

P10 P11 100 146,00 146,00 27,00 0,51 0,24 13,41 56,59 3,00 3,00 35,05

P11 P12 100 116,61 116,61 25,00 0,47 0,22 4,96 30,15 3,00 3,00 25,85

P12 P13 100 122,19 122,19 24,00 0,45 0,21 4,77 53,23 10,00 10,00 25,97

P13 P14 100 102,08 102,08 36,00 0,73 0,32 24,99 98,16 10,00 10,00 33,17

P14 P15 100 93,36 93,36 11,00 0,19 0,10 2,20 43,31 5,00 5,00 8,99

P15 P16 100 35,72 35,72 47,00 1,07 0,43 42,06 34,45 3,00 3,00 15,53

P16 P17

0,00

64,86

0,00 0,00

P17 DESC1

0,00

80,11

0,00 0,00

CUADRO 6. DISEÑO LONGITUDINAL - DISEÑO CURVATURA. Fuente: Autor.

75

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO



TRAMO T

TANGENTE Tmín

TANGENTE T + Ci T + Ci

Radio Curvatura

Grado Curvatura

L Lm CL E F

DE A TANGENTE DISEÑO TANGENTE CUERDA U.

CHEQUEO DISEÑO FINAL DISEÑO

LONGITUD DE LA

CURVA CIRCULAR

LONGITUD

DE LA CURVA

CIRCULAR A´

CUERDA LARGA

EXTERNA FLECHA

(m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)

P1 P1A´ 0,00 0,00

P1A´ P1A 0,00 0,00

P1A P1B 0,00 0,00

P1B P1C 0,00 0,00

P1C P2 0,00 0,00

P2 P3 0,00 0,00

P3 P3A 0,00 0,00

P3A P4 22,44 20,20 23,20 OK 103,92 22,00 39,90 45,90 39,66 1,95 1,91

P4 P4A 0,00 0,00

P4A P4B 0,00 0,00

P4B P5 0,00 0,00

P5 P5A 0,00 0,00

P5A P6 52,58 10,52 13,52 OK 19,37 57,00 19,27 25,27 18,48 2,67 2,35

P6 P6A 0,00 0,00

P6A P7 10,44 9,40 14,40 OK 48,35 22,00 18,57 28,57 18,45 0,90 0,89

P7 P8 22,66 20,40 25,40 OK 34,63 61,00 36,87 46,87 35,15 5,56 4,79

P8 P8A 0,00 0,00

P8A P8B 0,00 0,00

P8B P9 24,46 22,01 24,01 OK 76,77 32,00 42,88 46,88 42,32 3,09 2,97

P9 P10 7,99 1,60 4,60 OK 13,01 14,00 3,18 9,18 3,17 0,10 0,10

P10 P11 35,05 17,53 20,53 OK 73,00 27,00 34,40 40,40 34,08 2,07 2,02

P11 P12 25,85 5,17 8,17 OK 23,32 25,00 10,18 16,18 10,10 0,57 0,55

P12 P13 25,97 5,19 15,19 OK 24,44 24,00 10,24 30,24 10,16 0,55 0,53

P13 P14 33,17 23,22 33,22 OK 71,46 36,00 44,90 64,90 44,16 3,68 3,50

P14 P15 8,99 1,80 6,80 OK 18,67 11,00 3,58 13,58 3,58 0,09 0,09

P15 P16 15,53 13,98 16,98 OK 32,15 47,00 26,37 32,37 25,64 2,91 2,67

P16 P17 0,00 0,00

P17 DESC1 0,00

CUADRO 6. DISEÑO LONGITUDINAL - DISEÑO CURVATURA. Fuente: Autor.

76

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO


DISEÑO CURVATURA CANAL - PÉRDIDAS POR CURVA

TRAMO (P1) IP:IC

(P2) TP:TC

R/B K

Factor Corrección

K para α

∆V2²/2g

PÉRDIDA

POR CURVA

Hc CAIDA EN LA

CURVA

Sc PENDIENTE

FONDO TEÓRICA

Sc PENDIENTE

FONDO

DISEÑO

C

SOBREELEVACIÓN

DE A

Distancia Curva

<Pendiente Cuerda>

hc Por Radio

de Curvatura

Por Régimen

SOBREELEVACIÓN SOBREELEVACIÓN

DISEÑO

(m) (-) (-) (-) (m) (m) (m) (%) (%) (-) (m) (m) (m) (m)

P1

RÉGIMEN

P1 P1A´ 0,00 0,00 0,00 0,00

P1A´ P1A 0,00 0,00 0,00 0,00

P1A P1B 0,00 0,00 0,00 0,00

P1B P1C 0,00 0,00 0,00 0,00

P1C P2 0,00 0,00 0,00 0,00

P2 P3 0,00 0,00 0,00 0,00

P3 P3A 0,00 0,00 0,00 0,00

P3A P4 3,00 14,64 0,05 0,43 1,34 0,03 1,41 3,07% 3,04% 1,00 1,05 0,47 0,47 0,30

P4 P4A 0,00 0,00 0,00 0,00

P4A P4B 0,00 0,00 0,00 0,00

P4B P5 0,00 0,00 0,00 0,00

P5 P5A 0,00 0,00 0,00 0,00

P5A P6 3,00 2,73 0,20 0,80 0,34 0,05 0,62 2,45% 2,39% 1,00 0,74 2,13 2,13 0,50

P6 P6A 0,00 0,00 0,00 0,00

P6A P7 5,00 5,62 0,05 0,43 -0,46 -0,01 0,24 0,85% 0,89% 1,00 -0,36 0,47 0,47 0,30

P7 P8 5,00 4,03 0,05 0,83 3,87 0,16 0,92 1,96% 1,75% 1,00 9,12 0,57 0,57 0,30

P8 P8A 0,00 0,00 0,00 0,00

P8A P8B 0,00 0,00 0,00 0,00

P8B P9 2,00 7,04 0,05 0,60 -0,56 -0,02 0,47 1,00% 1,06% 1,00 -0,65 0,57 0,57 0,30

P9 P10 3,00 1,19 0,40 0,24 2,46 0,24 0,35 3,77% 1,20% 1,00 1,21 3,31 3,31 0,50

P10 P11 3,00 6,70 0,05 0,43 -0,89 -0,02 0,58 1,45% 1,52% 1,00 -0,86 1,33 1,33 0,50

P11 P12 3,00 2,14 0,20 0,43 0,17 0,01 0,23 1,45% 1,37% 1,00 0,15 3,31 3,31 0,50

P12 P13 10,00 2,24 0,20 0,43 -0,61 -0,05 0,33 1,10% 1,28% 1,00 -0,52 3,31 3,31 0,50

P13 P14 10,00 6,56 0,05 0,60 -0,27 -0,01 0,71 1,10% 1,14% 1,00 -0,34 0,95 0,95 0,30

P14 P15 5,00 1,71 0,20 0,24 -1,75 -0,08 0,02 0,12% 0,73% 1,00 -0,67 3,31 3,31 0,50

P15 P16 3,00 2,95 0,20 0,71 2,83 0,40 0,70 2,18% 0,98% 1,00 4,92 0,74 0,74 0,30

P16 P17 0,00 0,00 0,00 0,00

P17 DESC1 0,00 0,00 0,00 0,00

CUADRO 6A. DISEÑO LONGITUDINAL - DISEÑO CURVATURA CANAL - PÉRDIDAS POR CURVA. Fuente: Autor.

77

DISEÑO DE CAÍDAS

El procedimiento de Diseño de Caídas tomo como base, la configuración topográfica del

terreno influyente en el perfil longitudinal del Canal Proyectado (Para cumplir con

Parámetros de Diseño tales como: Velocidades Máximas y Mínimas, Pendientes Mínimas,

Fuerza Tractiva y Nº Froude), y la gran variedad de pérdidas de energía del sistema,

utilizando el Método de Empate de Líneas de Energía.

Para el dimensionamiento de una Caída se requiere considerar, en el tramo anterior y

posterior al Punto de Control, el Sistema de Pérdidas, el cual se determina mediante los

Cuadros de Diseño:

1. Hf1-2: Pérdida por Energía específica. CUADRO 5. PÉRDIDA POR ENERGÍA

ESPECÍFICA

2. hc: Pérdida por Curva. CUADRO 6A. DISEÑO LONGITUDINAL - DISEÑO CURVATURA

CANAL - PÉRDIDAS POR CURVA.

3. hv: Pérdida por Transiciones y Cambio de Velocidad. CUADRO 7. DISEÑO

LONGITUDINAL - DISEÑO TRANSICIONES CANAL - PÉRDIDAS POR TRANSICIÓN.

4. he: Pérdidas de Carga Sección de Control. CUADRO 8. ENERGÍA ESPECÍFICA EN

CAÍDAS.

5. Caída ∆h. CUADRO 8A. DIFERENCIAS DE NIVEL DE AGUAS Y DE ENERGÍA.

6. hf: Pérdida de Carga por Fricción. CUADRO 8B. FUERZA ESPECÍFICA Y PÉRDIDA DE

CARGA POR FRICCIÓN EN CAÍDAS.

Con base en dicho Sistema de Pérdidas, se realiza dimensionamiento de la Caída utilizando

el método de empate de líneas de energía. Los resultados se muestran en los siguientes

Cuadros:

7. CUADRO 8C. CARACTERIZACIÓN DE CAÍDAS.

78

8. CUADRO 11. DISEÑO LONGITUDINAL - DISEÑO CANAL DEFINITIVO CON CAÍDAS Y

CURVATURA.

Tomando como referencia CUADRO 8A. DIFERENCIAS DE NIVEL DE AGUAS Y DE ENERGÍA:

Se toman los datos de Q1, V1, A1, y H1; Q2, V2, A2 y H2.

Se determina luego la cabeza de velocidad (Hv = V²/19.6) y la línea de energía (He = H + Hv) para cada sección.

Se determina la longitud de la transición (L = (B1 – B2) / (tag 12°30`)). A criterio del consultor se puede asumir dicha longitud, considerando necesidad y disponibilidad de espacio para llegar o salir de una sección a otra.

Se calcula la diferencia de nivel de aguas (a = (He2 – He1) / (1+0.30))

Se calcula al diferencia de energía (ht = 0.30 x (hv2 – hv1)).

Se calcula la caída (Dh = a + H2 – H1). Con resultado positivo es una caída, con resultado negativo es una grada pero no se considera. Si existe caída se considera la abscisa inicial y la cota inicial de la caída y se le resta Dh para determinar la cota final de la caída. Se pueden presentar casos donde la necesidad del consultor le hace requerir modificar tanto la longitud como la altura de caída, especialmente cuando son caídas obligadas para ajustar la pendiente del canal al perfil del terreno y evitar grandes rellenos o para ajustarse a la llegada de una estructura existente.

79

Cuadro 5. PÉRDIDA POR ENERGÍA ESPECÍFICA. Fuente. Autor.

V1²/2g V2²/2g

DE A hv1 hv2

[Grados] [m] [m] (m) [m] (m) [m]

P1

P1 P1A´ 0,04 2,11 1,00 1,29 1,55 5,05 1,55 5,07 1,27

P1A´ P1A 0,04 2,12 1,00 1,29 1,55 5,07 1,55 4,85 1,51

P1A P1B 0,04 2,03 1,00 1,17 1,55 4,85 1,55 2,45 3,57

P1B P1C 0,02 1,02 1,00 0,36 1,55 2,45 1,55 0,93 1,87

P1C P2 0,01 0,39 1,00 0,20 1,55 0,93 1,55 3,61 -2,48

P2 P3 0,03 1,51 1,00 0,37 1,55 3,61 1,55 3,99 -0,01

P3 P3A 0,03 1,67 1,00 0,88 1,55 3,99 1,55 3,46 1,42

P3A P4 0,03 1,44 1,00 0,99 1,55 3,46 1,55 4,80 -0,35

P4 P4A 0,04 2,00 1,00 0,83 1,55 4,80 1,55 4,06 1,57

P4A P4B 0,03 1,70 1,00 0,70 1,55 4,06 1,55 3,68 1,08

P4B P5 0,03 1,54 1,00 0,39 1,55 3,68 1,55 4,00 0,07

P5 P5A 0,03 1,67 1,00 0,81 1,55 4,00 1,55 2,90 1,91

P5A P6 0,02 1,21 1,00 0,77 1,55 2,90 1,55 3,24 0,43

P6 P6A 0,02 1,35 1,00 1,24 1,55 3,24 1,55 1,61 2,87

P6A P7 0,01 0,67 1,00 0,58 1,55 1,61 1,90 1,15 0,69

P7 P8 0,01 0,34 1,00 0,72 1,90 1,15 1,90 5,02 -3,15

P8 P8A 0,03 1,50 1,00 0,71 1,90 5,02 1,90 4,85 0,88

P8A P8B 0,03 1,45 1,00 0,54 1,90 4,85 1,90 2,54 2,84

P8B P9 0,01 0,76 1,00 0,38 1,90 2,54 2,50 1,98 0,34

P9 P10 0,01 0,42 1,00 0,27 2,50 1,98 2,50 4,44 -2,19

P10 P11 0,02 0,95 1,00 0,94 2,50 4,44 2,50 3,54 1,83

P11 P12 0,01 0,76 1,00 0,40 2,50 3,54 2,50 3,71 0,23

P12 P13 0,01 0,80 1,00 0,74 2,50 3,71 2,50 3,10 1,35

P13 P14 0,01 0,67 1,00 1,14 2,50 3,10 2,50 2,84 1,41

P14 P15 0,01 0,61 1,00 0,46 2,50 2,84 2,50 1,09 2,21

P15 P16 0,00 0,23 1,00 0,14 2,50 1,09 2,50 3,91 -2,69

P16 P17 0,01 0,84 1,00 0,95 2,50 3,91 0,85 3,31 3,21

P17 DESC1 0,03 1,82 1,00 2,55 0,85 3,31 0,00 0,00 6,71

SECCIONES

CANAL

HIDRÁULICO

PÉRDIDA POR ENERGÍA ESPECÍFICA

Hf 1-2Ɵ

TRAMO

Tan Ɵ d1Cos Ɵ d2Z1 - Z2

80

Cuadro 8. ENERGÍA ESPECÍFICA EN CAÍDAS. Fuente. Autor.

∆ CAÍDA d1 + hv1 dn dc hedc + hvc +

he

ENERGÍA

ESPECÍFICA

DE A F E01TIRANTE

NORMAL

TIRANTE

CRÍTICO

Pérdidas de

Carga

SControl

E02 + he E01 = E02 + he

[m] [m] (m) (m) (m) (m2) [m] [m] [m] [m] [m]

P1

P1 P1A´ 1,81 0,15 6,60 0,94 0,68 1,62 10,50 5,62 0,11 6,42 OK

P1A´ P1A 2,20 0,15 6,62 0,94 0,69 1,65 10,63 5,76 0,14 6,59 OK

P1A P1B 3,68 0,00 6,40 0,94 0,73 1,77 10,27 5,38 0,11 6,21 OK

P1B P1C 1,99 0,10 4,00 1,19 0,92 2,41 7,58 2,93 0,10 3,95 OK

P1C P2 -2,44 0,00 2,48 1,36 1,29 3,86 4,74 1,14 0,04 2,48 OK

P2 P3 0,67 1,50 5,16 1,05 0,81 2,03 9,06 4,18 0,11 5,10 OK

P3 P3A 1,53 0,00 5,54 1,05 0,80 2,00 9,47 4,57 0,12 5,48 OK

P3A P4 0,42 1,60 5,01 1,05 0,87 2,24 8,78 3,93 0,10 4,90 OK

P4 P4A 2,02 0,70 6,35 1,05 0,80 2,00 10,13 5,23 0,09 6,12 OK

P4A P4B 1,49 0,30 5,61 1,05 0,86 2,20 9,43 4,53 0,09 5,49 OK

P4B P5 0,67 0,70 5,23 1,05 0,90 2,34 9,08 4,20 0,10 5,21 OK

P5 P5A 2,69 0,70 5,55 1,05 0,90 2,34 9,42 4,53 0,11 5,53 OK

P5A P6 0,83 1,50 4,45 1,19 1,05 2,89 7,85 3,14 0,05 4,24 OK

P6 P6A 2,96 0,00 4,79 1,19 1,01 2,74 8,48 3,67 0,09 4,76 OK

P6A P7 1,04 0,35 3,16 1,45 1,35 4,12 5,76 1,69 0,02 3,06 OK

P7 P8 -2,59 1,70 3,05 1,50 1,15 4,20 5,79 1,71 0,11 2,97 OK

P8 P8A 1,37 0,20 6,92 1,08 0,71 2,28 10,86 6,01 0,20 6,91 OK

P8A P8B 3,35 0,70 6,75 1,08 0,73 2,36 10,62 5,75 0,18 6,66 OK

P8B P9 0,96 0,90 4,44 1,33 0,92 3,15 8,09 3,34 0,16 4,42 OK

P9 P10 -1,43 0,85 4,48 1,44 0,85 3,27 7,93 3,21 0,25 4,30 OK

P10 P11 2,09 0,00 6,94 1,17 0,68 2,50 10,67 5,80 0,27 6,75 OK

P11 P12 1,20 0,40 6,04 1,26 0,74 2,77 9,78 4,88 0,27 5,89 OK

P12 P13 2,35 0,50 6,21 1,32 0,75 2,81 9,93 5,02 0,26 6,03 OK

P13 P14 1,94 0,50 5,60 1,35 0,83 3,18 9,18 4,30 0,24 5,37 OK

P14 P15 2,38 0,00 5,34 1,38 0,86 3,32 8,95 4,08 0,25 5,19 OK

P15 P16 -1,52 0,80 3,59 1,68 1,11 4,56 6,60 2,22 0,23 3,56 OK

P16 P17 3,53 0,00 6,41 1,23 0,81 3,09 10,14 5,24 0,27 6,31 OK

P17 DESC1 6,73 0,00 4,16 0,83 0,60 3,84 8,20 3,43 0,02 4,05 OK

Ac

Área

Transversal

Crítica

Vc

Velocidad

Críticahvc

PÉRDIDAS

TOTALES

HT 1-2

TRAMO

SECCIONES

CANAL

HIDRÁULICO


ENERGÍA ESPECÍFICA

81

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO


DIFERENCIAS DE NIVEL DE AGUAS Y DE ENERGÍA

TRAMO Q1 V1 A1 H1 Hv1 Hle1 Q2 V2 A2 H2 Hv2 Hle2

Diferencia de Nivel de Aguas

Diferencia de Nivel de Energía

Caída Dh

∆ CAÍDA

DE A F

[m] (m) (m2) (m) (m) (m) [m] (m) (m2) (m) (m) (m) (m) (m) (m) [m]

P1 P1 P1A´ 19,77 8,87 5,93 1,70 4,01 5,71 20,39 8,89 5,93 1,70 4,03 5,73 0,01 0,00 0,01 0,15

P1A´ P1A 20,39 8,89 5,93 1,70 4,03 5,73 21,19 8,69 5,93 1,70 3,85 5,55 -0,14 -0,05 -0,14 0,15

P1A P1B 21,19 8,69 5,93 1,70 3,85 5,55 21,28 6,18 5,93 1,70 1,94 3,64 -1,47 -0,57 -1,47 0,00

P1B P1C 21,28 6,18 5,93 1,70 1,94 3,64 21,28 3,81 5,93 1,70 0,74 2,44 -0,92 -0,36 -0,92 0,10

P1C P2 21,28 3,81 5,93 1,70 0,74 2,44 21,50 7,50 5,93 1,70 2,87 4,57 1,64 0,64 1,64 0,00

P2 P3 21,50 7,50 5,93 1,70 2,87 4,57 22,11 7,89 5,93 1,70 3,17 4,87 0,23 0,09 0,23 1,50

P3 P3A 22,11 7,89 5,93 1,70 3,17 4,87 22,94 7,34 5,93 1,70 2,74 4,44 -0,33 -0,13 -0,33 0,00

P3A P4 22,94 7,34 5,93 1,70 2,74 4,44 23,67 8,65 5,93 1,70 3,81 5,51 0,82 0,32 0,82 1,60

P4 P4A 23,67 8,65 5,93 1,70 3,81 5,51 24,24 7,95 5,93 1,70 3,22 4,92 -0,45 -0,18 -0,45 0,70

P4A P4B 24,24 7,95 5,93 1,70 3,22 4,92 24,82 7,57 5,93 1,70 2,92 4,62 -0,23 -0,09 -0,23 0,30

P4B P5 24,82 7,57 5,93 1,70 2,92 4,62 25,75 7,89 5,93 1,70 3,17 4,87 0,19 0,08 0,19 0,70

P5 P5A 25,75 7,89 5,93 1,70 3,17 4,87 26,49 6,72 5,93 1,70 2,30 4,00 -0,67 -0,26 -0,67 0,70

P5A P6 26,49 6,72 5,93 1,70 2,30 4,00 27,12 7,10 5,93 1,70 2,57 4,27 0,21 0,08 0,21 1,50

P6 P6A 27,12 7,10 5,93 1,70 2,57 4,27 27,69 5,00 5,93 1,70 1,28 2,98 -1,00 -0,39 -1,00 0,00

P6A P7 27,69 5,00 5,93 1,70 1,28 2,98 28,42 4,31 9,48 2,05 0,95 3,00 0,02 -0,10 0,37 0,35

P7 P8 28,42 4,31 9,48 2,05 0,95 3,00 28,92 9,01 9,48 2,05 4,14 6,19 2,46 0,96 2,46 1,70

P8 P8A 28,92 9,01 9,48 2,05 4,14 6,19 29,28 8,86 9,48 2,05 4,00 6,05 -0,11 -0,04 -0,11 0,20

P8A P8B 29,28 8,86 9,48 2,05 4,00 6,05 29,76 6,41 9,48 2,05 2,10 4,15 -1,46 -0,57 -1,46 0,70

P8B P9 29,76 6,41 9,48 2,05 2,10 4,15 30,35 5,74 15,12 2,65 1,68 4,33 0,14 -0,12 0,74 0,90

P9 P10 30,35 5,74 15,12 2,65 1,68 4,33 31,21 8,60 15,12 2,65 3,77 6,42 1,61 0,63 1,61 0,85

P10 P11 31,21 8,60 15,12 2,65 3,77 6,42 31,66 7,69 15,12 2,65 3,01 5,66 -0,58 -0,23 -0,58 0,00

P11 P12 31,66 7,69 15,12 2,65 3,01 5,66 32,65 7,87 15,12 2,65 3,16 5,81 0,11 0,04 0,11 0,40

P12 P13 32,65 7,87 15,12 2,65 3,16 5,81 34,15 7,19 15,12 2,65 2,64 5,29 -0,40 -0,16 -0,40 0,50

P13 P14 34,15 7,19 15,12 2,65 2,64 5,29 34,74 6,88 15,12 2,65 2,41 5,06 -0,17 -0,07 -0,17 0,50

P14 P15 34,74 6,88 15,12 2,65 2,41 5,06 35,22 4,26 15,12 2,65 0,92 3,57 -1,15 -0,45 -1,15 0,00

P15 P16 35,22 4,26 15,12 2,65 0,92 3,57 36,86 7,69 7,15 1,00 3,02 4,02 0,34 0,63 -1,31 0,80

P16 P17 36,61 8,08 15,12 2,65 3,33 5,98 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -4,60 -1,00 -7,25 0,00

P17 DESC1 36,86 7,69 7,15 1,00 3,02 4,02 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -3,09 -0,90 -4,09 0,00

Cuadro 8A. DIFERENCIAS DE NIVEL DE AGUAS Y ENERGÍA. Fuente. Autor.

82

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO


FUERZA ESPECÍFICA Y PÉRDIDA DE CARGA POR FRICCIÓN CAÍDA

TRAMO F P F1 V1 A1

d1 d1 d1 Zg1 A1 Q2/g*A1 V1 V1²/2g

d1 + V1²/2g

d2

DE A Caída Colchón Verificación Conjugado Diseño Es1 Diseño

[m] [m] [m] [m/s] [m2] [m] [m] [m] [-] (m2) (m2) (m/s) (m2) [m] [m]

P1 P1A´ 0,15 0,00 6,23 11,05 1,54 0,65 0,23 0,65 0,29 1,54 19,15 11,05 6,23 6,88 0,69

P1A´ P1A 0,15 0,00 6,37 11,18 1,57 0,66 0,23 0,66 0,29 1,57 19,98 11,18 6,37 7,03 0,71

P1A P1B 0,00 0,00 6,11 10,95 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,60

P1B P1C 0,10 0,00 3,64 8,46 2,16 0,85 0,31 0,85 0,36 2,16 15,75 8,46 3,64 4,49 0,85

P1C P2 0,00 0,00 2,43 6,91 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,90

P2 P3 1,50 0,00 6,22 11,05 1,67 0,70 0,27 0,70 0,30 1,67 20,73 11,05 6,22 6,91 0,74

P3 P3A 0,00 0,00 5,37 10,26 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,85

P3A P4 1,60 0,00 6,11 10,95 1,79 0,74 0,29 0,74 0,32 1,79 21,93 10,95 6,11 6,85 0,79

P4 P4A 0,70 0,00 6,47 11,26 1,80 0,74 0,27 0,74 0,32 1,80 23,27 11,26 6,47 7,21 0,77

P4A P4B 0,30 0,00 5,40 10,30 2,02 0,80 0,29 0,80 0,35 2,02 21,79 10,30 5,40 6,21 0,84

P4B P5 0,70 0,00 5,50 10,39 2,04 0,81 0,30 0,81 0,35 2,04 22,50 10,39 5,50 6,32 0,87

P5 P5A 0,70 0,00 5,83 10,69 2,06 0,82 0,30 0,82 0,35 2,06 24,03 10,69 5,83 6,64 0,88

P5A P6 1,50 0,00 5,34 10,24 2,21 0,86 0,35 0,86 0,37 2,21 23,67 10,24 5,34 6,21 0,90

P6 P6A 0,00 0,00 4,68 9,58 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,96

P6A P7 0,35 0,00 2,94 7,59 3,12 1,11 0,45 1,11 0,46 3,12 18,35 7,59 2,94 4,05 0,95

P7 P8 1,70 0,00 4,18 9,05 2,69 0,81 0,38 0,81 0,36 2,69 22,44 9,05 4,18 4,99 0,85

P8 P8A 0,20 0,00 6,68 11,45 2,16 0,68 0,24 0,68 0,31 2,16 28,87 11,45 6,68 7,36 0,70

P8A P8B 0,70 0,00 6,94 11,67 2,15 0,68 0,24 0,68 0,31 2,15 29,79 11,67 6,94 7,61 0,70

P8B P9 0,90 0,00 4,85 9,76 2,61 0,79 0,31 0,79 0,35 2,61 25,32 9,76 4,85 5,64 0,74

P9 P10 0,85 0,00 4,62 9,52 2,73 0,73 0,28 0,73 0,33 2,73 25,20 9,52 4,62 5,35 0,77

P10 P11 0,00 0,00 6,48 11,28 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,75

P11 P12 0,40 0,00 5,77 10,64 2,54 0,69 0,25 0,69 0,32 2,54 29,38 10,64 5,77 6,46 0,75

P12 P13 0,50 0,00 6,02 10,87 2,57 0,70 0,25 0,70 0,32 2,57 30,93 10,87 6,02 6,72 0,77

P13 P14 0,50 0,00 5,35 10,25 2,85 0,76 0,28 0,76 0,34 2,85 30,50 10,25 5,35 6,11 0,79

P14 P15 0,00 0,00 4,94 9,84 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,75

P15 P16 0,80 0,00 3,76 8,59 3,51 0,90 0,37 0,90 0,40 3,51 26,35 8,59 3,76 4,66 1,00

P16 P17 0,00 0,00 6,05 10,89 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,90

P17 DESC1 0,00 0,00 4,03 8,89 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Cuadro 8B. FUERZA ESPECÍFICA Y PÉRDIDA DE CARGA POR FRICCIÓN CAÍDA. Fuente. Autor.

83

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO



TRAMO H

ALTUTA TOTAL

Zg2 A2 Q2/g*A2 V2 V2²/2g

d2 + V2²/2g

(Q2/g*A1) + A1*Zg1

(Q2/g*A2) + A2*Zg2

FUERZA ESPECÍFICA

Pérdida de carga por Fricción (Hf):

DE A Es2 1 2 1=2 Hf

(m) [-] (m2) (m2) (m2) (m2) [m] [m] [m] [m] [m]

P1 P1A´ 2,20 0,30 1,65 19,00 10,63 5,76 6,45 19,59 19,50 OK 0,43

P1A´ P1A 2,20 0,31 1,71 19,78 10,65 5,78 6,49 20,44 20,31 OK 0,55

P1A P1B 2,20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,60 0,00 0,00 OK 0,00

P1B P1C 2,20 0,36 2,17 15,71 8,43 3,62 4,47 16,54 16,50 OK 0,02

P1C P2 2,20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,90 0,00 0,00 OK 0,00

P2 P3 2,20 0,32 1,81 20,24 10,49 5,61 6,35 21,24 20,82 OK 0,57

P3 P3A 2,20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,85 0,00 0,00 OK 0,00

P3A P4 2,20 0,34 1,97 21,29 10,30 5,41 6,20 22,50 21,96 OK 0,65

P4 P4A 2,20 0,33 1,90 23,10 10,91 6,07 6,84 23,85 23,73 OK 0,36

P4A P4B 2,20 0,36 2,13 21,57 9,96 5,05 5,89 22,49 22,34 OK 0,31

P4B P5 2,20 0,37 2,24 22,17 9,86 4,96 5,83 23,22 23,00 OK 0,49

P5 P5A 2,20 0,38 2,27 23,09 9,99 5,09 5,97 24,76 23,95 OK 0,68

P5A P6 2,20 0,38 2,34 23,47 9,92 5,02 5,92 24,49 24,37 OK 0,29

P6 P6A 2,20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,96 0,00 0,00 OK 0,00

P6A P7 2,20 0,42 3,28 18,39 7,42 2,81 3,76 19,79 19,76 OK 0,29

P7 P8 2,55 0,38 2,85 21,91 8,69 3,85 4,70 23,41 22,98 OK 0,29

P8 P8A 2,55 0,32 2,24 28,55 11,18 6,37 7,07 29,53 29,26 OK 0,29

P8A P8B 2,55 0,32 2,24 29,50 11,37 6,58 7,28 30,45 30,20 OK 0,33

P8B P9 2,55 0,34 2,77 24,82 9,38 4,48 5,22 26,24 25,75 OK 0,42

P9 P10 3,45 0,35 2,90 25,02 9,20 4,31 5,08 26,11 26,04 OK 0,27

P10 P11 3,45 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,75 0,00 0,00 OK 0,00

P11 P12 3,45 0,34 2,81 28,25 9,93 5,02 5,77 30,18 29,21 OK 0,69

P12 P13 3,45 0,35 2,90 29,94 10,06 5,16 5,93 31,75 30,95 OK 0,79

P13 P14 3,45 0,36 2,99 30,02 9,92 5,01 5,80 31,48 31,09 OK 0,31

P14 P15 3,45 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,75 0,00 0,00 OK 0,00

P15 P16 3,45 0,44 4,00 24,95 7,82 3,12 4,12 27,77 26,73 OK 0,54

P16 P17 3,45 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,90 0,00 0,00 OK 0,00

P17 DESC1 1,50 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 OK 0,00

Cuadro 8B. FUERZA ESPECÍFICA Y PÉRDIDA DE CARGA POR FRICCIÓN CAÍDA. Fuente. Autor.

84

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO


CARACTERIZACIÓN DE CAÍDAS

TRAMO ESTRUCTURA DE

CAÍDA

TIPO DE ESTRUCTURA DE

CAÍDA ∆ CAÍDA Alcance (X)

Angulo de Caída

Pendiente Caída

Altura Longitud Número de

DE A d2>Dn ∆ F Real φ % Escalón Escalón Escalones

[m] (m) (Grados) (%) (m) (m) [und]

P1 P1A´ NO ESCALONADO 0,80 2,17 20,23 37% 0,27 0,72 3,00

P1A´ P1A NO ESCALONADO 0,80 2,17 20,23 37% 0,27 0,72 3,00

P1A P1B NO Normal 0,15 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 2,00

P1B P1C NO Normal 0,00 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P1C P2 NO Normal 0,10 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P2 P3 NO Normal 0,00 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P3 P3A NO ESCALONADO 1,50 2,23 33,98 67% 0,50 0,74 3,00

P3A P4 NO Normal 0,00 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00


P4A P4B NO Normal 0,70 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P4B P5 NO Normal 0,30 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P5 P5A NO Normal 0,70 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P5A P6 NO Normal 0,70 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00


P6A P7 NO Normal 0,00 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P7 P8 NO Normal 0,35 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00


P8A P8B NO Normal 0,20 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P8B P9 NO Normal 0,70 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P9 P10 NO ESCALONADO 0,90 1,80 26,57 50% 0,45 0,90 2,00

P10 P11 NO ESCALONADO 0,85 1,77 25,69 48% 0,43 0,88 2,00

P11 P12 NO Normal 0,00 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P12 P13 NO Normal 0,40 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P13 P14 NO Normal 0,50 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P14 P15 NO Normal 0,50 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P15 P16 SI Normal 0,00 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P16 P17 SI ESCALONADO 0,80 1,73 24,82 46% 0,40 0,86 2,00

P17 DESC1 NO Normal 0,00 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

Cuadro 8C. CARACTERIZACIÓN DE CAÍDAS. Fuente. Autor.

85

SISTEMA DE DRENAJE PARA AGUAS DE ESCORRENTÍA SUBSUPERFICIAL

Con el objetivo de realizar manejo, transporte y evacuación de aguas de infiltración (aguas

de escorrentía subsuperficial) para contrarrestar subpresiones del terreno y brindar así

protección estructural, se diseña drenaje lateral (a lado y lado, en la base del canal) y de

eje, consistente en filtros con tubería perforada de 8 pulgadas en PVC CON MATERIAL

GRANULAR 3/4" TRITURADO DE ROCA ANGULAR (Debe cumplir especificación similar a

suelo tipo granular ASTM Suelo Clase I - GW -GP-SW-SP. Muy bien compactado) con

revestimiento en GEOTEXTIL NT 1600.

Sistema de Drenaje para Aguas de Escorrentía Subsuperficial. Sección Transversal. SECCIÓN I. Canal de

Aguas Lluvias Proyectado Caño P. Fuente: Autor.

TRANSICIÓN TRAMO INICIAL

La sección anterior a tramo inicial consiste en Drenaje Natural Superficial Existente, dentro

del Área Cuenca Superior. Se recomienda ejecutar Diseño de Desarenador y sistema de

rejillas, ubicado antes del ingreso de las Aguas Lluvias al Canal Proyectado Caño P.

Drenajes

Laterales

Drenaje en Eje Canal

86

Transición Tramo Inicial. Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P. Fuente: Autor.

Cuenca Superior. Transición Tramo Inicial. Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P. Fuente: Autor.


Proyectado Caño P

P1

Zona Recomendada para Desarenador y

Rejillas

Cuenca Superior

87

Transición Tramo Inicial. Sector Las Delicias. Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P. Fuente: Autor.

Transición Tramo Inicial. Sector Las Delicias. Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P. Fuente: Autor.

88

TRANSICIÓN TRAMO FINAL

El tramo final del canal, Descarga DESC1, Abscisa K1 + 158.22, empalma con el Margen

Derecho de la Quebrada Tonchalá.

La Lámina de Agua proveniente del Canal Proyectado debe descargar o empalmar por

encima de la Lámina de Agua de la Quebrada Tonchalá, con su respectiva Estructura

Disipadora de energía y adecuada Obra de Protección ante procesos de socavación lateral

por erosión hídrica de la quebrada. La Quebrada Tonchalá tiene la Capacidad Hidráulica

efectiva para recibir el Caudal de Descarga de Aguas Lluvias. Por ende, no existe

problemas de represamientos o reboses en la Descarga transición DESC1 - Quebrada

Tonchalá ó aguas abajo de la misma.

Transición Tramo Final. Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P. Fuente: Autor.


Proyectado Caño P

DESC1

Quebrada Tonchalá

89

Quebrada Tonchalá. Descarga. Transición Tramo Final. Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P.

Fuente: Autor.


Fuente: Autor.

90


Fuente: Autor.

CONEXIONES CON CANALES EXISTENTES

Los Caudales de Aguas Lluvias, de las Áreas de Drenaje Propias, llegan al Canal Proyectado

por las vías de los sectores Aferentes. Aguas Arriba de P1 existe Drenaje Natural

Superficial Existente el cual funciona dentro del Área de Cuenca de Drenaje Superior.

Aguas Abajo de DESC1 se localiza la Quebrada Tonchalá, sitio de descarga de los Caudales

de Aguas Lluvias de la Cuenca de estudio, es decir, del proyecto total.

CAPACIDAD DE LOS CANALES O DRENAJES EXISTENTES

El Drenaje Natural Superficial Existente Caño P, Zona de Estudio, no está en la capacidad

de transportar los caudales que se generan sobre el mismo en temporadas de lluvia,

presentándose franjas de inundación de 8 metros a lado y lado del eje del mismo. Por

ende es importante el diseño y construcción del Canal de Aguas Lluvias Proyectado en el

presente proyecto.

91

Incapacidad Hidráulica. Sector Manuela Beltrán. Drenaje Natural Superficial Existente, de Aguas Lluvias,

Caño P. Fuente: Autor.

Incapacidad Hidráulica. Sector Manuela Beltrán, Drenaje Natural Superficial Existente, de Aguas Lluvias,

Caño P. Fuente: Autor.

92

CÁLCULOS HIDRÁULICOS AGUAS LLUVIAS DEFINITIVOS

La estimación de los caudales, el diseño de la sección hidráulica, las curvas, las transiciones, las pérdidas y las caídas se presentan en los siguientes cuadros:

CUADRO 1 CARACTERÍSTICAS ÁREA DE DRENAJE CUENCA

CUADRO 3 CAUDALES DE DISEÑO

CUADRO 4 DISEÑO TRANSVERSAL - DISEÑO SECCIÓN HIDRAÚLICA CANAL - SECCIÓN CONCRETO

CUADRO 4A DISEÑO TRANSVERSAL - CONDICIONES HIDRÁULICAS SECCIÓN CONCRETO

CUADRO 4BDISEÑO TRANSVERSAL - CONDICIONES HIDRÁULICAS SECCIÓN TOTAL - COTAS FONDO

DEFINITIVAS - ALTURA Y ANCHO TOTALES DISEÑO CANAL

CUADRO 5 PÉRDIDA POR ENERGÍA ESPECÍFICA

CUADRO 6 DISEÑO LONGITUDINAL - DISEÑO CURVATURA

CUADRO 6A DISEÑO LONGITUDINAL - DISEÑO CURVATURA CANAL - PÉRDIDAS POR CURVA

CUADRO 7 DISEÑO LONGITUDINAL - DISEÑO TRANSICIONES CANAL - PÉRDIDAS POR TRANSICIÓN

CUADRO 8 ENERGÍA ESPECÍFICA EN CAÍDAS

CUADRO 8A DIFERENCIAS DE NIVEL DE AGUAS Y DE ENERGÍA

CUADRO 8B FUERZA ESPECÍFICA Y PÉRDIDA DE CARGA POR FRICCIÓN EN CAÍDAS

CUADRO 8C CARACTERIZACIÓN DE CAÍDAS

CUADRO 9 DISEÑO CAÍDA ESCALONA - DISEÑO CAÍDA CON RAMPA

CUADRO 10 DISEÑO PLANTA - ALTURA Y ANCHOS TOTALES CONSTRUCTIVOS

CUADRO 11 DISEÑO LONGITUDINAL - DISEÑO CANAL DEFINITIVO CON CAÍDAS Y CURVATURA

CUADRO 12 DISEÑO LONGITUDINAL - COTAS Y ABSCISAS (FONDO-TERRENO) DISEÑO DEFINITIVO


Lista de Cuadros de Cálculo

93

Es importante mencionar que para el ajuste del diseño adicional al marco teórico y procedimiento de diseño general para este tipo de estructura ya mencionado, se consideraron los siguientes aspectos.

1. Ajustar y chequear el diseño hidráulico a las condiciones reales en el cauce de agua lluvia existente.

2. Cumplir con la velocidad máxima en los tramos rectos de canal.

3. Diseñar las caídas a lo largo del eje del canal de tal forma que la pendiente natural pudiera ser ajustada a una pendiente del canal que permitiera cumplir con los parámetros y especificaciones de velocidad máxima.

4. Corregir y alinear el cauce definitivo minimizando el diseño de curvas cerradas o con radios de giros muy pequeños.

5. Elaborar un diseño integrado con la necesidad de relocalizar un colector paralelo de aguas residuales a cargo de AGUAS KPITAL CÚCUTA S.A. E.S.P., pero muy necesario para garantizar que se recolectaran todos los vertimientos de aguas residuales de las viviendas y sectores aledaños y no se utilice el nuevo canal para este propósito y cumpla con su función principal el transporte y evacuación de aguas lluvias de la cuenca aferente evitado inundaciones y movimientos en masa que ponen en riesgo la vida de sus habitantes.

94

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO

CARACTERÍSTICAS ÁREA DE DRENAJE CUENCA

ÁREAS DE DRENAJE

TRAMO ÁREA

PROPIA ÁREA

SUPERIOR ÁREA TOTAL

DE A

[Ha] [Ha] [Ha]

P1

P1 P1A´ 3,00 42,32 45,32

P1A´ P1A 1,50 45,32 46,82

P1A P1B 1,92 46,82 48,74

P1B P1C 1,37 48,74 50,11

P1C P2 1,91 50,11 52,02

P2 P3 1,14 52,02 53,16

P3 P3A 1,60 53,16 54,76

P3A P4 2,15 54,76 56,91

P4 P4A 1,89 56,91 58,80

P4A P4B 1,49 58,80 60,29

P4B P5 1,47 60,29 61,76

P5 P5A 2,43 61,76 64,19

P5A P6 1,94 64,19 66,13

P6 P6A 1,72 66,13 67,85

P6A P7 1,58 67,85 69,43

P7 P8 2,29 69,43 71,72

P8 P8A 1,39 71,72 73,11

P8A P8B 0,97 73,11 74,08

P8B P9 1,30 74,08 75,38

P9 P10 1,62 75,38 77,00

P10 P11 2,42 77,00 79,42

P11 P12 1,24 79,42 80,66

P12 P13 2,69 80,66 83,35

P13 P14 4,17 83,35 87,52

P14 P15 1,66 87,52 89,18

P15 P16 1,36 89,18 90,54

P16 P17 4,00 90,54 94,54

P17 DESC1 0,87 94,54 95,41

Cuadro 1. Características Área de Drenaje Cuenca. Fuente: Autor.

95

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO


COEF. IMPERM. [C]

FRECUENCIA DE LA LLUVIA [F] DURACIÓN DE LA LLUVIA [CAUDAL MÁXIMO] [D]

C Coeficiente de

Escorrentía

Superficial

Tiempos de Retorno Tiempo de Entrada [Te] Iteraciones Velocidad

Canal

Tiempo de Entrada

[Te]

T. Transp. [Tt]


TRAMO SUPERF

INFERIOR SUPERF

SUPERIOR FAA KERBY USA

V Estimada Canal

CUMPLE Te1 Te2 Te3 Te Tt Tc

DE A

[-] (Años) (Años) (min) (min) (min) (m/seg) (m/seg) (min) (min) (min) (min) (min) (min) [Hora]

C. Retardo

P1

10 25

0,02

FAA

P1 P1A´ 0,72 10 25 19,49 10,27 10,12 0,00 OK 19,49 0,00 19,49 0,00 19,49 0,32

P1A´ P1A 0,72 10 25 15,69 8,17 6,93 9,75 OK 15,69 19,49 19,49 0,06 19,55 0,33

P1A P1B 0,72 10 25 17,67 8,91 8,00 9,75 OK 17,67 19,55 19,55 0,06 19,60 0,33

P1B P1C 0,72 10 25 20,55 9,93 9,56 9,75 OK 20,55 19,60 20,55 0,03 20,59 0,34

P1C P2 0,72 10 25 23,22 10,83 11,04 6,93 OK 23,22 20,59 23,22 0,07 23,29 0,39

P2 P3 0,72 10 25 20,95 10,12 9,88 4,28 OK 20,95 23,29 23,29 0,05 23,34 0,39

P3 P3A 0,72 10 25 16,76 8,73 7,75 8,42 OK 16,76 23,34 23,34 0,06 23,40 0,39

P3A P4 0,72 10 25 22,99 10,97 11,28 8,85 OK 22,99 23,40 23,40 0,07 23,47 0,39

P4 P4A 0,72 10 25 16,18 8,60 7,56 8,23 OK 16,18 23,47 23,47 0,05 23,52 0,39

P4A P4B 0,72 10 25 18,79 9,57 9,00 9,70 OK 18,79 23,52 23,52 0,04 23,56 0,39

P4B P5 0,72 10 25 19,82 9,94 9,59 8,90 OK 19,82 23,56 23,56 0,03 23,59 0,39

P5 P5A 0,72 10 25 19,35 9,79 9,35 8,50 OK 19,35 23,59 23,59 0,05 23,64 0,39

P5A P6 0,72 10 25 20,77 10,31 10,18 8,86 OK 20,77 23,64 23,64 0,07 23,71 0,40

P6 P6A 0,72 10 25 19,17 9,72 9,24 7,54 OK 19,17 23,71 23,71 0,12 23,83 0,40

P6A P7 0,72 10 25 23,77 11,22 11,71 7,97 OK 23,77 23,83 23,83 0,10 23,93 0,40

P7 P8 0,72 10 25 23,24 10,87 11,11 5,47 OK 23,24 23,93 23,93 0,37 24,30 0,40

P8 P8A 0,72 10 25 13,55 7,35 5,82 4,74 OK 13,55 24,30 24,30 0,09 24,39 0,41

P8A P8B 0,72 10 25 16,89 8,58 7,52 9,93 OK 16,89 24,39 24,39 0,04 24,43 0,41

P8B P9 0,72 10 25 16,87 8,57 7,51 9,75 OK 16,87 24,43 24,43 0,05 24,48 0,41

P9 P10 0,72 10 25 20,54 9,82 9,40 7,06 OK 20,54 24,48 24,48 0,09 24,56 0,41

P10 P11 0,72 10 25 16,80 8,49 7,40 6,23 OK 16,80 24,56 24,56 0,15 24,72 0,41

P11 P12 0,72 10 25 19,16 9,27 8,55 9,33 OK 19,16 24,72 24,72 0,05 24,77 0,41

P12 P13 0,72 10 25 16,72 8,39 7,25 8,34 OK 16,72 24,77 24,77 0,11 24,88 0,41

P13 P14 0,72 10 25 18,30 8,99 8,12 8,54 OK 18,30 24,88 24,88 0,19 25,07 0,42

P14 P15 0,72 10 25 18,26 9,03 8,18 7,80 OK 18,26 25,07 25,07 0,09 25,16 0,42

P15 P16 0,72 10 25 19,75 9,50 8,90 7,46 OK 19,75 25,16 25,16 0,08 25,24 0,42

P16 P17 0,72 10 25 17,03 8,61 7,56 4,62 OK 17,03 25,24 25,24 0,23 25,47 0,42

P17 DESC1 0,72 10 25 14,45 7,67 6,26 8,76 OK 14,45 25,47 25,47 0,15 25,62 0,43

Cuadro 3. Caudales de Diseño. Fuente: Autor.

96

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO


DURACIÓN DE LA LLUVIA [CAUDAL MÁXIMO] [D]


ÁREA TOTAL [A]



Q=C*I*A*Ka*k



CONCRETO


TRAMO Tc Ic Itotal Fred kA K Qc Qc

Qc

DISEÑO Qt Qt

DE A

(min) [Hora] (mm/h) (mm/h) [Ha] [-] [-] [-] [Lps] [m3/s] [m3/s] [Lps] [m3/s]

10 AÑOS 25 AÑOS

*

*

P1

10 AÑOS

25 AÑOS

P1 P1A´ 19,49 0,32 181,45 211,02 45,32 1,00 1,02 1,02 16999,03 17,00 17,00 19769,88 19,77

P1A´ P1A 19,55 0,33 181,22 210,77 46,82 1,00 1,02 1,02 17532,65 17,53 17,53 20391,75 20,39

P1A P1B 19,60 0,33 181,00 210,53 48,74 1,00 1,02 1,02 18220,62 18,22 18,22 21193,17 21,19

P1B P1C 20,59 0,34 177,37 206,52 50,11 0,99 1,02 1,02 18277,52 18,28 18,28 21281,23 21,28

P1C P2 23,29 0,39 168,22 196,41 52,02 0,99 1,02 1,02 18038,36 18,28 18,28 21061,23 21,28

P2 P3 23,34 0,39 168,04 196,21 53,16 0,99 1,02 1,02 18409,93 18,41 18,41 21496,26 21,50

P3 P3A 23,40 0,39 167,85 196,00 54,76 0,99 1,02 1,02 18935,71 18,94 18,94 22111,54 22,11

P3A P4 23,47 0,39 167,62 195,74 56,91 0,99 1,02 1,02 19642,35 19,64 19,64 22938,43 22,94

P4 P4A 23,52 0,39 167,46 195,58 58,80 0,99 1,02 1,02 20267,82 20,27 20,27 23670,01 23,67

P4A P4B 23,56 0,39 167,34 195,43 60,29 0,99 1,01 1,02 20758,94 20,76 20,76 24244,57 24,24

P4B P5 23,59 0,39 167,25 195,34 61,76 0,99 1,01 1,02 21247,43 21,25 21,25 24815,77 24,82

P5 P5A 23,64 0,39 167,08 195,15 64,19 0,99 1,01 1,02 22049,81 22,05 22,05 25754,34 25,75

P5A P6 23,71 0,40 166,86 194,91 66,13 0,99 1,01 1,02 22678,92 22,68 22,68 26490,98 26,49

P6 P6A 23,83 0,40 166,50 194,51 67,85 0,99 1,01 1,02 23212,55 23,21 23,21 27117,52 27,12

P6A P7 23,93 0,40 166,18 194,16 69,43 0,99 1,01 1,02 23702,00 23,70 23,70 27692,22 27,69

P7 P8 24,30 0,40 165,05 192,91 71,72 0,99 1,01 1,02 24316,20 24,32 24,32 28420,37 28,42

P8 P8A 24,39 0,41 164,76 192,59 73,11 0,99 1,01 1,02 24739,65 24,74 24,74 28918,08 28,92

P8A P8B 24,43 0,41 164,65 192,47 74,08 0,99 1,01 1,02 25047,54 25,05 25,05 29279,03 29,28

P8B P9 24,48 0,41 164,51 192,31 75,38 0,99 1,01 1,02 25459,08 25,46 25,46 29761,57 29,76

P9 P10 24,56 0,41 164,25 192,02 77,00 0,99 1,01 1,02 25959,47 25,96 25,96 30349,17 30,35

P10 P11 24,72 0,41 163,79 191,51 79,42 0,99 1,01 1,02 26693,40 26,69 26,69 31211,99 31,21

P11 P12 24,77 0,41 163,63 191,34 80,66 0,99 1,01 1,02 27078,93 27,08 27,08 31664,51 31,66

P12 P13 24,88 0,41 163,31 190,98 83,35 0,99 1,01 1,02 27917,55 27,92 27,92 32648,66 32,65

P13 P14 25,07 0,42 162,74 190,35 87,52 0,99 1,00 1,02 29197,41 29,20 29,20 34152,04 34,15

P14 P15 25,16 0,42 162,46 190,05 89,18 0,99 1,00 1,02 29696,10 29,70 29,70 34738,60 34,74

P15 P16 25,24 0,42 162,24 189,80 90,54 0,99 1,00 1,02 30102,81 30,10 30,10 35217,11 35,22

P16 P17 25,47 0,42 161,55 189,04 94,54 0,99 1,00 1,02 31288,36 31,29 31,29 36612,73 36,61

P17 DESC1 25,62 0,43 161,11 188,55 95,41 0,99 1,00 1,02 31490,80 31,49 31,49 36855,29 36,86


97

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO



ÁREA TOTAL [A]



Q=C*I*A*Ka*k


CONCRETO


TRAMO Ic Itotal Fred kA K Qc Qc

Qc DISEÑO

Qt Qt DE A

(mm/h) (mm/h) [Ha] [-] [-] [-] [Lps] [m3/s] [m3/s] [Lps] [m3/s]

10 AÑOS 25 AÑOS

*

*

P1

10 AÑOS

25 AÑOS

P1 P1A´ 181,45 211,02 45,32 1,00 1,02 1,02 16999,03 17,00 17,00 19769,88 19,77

P1A´ P1A 181,22 210,77 46,82 1,00 1,02 1,02 17532,65 17,53 17,53 20391,75 20,39

P1A P1B 181,00 210,53 48,74 1,00 1,02 1,02 18220,62 18,22 18,22 21193,17 21,19

P1B P1C 177,37 206,52 50,11 0,99 1,02 1,02 18277,52 18,28 18,28 21281,23 21,28

P1C P2 168,22 196,41 52,02 0,99 1,02 1,02 18038,36 18,28 18,28 21061,23 21,28

P2 P3 168,04 196,21 53,16 0,99 1,02 1,02 18409,93 18,41 18,41 21496,26 21,50

P3 P3A 167,85 196,00 54,76 0,99 1,02 1,02 18935,71 18,94 18,94 22111,54 22,11

P3A P4 167,62 195,74 56,91 0,99 1,02 1,02 19642,35 19,64 19,64 22938,43 22,94

P4 P4A 167,46 195,58 58,80 0,99 1,02 1,02 20267,82 20,27 20,27 23670,01 23,67

P4A P4B 167,34 195,43 60,29 0,99 1,01 1,02 20758,94 20,76 20,76 24244,57 24,24

P4B P5 167,25 195,34 61,76 0,99 1,01 1,02 21247,43 21,25 21,25 24815,77 24,82

P5 P5A 167,08 195,15 64,19 0,99 1,01 1,02 22049,81 22,05 22,05 25754,34 25,75

P5A P6 166,86 194,91 66,13 0,99 1,01 1,02 22678,92 22,68 22,68 26490,98 26,49

P6 P6A 166,50 194,51 67,85 0,99 1,01 1,02 23212,55 23,21 23,21 27117,52 27,12

P6A P7 166,18 194,16 69,43 0,99 1,01 1,02 23702,00 23,70 23,70 27692,22 27,69

P7 P8 165,05 192,91 71,72 0,99 1,01 1,02 24316,20 24,32 24,32 28420,37 28,42

P8 P8A 164,76 192,59 73,11 0,99 1,01 1,02 24739,65 24,74 24,74 28918,08 28,92

P8A P8B 164,65 192,47 74,08 0,99 1,01 1,02 25047,54 25,05 25,05 29279,03 29,28

P8B P9 164,51 192,31 75,38 0,99 1,01 1,02 25459,08 25,46 25,46 29761,57 29,76

P9 P10 164,25 192,02 77,00 0,99 1,01 1,02 25959,47 25,96 25,96 30349,17 30,35

P10 P11 163,79 191,51 79,42 0,99 1,01 1,02 26693,40 26,69 26,69 31211,99 31,21

P11 P12 163,63 191,34 80,66 0,99 1,01 1,02 27078,93 27,08 27,08 31664,51 31,66

P12 P13 163,31 190,98 83,35 0,99 1,01 1,02 27917,55 27,92 27,92 32648,66 32,65

P13 P14 162,74 190,35 87,52 0,99 1,00 1,02 29197,41 29,20 29,20 34152,04 34,15

P14 P15 162,46 190,05 89,18 0,99 1,00 1,02 29696,10 29,70 29,70 34738,60 34,74

P15 P16 162,24 189,80 90,54 0,99 1,00 1,02 30102,81 30,10 30,10 35217,11 35,22

P16 P17 161,55 189,04 94,54 0,99 1,00 1,02 31288,36 31,29 31,29 36612,73 36,61

P17 DESC1 161,11 188,55 95,41 0,99 1,00 1,02 31490,80 31,49 31,49 36855,29 36,86


98

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO

DISEÑO TRANSVERSAL

DISEÑO SECCIÓN HIDRAÚLICA CANAL - SECCIÓN CONCRETO

Características Geométricas Canal Relaciones Geométricas Sección Hidráulica Óptima Caudal de Transporte

Canal SI

TRAMO m Pend.

Talud

Ɵ Angulo

Talud

b

Basem

D

Altura

ZDh Piso

B

BaseM

B

BaseT

Berma Concreto

Canal

Longitud Pendiente

Longitudinal

A Área

Transversal

P Perímetro

Mojado

R Radio

Hidráulico

T Espejo

de Agua

Dh Prufundidad

Hidráulica

Q Transporte

Canal SI DE A

[m:1] [Grados] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [%] (m2) [m] [m] [m] [m] (m3/s)

* *

P1

P1 P1A´ 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 35,00 3,69% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 50,16

P1A´ P1A 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 34,87 3,70% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 50,26

P1A P1B 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 33,08 3,54% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 49,14

P1B P1C 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 20,16 1,79% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 34,92

P1C P2 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 29,36 0,68% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 21,57

P2 P3 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 14,04 2,64% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 42,42

P3 P3A 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 30,22 2,91% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 44,59

P3A P4 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 39,28 2,52% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 41,48

P4 P4A 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 23,71 3,50% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 48,89

P4A P4B 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 23,63 2,96% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 44,97

P4B P5 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 14,53 2,68% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 42,81

P5 P5A 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 27,78 2,92% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 44,62

P5A P6 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 36,43 2,11% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 37,99

P6 P6A 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 52,49 2,36% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 40,16

P6A P7 1,00 45,00 1,70 1,55 0,03 4,80 7,10 0,50 49,46 1,17% 5,04 6,08 0,83 4,80 1,05 28,29

P7 P8 1,00 45,00 2,50 1,90 0,03 6,30 8,60 0,50 119,97 0,60% 8,36 7,87 1,06 6,30 1,33 39,65

P8 P8A 1,00 45,00 2,50 1,90 0,03 6,30 8,60 0,50 27,03 2,63% 8,36 7,87 1,06 6,30 1,33 82,95

P8A P8B 1,00 45,00 2,50 1,90 0,03 6,30 8,60 0,50 21,29 2,54% 8,36 7,87 1,06 6,30 1,33 81,51

P8B P9 1,00 45,00 2,50 1,90 0,03 6,30 8,60 0,50 28,56 1,33% 8,36 7,87 1,06 6,30 1,33 59,04

P9 P10 1,00 45,00 3,00 2,50 0,03 8,00 10,90 0,50 36,47 0,74% 13,75 10,07 1,37 8,00 1,72 85,65

P10 P11 1,00 45,00 3,00 2,50 0,03 8,00 10,90 0,50 56,59 1,66% 13,75 10,07 1,37 8,00 1,72 128,29

P11 P12 1,00 45,00 3,00 2,50 0,03 8,00 10,90 0,50 30,15 1,33% 13,75 10,07 1,37 8,00 1,72 114,65

P12 P13 1,00 45,00 3,00 2,50 0,03 8,00 10,90 0,50 53,23 1,39% 13,75 10,07 1,37 8,00 1,72 117,37

P13 P14 1,00 45,00 3,00 2,50 0,03 8,00 10,90 0,50 98,16 1,16% 13,75 10,07 1,37 8,00 1,72 107,27

P14 P15 1,00 45,00 3,00 2,50 0,03 8,00 10,90 0,50 43,31 1,06% 13,75 10,07 1,37 8,00 1,72 102,59

P15 P16 1,00 45,00 3,00 2,50 0,03 8,00 10,90 0,50 34,45 0,41% 13,75 10,07 1,37 8,00 1,72 63,46

P16 P17 1,00 45,00 3,00 2,50 0,03 8,00 10,90 0,50 64,86 1,46% 13,75 10,07 1,37 8,00 1,72 120,47

P17 DESC1 1,50 33,69 5,50 0,85 0,09 8,05 11,00 0,50 80,11 3,18% 5,76 8,56 0,67 8,05 0,72 46,39

Cuadro 4. Diseño Transversal. Diseño Sección Hidráulica Canal - Sección Concreto. Fuente: Autor.

99

Cuadro 4A. Diseño Transversal – Condiciones Hidráulicas - Sección Concreto. Fuente: Autor.

(AR2/3)/(b8/3)

DE A K´

[m:1] [m] [-] [-] [m] [%] [m] (m/s) (Kg/m2) (-) (-) (-) (-) [%]

* * * * *P1

P1 P1A´ 1,00 1,70 0,37 0,55 0,94 0,60 1,05 9,96 30,52 8220155,25 TURBULENTO 3,10 SUPERCRÍTICO 0,34

P1A´ P1A 1,00 1,70 0,38 0,55 0,94 0,60 1,05 9,98 30,63 8235463,92 TURBULENTO 3,11 SUPERCRÍTICO 0,35

P1A P1B 1,00 1,70 0,40 0,55 0,94 0,60 1,05 9,75 29,28 8052474,67 TURBULENTO 3,04 SUPERCRÍTICO 0,37

P1B P1C 1,00 1,70 0,56 0,70 1,19 0,77 1,05 6,93 14,79 5721701,19 TURBULENTO 2,16 SUPERCRÍTICO 0,52

P1C P2 1,00 1,70 0,91 0,80 1,36 0,88 1,05 4,28 5,64 3533915,49 TURBULENTO 1,33 SUPERCRÍTICO 0,85

P2 P3 1,00 1,70 0,47 0,62 1,05 0,68 1,05 8,42 21,82 6950827,25 TURBULENTO 2,62 SUPERCRÍTICO 0,43

P3 P3A 1,00 1,70 0,46 0,62 1,05 0,68 1,05 8,85 24,11 7306565,69 TURBULENTO 2,76 SUPERCRÍTICO 0,42

P3A P4 1,00 1,70 0,51 0,62 1,05 0,68 1,05 8,23 20,87 6797528,62 TURBULENTO 2,57 SUPERCRÍTICO 0,47



P4B P5 1,00 1,70 0,54 0,62 1,05 0,68 1,05 8,50 22,22 7014854,76 TURBULENTO 2,65 SUPERCRÍTICO 0,50








P8B P9 1,00 2,50 0,33 0,53 1,33 0,70 1,33 7,06 14,13 7475034,94 TURBULENTO 1,96 SUPERCRÍTICO 0,43









P17 DESC1 1,50 5,50 0,03 0,15 0,83 0,97 0,72 8,05 21,40 5399689,03 TURBULENTO 3,04 SUPERCRÍTICO 0,68

Características

Geométricas Canal

DISEÑO TRANSVERSAL

FLUJO UNIFORME CONDICIONES HIDRÁULICAS SECCIÓN CONCRETO

SECCIÓN NORMAL CANAL - SECCIÓN CONCRETO

SECCIONES

CANAL

HIDRÁULICO

Dh V Re FLUJO

TRAMO

Fuerza

TractivaDn

Flujo Uniforme

b

Basem Dn/Do

Q/Qo SI

Verificación

m

Pend.

TaludD/b NF RÉGIMEN

100

CCIONES CANAL

HIDRÁULICO

DISEÑO TRANSVERSAL


Características Geométricas Canal

TRAMO d Sección Grama

Pc Pg Pt

Perímetro Mojado

nt At

Área Transversal

Rt Radio

Hidráulico

Borde Libre Canal DE A

(m) (m) (m) (m) (m) (m2) (m) (m)

P1

f(b)

P1 P1A´ 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P1A´ P1A 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P1A P1B 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P1B P1C 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P1C P2 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P2 P3 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P3 P3A 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P3A P4 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P4 P4A 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P4A P4B 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P4B P5 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P5 P5A 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P5A P6 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P6 P6A 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P6A P7 0,15 7,08 0,42 7,51 0,0185 5,93 0,79 0,50

P7 P8 0,15 8,87 0,42 9,30 0,0182 9,48 1,02 0,50

P8 P8A 0,15 8,87 0,42 9,30 0,0182 9,48 1,02 0,50

P8A P8B 0,15 8,87 0,42 9,30 0,0182 9,48 1,02 0,50

P8B P9 0,15 8,87 0,42 9,30 0,0182 9,48 1,02 0,50

P9 P10 0,15 11,07 0,42 11,50 0,0180 15,12 1,32 0,80

P10 P11 0,15 11,07 0,42 11,50 0,0180 15,12 1,32 0,80

P11 P12 0,15 11,07 0,42 11,50 0,0180 15,12 1,32 0,80

P12 P13 0,15 11,07 0,42 11,50 0,0180 15,12 1,32 0,80

P13 P14 0,15 11,07 0,42 11,50 0,0180 15,12 1,32 0,80

P14 P15 0,15 11,07 0,42 11,50 0,0180 15,12 1,32 0,80

P15 P16 0,15 11,07 0,42 11,50 0,0180 15,12 1,32 0,80

P16 P17 0,15 11,07 0,42 11,50 0,0180 15,12 1,32 0,80

P17 DESC1 0,15 9,56 0,54 10,11 0,0184 7,15 0,71 0,50

Cuadro 4B. Diseño Sección Hidráulica Canal - Sección Total. Fuente: Autor.

101

Cuadro 4B. Diseño Transversal – Condiciones Hidráulicas Sección total. Fuente: Autor.

DE A

[m] (m/s) (Kg/m2) (-) (-) (-) (-) [-]

P1

P1 P1A´ 0,84 8,87 29,11 6985588,51 TURBULENTO 3,10 SUPERCRÍTICO 0,38

P1A´ P1A 0,84 8,89 29,22 6998598,00 TURBULENTO 3,11 SUPERCRÍTICO 0,39

P1A P1B 0,84 8,69 27,93 6843091,50 TURBULENTO 3,04 SUPERCRÍTICO 0,41

P1B P1C 0,84 6,18 14,10 4862371,68 TURBULENTO 2,16 SUPERCRÍTICO 0,58

P1C P2 0,84 3,81 5,38 3003164,62 TURBULENTO 1,33 SUPERCRÍTICO 0,94

P2 P3 0,84 7,50 20,81 5906898,04 TURBULENTO 2,62 SUPERCRÍTICO 0,48

P3 P3A 0,84 7,89 23,00 6209208,92 TURBULENTO 2,75 SUPERCRÍTICO 0,47

P3A P4 0,84 7,34 19,91 5776622,99 TURBULENTO 2,56 SUPERCRÍTICO 0,53



P4B P5 0,84 7,57 21,20 5961309,40 TURBULENTO 2,64 SUPERCRÍTICO 0,55








P8B P9 1,10 6,41 13,56 6518575,88 TURBULENTO 1,95 SUPERCRÍTICO 0,49









P17 DESC1 0,65 7,69 22,52 5426789,43 TURBULENTO 3,05 SUPERCRÍTICO 0,67

CONDICIONES HIDRÁULICAS SECCIÓN TOTAL


DISEÑO TRANSVERSAL

SECCIONES

CANAL

HIDRÁULICO

TRAMO

Fuerza

TractivaDh V Re FLUJO NF RÉGIMEN

Q/Qo SS

Verificación

102

Cuadro 5. Pérdida por Energía Específica. Fuente: Autor.

V1²/2g V2²/2g

DE A hv1 hv2

[Grados] [m] [m] (m) [m] (m) [m]

P1

P1 P1A´ 0,04 2,11 1,00 1,29 1,55 5,05 1,55 5,07 1,27

P1A´ P1A 0,04 2,12 1,00 1,29 1,55 5,07 1,55 4,85 1,51

P1A P1B 0,04 2,03 1,00 1,17 1,55 4,85 1,55 2,45 3,57

P1B P1C 0,02 1,02 1,00 0,36 1,55 2,45 1,55 0,93 1,87

P1C P2 0,01 0,39 1,00 0,20 1,55 0,93 1,55 3,61 -2,48

P2 P3 0,03 1,51 1,00 0,37 1,55 3,61 1,55 3,99 -0,01

P3 P3A 0,03 1,67 1,00 0,88 1,55 3,99 1,55 3,46 1,42

P3A P4 0,03 1,44 1,00 0,99 1,55 3,46 1,55 4,80 -0,35

P4 P4A 0,04 2,00 1,00 0,83 1,55 4,80 1,55 4,06 1,57

P4A P4B 0,03 1,70 1,00 0,70 1,55 4,06 1,55 3,68 1,08

P4B P5 0,03 1,54 1,00 0,39 1,55 3,68 1,55 4,00 0,07

P5 P5A 0,03 1,67 1,00 0,81 1,55 4,00 1,55 2,90 1,91

P5A P6 0,02 1,21 1,00 0,77 1,55 2,90 1,55 3,24 0,43

P6 P6A 0,02 1,35 1,00 1,24 1,55 3,24 1,55 1,61 2,87

P6A P7 0,01 0,67 1,00 0,58 1,55 1,61 1,90 1,15 0,69

P7 P8 0,01 0,34 1,00 0,72 1,90 1,15 1,90 5,02 -3,15

P8 P8A 0,03 1,50 1,00 0,71 1,90 5,02 1,90 4,85 0,88

P8A P8B 0,03 1,45 1,00 0,54 1,90 4,85 1,90 2,54 2,84

P8B P9 0,01 0,76 1,00 0,38 1,90 2,54 2,50 1,98 0,34

P9 P10 0,01 0,42 1,00 0,27 2,50 1,98 2,50 4,44 -2,19

P10 P11 0,02 0,95 1,00 0,94 2,50 4,44 2,50 3,54 1,83

P11 P12 0,01 0,76 1,00 0,40 2,50 3,54 2,50 3,71 0,23

P12 P13 0,01 0,80 1,00 0,74 2,50 3,71 2,50 3,10 1,35

P13 P14 0,01 0,67 1,00 1,14 2,50 3,10 2,50 2,84 1,41

P14 P15 0,01 0,61 1,00 0,46 2,50 2,84 2,50 1,09 2,21

P15 P16 0,00 0,23 1,00 0,14 2,50 1,09 2,50 3,91 -2,69

P16 P17 0,01 0,84 1,00 0,95 2,50 3,91 0,85 3,31 3,21

P17 DESC1 0,03 1,82 1,00 2,55 0,85 3,31 0,00 0,00 6,71

SECCIONES

CANAL

HIDRÁULICO

PÉRDIDA POR ENERGÍA ESPECÍFICA

Hf 1-2Ɵ

TRAMO

Tan Ɵ d1Cos Ɵ d2Z1 - Z2

103

ECCIONES CANAL

HIDRÁULICO



TRAMO Radio Curvatura

mín. Radio Curvatura

mín. Radio Curvatura

∆ Angulo Curva

Tan ∆ Tan (∆/2) Grado Curvatura Lt Ci [Ca:Cb] Ci [Ca:Cb]

T TANGENTE

DE A [Caudal] [Régimen] DISEÑO INICIAL ÁNGULO DE DEFLEXIÓN

G LONGITUD

TRAMO CUERDA UNITARIA

DISEÑO TANGENTE

(m) (m) (m) (Grados)

(m) (m) (m) (m)

P1

RÉGIMEN

P1 P1A´

0,00

35,00

0,00 0,00

P1A´ P1A

0,00

34,87

0,00 0,00

P1A P1B

0,00

33,08

0,00 0,00

P1B P1C

0,00

20,16

0,00 0,00

P1C P2

0,00

29,36

0,00 0,00

P2 P3

0,00

14,04

0,00 0,00

P3 P3A

0,00

30,22

0,00 0,00

P3A P4 100 115,47 115,47 22,00 0,40 0,19 19,78 39,28 3,00 3,00 22,44

P4 P4A

0,00

23,71

0,00 0,00

P4A P4B

0,00

23,63

0,00 0,00

P4B P5

0,00

14,53

0,00 0,00

P5 P5A

0,00

27,78

0,00 0,00

P5A P6 100 96,83 96,83 57,00 1,54 0,54 10,95 36,43 3,00 3,00 52,58

P6 P6A

0,00

52,49

0,00 0,00

P6A P7 100 53,72 53,72 22,00 0,40 0,19 19,78 49,46 5,00 5,00 10,44

P7 P8 100 38,47 38,47 61,00 1,80 0,59 54,36 119,97 5,00 5,00 22,66

P8 P8A

0,00

27,03

0,00 0,00

P8A P8B

0,00

21,29

0,00 0,00

P8B P9 100 85,30 85,30 32,00 0,62 0,29 28,73 28,56 2,00 2,00 24,46

P9 P10 100 65,07 65,07 14,00 0,25 0,12 2,79 36,47 3,00 3,00 7,99

P10 P11 100 146,00 146,00 27,00 0,51 0,24 13,41 56,59 3,00 3,00 35,05

P11 P12 100 116,61 116,61 25,00 0,47 0,22 4,96 30,15 3,00 3,00 25,85

P12 P13 100 122,19 122,19 24,00 0,45 0,21 4,77 53,23 10,00 10,00 25,97

P13 P14 100 102,08 102,08 36,00 0,73 0,32 24,99 98,16 10,00 10,00 33,17

P14 P15 100 93,36 93,36 11,00 0,19 0,10 2,20 43,31 5,00 5,00 8,99

P15 P16 100 35,72 35,72 47,00 1,07 0,43 42,06 34,45 3,00 3,00 15,53

P16 P17

0,00

64,86

0,00 0,00

P17 DESC1

0,00

80,11

0,00 0,00

Cuadro 6. Diseño Longitudinal – Diseño Curvatura. Fuente: Autor.

104

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO



TRAMO T

TANGENTE Tmín TANGENTE T + Ci T + Ci Radio Curvatura Grado Curvatura L Lm CL E F

DE A TANGENTE DISEÑO TANGENTE

CUERDA U. CHEQUEO DISEÑO FINAL DISEÑO

LONGITUD DE

LA CURVA CIRCULAR

LONGITUD DE

LA CURVA CIRCULAR A´

CUERDA

LARGA EXTERNA FLECHA

(m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)

P1

P1 P1A´ 0,00 0,00

P1A´ P1A 0,00 0,00

P1A P1B 0,00 0,00

P1B P1C 0,00 0,00

P1C P2 0,00 0,00

P2 P3 0,00 0,00

P3 P3A 0,00 0,00

P3A P4 22,44 20,20 23,20 OK 103,92 22,00 39,90 45,90 39,66 1,95 1,91

P4 P4A 0,00 0,00

P4A P4B 0,00 0,00

P4B P5 0,00 0,00

P5 P5A 0,00 0,00

P5A P6 52,58 10,52 13,52 OK 19,37 57,00 19,27 25,27 18,48 2,67 2,35

P6 P6A 0,00 0,00

P6A P7 10,44 9,40 14,40 OK 48,35 22,00 18,57 28,57 18,45 0,90 0,89

P7 P8 22,66 20,40 25,40 OK 34,63 61,00 36,87 46,87 35,15 5,56 4,79

P8 P8A 0,00 0,00

P8A P8B 0,00 0,00

P8B P9 24,46 22,01 24,01 OK 76,77 32,00 42,88 46,88 42,32 3,09 2,97

P9 P10 7,99 1,60 4,60 OK 13,01 14,00 3,18 9,18 3,17 0,10 0,10

P10 P11 35,05 17,53 20,53 OK 73,00 27,00 34,40 40,40 34,08 2,07 2,02

P11 P12 25,85 5,17 8,17 OK 23,32 25,00 10,18 16,18 10,10 0,57 0,55

P12 P13 25,97 5,19 15,19 OK 24,44 24,00 10,24 30,24 10,16 0,55 0,53

P13 P14 33,17 23,22 33,22 OK 71,46 36,00 44,90 64,90 44,16 3,68 3,50

P14 P15 8,99 1,80 6,80 OK 18,67 11,00 3,58 13,58 3,58 0,09 0,09

P15 P16 15,53 13,98 16,98 OK 32,15 47,00 26,37 32,37 25,64 2,91 2,67

P16 P17 0,00 0,00

P17 DESC1 0,00

Cuadro 6. Diseño Longitudinal – Diseño Curvatura. Fuente: Autor.

105

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO


DISEÑO CURVATURA CANAL - PÉRDIDAS POR CURVA

TRAMO (P1) IP:IC

(P2) TP:TC

R/B K Factor

Corrección K para α

∆V2²/2g

PÉRDIDA POR

CURVA Hc

CAIDA EN LA

CURVA

Sc PENDIENTE

FONDO TEÓRICA

Sc PENDIENTE

FONDO

DISEÑO

C

SOBREELEVACIÓN

DE A

Distancia Curva

<Pendiente Cuerda>

hc Por Radio

de Curvatura

Por Régimen

SOBREELEVACIÓN SOBREELEVACIÓN

DISEÑO

(m) (-) (-) (-) (m) (m) (m) (%) (%) (-) (m) (m) (m) (m)

P1

RÉGIMEN

P1 P1A´ 0,00 0,00 0,00 0,00

P1A´ P1A 0,00 0,00 0,00 0,00

P1A P1B 0,00 0,00 0,00 0,00

P1B P1C 0,00 0,00 0,00 0,00

P1C P2 0,00 0,00 0,00 0,00

P2 P3 0,00 0,00 0,00 0,00

P3 P3A 0,00 0,00 0,00 0,00

P3A P4 3,00 14,64 0,05 0,43 1,34 0,03 1,41 3,07% 3,04% 1,00 1,05 0,47 0,47 0,30

P4 P4A 0,00 0,00 0,00 0,00

P4A P4B 0,00 0,00 0,00 0,00

P4B P5 0,00 0,00 0,00 0,00

P5 P5A 0,00 0,00 0,00 0,00

P5A P6 3,00 2,73 0,20 0,80 0,34 0,05 0,62 2,45% 2,39% 1,00 0,74 2,13 2,13 0,50

P6 P6A 0,00 0,00 0,00 0,00

P6A P7 5,00 5,62 0,05 0,43 -0,46 -0,01 0,24 0,85% 0,89% 1,00 -0,36 0,47 0,47 0,30

P7 P8 5,00 4,03 0,05 0,83 3,87 0,16 0,92 1,96% 1,75% 1,00 9,12 0,57 0,57 0,30

P8 P8A 0,00 0,00 0,00 0,00

P8A P8B 0,00 0,00 0,00 0,00

P8B P9 2,00 7,04 0,05 0,60 -0,56 -0,02 0,47 1,00% 1,06% 1,00 -0,65 0,57 0,57 0,30

P9 P10 3,00 1,19 0,40 0,24 2,46 0,24 0,35 3,77% 1,20% 1,00 1,21 3,31 3,31 0,50

P10 P11 3,00 6,70 0,05 0,43 -0,89 -0,02 0,58 1,45% 1,52% 1,00 -0,86 1,33 1,33 0,50

P11 P12 3,00 2,14 0,20 0,43 0,17 0,01 0,23 1,45% 1,37% 1,00 0,15 3,31 3,31 0,50

P12 P13 10,00 2,24 0,20 0,43 -0,61 -0,05 0,33 1,10% 1,28% 1,00 -0,52 3,31 3,31 0,50

P13 P14 10,00 6,56 0,05 0,60 -0,27 -0,01 0,71 1,10% 1,14% 1,00 -0,34 0,95 0,95 0,30

P14 P15 5,00 1,71 0,20 0,24 -1,75 -0,08 0,02 0,12% 0,73% 1,00 -0,67 3,31 3,31 0,50

P15 P16 3,00 2,95 0,20 0,71 2,83 0,40 0,70 2,18% 0,98% 1,00 4,92 0,74 0,74 0,30

P16 P17 0,00 0,00 0,00 0,00

P17 DESC1 0,00 0,00 0,00 0,00

Cuadro 6A. Diseño Longitudinal – Diseño Curvatura Canal – Pérdidas por Curva. Fuente: Autor.

106

Cuadro 7. Diseño Longitudinal – Diseño Transiciones Canal – Pérdidas por Transición. Fuente: Autor.

PÉRDIDAS POR

TRANSICIÓN

DE A

hv

Pérd.Energía por

cambios de Vel.

(m) (m) (m/s) (m) (m/s) (m) (-) (m)

P1

P1 P1A´ 0,00

P1A´ P1A 0,00

P1A P1B 0,00

P1B P1C 0,00

P1C P2 0,00

P2 P3 0,00

P3 P3A 0,00

P3A P4 0,00

P4 P4A 0,00

P4A P4B 0,00

P4B P5 0,00

P5 P5A 0,00

P5A P6 0,00

P6 P6A 0,00

P6A P7 SI 7,10 5,62 8,60 4,74 3,38 0,10 0,05

P7 P8 0,00

P8 P8A 0,00

P8A P8B 0,00

P8B P9 SI 8,60 7,06 10,90 6,23 5,19 0,10 0,06

P9 P10 0,00

P10 P11 0,00

P11 P12 0,00

P12 P13 0,00

P13 P14 0,00

P14 P15 0,00

P15 P16 0,00

P16 P17 SI 10,90 8,76 11,00 8,05 0,23 0,10 0,06

P17 DESC1 0,00

SECCIONES

CANAL

HIDRÁULICO

B1TRANSICIÓN


DISEÑO TRANSICIONES CANAL

V2

TRAMO

B2 L KV1

107

Cuadro 8. Energía Específica en Caídas. Fuente: Autor.

∆ CAÍDA d1 + hv1 dn dc hedc + hvc +

he

ENERGÍA

ESPECÍFICA

DE A F E01TIRANTE

NORMAL

TIRANTE

CRÍTICO

Pérdidas de

Carga

SControl

E02 + he E01 = E02 + he

[m] [m] (m) (m) (m) (m2) [m] [m] [m] [m] [m]

P1

P1 P1A´ 1,81 0,15 6,60 0,94 0,68 1,62 10,50 5,62 0,11 6,42 OK

P1A´ P1A 2,20 0,15 6,62 0,94 0,69 1,65 10,63 5,76 0,14 6,59 OK

P1A P1B 3,68 0,00 6,40 0,94 0,73 1,77 10,27 5,38 0,11 6,21 OK

P1B P1C 1,99 0,10 4,00 1,19 0,92 2,41 7,58 2,93 0,10 3,95 OK

P1C P2 -2,44 0,00 2,48 1,36 1,29 3,86 4,74 1,14 0,04 2,48 OK

P2 P3 0,67 1,50 5,16 1,05 0,81 2,03 9,06 4,18 0,11 5,10 OK

P3 P3A 1,53 0,00 5,54 1,05 0,80 2,00 9,47 4,57 0,12 5,48 OK

P3A P4 0,42 1,60 5,01 1,05 0,87 2,24 8,78 3,93 0,10 4,90 OK

P4 P4A 2,02 0,70 6,35 1,05 0,80 2,00 10,13 5,23 0,09 6,12 OK

P4A P4B 1,49 0,30 5,61 1,05 0,86 2,20 9,43 4,53 0,09 5,49 OK

P4B P5 0,67 0,70 5,23 1,05 0,90 2,34 9,08 4,20 0,10 5,21 OK

P5 P5A 2,69 0,70 5,55 1,05 0,90 2,34 9,42 4,53 0,11 5,53 OK

P5A P6 0,83 1,50 4,45 1,19 1,05 2,89 7,85 3,14 0,05 4,24 OK

P6 P6A 2,96 0,00 4,79 1,19 1,01 2,74 8,48 3,67 0,09 4,76 OK

P6A P7 1,04 0,35 3,16 1,45 1,35 4,12 5,76 1,69 0,02 3,06 OK

P7 P8 -2,59 1,70 3,05 1,50 1,15 4,20 5,79 1,71 0,11 2,97 OK

P8 P8A 1,37 0,20 6,92 1,08 0,71 2,28 10,86 6,01 0,20 6,91 OK

P8A P8B 3,35 0,70 6,75 1,08 0,73 2,36 10,62 5,75 0,18 6,66 OK

P8B P9 0,96 0,90 4,44 1,33 0,92 3,15 8,09 3,34 0,16 4,42 OK

P9 P10 -1,43 0,85 4,48 1,44 0,85 3,27 7,93 3,21 0,25 4,30 OK

P10 P11 2,09 0,00 6,94 1,17 0,68 2,50 10,67 5,80 0,27 6,75 OK

P11 P12 1,20 0,40 6,04 1,26 0,74 2,77 9,78 4,88 0,27 5,89 OK

P12 P13 2,35 0,50 6,21 1,32 0,75 2,81 9,93 5,02 0,26 6,03 OK

P13 P14 1,94 0,50 5,60 1,35 0,83 3,18 9,18 4,30 0,24 5,37 OK

P14 P15 2,38 0,00 5,34 1,38 0,86 3,32 8,95 4,08 0,25 5,19 OK

P15 P16 -1,52 0,80 3,59 1,68 1,11 4,56 6,60 2,22 0,23 3,56 OK

P16 P17 3,53 0,00 6,41 1,23 0,81 3,09 10,14 5,24 0,27 6,31 OK

P17 DESC1 6,73 0,00 4,16 0,83 0,60 3,84 8,20 3,43 0,02 4,05 OK

Ac

Área

Transversal

Crítica

Vc

Velocidad

Críticahvc

PÉRDIDAS

TOTALES

HT 1-2

TRAMO

SECCIONES

CANAL

HIDRÁULICO


ENERGÍA ESPECÍFICA

108

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO


DIFERENCIAS DE NIVEL DE AGUAS Y DE ENERGÍA

TRAMO Q1 V1 A1 H1 Hv1 Hle1 Q2 V2 A2 H2 Hv2 Hle2

Diferencia de Nivel de Aguas

Diferencia de Nivel de Energía

Caída Dh

∆ CAÍDA

DE A F

[m] (m) (m2) (m) (m) (m) [m] (m) (m2) (m) (m) (m) (m) (m) (m) [m]

P1 P1 P1A´ 19,77 8,87 5,93 1,70 4,01 5,71 20,39 8,89 5,93 1,70 4,03 5,73 0,01 0,00 0,01 0,15

P1A´ P1A 20,39 8,89 5,93 1,70 4,03 5,73 21,19 8,69 5,93 1,70 3,85 5,55 -0,14 -0,05 -0,14 0,15

P1A P1B 21,19 8,69 5,93 1,70 3,85 5,55 21,28 6,18 5,93 1,70 1,94 3,64 -1,47 -0,57 -1,47 0,00

P1B P1C 21,28 6,18 5,93 1,70 1,94 3,64 21,28 3,81 5,93 1,70 0,74 2,44 -0,92 -0,36 -0,92 0,10

P1C P2 21,28 3,81 5,93 1,70 0,74 2,44 21,50 7,50 5,93 1,70 2,87 4,57 1,64 0,64 1,64 0,00

P2 P3 21,50 7,50 5,93 1,70 2,87 4,57 22,11 7,89 5,93 1,70 3,17 4,87 0,23 0,09 0,23 1,50

P3 P3A 22,11 7,89 5,93 1,70 3,17 4,87 22,94 7,34 5,93 1,70 2,74 4,44 -0,33 -0,13 -0,33 0,00

P3A P4 22,94 7,34 5,93 1,70 2,74 4,44 23,67 8,65 5,93 1,70 3,81 5,51 0,82 0,32 0,82 1,60

P4 P4A 23,67 8,65 5,93 1,70 3,81 5,51 24,24 7,95 5,93 1,70 3,22 4,92 -0,45 -0,18 -0,45 0,70

P4A P4B 24,24 7,95 5,93 1,70 3,22 4,92 24,82 7,57 5,93 1,70 2,92 4,62 -0,23 -0,09 -0,23 0,30

P4B P5 24,82 7,57 5,93 1,70 2,92 4,62 25,75 7,89 5,93 1,70 3,17 4,87 0,19 0,08 0,19 0,70

P5 P5A 25,75 7,89 5,93 1,70 3,17 4,87 26,49 6,72 5,93 1,70 2,30 4,00 -0,67 -0,26 -0,67 0,70

P5A P6 26,49 6,72 5,93 1,70 2,30 4,00 27,12 7,10 5,93 1,70 2,57 4,27 0,21 0,08 0,21 1,50

P6 P6A 27,12 7,10 5,93 1,70 2,57 4,27 27,69 5,00 5,93 1,70 1,28 2,98 -1,00 -0,39 -1,00 0,00

P6A P7 27,69 5,00 5,93 1,70 1,28 2,98 28,42 4,31 9,48 2,05 0,95 3,00 0,02 -0,10 0,37 0,35

P7 P8 28,42 4,31 9,48 2,05 0,95 3,00 28,92 9,01 9,48 2,05 4,14 6,19 2,46 0,96 2,46 1,70

P8 P8A 28,92 9,01 9,48 2,05 4,14 6,19 29,28 8,86 9,48 2,05 4,00 6,05 -0,11 -0,04 -0,11 0,20

P8A P8B 29,28 8,86 9,48 2,05 4,00 6,05 29,76 6,41 9,48 2,05 2,10 4,15 -1,46 -0,57 -1,46 0,70

P8B P9 29,76 6,41 9,48 2,05 2,10 4,15 30,35 5,74 15,12 2,65 1,68 4,33 0,14 -0,12 0,74 0,90

P9 P10 30,35 5,74 15,12 2,65 1,68 4,33 31,21 8,60 15,12 2,65 3,77 6,42 1,61 0,63 1,61 0,85

P10 P11 31,21 8,60 15,12 2,65 3,77 6,42 31,66 7,69 15,12 2,65 3,01 5,66 -0,58 -0,23 -0,58 0,00

P11 P12 31,66 7,69 15,12 2,65 3,01 5,66 32,65 7,87 15,12 2,65 3,16 5,81 0,11 0,04 0,11 0,40

P12 P13 32,65 7,87 15,12 2,65 3,16 5,81 34,15 7,19 15,12 2,65 2,64 5,29 -0,40 -0,16 -0,40 0,50

P13 P14 34,15 7,19 15,12 2,65 2,64 5,29 34,74 6,88 15,12 2,65 2,41 5,06 -0,17 -0,07 -0,17 0,50

P14 P15 34,74 6,88 15,12 2,65 2,41 5,06 35,22 4,26 15,12 2,65 0,92 3,57 -1,15 -0,45 -1,15 0,00

P15 P16 35,22 4,26 15,12 2,65 0,92 3,57 36,86 7,69 7,15 1,00 3,02 4,02 0,34 0,63 -1,31 0,80

P16 P17 36,61 8,08 15,12 2,65 3,33 5,98 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -4,60 -1,00 -7,25 0,00

P17 DESC1 36,86 7,69 7,15 1,00 3,02 4,02 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -3,09 -0,90 -4,09 0,00

Cuadro 8A. Diferencia de Nivel de Aguas y de Energía. Fuente: Autor.

109

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO



TRAMO F P F1 V1 A1

d1 d1 d1 Zg1 A1 Q2/g*A1 V1 V1²/2g

d1 + V1²/2g

d2

DE A Caída Colchón Verificación Conjugado Diseño Es1 Diseño

[m] [m] [m] [m/s] [m2] [m] [m] [m] [-] (m2) (m2) (m/s) (m2) [m] [m]

P1 P1 P1A´ 0,15 0,00 6,23 11,05 1,54 0,65 0,23 0,65 0,29 1,54 19,15 11,05 6,23 6,88 0,69

P1A´ P1A 0,15 0,00 6,37 11,18 1,57 0,66 0,23 0,66 0,29 1,57 19,98 11,18 6,37 7,03 0,71

P1A P1B 0,00 0,00 6,11 10,95 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,60

P1B P1C 0,10 0,00 3,64 8,46 2,16 0,85 0,31 0,85 0,36 2,16 15,75 8,46 3,64 4,49 0,85

P1C P2 0,00 0,00 2,43 6,91 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,90

P2 P3 1,50 0,00 6,22 11,05 1,67 0,70 0,27 0,70 0,30 1,67 20,73 11,05 6,22 6,91 0,74

P3 P3A 0,00 0,00 5,37 10,26 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,85

P3A P4 1,60 0,00 6,11 10,95 1,79 0,74 0,29 0,74 0,32 1,79 21,93 10,95 6,11 6,85 0,79

P4 P4A 0,70 0,00 6,47 11,26 1,80 0,74 0,27 0,74 0,32 1,80 23,27 11,26 6,47 7,21 0,77

P4A P4B 0,30 0,00 5,40 10,30 2,02 0,80 0,29 0,80 0,35 2,02 21,79 10,30 5,40 6,21 0,84

P4B P5 0,70 0,00 5,50 10,39 2,04 0,81 0,30 0,81 0,35 2,04 22,50 10,39 5,50 6,32 0,87

P5 P5A 0,70 0,00 5,83 10,69 2,06 0,82 0,30 0,82 0,35 2,06 24,03 10,69 5,83 6,64 0,88

P5A P6 1,50 0,00 5,34 10,24 2,21 0,86 0,35 0,86 0,37 2,21 23,67 10,24 5,34 6,21 0,90

P6 P6A 0,00 0,00 4,68 9,58 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,96

P6A P7 0,35 0,00 2,94 7,59 3,12 1,11 0,45 1,11 0,46 3,12 18,35 7,59 2,94 4,05 0,95

P7 P8 1,70 0,00 4,18 9,05 2,69 0,81 0,38 0,81 0,36 2,69 22,44 9,05 4,18 4,99 0,85

P8 P8A 0,20 0,00 6,68 11,45 2,16 0,68 0,24 0,68 0,31 2,16 28,87 11,45 6,68 7,36 0,70

P8A P8B 0,70 0,00 6,94 11,67 2,15 0,68 0,24 0,68 0,31 2,15 29,79 11,67 6,94 7,61 0,70

P8B P9 0,90 0,00 4,85 9,76 2,61 0,79 0,31 0,79 0,35 2,61 25,32 9,76 4,85 5,64 0,74

P9 P10 0,85 0,00 4,62 9,52 2,73 0,73 0,28 0,73 0,33 2,73 25,20 9,52 4,62 5,35 0,77

P10 P11 0,00 0,00 6,48 11,28 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,75

P11 P12 0,40 0,00 5,77 10,64 2,54 0,69 0,25 0,69 0,32 2,54 29,38 10,64 5,77 6,46 0,75

P12 P13 0,50 0,00 6,02 10,87 2,57 0,70 0,25 0,70 0,32 2,57 30,93 10,87 6,02 6,72 0,77

P13 P14 0,50 0,00 5,35 10,25 2,85 0,76 0,28 0,76 0,34 2,85 30,50 10,25 5,35 6,11 0,79

P14 P15 0,00 0,00 4,94 9,84 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,75

P15 P16 0,80 0,00 3,76 8,59 3,51 0,90 0,37 0,90 0,40 3,51 26,35 8,59 3,76 4,66 1,00

P16 P17 0,00 0,00 6,05 10,89 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,90

P17 DESC1 0,00 0,00 4,03 8,89 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Cuadro 8B. Fuerza Específica y Pérdida de Carga por Fricción en Caídas. Fuente: Autor.

110

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO



TRAMO H

ALTUTA TOTAL

Zg2 A2 Q2/g*A2 V2 V2²/2g

d2 + V2²/2g

(Q2/g*A1) + A1*Zg1

(Q2/g*A2) + A2*Zg2

FUERZA ESPECÍFICA

Pérdida de carga por Fricción (Hf):

DE A Es2 1 2 1=2 Hf

(m) [-] (m2) (m2) (m2) (m2) [m] [m] [m] [m] [m]

P1

P1 P1A´ 2,20 0,30 1,65 19,00 10,63 5,76 6,45 19,59 19,50 OK 0,43

P1A´ P1A 2,20 0,31 1,71 19,78 10,65 5,78 6,49 20,44 20,31 OK 0,55

P1A P1B 2,20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,60 0,00 0,00 OK 0,00

P1B P1C 2,20 0,36 2,17 15,71 8,43 3,62 4,47 16,54 16,50 OK 0,02

P1C P2 2,20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,90 0,00 0,00 OK 0,00

P2 P3 2,20 0,32 1,81 20,24 10,49 5,61 6,35 21,24 20,82 OK 0,57

P3 P3A 2,20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,85 0,00 0,00 OK 0,00

P3A P4 2,20 0,34 1,97 21,29 10,30 5,41 6,20 22,50 21,96 OK 0,65

P4 P4A 2,20 0,33 1,90 23,10 10,91 6,07 6,84 23,85 23,73 OK 0,36

P4A P4B 2,20 0,36 2,13 21,57 9,96 5,05 5,89 22,49 22,34 OK 0,31

P4B P5 2,20 0,37 2,24 22,17 9,86 4,96 5,83 23,22 23,00 OK 0,49

P5 P5A 2,20 0,38 2,27 23,09 9,99 5,09 5,97 24,76 23,95 OK 0,68

P5A P6 2,20 0,38 2,34 23,47 9,92 5,02 5,92 24,49 24,37 OK 0,29

P6 P6A 2,20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,96 0,00 0,00 OK 0,00

P6A P7 2,20 0,42 3,28 18,39 7,42 2,81 3,76 19,79 19,76 OK 0,29

P7 P8 2,55 0,38 2,85 21,91 8,69 3,85 4,70 23,41 22,98 OK 0,29

P8 P8A 2,55 0,32 2,24 28,55 11,18 6,37 7,07 29,53 29,26 OK 0,29

P8A P8B 2,55 0,32 2,24 29,50 11,37 6,58 7,28 30,45 30,20 OK 0,33

P8B P9 2,55 0,34 2,77 24,82 9,38 4,48 5,22 26,24 25,75 OK 0,42

P9 P10 3,45 0,35 2,90 25,02 9,20 4,31 5,08 26,11 26,04 OK 0,27

P10 P11 3,45 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,75 0,00 0,00 OK 0,00

P11 P12 3,45 0,34 2,81 28,25 9,93 5,02 5,77 30,18 29,21 OK 0,69

P12 P13 3,45 0,35 2,90 29,94 10,06 5,16 5,93 31,75 30,95 OK 0,79

P13 P14 3,45 0,36 2,99 30,02 9,92 5,01 5,80 31,48 31,09 OK 0,31

P14 P15 3,45 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,75 0,00 0,00 OK 0,00

P15 P16 3,45 0,44 4,00 24,95 7,82 3,12 4,12 27,77 26,73 OK 0,54

P16 P17 3,45 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,90 0,00 0,00 OK 0,00

P17 DESC1 1,50 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 OK 0,00

Cuadro 8B. Fuerza Específica y Pérdida de Carga por Fricción en Caídas. Fuente: Autor.

111

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO


CARACTERIZACIÓN DE CAÍDAS

TRAMO ESTRUCTURA DE

CAÍDA TIPO DE ESTRUCTURA

DE CAÍDA ∆ CAÍDA Alcance (X)

Angulo de Caída

Pendiente Caída

Altura Longitud Número de

DE A d2>Dn ∆ F Real φ % Escalón Escalón Escalones

[m] (m) (Grados) (%) (m) (m) [und]

P1

P1 P1A´ NO ESCALONADO 0,80 2,17 20,23 37% 0,27 0,72 3,00

P1A´ P1A NO ESCALONADO 0,80 2,17 20,23 37% 0,27 0,72 3,00

P1A P1B NO Normal 0,15 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 2,00

P1B P1C NO Normal 0,00 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P1C P2 NO Normal 0,10 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P2 P3 NO Normal 0,00 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00


P3A P4 NO Normal 0,00 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00


P4A P4B NO Normal 0,70 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P4B P5 NO Normal 0,30 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P5 P5A NO Normal 0,70 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P5A P6 NO Normal 0,70 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00


P6A P7 NO Normal 0,00 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P7 P8 NO Normal 0,35 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00


P8A P8B NO Normal 0,20 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P8B P9 NO Normal 0,70 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P9 P10 NO ESCALONADO 0,90 1,80 26,57 50% 0,45 0,90 2,00

P10 P11 NO ESCALONADO 0,85 1,77 25,69 48% 0,43 0,88 2,00

P11 P12 NO Normal 0,00 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P12 P13 NO Normal 0,40 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P13 P14 NO Normal 0,50 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P14 P15 NO Normal 0,50 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P15 P16 SI Normal 0,00 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

P16 P17 SI ESCALONADO 0,80 1,73 24,82 46% 0,40 0,86 2,00

P17 DESC1 NO Normal 0,00 0,00 0,00 0% 0,00 0,00 0,00

Cuadro 8C. Caracterización de Caídas. Fuente: Autor.

112

CUADRO 9. DISEÑO CAÍDA ESCALONADA- DISEÑO CAÍDA CON RAMPA Fuente: Autor.

Caída Nº

Caida [m]

Velocidad de llegada [m/s]

Alcance X Real [m]

Altura escalones [m]

Número de escalones [und]

Longitud escalones [m]

TIPO DE CAÍDA

1,73

0,4

2,00

0,86

ESCALONES


Canal Sección Trapezoidal Compuesta Revestido en Concreto y Grama

INGENIERO ANDRÉS MAURICIO BOLÍVAR CUÉLLAR

PROYECTO CANALIZACIÓN "CAÑO P" LAS DELICIAS - MANUELA BELTRÁN - MAYO 2012

Levantó

IVAN ENRIQUE CAICEDO FONSECA - T.O.C. / U.F.P.S./M.P 54502001440 NTS

CUADRO 9. DISEÑO CAÍDA ESCALONA - DISEÑO CAÍDA CON RAMPA



PROYECTO CANALIZACIÓN "CAÑO P" LAS DELICIAS - MANUELA BELTRÁN - MAYO 2012

SAN JOSÉ DE CÚCUTA

INGENIERO ANDRÉS MAURICIO BOLÍVAR CUÉLLAR

IVAN ENRIQUE CAICEDO FONSECA - T.O.C. / U.F.P.S./M.P 54502001440 NTS

SEPTIEMBRE DE 2012

P16

1,87 1,77

0,45 0,425

2,00 2,00

0,94 0,88

ESCALONES ESCALONES

P9 P10

0,90 0,85

7,06 6,23

PROYECTO:

DIRECCIÓN:

MUNICIPIO:

DISEÑO:

LEVANTO:

FECHA:

ESCALONES ESCALONES ESCALONES ESCALONES ESCALONES

0,72 0,74 0,74 0,71 0,62 0,72

ESCALONES

3,00 3,00 3,00 3,00 3,00

0,267 0,5 0,534 0,5 0,567

3,00

2,17 2,23 2,23 2,12 1,87

0,80 1,50 0,80

4,629,96 8,42 8,23 7,54 4,74

P1 P3 P4

1,60 1,50 1,70

P6 P8P1A´

0,80

9,96

2,17

0,267

113

SECCIONES CANAL

HIDRÁULICO

DIMENSIONES DEFINITIVAS CANAL

DISEÑO FRANJAS DE RETIRO CANAL DE AGUAS LLUVIAS ALTURA Y ANCHOS

TOTALES CONSTRUCTIVOS

TRAMO m

Pend. Talud

ALTURA CANAL

CONCRETO

H ALTURA CANAL TOTAL

ANCHO CANAL CONCRETO

B ANCHO CANAL TOTAL

CAÍDA VERTICAL

PROFUNDIDAD EMPATE NIVEL

H

ALTUTA TOTAL CONSTRUCTIVA

B

BASE TOTAL CONSTRUCTIVO DE A

[m:1] (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)

P1

P1 P1A´ 1,00 1,55 2,20 4,80 7,10 0,80 0,80 2,20 8,70

P1A´ P1A 1,00 1,55 2,20 4,80 7,10 0,80 0,80 2,20 8,70

P1A P1B 1,00 1,55 2,20 4,80 7,10 0,15 0,15 2,20 7,40

P1B P1C 1,00 1,55 2,20 4,80 7,10 0,00 0,00 2,20 7,10

P1C P2 1,00 1,55 2,20 4,80 7,10 0,10 0,10 2,20 7,30

P2 P3 1,00 1,55 2,20 4,80 7,10 0,00 0,00 2,20 7,10

P3 P3A 1,00 1,55 2,20 4,80 7,10 1,50 1,50 2,20 10,10

P3A P4 1,00 1,55 2,50 4,80 7,70 0,00 0,00 2,50 7,70

P4 P4A 1,00 1,55 2,20 4,80 7,10 1,60 1,60 2,20 10,30

P4A P4B 1,00 1,55 2,20 4,80 7,10 0,70 0,70 2,20 8,50

P4B P5 1,00 1,55 2,20 4,80 7,10 0,30 0,30 2,20 7,70

P5 P5A 1,00 1,55 2,20 4,80 7,10 0,70 0,70 2,20 8,50

P5A P6 1,00 1,55 2,70 4,80 8,10 0,70 0,70 2,70 9,50

P6 P6A 1,00 1,55 2,20 4,80 7,10 1,50 1,50 2,20 10,10

P6A P7 1,00 1,55 2,50 4,80 7,70 0,00 0,00 2,50 7,70

P7 P8 1,00 1,90 2,85 6,30 9,20 0,35 0,00 2,85 9,20

P8 P8A 1,00 1,90 2,55 6,30 8,60 1,70 2,00 2,55 12,60

P8A P8B 1,00 1,90 2,55 6,30 8,60 0,20 0,20 2,55 9,00

P8B P9 1,00 1,90 2,85 6,30 9,20 0,70 0,70 2,85 10,60

P9 P10 1,00 2,50 3,95 8,00 11,90 0,90 0,00 3,95 11,90

P10 P11 1,00 2,50 3,95 8,00 11,90 0,85 1,00 3,95 13,90

P11 P12 1,00 2,50 3,95 8,00 11,90 0,00 0,00 3,95 11,90

P12 P13 1,00 2,50 3,95 8,00 11,90 0,40 0,50 3,95 12,90

P13 P14 1,00 2,50 3,75 8,00 11,50 0,50 0,50 3,75 12,50

P14 P15 1,00 2,50 3,95 8,00 11,90 0,50 0,50 3,95 12,90

P15 P16 1,00 2,50 3,75 8,00 11,50 0,00 0,00 3,75 11,50

P16 P17 1,00 2,50 3,45 8,00 10,90 0,80 0,90 3,45 12,70

P17 DESC1 1,50 0,85 1,50 8,05 11,00 0,00 1,95 1,50 16,85

Cuadro 10. Diseño Planta – Altura y Anchos Totales Constructivos. Fuente: Autor.

114

Cuadro 11. Diseño Longitudinal – Diseño Canal Definitivo con Caídas y Curvatura. Fuente: Autor.

Radio

CurvaturaL Lm Ci [Ca:Cb]

Tmín

Diseño∆ CAÍDA Alcance (X)

DE - A DISEÑO FINALLONGITUD DE

LA CURVA

CIRCULAR

LONGITUD DE

LA CURVA

CIRCULAR A´DISEÑO TANGENTE F Real Caída

[m] [m] [m] [%] (%) (%) (%) (m) (m) (m) (m) (m) [m] (m)

P1 P1A´ P1B 291,03 289,74 35,00 3,69% 3,69% OK 0,00 0,00 0,00 0,00 0,80 2,17

P1A´ P1A P1B 288,94 287,65 34,87 3,70% 3,70% OK 0,00 0,00 0,00 0,00 0,80 0,00

P1A P1B P1C 287,50 286,33 33,08 3,54% 3,54% OK 0,00 0,00 0,00 0,00 0,15 0,00

P1B P1C P2 286,33 285,97 20,16 1,79% 1,79% OK 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

P1C P2 P3 285,87 285,67 29,36 0,68% 0,68% OK 0,00 0,00 0,00 0,00 0,10 0,00

P2 P3 P3A 285,67 285,30 14,04 2,64% 2,64% OK 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2,23

P3 P3A P4 283,80 282,92 30,22 2,91% 2,91% OK 0,00 0,00 0,00 0,00 1,50 0,00

P3A P4 P4A 282,92 281,93 39,28 2,52% 2,52% OK 3,04% 103,92 39,90 45,90 3,00 20,20 0,00 2,23

P4 P4A P4B 280,33 279,50 23,71 3,50% 3,50% OK 0,00 0,00 0,00 0,00 1,60 0,00

P4A P4B P5 278,80 278,10 23,63 2,96% 2,96% OK 0,00 0,00 0,00 0,00 0,70 0,00

P4B P5 P5A 277,80 277,41 14,53 2,68% 2,68% OK 0,00 0,00 0,00 0,00 0,30 0,00

P5 P5A P6 276,71 275,90 27,78 2,92% 2,92% OK 0,00 0,00 0,00 0,00 0,70 0,00

P5A P6 P6A 275,20 274,43 36,43 2,11% 2,11% OK 2,39% 19,37 19,27 25,27 3,00 10,52 0,70 2,12

P6 P6A P7 272,93 271,69 52,49 2,36% 2,36% OK 0,00 0,00 0,00 0,00 1,50 0,00

P6A P7 P8 271,69 271,11 49,46 1,17% 1,17% OK 0,89% 48,35 18,57 28,57 5,00 9,40 0,00 0,00

P7 P8 P8A 270,76 270,04 119,97 0,60% 0,60% OK 1,75% 34,63 36,87 46,87 5,00 20,40 0,35 1,87

P8 P8A P8B 268,34 267,63 27,03 2,63% 2,63% OK 0,00 0,00 0,00 0,00 1,70 0,00

P8A P8B P9 267,43 266,89 21,29 2,54% 2,54% OK 0,00 0,00 0,00 0,00 0,20 0,00

P8B P9 P10 266,19 265,81 28,56 1,33% 1,33% OK 1,06% 76,77 42,88 46,88 2,00 22,01 0,70 1,80

P9 P10 P11 264,91 264,64 36,47 0,74% 0,74% OK 1,20% 13,01 3,18 9,18 3,00 1,60 0,90 1,77

P10 P11 P12 263,79 262,85 56,59 1,66% 1,66% OK 1,52% 73,00 34,40 40,40 3,00 17,53 0,85 0,00

P11 P12 P13 262,85 262,45 30,15 1,33% 1,33% OK 1,37% 23,32 10,18 16,18 3,00 5,17 0,00 0,00

P12 P13 P14 262,05 261,31 53,23 1,39% 1,39% OK 1,28% 24,44 10,24 30,24 10,00 5,19 0,40 0,00

P13 P14 P15 260,81 259,67 98,16 1,16% 1,16% OK 1,14% 71,46 44,90 64,90 10,00 23,22 0,50 0,00

P14 P15 P16 259,17 258,71 43,31 1,06% 1,06% OK 0,73% 18,67 3,58 13,58 5,00 1,80 0,50 0,00

P15 P16 P17 258,71 258,57 34,45 0,41% 0,41% OK 0,98% 32,15 26,37 32,37 3,00 13,98 0,00 1,73

P16 P17 DESC1 257,77 256,82 64,86 1,46% 1,46% OK 0,00 0,00 0,00 0,00 0,80 0,00

P17 DESC1 256,82 254,27 80,11 3,18% 3,18% OK 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

DISEÑO CANAL - CAÍDAS - CURVATURA

DISEÑO LONGITUDINAL - DISEÑO CANAL DEFINITIVO CON CAÍDAS Y CURVATURA

TRAMO

L TRAMO

CHEQ

Pend

Long

CUMPLE

Pend

Long

SECCIONES

CANAL

HIDRÁULICO

Pend

Long

Sc

PENDIENTE

FONDO

DISEÑO

COTA

FONDO

CANAL I

COTA

FONDO

CANAL F

115

Cuadro 11. Diseño Longitudinal – Diseño Canal Definitivo con Caídas y Curvatura. Fuente: Autor.

DE - A

(m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)

P1 P1A´ P1B 291,03 289,74 288,94 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

P1A´ P1A P1B 288,94 287,65 287,50 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

P1A P1B P1C 287,50 286,33 286,33 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

P1B P1C P2 286,33 285,97 285,87 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

P1C P2 P3 285,87 285,67 285,67 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

P2 P3 P3A 285,67 285,30 283,80 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

P3 P3A P4 283,80 282,92 282,92 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

P3A P4 P4A 282,92 282,51 280,91 280,82 280,22 280,21 279,61 279,52

P4 P4A P4B 279,52 279,50 278,80 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

P4A P4B P5 278,80 278,10 277,80 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

P4B P5 P5A 277,80 277,41 276,71 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

P5 P5A P6 276,71 275,90 275,20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

P5A P6 P6A 275,20 274,72 273,22 273,14 272,91 272,89 272,68 272,61

P6 P6A P7 272,61 271,69 271,69 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

P6A P7 P8 271,69 271,28 270,93 270,88 270,80 270,80 270,72 270,67

P7 P8 P8A 270,67 270,19 268,49 268,40 268,08 268,05 267,76 267,67

P8 P8A P8B 267,67 267,63 267,43 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

P8A P8B P9 267,43 266,89 266,19 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

P8B P9 P10 266,19 266,13 265,23 265,21 264,98 264,97 264,75 264,73

P9 P10 P11 264,73 264,67 263,82 263,79 263,77 263,77 263,75 263,71

P10 P11 P12 263,71 263,19 263,19 263,15 262,88 262,88 262,62 262,58

P11 P12 P13 262,58 262,56 262,16 262,12 262,05 262,05 261,98 261,94

P12 P13 P14 261,94 261,52 261,02 260,89 260,83 260,83 260,76 260,63

P13 P14 P15 260,63 260,06 259,56 259,44 259,19 259,18 258,93 258,82

P14 P15 P16 258,82 258,78 258,78 258,75 258,73 258,73 258,72 258,68

P15 P16 P17 258,68 258,64 257,84 257,81 257,68 257,67 257,55 257,52

P16 P17 DESC1 257,52 256,82 256,82 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

P17 DESC1 256,82 254,27 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

DISEÑO CANAL - CAÍDAS - CURVATURA

DISEÑO LONGITUDINAL - DISEÑO CANAL DEFINITIVO CON

CAÍDAS Y CURVATURA

TRAMO

L/2 PIICPICSPICE VI

SECCIONES

CANAL

HIDRÁULICO

PI Ca Cb

116

COTAS FONDO CANAL DEFINITIVAS Y ABSCISAS

DE P1 A DESC1

COTA FONDO CANAL

ABSCISAS FONDO CANAL

(m) (m)

291,03 0,00

289,74 35,00

288,94 35,00

288,94 35,00

287,65 69,87

287,50 69,87

287,50 69,87

286,33 102,95

286,33 102,95

286,33 102,95

285,97 123,11

285,87 123,11

285,87 123,11

285,67 152,47

285,67 152,47

285,67 152,47

285,30 166,51

283,80 166,51

283,80 166,51

282,92 196,73

282,92 196,73

282,92 196,73

282,51 212,81

280,91 212,81

280,82 215,81

280,21 236,01

279,61 256,21

279,52 259,21

279,52 259,21

279,50 259,72

117

278,80 259,72

278,80 259,72

278,10 283,35

277,80 283,35

277,80 283,35

277,41 297,88

276,71 297,88

276,71 297,88

275,90 325,66

275,20 325,66

275,20 325,66

274,72 348,57

273,22 348,57

273,14 351,57

272,89 362,09

272,68 372,61

272,61 375,61

272,61 375,61

271,69 414,58

271,69 414,58

271,69 414,58

271,28 449,64

270,93 449,64

270,88 454,64

270,80 464,04

270,72 473,44

270,67 478,44

270,67 478,44

270,19 558,61

268,49 558,61

268,40 563,61

268,05 584,01

267,76 604,41

267,67 609,41

267,67 609,41

267,63 611,04

267,43 611,04

267,43 611,04

266,89 632,33

266,19 632,33

118

266,19 632,33

266,13 636,88

265,23 636,88

265,21 638,88

264,97 660,89

264,75 682,90

264,73 684,90

264,73 684,90

264,67 692,76

263,82 692,76

263,79 695,76

263,77 697,36

263,75 698,96

263,71 701,96

263,71 701,96

263,19 733,42

263,19 733,42

263,15 736,42

262,88 753,95

262,62 771,48

262,58 774,48

262,58 774,48

262,56 775,93

262,16 775,93

262,12 778,93

262,05 784,10

261,98 789,27

261,94 792,27

261,94 792,27

261,52 822,14

261,02 822,14

260,89 832,14

260,83 837,33

260,76 842,52

260,63 852,52

260,63 852,52

260,06 902,27

259,56 902,27

259,44 912,27

259,18 935,49

119

258,93 958,71

258,82 968,71

258,82 968,71

258,78 972,00

258,78 972,00

258,75 977,00

258,73 978,80

258,72 980,60

258,68 985,60

258,68 985,60

258,64 996,27

257,84 996,27

257,81 999,27

257,67 1013,25

257,55 1027,23

257,52 1030,23

257,52 1030,23

256,82 1078,11

256,82 1078,11

256,82 1078,11

254,27 1158,22

1158,22

Cuadro 12. DISEÑO LONGITUDINAL - COTAS Y ABSCISAS (FONDO-TERRENO) DISEÑO DEFINITIVO. Fuente: Autor.

120

COTAS TERRENO Y ABSCISAS

DE P1 A DESC1

COTA TERRENO

CANAL

ABSCISAS TERRENO

CANAL POR TRAMO

ABSCISAS TERRENO

CANAL FINAL

(m) (m) (m)

294,03 0 0

291,94 35,00 35,00

289,85 34,87 69,87

288,53 33,08 102,95

288,17 20,16 123,11

287,87 29,36 152,47

287,50 14,04 166,51

285,12 30,22 196,73

284,13 39,28 236,01

281,70 23,71 259,72

280,30 23,63 283,35

279,61 14,53 297,88

278,10 27,78 325,66

276,63 36,43 362,09

273,89 52,49 414,58

273,31 49,46 464,04

272,89 119,97 584,01

270,18 27,03 611,04

269,44 21,29 632,33

268,36 28,56 660,89

268,24 36,47 697,36

266,30 56,59 753,95

266,00 30,15 784,10

264,76 53,23 837,33

263,12 98,16 935,49

262,16 43,31 978,80

262,12 34,45 1013,25

260,27 64,86 1078,11

255,27 80,11 1158,22

Cuadro 12. DISEÑO LONGITUDINAL - COTAS Y ABSCISAS (FONDO-TERRENO) DISEÑO DEFINITIVO. Fuente: Autor.

121

SECCIÓN HIDRÁULICA DEFINITIVA

Con base en el presente DISEÑO HIDRÁULICO E HIDROLÓGICO CANAL DE AGUAS LLUVIAS

CAÑO P se muestran a continuación las SECCIONES TRANSVERSALES definitivas del

proyecto:


Sección Transversal. SECCIÓN II. Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P. Fuente: Autor.

122

Sección Transversal. SECCIÓN III. Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P. Fuente: Autor.

Sección Transversal. SECCIÓN IV. Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P. Fuente: Autor.

123

En los parámetros de flujo se observa que la velocidad y el esfuerzo cortante medio se

encuentran por encima de los valores generalmente aceptados para canales en concreto,

sin embargo se mantiene el presente diseño en atención a los siguientes puntos:

Para reducir la velocidad se podría disminuir la pendiente y/o aumentar la

rugosidad del canal. Al disminuir la pendiente se incurriría en mayores rellenos en

el fondo del canal y más aún en el aumento de la profundidad de flujo.

De otra parte, esta condición corresponde a un evento pluvial con un período de

retorno de 25 años y con una duración estimada para el paso de la creciente de

0,43 horas, con lo cual las afectaciones por abrasión del concreto van a ser

mínimas en la vida útil de la obra. De hecho, la obra necesita una revisión anual

para detectar zonas de desgaste en el concreto y proceder a la reparación de las

mismas de manera inmediata (mantenimiento preventivo), a fin de evitar un

deterioro progresivo y acelerado de la estructura.

124

3. DETERMINACION ÁREAS DE CESIÓN POR AFECTACIÓN RONDA HÍDRICA DE DRENAJE SUPERFICIAL EXISTENTE CAÑO P

ACUERDO 0089 DE 2011 P.O.T.

Para el caso del Canal de Aguas Lluvias Proyectado sobre Drenaje Natural Superficial Existente, Caño P, localizado en la microcuenca aferente a los sectores Belén, Las Delicias, Brisas de los Andes, Manuela Beltrán y Valles del Rodeo, Comuna 9, del Municipio de Cúcuta, Norte de Santander, se establece, en el presente estudio, ÁREA DE CESIÓN POR AFECTACIÓN - SUELO DE PROTECCIÓN RONDA HÍDRICA DE DRENAJE SUPERFICIAL, midiendo andén de tres (3.00) metros, ancho de Vía Vehicular mínimo de seis (6.00) metros y andén de tres (3.00) metros, a partir del BORDE ANCHO TOTAL DE CANALIZACIÓN. Dicha ÁREA se ha establecido con base en ACUERDO 0089 DE 2011. MODIFICACIÓN EXCEPCIONAL P.O.T. 45.1.2.2. Ronda hídricas de quebradas, arroyos, caños y drenajes naturales en el área urbana y suelos de expansión. Son zonas de protección ambiental, restauración ecológica y manejo hidráulico, de uso público, constituidas por una franja alrededor de cuerpos menores de agua, que ameritan su intervención para garantizar el manejo adecuado de las aguas de escorrentía, mediante obras de canalización, construcción de obras de protección, sedimentadores, gradas disipadoras o aquellas que resulten de estudios técnicos que deben elaborar los interesados en desarrollar los suelos urbanos o de expansión urbana con tratamiento de desarrollo, los cuales deben ser sometidos a consideración del el Departamento Administrativo Área Planeación Corporativa y de Ciudad, o la entidad que haga sus veces, autoridad que aprobará los diseños y los retiros exigibles, de acuerdo al área de manejo del caudal que se defina en los estudios respectivos. En todo caso, los retiros mínimos serán los siguientes:

125

Por ello, con base en DIMENSIONAMIENTO DE SECCIÓN TRANSVERSAL DE CANALIZACIÓN y ACUERDO 0089 DE 2011. MODIFICACIÓN EXCEPCIONAL P.O.T. 45.1.2.2., se establece la longitud de retiro EQUIVALENTE A: SECCIÓN I: 15,91 METROS A PARTIR DEL EJE DEL DRENAJE NATURAL SUPERFICIAL. SECCIÓN II: 16,66 METROS A PARTIR DEL EJE DEL DRENAJE NATURAL SUPERFICIAL. SECCIÓN III: 17,81 METROS A PARTIR DEL EJE DEL DRENAJE NATURAL SUPERFICIAL. SECCIÓN IV: 17,95 METROS A PARTIR DEL EJE DEL DRENAJE NATURAL SUPERFICIAL.

SECCIÓN I

LÍNEA DE RETIRO A PARTIR DE EJE DRENAJE NATURAL. ACUERDO 0089 DE 2011. MODIFICACIÓN EXCEPCIONAL P.O.T. 45.1.2.2. Ronda hídricas de quebradas, arroyos, caños y

drenajes naturales en el área urbana y suelos de expansión. PLAN DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL. Fuente: Autor. P.O.T.

127

SECCIÓN II



128

SECCIÓN III



129

SECCIÓN IV


drenajes naturales en el área urbana y suelos de expansión. PLAN DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL. Fuente: Autor. P.O.T

4. FORMULACIÓN ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO

Se elaboró formulación estructura del pavimento para las zonas de estudio mediante el

procedimiento simplificado de diseño al no disponer de datos sobre distribución de cargas

por eje, perteneciente al método de la P.C.A. Adherido a esto, se presenta formulación de

cunetas y sardineles, para un sistema completo de evacuación de aguas lluvias.

Los asentamientos subnormales del presente proyecto se localizan en zona de expansión

residencial 4 (ZER4), según el Plan de Ordenamiento Territorial, consolidados, sin datos

históricos ni estudios realizados sobre transito promedio diario de vehículos (TPD) y

transito promedio diario de vehículos comerciales (TPD-C).

Por tal razón, se elaboró formulación estructura del pavimento para las zonas de estudio

mediante el procedimiento simplificado de diseño para el caso en que no se disponga de

datos sobre distribución de cargas por eje, perteneciente al método de la P.C.A.

Se dispuso de los valores de CBR obtenido en sondeos realizados en trabajo de grado

denominado FORMULACIÓN DE OBRAS BIOMECÁNICAS DE TIPO ESTRUCTURAL DENTRO

DEL PROCESO DE REGULARIZACIÓN Y LEGALIZACIÓN URBANÍSTICA COMUNA No. 9,

ASENTAMIENTOS HUMANOS, BRISAS DE LOS ANDES Y LAS DELICIAS, MUNICIPIO DE SAN

JOSÉ DE CÚCUTA NORTE DE SANTANDER, 2009. Los resultados obtenidos en los

laboratorios de suelos para el apique 1 es de 2% (Formación León), para el apique 2 es de

33,8% (Complejo de Limos y Cantos rubificados).

Debido a bajos volúmenes de transito y por ser zona residencial (calles) se trabajó con

pavimento de concreto simple. A partir de la información suministrada por la comunidad,

en base a su experiencia en la zona, se estima el tránsito promedio diario de vehículos

comerciales TPD VC en un valor no mayor a 3. Se diseñó para calles residenciales,

carreteras rurales y secundarias (bajo a medio), correspondiente a la categoría 1. Para el

CBR correspondiente al Apique 1 (K=18 MPa/m) se obtiene un espesor de losa de 14 cm.

Para el CBR correspondiente al Apique 2 (K=100 MPa/m) se obtiene un espesor de losa de

12 cm.

Se dispuso de los valores de CBR obtenido en los dos sondeos. Los resultados obtenidos

en los laboratorios de suelos se muestran en el cuadro:

131

Valores de CBR zona de estudio.

APIQUE CBR (%) FORMACIÓN

1 2 F. LEÓN

2 33.8 COMPLEJO LIMOS Y CANTOS RUB.

Fuente: Autor

4.1 TIPO DE PAVIMENTO RÍGIDO. Debido a bajos volúmenes de transito y por ser zona

residencial (calles) se trabajó con pavimento de concreto hidráulico simple.

4.2 MÓDULO DE REACCIÓN DE LA SUBRASANTE. Se dispuso de las relaciones

aproximadas entre los valores de resistencia y clasificación del suelo. Con los valores de

CBR se obtienen los valores de K.

Relaciones aproximadas entre los valores de resistencia y clasificación del suelo

Fuente: MONTEJO Alfonso. Ingeniería de Pavimentos para carreteras.

Capítulo 6. 734 págs. 2001.

132

Valores de K obtenidos con valores de CBR.

APIQUE CBR (%) FORMACIÓN Módulo Reacción Subrasante K (MPa/m)

1 2 F. LEÓN 18

2 33.8 COMPLEJO LIMOS Y

CANTOS RUB. 100

Fuente: Autores

4.3 ESTIMACIÓN DEL TRÁNSITO. A partir de la información suministrada por la

comunidad, en base a su experiencia en la zona, se estima el tránsito promedio diario de

vehículos comerciales TPD V-C en un valor no mayor a 3.

4.4 CATEGORÍAS DE CARGA POR EJE. Se diseñó para calles residenciales, carreteras

rurales y secundarias (bajo a medio), correspondiente a la categoría 1.

Categoría de carga por ejes



4.5 ESPESOR DE LA LOSA DE CONCRETO. Se utilizó el cuadro, Categoría 1 de carga por eje,

con MR = 3.8 y berma ó sardinel de concreto. Para el CBR correspondiente al Apique 1

(K=18 MPa/m) se obtiene un espesor de 14 cm. Para el CBR correspondiente al Apique 2

(K=100 MPa/m) se obtiene un espesor de 12 cm.

133

TPD-C -Categoría 1 de carga por eje. Pavimento con juntas de trabazón de agregados (sin

pasadores).



Se dimensionó una sección típica de 12 cm, para evitar sobredimensionamiento de la red

vial.

Se diseñaron los pavimentos requeridos para la zona de estudio. La Comunidad gestionó

la activación de ruta de transporte público que ingresa los asentamientos Las Delicias y

134

Manuela Beltrán. Las propuestas viales deben proyectarse ajustándose al máximo al nivel

de consolidación del asentamiento, buscando generar el menor número de afectaciones

prediales en zonas con fuerte consolidación y desarrollo de la vivienda.

ESPECIFICACIONES DE LAS VÍAS

Las secciones públicas de las vías definidas tienen como mínimo las siguientes

dimensiones:

Las vías vehiculares solo se ejecutarán en aquellos sectores donde estén resueltas las

dificultades de mitigación del riesgo físico, las redes de servicios públicos como acueducto,

alcantarillado, aguas negras, aguas lluvias, energía, teléfono y gas (cuando sea factible su

disposición en el mediano plazo).

Sección vehicular mínima de 5.00 metros y donde no sea posible puede ser de una sección

inferior buscando en lo posible la generación de senderos exclusivamente peatonales.

En zonas de doble circulación segura se debe plantear la conformación y disposición de

reductores de velocidad con señalización.

Deben incluir en su sección transversal total, andenes de circulación peatonal de ancho

mínimo 1.0 metro a cada lado de la vía vehicular y 1.50 metros cuando se plantee en un

solo costado. En zonas de doble calzada, se debe plantear andenes peatonales de ancho

mínimo 2.00 metros a lado y lado de la vía. Los andenes deben plantearse en un nivel

superior al de la vía vehicular.

La ubicación de postes de energía, al igual que telefonía, se dispondrán a 20 centímetros

del borde de andén, ocupando una distancia en total no mayor a 50 centímetros.

En la zona de estudio las vías presentan irregularidades en sus anchos. Después de un

proceso de establecimiento de lineamientos de ejes viales se pudo trabajar con anchos de

4 a 6 m de calzada. El resultado de dichos procesos arrojó Anchos de vías: 4 a 6 m, Ancho

de andenes: 1.50 m. Postes de energía: 20 cm del borde de andén.

135

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Todas las medidas deberán ser verificadas y/o ajustadas a las condiciones reales

del terreno. La ubicación de las obras proyectadas puede variar según condiciones

de espacio y localización en terreno. Cualquier modificación en el diseño será

consultado con el Ingeniero Diseñador. SE DEBE, CON SUMA IMPORTANCIA, ANTES

DE LA CONSTRUCCIÓN DEL PRESENTE CANAL DE AGUAS LLUVIAS, REALIZAR

"REPLANTEO TOPOGRÁFICO" EJE CANAL PROYECTADO Y BORDES SECCIÓN

TRANSVERSAL DRENAJE EXISTENTE, PARA LA VERIFICACIÓN DE ESPACIO FÍSICO,

LONGITUDES ENTRE VÉRTICES, PENDIENTES, COTAS TERRENO Y COTAS FONDO DEL

DISEÑO, DESDE P1 HASTA DESC1. El trazado del Tramo P16 a DESC1, para diseño

hidráulico, se realizó con correlación de puntos topográficos anteriores, como

cotas rasantes (cotas terreno), de amarre. Pero no se contó con Levantamiento

Topográfico real en dicho tramo propio, ni se contó con topografía en el Borde de

La Quebrada Tonchalá. Por eso, es de suma importancia ejecutar, además del

prioritario Replanteo Topográfico recomendado, dicho Levantamiento Topográfico

tramo P16 a DESC1, antes de la Construcción del Canal. Cuando los canales

entreguen el agua a cuerpos de agua naturales, deberá tenerse en cuenta la cota

con la que debe llegar el canal para hacer el empalme (D.6.8.4 Parámetros de

diseño, D.6.8 CANALES).

El diseño corresponde a las condiciones topográficas y de sitio encontradas

durante el primer semestre año 2012. Mayo 2012.

Debido a que la Zona de Proyecto, se localiza en Zona de Alto y Medio Riesgo a

Fenómenos de Remoción en Masa, en las excavaciones que presenten peligro de

derrumbarse, debe colocarse un entibado que garantice la seguridad del personal

y la estabilidad de las estructuras (Viviendas) y terrenos adyacentes.

No se debe mantener un tramo de excavación abierto durante más de 48 horas y

en caso de que llueva, deberá protegerse con plástico y bordillo o lleno en forma

de resalto para evitar las inundaciones.

136

En concordancia con la propuesta, el presente Estudio y Diseño NO incluye: Diseño

Estructural de Placas y Muros del Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P,

Diseño Estructural de Puentes Vehiculares, Diseño Estructural de Puentes

Peatonales (sobre Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P), Diseño Hidráulico de

Sumideros Aferentes para empalmar con Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño

P, Diseño de Desarenador ubicado antes del ingreso de las Aguas Lluvias al Canal

Proyectado Caño P, Diseño Estructura Disipadora en la Descarga transición DESC 1

– Quebrada Tonchalá, Diseño Obra de Protección Borde Quebrada Tonchalá –

DESC 1 ante erosión hídrica que genere socavación lateral sobre el Borde de la

quebrada y sobre el Canal Proyectado, caracterización de aguas, ni estudio de

impacto ambiental o tramitación de la licencia ambiental. Dichos diseños y/o

estudios son básicos para el funcionamiento integral del presente proyecto.

Se cuenta con Espacio Reducido, para la construcción del Canal, por la existencia

de VIVIENDAS AFERENTES, a ambos márgenes, las cuales invaden

considerablemente las Franjas de Retiro a Drenajes Menores, de la Zona de

Estudio, DRENAJE NATURAL SUPERFICIAL EXISTENTE.

Se localiza Red de Alcantarillado Sanitario existente dentro de los Bordes Internos

del DRENAJE NATURAL SUPERFICIAL EXISTENTE. Es de suma importancia solicitar a

la Empresa de Acueducto y Alcantarillado Municipal la relocalización de dichas

redes existentes (Alcantarillado Sanitario) sobre las franjas de retiro para

establecimiento de redes de servicios públicos, según Acuerdo 0089 de 2011

P.O.T., para el correcto proceso constructivo del Canal de Aguas Lluvias Proyectado

Caño P, en la Zona de Estudio. Por ende, se recomienda que la entidad competente

relocalice, lo más pronto posible, los colectores de aguas residuales en vecindad

del Canal Proyectado de Aguas Lluvias, dentro de las Franjas de Retiro a Drenajes

Menores ACUERDO 0089 DE 2011 P.O.T. para establecimientos de redes de

servicios públicos.

El presente diseño Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P se elabora con base

en Plan de Ordenamiento Territorial Municipio de Cúcuta (Acuerdo 0083 de 2001 -

Acuerdo 0089 de 2011) Norte de Santander, y las reglamentaciones asociadas, en

137

lo referente a características y localización de vías y zonas verdes aledañas a los

mismos. D.6.8 CANALES. D.6.8.1 Consideraciones para su proyección. RAS 2000.

El presente Estudio y Diseño de Canal de Aguas Lluvias Proyectado Caño P,

determina ÁREA CESIÓN RETIRO BORDE TOTAL CANALIZACIÓN PROYECTADA. INC.

ESTABLEC. SERV. PÚBLICOS P.O.T. midiendo andén de tres (3.00) metros, ancho de

Vía Vehicular mínimo de seis (6.00) metros y andén de tres (3.00) metros, a partir

del BORDE TOTAL DE CANALIZACIÓN. Dicha franja de retiro se ha establecido con

base en ACUERDO 0089 DE 2011. MODIFICACIÓN EXCEPCIONAL P.O.T. 45.1.2.2.

Ronda hídricas de quebradas, arroyos, caños y drenajes naturales en el área

urbana y suelos de expansión. Son zonas de protección ambiental, restauración

ecológica y manejo hidráulico, de uso público, constituidas por una franja

alrededor de cuerpos menores de agua, que ameritan su intervención para

garantizar el manejo adecuado de las aguas de escorrentía, mediante obras de

canalización, construcción de obras de protección, sedimentadores, gradas

disipadoras o aquellas que resulten de estudios técnicos que deben elaborar los

interesados en desarrollar los suelos urbanos o de expansión urbana con

tratamiento de desarrollo, los cuales deben ser sometidos a consideración del

Departamento Administrativo Área Planeación Corporativa y de Ciudad, o la

entidad que haga sus veces, autoridad que aprobará los diseños y los retiros

exigibles, de acuerdo al área de manejo del caudal que se defina en los estudios

respectivos.

Los estudios planteados para la recuperación del espacio público en la franja

paralela de área de cesión y protección de cursos superficiales de aguas

establecidos en el Código Nacional de Recursos Naturales y en el POT de Cúcuta,

deben realizarse para habilitar el espacio para la construcción del canal. Estas

gestiones y trámites no forman parte de este estudio, así como tampoco estudios

de suelos, trámites y gestiones ambientales, diseños urbanísticos, paisajísticos y/o

prediales.

Se recomienda, de forma prioritaria y urgente, que la entidad competente ejecute

el Establecimiento de las Franjas de Retiro a Drenajes Menores ACUERDO 0089

138

DE 2011 P.O.T. con base en Anchos de Canalización determinados en el presente

diseño.

Debe realizarse un análisis catastral de predios asociados con el corredor del Canal

de Aguas Lluvias Proyectado Caño P. D.6.8.2 Estudios previos D.6.8.2.2 Catastro.

RAS 2000.

El contratista es único responsable del uso adecuado de la información

suministrada en las memorias, planos y medio magnético.

Si bien es cierto que las magnitudes de caudales para diferentes periodos de

retorno fueron estimadas siguiendo un modelo simple de lluvia escorrentía, como

lo es el Método Racional, estos valores incluyen un cierto porcentaje de

incertidumbre. La única forma de reducir dicha incertidumbre es mediante

mediciones de precipitación en la cuenca urbana y aforos de caudal en el Drenaje

Natural Existente. Por lo anterior se recomienda a la Alcaldía de la ciudad de

Cúcuta desarrollar programas que permitan conocer mediciones reales del proceso

lluvia-escorrentía en el casco urbano del municipio.

139

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