Estudio hidrológico – hidráulico para vertedero sanitario Comuna de Puchuncaví
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1. INTRODUCCIÓN
El presente estudio tiene por finalidad determinar la influencia de la crecida
correspondiente a un período de recurrencia de 100 años sobre el sitio de
emplazamiento del vertedero de la comuna de Puchuncaví, Región de
Valparaíso, ubicado en las coordenadas UTM Este 273335, Norte 6372841.
El estudio presenta el resultado del análisis de precipitaciones del área, a partir
de información obtenida de la estación pluviométrica Hacienda Puchuncaví,
Región de Valparaíso.. El estudio hidrológico se complementa con los métodos
de estimación de crecidas recomendado por la Dirección General de Aguas en
su Manual de cálculo de crecidas y caudales mínimos en cuencas sin
información fluviométrica.
Se presenta también un análisis de la condición hidráulica de los cauces que
escurren hacia el vertedero y sus efectos sobre el pie del mismo..
2. OBJETIVOS DEL ESTUDIO
Realizar un estudio hidrológico del área de influencia de las
instalaciones del vertedero de la comuna de Puchuncaví.
Determinar los puntos de control hidrológico clave en las instalaciones
y establecer los caudales máximos en ellos para períodos de retorno
de hasta 100 años.
Calcular la sección de escurrimiento hidráulico en los cauces aledaños
a las instalaciones en los puntos de control establecidos y comparar los
niveles superficiales de agua máximos alcanzados para períodos de
retorno de hasta 100 años con los niveles de emplazamiento del
material depositado en el vertedero.
Determinar el riesgo de remoción del material del vertedero por efecto
de los caudales producidos para períodos de retorno de hasta 100
años.
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Sugerir las medidas de seguridad contra el eventual arrastre de sólidos
por crecida de los cauces naturales, de ser necesarias.
3. ESTUDIO HIDROLÓGICO
3.1. Definición de los puntos de control y cuencas aportantes
En la zona de emplazamiento del vertedero de la comuna de Puchuncaví se
determinaron 3 puntos de control. Un punto se encuentra ubicado en las
coordenadas UTM Este 273291.71 Norte 6372531.76, el segundo punto en
las coordenadas UTM Este 273299.56 Norte 6372678.07, y el tercer punto en
las coordenadas UTM Este 273207.41 Norte 6372731.08. Adicionalmente, se
consideró un punto extra en la elevación más baja del vertedero con el objeto
de estimar los aportes de agua producidos por el mismo. Las coordenadas
UTM de este punto son Este 273261.13 Norte 6372744.21. La figura 3.1
muestra la ubicación de estos puntos.
Figura 3.1. Ubicación de los puntos de control.
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Una vez establecidos los puntos de control se procedió a determinar las
cuencas que subtiende cada uno de ellos. La denominación asignada en este
estudio a cada cuenca es la siguiente:
Cuenca 1: aquella que subtiende el primer punto de control ó punto 1
descrito en el párrafo anterior.
Cuenca 2: al segundo punto ó punto 2 antes definido.
Cuenca 3: al tercero ó punto 3 y
Cuenca Vertedero: a aquella que vierte hacia el punto más bajo del
vertedero.
Además, se identificaron otras 2 cuencas que se sitúan sobre el mismo
vertedero y que vierten hacia los puntos de control 2 y 3. Estas se denominan:
Cuenca 2V: la que drena sobre el punto de control 2.
Cuenca 3V: la que drena sobre el punto de control 3.
Las cuencas pueden observarse en las figuras 3.2 a 3.4 que siguen.
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Figura 3.2. Ubicación y forma de la Cuenca 1 y la Cuenca Vertedero.
Figura 3.3. Ubicación y forma de la Cuenca 2 y la Cuenca 2V.
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Figura 3.4. Ubicación y forma de la Cuenca 3 y la Cuenca 3V.
3.2. Determinación de los factores fisiográficos de cada cuenca
Con las cuencas establecidas se procedió a determinar los factores
fisiográficos de mayor relevancia respecto del objetivo perseguido, esto es la
determinación de caudales. Estos factores son el área, el largo del cauce
principal, las elevaciones máxima y mínima, la pendiente media y el largo
desde el punto de control hasta centro de gravedad de cada cuenca. Los
valores de cada uno de estos factores fisiográficos para cada cuenca se
presentan en la tabla 3.1.
Tabla 3.1. Valores de los factores fisiográficos según cuenca.
Área Largo cauce Cota máxima Cota Mínima Pendiente media Lar. a c. grav.
Ha m m m m/m m
1 3.56 279 64 58 0.02 126
2 4.53 351 64 54 0.03 211
2V 0.65 112 57 54 0.03 71
3 0.97 159 52 49 0.02 83
3V 2.26 179 57 49 0.04 100
Vertedero 3.23 206 57 50 0.03 100
Cuenca
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3.3. Precipitaciones
Se tomó como base de información hidrológica la correspondiente a la
estación pluviométrica Hacienda Puchuncaví ubicada en la localidad del
mismo nombre en la Región de Valparaíso, ya que es la más cercana al sitio
de emplazamiento del vertedero.
Mediante ajustes de varias distribuciones estadísticas teóricas a los datos de
precipitación y pruebas de bondad de ajuste, se comprueba que la estadística
de precipitación se ajusta adecuadamente a una distribución estadística
teórica tipo Gumbel.
La Tabla 3.2 presenta los valores de precipitaciones de 24 horas de duración
para los periodos de retorno de 2, 5, 10; 25; 50 y 100 años, obtenidos a
partir del ajuste de los valores a la distribución Gumbel y de amplificar los
valores del ajuste por un factor de 1,13 como corrección de las precipitaciones
de una duración menor a 24 horas (Manual de cálculo de crecidas y caudales
mínimos en cuencas sin información pluviométrica, 2004).
Tabla 3.2. Precipitaciones para diferentes periodos de retorno.
T Precipitación máx
años de 24 horas (mm)
2 66.6
5 92.8
10 110.1
25 132.1
50 148.3
100 164.5
3.4. Determinación de caudales
La determinación del caudal de cada una de las cuencas se realizó mediante
los métodos DGA-AC, Verni y King Modificado, Racional e Hidrograma
Unitario Sintético tipo Linsley, descritos en el “Manual de cálculo de crecidas
y caudales mínimos en cuencas sin información pluviométrica” de la Dirección
de Aguas del Ministerio de Obras Pública.
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Método DGA-AC
El primer paso de la metodología consiste en determinar a qué zona
homogénea del país, establecida en el método, pertenecen las distintas
cuencas en estudio. En este caso las cuencas se encuentran entre el paralelo
32 y 35 Sur, tienen un área máxima de 4,53 ha, y están ubicadas en una zona
con una precipitación media anual de aproximadamente 500 mm y con una
precipitación máxima de 24 horas para un periodo de retorno de 10 años de
110 mm/hr, por lo que la zona homogénea en la que se encuentran es la
denominada “Np”.
Seguidamente, se determina el caudal medio diario máximo para el periodo
de retorno de 10 años para cada cuenca. Los valores obtenidos se presentan
en la tabla 3.3.
Tabla 3.3. Caudales medio diario máximo para un periodo de retorno de 10
años para cada cuenca.
Cuenca Q10 (m3/s)
1 0.0261
2 0.0325
2V 0.0055
3 0.0079
3V 0.0172
Vertedero 0.0239
Con los valores de los caudales medio diario máximo de cada cuenca así
determinados y la curva de frecuencia máxima regional establecida en el
“Manual de cálculo de crecidas y caudales mínimos en cuencas sin
información pluviométrica” (Dga-MOP) se obtiene la curva de frecuencia de
caudales medios diarios máximos para cada cuenca. Estos valores se
presentan en la tabla 3.4.
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Tabla 3.4. Caudales medios diarios máximos para cada cuenca y para
diferentes periodos de retorno.
T
años 1 2 2V 3 3V Vertedero
2 0.0052 0.0065 0.0011 0.0016 0.0034 0.0048
5 0.0149 0.0185 0.0136 0.0045 0.0098 0.0136
10 0.0261 0.0325 0.0239 0.0079 0.0172 0.0239
25 0.0506 0.0631 0.0464 0.0154 0.0334 0.0464
50 0.0777 0.0969 0.0712 0.0237 0.0514 0.0712
100 0.1142 0.1424 0.1047 0.0348 0.0755 0.1047
Caudal medio diario por Cuenca (m3/s)
Finalmente, para determinar el caudal instantáneo máximo de la cuenca se
debe aplicar un factor de conversión propuesto por la DGA, que en el caso de
las cuencas en estudio corresponde a 1,87. De esta forma los caudales
instantáneos máximos para cada periodo de retorno y cuenca quedan
determinados tal como se muestra en la tabla 3.5.
Tabla 3.5. Caudales instantáneos máximos para cada cuenca y periodo de
retorno.
T
años 1 2 2V 3 3V Vertedero
2 0.010 0.012 0.002 0.003 0.006 0.009
5 0.028 0.035 0.025 0.008 0.018 0.025
10 0.049 0.061 0.045 0.015 0.032 0.045
20 0.095 0.118 0.087 0.029 0.063 0.087
50 0.145 0.181 0.133 0.044 0.096 0.133
100 0.214 0.266 0.196 0.065 0.141 0.196
Caudal instan. máx. por Cuenca (m3/s)
Método Verni y King Modificado
El método está basado en la fórmula de Verni y King, que relaciona el caudal
instantáneo máximo de la crecida con la precipitación diaria máxima y el área
pluvial a través de una relación de potencias.
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El procedimiento de cálculo consiste en determinar el coeficiente empírico de
ajuste y calibración correspondiente a las cuencas, que en este caso es de
0,29 por encontrarse las cuencas en la Región de Valparaíso.
Con este coeficiente se determina la curva de frecuencia del coeficiente
empírico en función del periodo de retorno. En la tabla 3.6 siguiente se
muestran los valores del coeficiente para periodos de retorno entre 2 a 100
años.
Tabla 3.6. Valores del coeficiente empírico para diferentes periodo de retorno.
T C(T)
años Reg Val
2 0.1102
5 0.2436
10 0.2900
25 0.3538
50 0.4002
100 0.4611
Aplicando la formula de Verní y King con los coeficientes empíricos para cada
periodo de retorno y para cada cuenca, se determinan los caudales máximos
instantáneos para cada periodo de retorno, que se muestran en la tabla 3.7.
Tabla 3.7. Caudales máximos instantáneos para cada cuenca según el
periodo de retorno.
T
años 1 2 2V 3 3V Vertedero
2 0.012 0.015 0.003 0.004 0.008 0.011
5 0.027 0.034 0.006 0.009 0.018 0.025
10 0.032 0.040 0.007 0.010 0.022 0.030
25 0.040 0.049 0.009 0.013 0.027 0.036
50 0.045 0.055 0.010 0.014 0.030 0.041
100 0.051 0.064 0.011 0.016 0.035 0.047
Caudal inst. máx. por Cuenca (m3/s)
Método racional
Este método es ampliamente conocido en Hidrología y consiste en determinar
el caudal máximo en función del coeficiente de escorrentía, área de la cuenca
y la intensidad de la precipitación.
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La intensidad de la precipitación se obtiene por medio de las curvas de
Intensidad-Duración-Frecuencia (IDF) de la zona. En este caso, la obtención
de los valores de las curvas IDF se hizo por medio de la formula de Grunsky.
Los valores de las curvas IDF desarrolladas se muestran en la tabla 3.8 y en
la figura 3.5.
Tabla 3.8. Valores de las curvas IDF para distintos periodos de retorno y
tiempos iguales o menores a 60 minutos.
Tiempo
min T = 2 T = 5 T = 10 T = 25 T = 50 T = 100
5 48.91 66.20 77.88 86.37 97.20 104.13
10 34.58 46.81 55.07 61.07 68.73 73.63
15 28.24 38.22 44.96 49.87 56.12 60.12
20 24.45 33.10 38.94 43.18 48.60 52.06
25 21.87 29.60 34.83 38.63 43.47 46.57
30 19.97 27.03 31.79 35.26 39.68 42.51
35 18.49 25.02 29.44 32.64 36.74 39.36
40 17.29 23.40 27.54 30.54 34.36 36.81
45 16.30 22.07 25.96 28.79 32.40 34.71
50 15.47 20.93 24.63 27.31 30.74 32.93
55 14.75 19.96 23.48 26.04 29.31 31.40
60 14.12 19.11 22.48 24.93 28.06 30.06
Intensidad de la lluvia para los periodos de retorno T (mm/hr)
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Tiempo (min)
Intn
esid
ad
(m
m/h
r)
T = 2
T = 5
T = 10
T = 25
T = 50
T = 100
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Figura 3.5. Curvas IDF para tiempos de duración menores a 60 minutos y
diferentes periodos de retorno.
La aplicación del método racional para el cálculo del caudal máximo, exige la
determinación del tiempo de concentración de cada cuenca en estudio. La
determinación del tiempo de concentración se realizó por la fórmula de
California Curlvert Practice y la fórmula de Kirpich. Los tiempos de
concentración para las cuencas 2V, 3, 3V y Vertedero resultaron menores a 5
minutos por ambos métodos, situación que se considera inadecuada ya que el
tiempo no es suficiente para que en las cuencas estudiadas se forme una
lámina de agua con la carga hidráulica necesaria para escurrir
superficialmente. En consecuencia se asumió 5 minutos como tiempo de
concentración para estas cuencas.
En la tabla 3.9 se presentan los valores del tiempo de concentración
obtenidos y asumidos para cada cuenca, y en la tabla 3.10 las intensidades
para el tiempo de concentración establecido, obtenidas de la respectiva curva
IDF antes presentada (Figura 3.5).
Tabla 3.9. Valores de los tiempos de concentración obtenidos.
California Kirpich Asumido
min min min
1 6.5 6.5 6.5
2 7.0 7.0 7.0
2V 3.0 3.0 5.0
3 4.5 4.4 5.0
3V 3.5 3.5 5.0
Vertedero 4.3 4.3 5.0
Cuenca
Tabla 3.10. Intensidades de precipitación para distintos tiempos de
concentración y diferentes periodos de retorno.
T
años 5 min 6.5 min 7 min
2 48.91 42.90 41.34
5 66.20 58.06 55.95
10 77.88 68.31 65.82
25 86.37 75.75 73.00
50 97.20 85.25 82.14
100 104.13 91.33 88.00
Intensidad mm/hr
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Aplicando la fórmula del método racional se determinaron los caudales
instantáneos máximos para diferentes periodos de retorno que se presentan
en la tabla 3.11.
Tabla 3.11. Valores de los caudales instantáneos máximos para diferentes
periodos de retorno según cuenca.
T
años 1 2 2V 3 3V Vertedero
2 0.064 0.079 0.013 0.020 0.047 0.067
5 0.193 0.236 0.040 0.060 0.140 0.200
10 0.270 0.331 0.056 0.084 0.196 0.280
20 0.365 0.448 0.076 0.114 0.265 0.379
50 0.465 0.570 0.096 0.145 0.337 0.482
100 0.574 0.704 0.119 0.178 0.416 0.595
Caudal inst. máx. por Cuenca (m3/s)
Método del Hidrograma Unitario Sintético tipo Linsley (HUS)
El método consiste en relacionar algunos factores fisiográficos con el
desarrollo de un hidrograma de crecida en el punto de control. El uso de este
método en el presente estudio se justifica en la utilización del caudal máximo
del hidrograma para compararlo con los valores máximos instantáneos
obtenidos por los otros métodos. En consecuencia, en esta oportunidad no se
desarrolla completamente el hidrograma, sino sólo hasta el cálculo del caudal
máximo, para cada cuenca y periodo de retorno.
La determinación de los parámetros básicos del hidrograma, necesarios para
establecer el caudal máximo, se realizó mediante las funciones establecidas
en el “Manual de cálculo de crecidas y caudales mínimos en cuencas sin
información flumviométrica”. Los valores de estos parámetros se presentan en
la tabla 3.12.
Tabla 3.12. Valores de los parámetros del HUS para cada cuenca.
Parámetro
1 2 2V 3 3V Vertedero
tiempo al peak (hr) 0.18 0.23 0.09 0.12 0.11 0.13
tiempo base (hr) 1.3 1.6 0.8 1.0 0.9 1.0
caudal peak (lt/s/mm/km2) 572.5 467.1 978.8 779.2 812.2 739.9
Cuenca
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El caudal Peak de cada cuenca se obtiene multiplicando los valores del
caudal peak del HUS por el área de cada cuenca y el valor de la precipitación
efectiva correspondiente a cada periodo de retorno. El valor de la
precipitación efectiva se determinó aplicando el coeficiente empírico de ajuste
y calibración determinado en el método de Verni y King modificado, a la
precipitación de 24 hr para cada periodo de retorno. Se asumió un caudal
base nulo, lo que corresponde a la realidad.
De esta forma los valores de los caudales Peak son los presentados en la
tabla 3.13.
3.13. Caudales Peak para diferentes periodos de retorno según cuenca.
T
años 1 2 2V 3 3V Vertedero
2 0.004 0.004 0.001 0.001 0.004 0.005
5 0.012 0.013 0.004 0.005 0.011 0.015
10 0.018 0.018 0.005 0.007 0.016 0.021
20 0.026 0.027 0.008 0.010 0.023 0.030
50 0.033 0.034 0.010 0.012 0.029 0.038
100 0.042 0.043 0.013 0.015 0.038 0.049
Caudal Peak por Cuenca (m3/s)
Resumen de valores de caudales máximos
En las tablas 3.14 a 3.19 se presentan los resúmenes de los valores máximos
para cada cuenca según el método utilizado para diferentes periodos de
retorno.
Tabla 3.14. Caudales máximo según método de cálculo utilizado y periodo de
retorno para la Cuenca 1.
T
años DGA-AC Verni y King M. Racional HUS
2 0.010 0.012 0.064 0.00
5 0.028 0.027 0.193 0.01
10 0.049 0.032 0.270 0.02
25 0.095 0.040 0.365 0.03
50 0.145 0.045 0.465 0.03
100 0.214 0.051 0.574 0.04
Caudal máximo (m3/s) Cuenca 1
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Tabla 3.15. Caudales máximo según método de cálculo utilizado y periodo de
retorno para la Cuenca 2.
T
años DGA-AC Verni y King M. Racional HUS
2 0.012 0.015 0.079 0.004
5 0.035 0.034 0.236 0.013
10 0.061 0.040 0.331 0.018
25 0.118 0.049 0.448 0.027
50 0.181 0.055 0.570 0.034
100 0.266 0.064 0.704 0.043
Caudal máximo (m3/s) Cuenca 2
Tabla 3.16. Caudales máximo según método de cálculo utilizado y periodo de
retorno para la Cuenca 2V.
T
años DGA-AC Verni y King M. Racional HUS
2 0.002 0.003 0.013 0.001
5 0.025 0.006 0.040 0.004
10 0.045 0.007 0.056 0.005
25 0.087 0.009 0.076 0.008
50 0.133 0.010 0.096 0.010
100 0.196 0.011 0.119 0.013
Caudal máximo (m3/s) Cuenca 2V
Tabla 3.17. Caudales máximo según método de cálculo utilizado y periodo de
retorno para la Cuenca 3.
T
años DGA-AC Verni y King M. Racional HUS
2 0.003 0.004 0.020 0.001
5 0.008 0.009 0.060 0.005
10 0.015 0.010 0.084 0.007
25 0.029 0.013 0.114 0.010
50 0.044 0.014 0.145 0.012
100 0.065 0.016 0.178 0.015
Caudal máximo (m3/s) Cuenca 3
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Manuel Cerda Gaete Villanelo Alto 581 – Viña del Mar Ingeniero Civil – M.Sc. e-mail: [email protected] Página 15 Consultor Tel: 9 2304693 32 2273625
Tabla 3.18. Caudales máximo según método de cálculo utilizado y periodo de
retorno para la Cuenca 3V.
T
años DGA-AC Verni y King M. Racional HUS
2 0.006 0.008 0.047 0.004
5 0.018 0.018 0.140 0.011
10 0.032 0.022 0.196 0.016
25 0.063 0.027 0.265 0.023
50 0.096 0.030 0.337 0.029
100 0.141 0.035 0.416 0.038
Caudal máximo (m3/s) Cuenca 3V
Tabla 3.19. Caudales máximo según método de cálculo utilizado y periodo de
retorno para la Cuenca Vertedero.
T
años DGA-AC Verni y King M. Racional HUS
2 0.009 0.011 0.067 0.005
5 0.025 0.025 0.200 0.015
10 0.045 0.030 0.280 0.021
25 0.087 0.036 0.379 0.030
50 0.133 0.041 0.482 0.038
100 0.196 0.047 0.595 0.049
Caudal máximo (m3/s) Cuenca Vertedero
Finalmente en las tablas 3.20 a 3.23 se presentan los valores de los caudales
de escurrimiento superficial que convergen a cada uno de los puntos de
control.
Tabla 3.20. Caudales máximo según método de cálculo utilizado y periodo de
retorno que converge al punto de control 1.
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T
años DGA-AC Verni y King M. Racional HUS
2 0.010 0.012 0.064 0.00
5 0.028 0.027 0.193 0.01
10 0.049 0.032 0.270 0.02
25 0.095 0.040 0.365 0.03
50 0.145 0.045 0.465 0.03
100 0.214 0.051 0.574 0.04
Caudal máximo (m3/s)
Tabla 3.21. Caudales máximo según método de cálculo utilizado y periodo de
retorno que converge al punto de control 2.
T
años DGA-AC Verni y King M. Racional HUS
2 0.014 0.018 0.092 0.005
5 0.060 0.040 0.276 0.017
10 0.105 0.047 0.387 0.024
25 0.205 0.058 0.524 0.035
50 0.314 0.065 0.667 0.044
100 0.462 0.075 0.823 0.056
Caudal máximo (m3/s)
Tabla 3.22. Caudales máximo según método de cálculo utilizado y periodo de
retorno que converge al punto de control 3.
T
años DGA-AC Verni y King M. Racional HUS
2 0.009 0.012 0.067 0.005
5 0.027 0.027 0.200 0.016
10 0.047 0.032 0.280 0.022
25 0.091 0.039 0.379 0.033
50 0.140 0.044 0.482 0.042
100 0.206 0.051 0.595 0.053
Caudal máximo (m3/s)
Tabla 3.23. Caudales máximo según método de cálculo utilizado y periodo de
retorno que converge al punto de control vertedero.
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T
años DGA-AC Verni y King M. Racional HUS
2 0.009 0.011 0.067 0.005
5 0.025 0.025 0.200 0.015
10 0.045 0.030 0.280 0.021
25 0.087 0.036 0.379 0.030
50 0.133 0.041 0.482 0.038
100 0.196 0.047 0.595 0.049
Caudal máximo (m3/s)
Como criterio conservador se decide adoptar los valores obtenidos por el
método Racional para todos los puntos de control.
4. ANÁLISIS HIDRÁULICO SIMPLIFICADO
Asumiendo una condición hidráulica simplificada, pero conservadora respecto
de la altura que alcanza el agua en la quebrada en los puntos de control, se
utilizó la conocida expresión de Manning bajo flujo permanente y uniforme,
con el máximo caudal adoptado para una crecida de probabilidad de
excedencia igual a 1 %. Con este método se obtienen los valores de altura del
agua en el cauce natural, que se comparan con las elevaciones que
presentará el relleno sanitario. Se logra así los siguientes resultados.
Punto de control 1
Comprende la Cuenca 1. Caudal calculado: Q = 0,574 m3/s para la
crecida de 100 años. Ancho aproximado del cauce 10 m. Pendiente del
cauce 14 %. La altura del agua sobre el fondo, considerando un
coeficiente de Manning de n = 0.025 resulta de aproximadamente 4 cm,
con una velocidad media de 1,6 m/s, siendo el flujo supercrítico.
Punto de control 2
Controla la Cuenca 2 y Cuenca 2V. Caudal calculado: Q = 0,823 m3/s
para la crecida centenaria. Su cauce tiene un ancho de fondo de
aproximadamente 10 m con una pendiente de 2 %. Considerando el
mismo coeficiente de Manning, se obtiene una altura sobre el fondo
cercana a 8 cm y una velocidad media del agua de 1,0 m/s,
obteniéndose régimen supercrítico.
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Punto de control 3.
Comprende las Cuencas 3 y Cuenca 3V. Calculando con un caudal de
0,595 m3/s para la crecida centenaria, con un ancho basal de 10 m,
pendiente del cauce igual a 3 % y un coeficiente de Manning n =
0.025, se obtiene una altura de agua sobre el fondo del cauce
aproximadamente de 6 cm y una velocidad media de 1,0 m/s, en
régimen supercrítico.
Punto de control vertedero.
Comprende las Cuencas Vertedro. Calculando con un caudal de 0,595
m3/s para la crecida centenaria, con un ancho basal de 10 m,
pendiente del cauce igual a 6 % y un coeficiente de Manning n =
0.025, se obtiene una altura de agua sobre el fondo del cauce
aproximadamente de 65 cm y una velocidad media de 1,27 m/s, en
régimen supercrítico.
Considerando que el coeficiente de Manning es incierto y probablemente bajo,
por aplicar un criterio conservador, se comprueba que si este aumenta a
valores del orden de 0.035, las diferencias de altura no cambian de manera
significativa, ya que el ancho del cauce predomina sobre las otras variables
hidráulicas.
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Considerando que las velocidades de escurrimiento calculadas para la crecida
de 100 años, en todos los puntos de control, son potencialmente generadoras
de erosión por su condición de régimen hidráulico supercrítico de alta velocidad
de escurrimiento, especialmente en la cuenca 1 por la alta pendiente de su
cauce.
Es conveniente diseñar adecuadamente y construir in sistema de terraceo
transversal al flujo, dejando pendientes del orden de 2 por mil o menores en el
sentido longitudinal al flujo, utilizando gaviones que permitirán contener
parcialmente el arrastre se sólidos hasta lograr el terraceo de modo natural y
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aminorar las velocidades de escurrimiento una vez formadas las terrazas de
baja pendiente.
La disposición de obras arriba indicadas, sería así suficiente para evitar la
erosión al pie del talud del relleno sanitario.
El proyecto de ingeniería de detalle de esta obra requiere de un levantamiento
topográfico en el cauce principal de las cuencas, con curvas cada 0,5 m de
altitud, que permitan la definición de perfiles topográficos transversales de
precisión.
Manuel Cerda Gaete
Ingeniero Civil, M.Sc. en Ingeniería Hidráulica
Consultor