MEMORIA DESCRIPTIVA

CREACION DE LA TROCHA CARROZABLE LA CRIA-LAGUNA HUANAMA, DISTRITO DE SALAS - LAMBAYEQUE - LAMBAYEQUE

CRITERIOS HIDROLOGICOSEn la zona de desarrollo del proyecto o en las cercanas no existen estaciones pluviomtricas, por lo que no existen datos hidrolgicos para efectuar un anlisis numrico. Las observaciones del lugar y el testimonio de los pobladores han servido para adoptar una intensidad mxima de lluvia de 600 mm/h.CAUDALES MXIMOSLas descargas mxima sern estimadas en base a las intensidades mximas y a las caractersticas de la cuenca, recurrindose al Mtodo Racional, por cuanto el tamao de las cuencas es menor a 16.1 Km.

Este mtodo que empez a utilizarse alrededor de la mitad del siglo XIX, es probablemente el mtodo mas ampliamente utilizado hoy en da para la estimacin de caudales mximos en cuencas de poca extensin, hasta 20 km. A pesar de que han surgido crticas vlidas acerca de lo inadecuado de este mtodo, se sigue utilizando debido a su simplicidad, la descarga mxima instantnea es determinada sobre las base de la intensidad mxima de precipitacin y segn la relacin:

Donde:

Q = descarga pico en m/seg

C = coeficiente de escorrenta

I = intensidad de precipitacin en mm/hora

A = rea de cuenca en Km

Coeficiente de escorrenta:

A

cultivos generales topografa ondulada (S=5 a 10%)

B

cultivos generales topografa inclinada (S=10 a 30%)

C

cultivos de pastos en topografa ondulada (S=5 a 10%)

D

cultivos de pastos en topografa inclinada (S=10 a 30%)

E

cultivos de bosques en topografa ondulada (S=5 a 10%)

F

cultivos de bosques en topografa inclinada (S=10 a 30%)

G

rea desnudas en topografa ondulada (S=5 a 10%)

H

rea desnudas en topografa inclinada (S=10 a 30%)Coeficiente de escorrenta adoptado (F) C=0.21* Linsley, 1986

Las asunciones en que se basa este mtodo son:

La magnitud de una descarga originada por cualquier intensidad de precipitacin alcanza su mximo cuando esta tiene un tiempo de duracin igual o mayor que el tiempo de concentracin.

La frecuencia de ocurrencia de la descarga mxima es igual a la de la precipitacin para el tiempo de concentracin dado.

La relacin entre la descarga mxima y tamao de la cuenca es la misma que entre la duracin e intensidad de la precipitacin.

El coeficiente de escorrenta es el mismo para todas las tormentas que se produzcan en una cuenca dada.DIMENSIONAMIENTO DE LAS OBRAS DE DRENAJEEl planeamiento de un sistema de drenaje superficial eficiente comprende dos fases: el anlisis hidrolgico y el diseo hidrulico.

Los mtodos usuales para dimensionar las alcantarillas son:

La aplicacin de frmulas empricas para determinar directamente el tamao de la abertura requerida.

La aplicacin de mtodos para determinar la cantidad de agua que llega a la estructura y luego la aplicacin de una expresin matemtica para el diseo del tamao adecuado para descargar dicho caudal.

Si bien hay cuencas pequeas, los suelos son deleznables y arrastran malezas, piedras, etc. Por lo que hay que sobredimensionar estas obras.

Para este fin se ha realizado la observacin directa en el campo de los mximos niveles de agua, y luego la aplicacin de la frmula de Manning, tomando en cuenta lo siguiente:

Donde:

Qm = descarga mxima proyectada en m/seg

Qd = descarga de diseo de la obra en m/seg

Las estructuras propuestas para el drenaje superficial son las siguientes:

5.1 CUNETASEl control de las aguas superficiales que discurren por la superficie de rodadura, se realizar por estructuras denominadas cunetas, las cuales captarn las aguas de escorrenta superficial y las conducirn hasta las estructuras de evacuacin hacia los drenes naturales.

Como la zona es lluviosa, se adopta para la cuneta una seccin triangular de 0.30 m de profundidad y 0.50 m de ancho. El ancho es medido desde el borde de la superficie terminada de la berma hasta la vertical que pasa por el vrtice inferior. La profundidad es medida verticalmente desde el nivel del borde superior de la berma hasta el fondo o vrtice de la cuneta.

ALCANTARILLASSe proyectan para dar paso a los cursos de agua de las quebradas que cruzan el camino, as como para eliminar el agua producto de las precipitaciones que son recolectadas por las cunetas. Tomando los caudales mximos estimados, se proyectaron las estructuras, las mismas que se muestran en su cuadro respectivo.

HIDRAULICA DEL DRENAJE DE SUPERFICIEEn concordancia con lo manifestado en Hidrologa, para el drenaje de superficie, los factores ms importantes son, el drenaje longitudinal (cunetas y canales de coronacin) y el drenaje transversal (puentes y alcantarillas en cauces establecidos y no establecidos). Cuando las estructuras de este ltimo caso modifican la seccin transversal del cauce en sus dimensiones transversales, pueden ocasionar consecuencias indeseables debido a socavamiento o sedimentacin. Es de hacer hincapi que, en lo posible, la seccin transversal no debe ser alterada sobre todo en sus dimensiones naturales, pues los ensanchamientos o estrechamientos del cauce modifican completamente el patrn de flujo, cuya distorsin provoca sedimentacin o erosin localizada y por lo tanto daos debido a inundaciones o por socavamiento.

El clculo hidrulico de puentes, alcantarillas y cunetas se realiza mediante la ecuacin de Manning.

Q

= Gasto de conduccin (m3/s)

A

= Area hidrulica (m2)R

= Radio hidrulico (m)

S

= Pendiente hidrulica

n

= Coeficiente de rugosidad de Manning

HIDRULICA DE CUNETASSon las estructuras de interceptacin de flujos laterales ms importantes del sistema de drenaje de carreteras.Hidrulica de CunetasSimilarmente a los canales de coronacin, las cunetas se han diseado con el mismo ngulo de reposo, sin revestimiento con el ntegro del caudal.

Teniendo en cuenta la topografa y relieve del terreno la longitud mxima de desage de las cunetas ha sido fijada de acuerdo con los sistemas de alivio en cada tramo

Las cunetas se disearn luego con el caudal de aporte mas el 20% por defecto de cunetas de coronacin vale decir 96 l/seg.

HIDRULICA DE ALCANTARILLAS Y PASES DE AGUALas alcantarillas son consideradas como las estructuras ms importantes del sistema de drenaje transversal, pues reciben el flujo lateral y/o de los cauces naturales para evacuar rpidamente sin deteriorar la va. Si existen cauces establecidos, las estructuras no debern alterar sus dimensiones naturales, pues la modificacin del patrn de flujo ocasiona consecuencias desastrosas.

Habr dos clases de alcantarillas: a) ubicadas en cursos no establecidos, y b) las que obligadamente se sitan en las depresiones topogrficas o cauces establecidos. Las primeras slo se dimensionarn con el gasto de entrega de la cuneta correspondiente En cambio las segundas se disearn con gastos de escorrenta equivalentes al gasto de entrega de la cuneta ms el gasto de coronacin, y ms el 30% por concentracin de flujos en las depresiones. Es importante indicar tambin que habr dos tipos de alcantarillas: a) Tipo I (con caja de ingreso y aletas de salida), y b) Tipo II (con aletas de entrada y aletas de salida); las cuales se han determinado de acuerdo a los niveles de entrada y de salida, considerando adems las condiciones topogrficas y encauzamiento de los flujos.

Cuando existe el canal de coronacin, ste intercepta casi toda el agua del rea colectora del tramo, drenando hacia la cuneta slo un pequeo flujo proveniente de la propia va y del rea comprendida entre el canal de coronacin y la cuneta. En tal caso, al disear la cuneta con el 50% del gasto de coronacin es un criterio bastante conservador.Alcantarillas ubicadas en depresiones o cauces ya establecidos.Por la topografa de la zona, accidentada, se ha establecido en concordancia con la investigacin de campo que la longitud de intercepcin media de la escorrenta que drenar a este tipo de alcantarilla es de aproximadamente 500 m, con la que se ha determinado un gasto de escorrenta drenable hacia la alcantarilla de 0.570 m3/s. ms 0.096 m3/seg. Del aporte de cada lado de la cuneta, lo que implica un gasto para el diseo de 0.670 m3/seg. Alcantarillas ubicadas en puntos donde no existen cursos establecidosEstas alcantarillas se ubican en tramos, cuya distancia medida sobre la va, supera los 500 m entre depresiones o cauces ya establecidos. La ubicacin de estas alcantarillas deber hacerse con criterio tcnico en el afn de no provocar cambios importantes por erosin. Cuando la evacuacin no se hace hacia reas llanas de pendiente moderada, pronto aparecen crcavas que van progresando con el tiempo, erosionando y arrastrando masas de suelo cada vez ms grandes hasta el punto de deteriorar y desestabilizar la propia va. La ubicacin de este tipo de alcantarillas en relieves fuertes y escarpados en zonas de alta pluviosidad es lo que mayores problemas han generado en materia de Impacto ambiental, destruyendo el suelo y el paisaje. Cuando la evacuacin tiene que realizarse inevitablemente hacia reas vulnerables a la erosin, se recomienda que estas aguas sean conducidas, ya sea mediante canales revestidos o en tuberas, hasta los cauces naturales ms prximos; pero ello naturalmente implica incrementar los costos del proyecto, cuyos incrementos habra que sopesar en los costos de Impacto Ambiental negativo.

En general, el diseo hidrulico de este tipo de alcantarillas obviamente se realiza con el gasto de aporte de las cunetas, esto es 96 L/s.

DIMENSIONAMIENTO

Dimensionamiento de Cunetas.

Luego de haberse determinado los caudales Hidrulicos de diseo, en base a los parmetros Hidrolgicos e Intensidades Mximas de diseo, y teniendo en consideracin que en esta zona las cunetas se construirn en terreno natural, es que se asume conservadoramente, como coeficiente de rugosidad el valor de 0.02. Y para roca 0.025. Por otra parte, se ha previsto hacer el dimensionamiento, tomando la menor pendiente presentada a lo largo de la carretera, que obviamente arroja, la mayor seccin de flujo en la cuneta, que en este caso es compatible con lo especificado por las Normas Peruanas Para la Construccin de Carreteras. Es importante indicar que el ngulo del talud nos proporciona un rea de paso de flujo adicional, como factor de seguridad.

Haciendo uso de ecuacin N 3 y con los datos:

1. Cunetas excavadas en terreno natural (suelos arcillosos):

Q = 0.076 m3/seg.

n = 0.020

S = 0.005 (mnima pendiente)

Se tiene: B: 0.48, h: 0.27 Se adopta: B: 0.50, h: 0.30

Velocidad de flujo: 0.90 m/seg.

2. Cunetas excavadas en roca:

Q = 0.076 m3/seg.

n = 0.025

S = 0.005 (mnima pendiente)

Se tiene: B= 0.57, h= 0.27 Se adopta: B= 0.50, h= 0.30

Velocidad de flujo: 0.72 m/seg.

DIMENSIONAMIENTO DE ALCANTARILLASPara este tipo de Estructuras Hidrulicas, igualmente se ha determinado los caudales Hidrulicos, en base a los parmetros Hidrolgicos e Intensidades mximas de diseo, para cada caso de cauce considerado. Teniendo como restriccin la disponibilidad de agregados para concreto en la zona, es que las alcantarillas son diseadas de metal tipo TMC MP-68, con cabezales de entrada y salida de concreto fc = 175 Kg/cm2, en tal razn el coeficiente de rugosidad que corresponde segn especificaciones adjuntas, ser de 0.024, y la pendiente del cauce, 0.025 para cauces establecidos y no establecidos. El valor de este ltimo parmetro se adopta en razn de favorecer una velocidad de flujo cercana a lo recomendado en las especificaciones tcnicas, logrndose de esta manera impedir la obstruccin de la alcantarilla por fenmenos de sedimentacin-colmatacin, debido a las corrugaciones. El problema que puede presentarse a la salida de la alcantarilla, por efecto de la velocidad, es amortiguado por un colchn de piedra grande dispuesto en forma adecuada.

Es importante indicar que los dimetros calculados consideran el efecto de transporte de sedimentos por depredacin de la cuenca calculado inicialmente

Haciendo uso de la Ecuacin N 3, para:

1. Alcantarillas en cauces establecidos

Q = 0.670 m3/seg.

n = 0.024

S = 0.015

Se tiene: D = 36 pulg.(dimetro) F = 1.002 (nmero de Froude)

d = 0.48 m. (tirante) V = 1.94 m/seg. (velocidad de flujo)

f = 0.43 m.(fribor) Tipo de flujo: (supercrtico)

Se adopta: D = 36 pulg.

2. Alcantarillas en cauces no establecidos

Q = 0.190 m3/seg.

n = 0.024

S = 0.025

Se tiene: D = 24 pulg.(dimetro) F = 1.27 (nmero de Froude)

d = 0.25 m. (tirante) V = 1.71 m/seg. (velocidad de flujo)

f = 0.35 m.(fribor) Tipo de flujo: (supercrtico)

Se adopta:

D = 24 pulg.3. Chequeo de colchn de amortiguamiento, para cada de agua.

Velocidad mayor de flujo: V = 1.94 m/seg.

Altura mayor de salto : Y = 2.00 m.

Ecuacin a utilizar: Y = g * X ^ 2 / 2 V ^ 2

Sustituyendo datos se tiene: Longitud de cada del agua X = 1.24 m.

Ubicacin del colchn: hasta 1.50 m. de la salida de la alcantarilla.

RELACION DE ALCANTARILLAS PROYECTADASN NOMBREPROGRESIVADIAMETRO (PULGADAS)

1Quebrada sin nombre01+125.79424"

2Quebrada sin nombre01+309.86324"

3Quebrada sin nombre02+118.64924"

4Quebrada sin nombre02+975.52024"

5Quebrada sin nombre03+337.30024"

6Quebrada sin nombre03+682.40024"

7Quebrada sin nombre04+348.60024"

8Quebrada sin nombre05+038.20024"

9Quebrada sin nombre06+397.74924"

10Quebrada sin nombre10+487.05624"

11Quebrada sin nombre10+774.71924"

12Quebrada sin nombre11+124.8624"

13Quebrada sin nombre12+256.30424"

14Quebrada sin nombre12+719.58524"

HIDROLOGIA Y DRENAJE

Q= CIA / 3.6

Qd > Qm

Qd = AR2/3 S1/2 / n

DISEO Y RELACION DE OBRAS DE ARTE Y DRENAJE

0.30

0.50

0.30

0.50

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MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE SALAS

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