informe pozos de alivio-irrigacion

Diseño de Pozo Tubularde Alivio

Drenaje de CarreterasIrrigación y Drenaje

Docente:Ing. Hugo Amado Rojas Rubio

Alumnos:

Ávila Morales, Ronald José Castellanos Sotelo, Daniel Díaz Carrión, Ángel Silva López, R. Alan Vega Flores, Kenny Orlando Zare Carbonel, Cinthia

Nuevo Chimbote, PerúJulio 2007

13-048

DISEÑO POZO DE ALIVIO - TRAMO II CARRETERA JUANJUÍ - TOCACHE

INTRODUCCIÓN

El presente informe ilustra la aplicación de los pozos de alivio para sub-drenaje de carreteras. Está orientado específicamente a un proyecto de drenaje del Tramo II de la carretera Juanjuí - Tocache, es decir, el tramo de Campanilla a Pizarrón.

La carretera Juanjuí - Tocache se desarrolla en una extensión de poco menos de 180 km de longitud; forma parte de la red vial nacional PE-5N, también conocida por su antiguo nombre de Carretera Marginal de la Selva (hoy Fernando Belaúnde Terry); está construida de afirmado de tierra y constituye una principal vía de salida de los productos de la selva peruana. Sin embargo, el clima tropical de elevadas precipitaciones estacionales con el tránsito de pesados vehículos la deteriora permanentemente. El sistema de drenaje propuesto permitirá evitar el deterioro completo de ese tramo de la carretera, toda vez que controlará las condiciones del flujo de agua sub-superficial en terracerías y mejorará las condiciones de estabilidad en cortes, terraplenes y futura pavimentación.

La ubicación política del proyecto corresponde a las provincias de Mariscal Cáceres y Tocache en la región San Martín, altitudinalmente entre los 200 a 500 msnm.

El desarrollo de este informe supone la solución al drenaje sub-superficial exclusivamente mediante el diseño de pozos de alivio como principales

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elementos drenantes; en tal sentido este trabajo desarrolla sólo uno de los muchos métodos existentes para sub drenaje de carreteras.

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GENERALIDADES

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:

El gobierno de la década de los años 60 emprendió la construcción de una carretera a lo largo del valle del río Huallaga, a la cual se le denominó Carretera Marginal de la Selva en el tramo de Tingo María a Tarapoto y posteriormente también hasta Yurimaguas.

La parte del valle del Huallaga situada dentro de la región San Martín se encuentra interconectado a la costa gracias a esta vía aproximadamente desde 1968.

Con esta gran carretera y otras vías internas y de acceso, se incentivó enormemente la actividad agropecuaria, como ejemplo podemos mencionar el incremento del 220% en las áreas bajo cultivo del Huallaga Central y Bajo Mayo entre los años 1960 - 1981, provocado principalmente por la inmigración de colonos provenientes de la Costa y Sierra Norte.

No obstante constituir el eje central del transporte de pasajeros y carga y de contar con una importancia vital para el comercio, y por ende, la economía de la región; el tramo Juanjuí - Tocache de esta vía es un afirmado de tercera categoría.

Las continuas lluvias afectan a la conservación y mantenimiento de este tramo, no siendo mantenida convenientemente, haciendo difícil y lento el transporte de carga de ida y regreso a la Costa.

De este modo, los fertilizantes como los demás productos que llegan desde y hasta la costa resultan con altos costos en la región, habida cuenta que el valor del flete es un factor fuertemente incidente en esos costos, haciendo poco rentable la salida de algunos productos agropecuarios de la zona como el aceite de palma, café, madera aserrada y para parquet, lima ácida, yuca, etc.

OBJETIVO GENERAL:

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Realizar el diseño hidráulico de pozos de alivio en el tramo II de la Carretera Juanjuí - Tocache.

FUNDAMENTO TEÓRICO

DRENAJE SUBTERRÁNEO DE CARRETERAS (SUBDRENAJE):

La estabilidad de los cortes, terraplenes y pavimentos de una vía terrestre se ve fuertemente influida por los flujos de agua existentes en el interior delas masas de suelo, por lo que la técnica moderna ha desarrollado métodos para controlarlos en forma de reducir a un mínimo sus efectos perjudiciales. Como en natural, se presentarán condiciones críticas en aquellas zonas en que se aúnen una alta precipitación pluvial con características pobres en cuanto a resistencia y deformabilidad de los suelos que constituyen las terracerías dela obra vial, su terreno de cimentación y aún su inmediato contorno geológico.

Para el diseño de un sistema de subdrenaje para una carretera en un caso dado será preciso realizar una correcta exploración geológica y aún de suelos en las zonas en que este tipo de problemas sean de sospechar. Estas zonas, a su vez, deberán ser reveladas por especialistas geólogos y en estudios geotécnicos que realicen minuciosos recorridos dela futura obra vial durante la etapa del proyecto y trazo y aún durante las de construcción y funcionamiento a fin de revisar y corregir deficiencias que pudieran haberse manifestado.

Rara vez el subdrenaje en carreteras permite una exploración de gran detalle en lo que se refiere a número, tipo y profundidad de sondeos por realizar y frecuentemente ha de procederse con datos escasos de esta clase, pues la longitud de las carreteras suele ser enemiga de la concentración en los estudios que es posible realizar en ellas.

El diseño de un sistema adecuado de subdrenaje en carreteras no puede seguir normas fijas predeterminadas y se apoya más en la práctica, experiencia y aun en instinto, que en estudios amplios y detallados; naturalmente que lo anterior no excluye la conveniencia de realizar tales estudios cuando se vean realmente necesarios y haya posibilidad de practicarlos.

De todo lo anterior se deduce la necesidad, ya indicada, de no considerar como definitivo ningún proyecto de subdrenaje efectuado, por completo que pueda resultar a simple vista. La construcción de la carretera y su funcionamiento posterior deberán observarse al detalle a fin de completar el sistema en todos aquellos lugares en que se manifieste necesidad de ello.

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Los diferentes métodos que hasta la fecha se han usado para subdrenaje de carreteras pueden agruparse en los siguientes tipos principales:

1) Subdrenes de zanja y capas permeables.2) Construcción de una capa permeable con remoción del material.3) Trincheras estabilizadoras.4) Drenes transversales de penetración.5) Pozos de alivio.6) Galerías filtrantes.

POZOS DE ALIVIO:

Aunque son relativamente escasos en la tecnología del subdrenaje en carreteras, los pozos de alivio constituyen un útil modo de resolver algunos problemas específicos. Los pozos son perforaciones verticales del orden de sesenta centímetros de diámetro, dentro de las cuales se coloca un tubo perforado de 15 cm de diámetro o algo similar; el espacio entre el tubo y las paredes de la perforación se rellena con material filtrante. Las profundidades han llegado a ser hasta de 20 m y se colocan en la zona en que se capte el flujo perjudicial o sea ladera arriba de la zona en que se colocará el terraplén y próximo a éste.

Los pozos de alivio deberán tener un sistema colector que elimine las aguas que se capten. La recolección obvia es una galería que los comunique en su base, construida como un pequeño túnel; también pueden desaguarse con drenes transversales de penetración o por bombeo directo. En el caso de los drenes transversales de penetración suele ser difícil lograr una buena conexión física con los pozos, sobre todo si estos se construyen primero. Algunos especialistas reportan que esa conexión no es necesaria en la totalidad de los pozos y que basta atravesar con los drenes la zona en que se hayan construido los pozos con conexión física de algunos de ellos (es recomendable conectar quizá la mitad) para que aquellos capten conveniente el agua retenida por éstos y que se infiltra al subsuelo ladera abajo.

El espaciamiento entre pozos de alivio es muy variable, dependiendo de las circunstancias del caso de que se trate y lo mismo puede decirse del número de hileras en que se dispongan; es frecuente un espaciamiento entre 5 - 10 m y una disposición en dos hileras traslapadas. En la figuras 1 se muestra una instalación típica de pozos de alivio combinados con drenes transversales de penetración.

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En la figura se muestra también dos hileras de pozos colocados en la zona del pie del terraplén del lado ladera abajo. Estas dos hileras de pozos se han conectado en su parte superior con una capa de material permeable para drenar el agua en el caso de que los pozos lleguen a rebasar; asimismo, aparece la correspondiente hilera de drenes transversales de penetración que podrá construirse como una de las maneras de eliminar más eficientemente el agua captada por las dos hileras de pozos mencionadas.

Fig. 1: Pozos de alivio combinados con drenes transversales de penetración.

Los pozos de alivio, excavados o tubulares, forman a su alrededor una depresión circular en el nivel freático. El radio de esta depresión o sea la zona de influencia de un pozo del que se extrae por gravedad o bombeo una cierta cantidad de agua, está en función de esta cantidad de agua y de las condiciones del suelo, especialmente la conductividad hidráulica y el espesor del manto freático o acuífero.

Los pozos de alivio drenado por bombeo se utilizan:

En sitios planos, donde el escurrimiento por gravedad es problemático. En áreas cuyos suelos superficiales son demasiado impermeables para

ser drenados económicamente por zanjas o por tubos enterrados, pero donde la presencia de acuíferos permeables permite la instalación de perforaciones con flujos copiosos de bombeo.

En áreas que sufren altas presiones artesianas en el nivel freático, donde los drenes tendrán que instalarse a demasiada profundidad y a espacios muy cortos entre sí.

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Se pueden usar perforaciones individuales, pero cuando hay que drenar áreas muy extensas, las perforaciones se agrupan en configuraciones triangulares o cuadradas, para que sus zonas de influencia se traslapen.

En áreas que poseen presiones artesianas altas, es posible que se necesite bombear. Los pozos de alivio, llamados también pozos de flujo libre, se usan para reducir la presión artesiana del manto freático. Los pozos de alivio a veces descargan en la superficie, pero es más frecuente que descarguen en tubos enterrados a dos o tres metros bajo la superficie como se muestra en la figura 1. En ciertas laderas es posible usar sistemas a base de sifón.

A menudo, el drenaje bombeado no resulta práctico, debido a poca permeabilidad de la superficie o a que suelos “confinantes” impiden que baje el nivel freático cuando se reduce la presión del acuífero. En casos extremos se ha notado la reducción de la presión artesiana a más de un kilómetro de distancia del pozo sin que baje la tabla de agua de la zona “confinante” situada a pocos decámetros del mismo pozo.

HIDRÁULICA DE POZOS:

La Ley de Darcy describe la relación entre la cantidad o la velocidad de flujo del agua, la permeabilidad del acuífero y el gradiente piezométrico (o gradiente hidráulico).

Para estudiar las leyes físicas del flujo del agua subterránea, Henri Darcy (Dijon, Francia) realizó experimentos de laboratorio cuyos resultados publicó en 1856. En los laboratorios actuales disponemos de aparatos muy similares al que utilizó Darcy, y que se denominan permeámetros de carga constante (Figura 2).

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Fig. 2: Permeámetro de carga constante.

En donde:

Q Caudal que pasa por el dispositivo [m3/s]∆ h Diferencia del potencial entre A y B [m]∆ l Largo de la columna del material [m]A Área de la sección [m2]

Darcy mostró que el caudal Q que se infiltra por la columna de área en el dispositivo dado, depende de un coeficiente de permeabilidad K del material respectivo:

Q=KA∆h∆ l

K fue definidopor Darcy como el coeficiente, “dependiente de la permeabilidad dela capa”, se llama coeficiente de permeabilidad o conductividad hidráulica.

Darcy para establecer la Ley General del flujo en medios porosos, trabajó con el tipo de flujo más elemental, es decir el flujo lineal, pero desde el punto de vista físico, todos los sistemas de fluidos se entienden en tres dimensiones, siendo entonces su análisis muy complicado.

Sin embargo en muchos casos el flujo subterráneo es en un mismo plano o en planos paralelos, por lo que se puede tratar como flujo bidimensional. Un caso del flujo bidimensional es el del flujo de aguas subterráneas hacia un pozo que penetra totalmente en el acuífero, cuando se somete a bombeo, este flujo es conocido como flujo radial (Figura 3).

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Fig. 3: Flujo radial hacia pozos de bombeo.

Cuando un pozo se encuentra en reposo, es decir, no existe flujo en él, la presión del agua en el interior es igual a la de la formación que lo rodea. Si se bombea un pozo, se reduce la presión dentro de éste, la presión mayor en la capa acuífera del exterior del pozo impulsa el agua dentro de este produciéndose un flujo. Esta disminución de presión dentro del pozo está acompañada por una reducción del nivel de agua en éste y sus alrededores (Figura 4).

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Fig. 4: Liberación de agua en un acuífero confinado.

En un estrato acuífero de forma y textura uniformes, la depresión de la capa freática (acuífero libre) o de la superficie piezométrica (acuífero confinado) en la vecindad del pozo sometido a bombeo o que fluye libremente (manantial) adopta la forma de un cono invertido, éste es conocido como cono de depresión, que tiene su vértice en el nivel del agua en el pozo durante el bombeo, y su base en el nivel estático del agua. La diferencia de niveles entre el nivel estático del agua y el nivel dinámico se conoce como abatimiento o aspiración. Por lo tanto el abatimiento aumenta desde cero, en los límites exteriores del cono de depresión, hasta un máximo en el pozo sometido a bombeo. (Figura 5)

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Fig. 5: Cono de depresión alrededor de un pozo.

El radio de influencia es la distancia desde el centro del pozo hasta el límite exterior del cono de depresión.

Cuando comienza el bombeo en un pozo, la cantidad inicial de agua descargada procede de la reserva acuífera que rodean inmediatamente al pozo. Entonces, el cono de depresión es pequeño. Al continuar el bombeo, el cono se extiende hasta llenar la demanda creciente de agua procedente de la reserva acuífera. Si la velocidad de bombeo se mantiene constante, el grado de expansión y profundización del cono de depresión disminuye con el tiempo. El aumento en función del tiempo del radio de influencia R y el abatimiento se hacen cada vez más pequeños hasta que la capa acuífera suministra una cantidad de agua igua a la velocidad de bombeo, entonces el cono no se extiende ni profundiza más y se dice que se ha alcanzado el equilibrio.

La agrupación o sistemas de pozos presentan problemas debido a la interferencia entre ellos cuando operan simultáneamente. Dicha interferencia entre dos o más pozos ocurre cuando sus conos de depresión se superponen, reduciendo así el rendimiento de cada uno de ellos. De ahí la gran importancia del radio de influencia en pozos agrupados.

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DISEÑO DE POZOS:

El diseño definitivo o final de un pozo sólo puede hacerse luego de realizada la excavación ya que los parámetros hidrodinámicos, perfil hidrogeológico y otros datos necesarios para tal diseño sólo pueden obtenerse en un pozo en funcionamiento es por ello que antes de la excavación del pozo, el diseño que se haga será preliminar. Según esto, para el diseño de pozos, se tienen dos fases:

Fase Preliminar: Comprende el cálculo hidráulico y el diseño físico, sin entrar en detalle y sólo se realiza en base al estudio Hidrogeológico.

Fase Definitiva: Se refiere al afinamiento del diseño hidráulico y físico de la fase preliminar, pero esta vez en base de la información obtenida durante la perforación y pruebas de pozo. En esta fase, en vista de que ya se tiene el perfil litológico real, se determinará si existe o no la necesidad de pre filtros y se calculará la longitud y ubicación exacta de los filtros. Además se ajustará el cálculo hidráulico con los parámetros obtenidos en la prueba de bombeo respectiva.

Antes de ver lo que es el diseño, hay que aclarar que, en el diseño de pozos profundos y poco profundos se tienen básicamente las mismas consideraciones por lo que se ha creído conveniente no separar su teoría y en el caso de producirse alguna diferencia se la dará a su debida oportunidad.

El diseño de pozos comprende los siguientes pasos:

Características del acuífero Ubicación del pozo Diseño hidráulico Diseño físico del pozo y condicionamiento en su construcción

CARACTERÍSTICAS DEL ACUÍFERO:

Estratigrafía del Acuífero

Se determina mediante métodos de Prospección Geofísica o durante el proceso de excavación.

Determinación de los Parámetros Hidrodinámicos

Los parámetros hidrodinámicos del acuífero pueden hallarse de dos formas: a) Mediante pruebas de bombeo; y b) Existen casos en los que la realización de

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pruebas de bombeo no es factible, esto debido a que no se cumplen requerimientos necesarios como tener en funcionamiento el pozo a explotar, tener varios pozos de observación para su evaluación junto con el pozo a explotar, etc. Una solución al problema es el uso de cuadros o tablas para la obtención delos parámetros hidrodinámicos según las características y tipos de terreno y acuífero a explotar. A continuación se presentan las consideraciones de algunos autores.

Conductividad Hidráulica (K)

La siguiente tabla nos muestra valores de permeabilidad para materiales granulares relativamente homogéneos y temperatura del orden de 20°C según SILIN-BEKCHURIM

Tabla N° 01Valores de Permeabilidad según el tipo de material

MATERIAL PERMEABILIDAD (cm/s)Grava limpia 1

Arena gruesa limpia 1 a 10-2

Mezcla de arena 10-2 a 5x10-3

Arena fina 5x10-3 a 10-3

Arena limosa 2x10-3 a 10-4

Limo 5x10-4 a 10-5

Arcilla < 10-6

Coeficiente de Almacenamiento (S)

Es el volumen de agua liberado por una columna de base unidad y de altura todo el espesor del acuífero cuando el nivel piezométrico desciende una unidad. El coeficiente de almacenamiento es adimensional (volumen/volumen), y los valores que representa son mucho más bajos en los acuíferos confinados perfectos que en los semiconfinados, los valores típicos serían estos:

Tabla N° 02Valores del Coeficiente de Almacenamiento según el tipo de acuífero

Tipo de Acuífero Valores de SAcuífero libre 0,2 - 0,01

Acuífero semiconfinado 10-3 - 10-4

Acuífero confinado 5x10-3 - 10-5

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UBICACIÓN DEL POZO:

Para la ubicación o localización de los pozos se tienen en cuenta dos aspectos:

Los estudios de exploración para la ubicación de fuentes de agua subterránea (acuíferos}.

Ubicación del pozo en relación con posibles fuentes de contaminación. Se debe tener en cuenta que: 1) el sitio elegido debe estar en una elevación superior a la de cualquier fuente cercana de contaminación y, 2) la inclinación de la superficie del terreno alrededor del pozo debe permitir que el agua superficial escurra en todas direcciones.

DISEÑO HIDRÁULICO DE POZOS:

Es conocido también como cálculo hidráulico y consiste en la determinación del abatimiento o descenso total en las paredes del pozo; es decir, la determinación de la posición del nivel dinámico Además deberá calcularse el radio de influencia del pozo.

El abatimiento o descenso total en el pozo (Sp) puede considerarse como la resultante de dos componentes una debido a las pérdidas de carga en el acuífero (BQ) en el caso de un flujo laminar y otra debido a las pérdidas a la entrada del pozo debido básicamente por irregularidades en los procesos constructivos que se dan por la

Turbulencia del flujo (turbulencia en pre-filtros filtros, mallas y orificios de entrada, etc.).

SP=BQ+CQn

Siendo:

SP Abatimiento total en el pozo (m)BQ Pérdidas de carga por flujo laminar en el acuífero (m)CQn Pérdidas de carga por turbulencia en aspectos constructivos (m)Q Caudal de bombeo en el pozo (m3/s)B Coeficiente que depende de la tortuosidad de las trayectorias que

siguen las partículas fluidas en el medio poroso (adimensional)C Coeficiente que depende de la calidad constrictiva del pozo

(adimensional)n Exponente que depende de la turbulencia del flujo.

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Pérdidas de Carga por flujo laminar en el acuífero

Las pérdidas en el acuífero suelen deberse a múltiples factores o causas tales como: pérdidas debido a la formación del acuífero, pérdidas por interferencias con otros pozos, pérdidas por condiciones de borde (cerca de capas impermeables) pérdidas por penetración parcial y pérdidas por desagüe (sólo para acuíferos libres).

BQ=S f+S i+Sb+S pp+Sd+Sr

Siendo:

S f Abatimiento debido a pérdidas en la formación del acuífero.Si Abatimiento debido a pérdidas por interferencias con otros pozos.Sb Abatimiento debido a pérdidas por condiciones de borde (presencia de

capas impermeables muy cercanas al pozo)Spp Abatimiento por pérdidas debido a penetración parcial del pozo dentro

del acuífero.Sd Abatimiento por pérdidas debido a desagüe (sólo para acuíferos

libres).Sr Recuperación del abatimiento por recarga.

Descenso o abatimiento por pérdidas en la formación del acuífero: Sf

Este abatimiento depende de las características hidrogeológicas del acuífero. Su cálculo se realiza mediante la ecuación de JACOB para acuíferos confinados

S f=0.183×Q

Tlog❑( 2.25×T ×t

r2×S )Siendo:

Q Caudal de bombeo en el pozo (m3/s)T Transmisividad hidráulica (m2/s)t Número de horas de bombeo (s)r Radio de pozo (m)S Coeficiente de almacenamiento (adimensional)

Para acuíferos libres se utiliza la corrección de Jacob

S ' f=S f−S f2

2m

Siendo:

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S ' f Abatimiento corregido para el caso de acuífero libre (m)S f Abatimiento debido a pérdidas en la formación del acuífero para

acuíferos confinados (m)m Espesor del acuífero (m)

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INFORMACIÓN BÁSICA

CARRETERA JUANJI - TOCACHE:

Ubicación

La carretera Juanjuí - Tocache tiene una longitud aproximada de 176 km; está ubicado en la región San Martín y se divide en cuatro sub-tramos:

® Sub Tramo I Juanjuí – Campanilla ® Sub Tramo II Campanilla – Pizarrón ® Sub Tramo III Pizana – Pizarrón ® Sub Tramo IV Tocache – Pizana

Lámina 1Mapa del 2do tramo de la carretera Juanjuí - Tocache

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Suelo:

Se consideró un suelo tipo arcilloso - limoso, cuya granulometría es la siguiente:

D15S =0.30mm

D50S =0.80mm

D85S =1.25mm

Para el diseño se consideró un acuífero libre y la profundidad de la napa freática a 0.40 m

Durante su recorrido, ese subtramo presenta serios problemas debido a las precipitaciones y la infiltración de la zona, en la vista 1 puede notarse la alta pendiente que presenta:

Vista N° 1 Plataforma vial con talud inferior en proceso de erosión hídrica

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CÁLCULO HIDRÁULICO:

Características hidrodinámicas

- Coeficiente de permeabilidad:

K=2×10−4 cm / s (arena limosa)

- Espesor del acuífero:

H=10m (asumido)

- Transmisividad hidráulica:

T=KH

T=2×10−4×10100

=2×10−5m2/s

- Coeficiente de almacenamiento:

S=0.03 (para acuífero libre)

- Condiciones constructivas:

C=1500 s2/m5

- Precipitación:

P=1438.1mm /año

P=3.94mm/dia

- Factor de escurrimiento:Según tablas:

z=0.00058

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- Distancia carretera :Según progresivas: en fotografías

13+080 ® 13 + 220, distancia = 140 m

- Área de escurrimiento:

Considerando una elevación desde la carretera hasta la cima de la montaña de 15 m y un ancho de carretera de 10, y tomando un dren cada 14 m, tenemos un área de:

A=350m2

- Calculo de escurrimiento diario:

Q=A . z

Q=840×0.000581000

=2.03×10−4m3/ s

Procedimiento de diseño hidráulico

- Diámetro del pozo:

Qdiseño=2.03x 10−4m3/ s

Diámetro=6”≈0.15m

Radio=0.075m

- Longitud de rejilla:

1/3H<Lr<1/2H

3.3<Lr<5

Consideramos: Lr = 4m

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- Abatimiento total

SP=BQ+CQn

BQ=S f+S i+Sb+S pp+Sd+Sr

- Abatimiento por perdida en la formación del acuífero (Sf)

S f=0.183×Q

Tlog❑( 2.25×T ×t

r2×S )S f=

0.183×2.03×10−4

2×10−5 log❑( 2.25×2×10−5×864000.0752×0.03 )S f=0.81

Corrección por ser acuífero libre:

S ' f=0.77

- Abatimiento por perdidas por interpretación con otro pozo (Si)

S i=0.183×QT

log (2.25×T ×t

d2S)

(S i)no seconsidera

- Abastecimiento por condiciones de borde (Sb)

Sb=0.183×QT

log( 2.25×T× t

(2db)2S)

(Sb)nose considera

- Abatimiento por penetración parcial en el acuífero. (Spp).

Spp= Q2πT

x1−pp

x ( α .Lrr

)siendoP=LrH

,e=L/H

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L= H2

−Lr=1⇒e=0.1

P= LrH

=0.4

Luego:

∝=0.32

Spp= Q2πT

x1−pp

x ( α .Lrr

)

Spp=0.69

- Abastimiento por perdida debido a desagüe (Sd):

Sd= sf 2

2

Sd=0.30

- Recuperación del abatimiento por fuente de recarga:

Sr=−0.183×QT

log ( 2.25×T ×t

(2dr )2S)

(Sr)no seconsidera zona de lluvia

- Perdida de carga por turbulencia con aspectos constructivosCQn(n=2)

CQn=1500 x (2.03 x10−5)2

CQn=6.18×10−7 se desprecia

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- Abastecimiento total: (Sp)

βq=Sf +Si+Sb+Spp+Sd+Sr=1.76

Sp=1.76

Ubicación del nivel dinámico:

ND = NE +Sp DATOS:

ND = 0.40 + 1.76 NTN (terraplen) = 420msnm

ND = 2.16 m (por debajo del NTN) NE = 419.60msnm (0.20m)

Radio de influencia

Ra=1.5√T ×tS

Ra=11.38m

distancia desde el centro del pozo hasta el limite del cono de depresión.

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Material filtrante

Para facilitar el flujo del agua hacia el tubo perforado

D15F ≥5D15

5

D15F ≥5(0.30)

D15F ≥1.5mm

Para evitar evitar la migración de partículas finas del material por proteger hacia los huecos del material filtrante.

D15F ≤5D85

5

D15F ≤5(1.25)

D15F ≤6.25mm

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RECOMENDACIONES Y SUGERENCIAS:

Para el diseño de pozos tubulares de alivio en la zona de la carretera Juanjui – Tocache se debe seguir las siguientes recomendaciones:

- Método de perforación: El método más recomendable es perforación a rotación.

- Entubado y/o revestimiento: Por tratarse de un pozo tubular se realizará el entubado mediante tuberías de PVC de 6” clase 15.

- Diámetro de perforación: Los pozos son perforaciones verticales de orden de 60 cm de diámetro dentro de los cuales se coloca un tubo perforado de 15 cm de diámetro.

- Diámetro interno de la rejilla: Para un gasto máximo de 5 l/s corresponde un diámetro de filtro de 6”

- Longitud de la rejilla: Como ya se ha definido anteriormente la longitud de la rejilla es de 4 m.

- Abertura de las ranuras de las rejillas: La determinación de las aberturas de la rejilla se realizará con el análisis granulométrico del material que se extrae de la excavación del pozo, por lo tanto este será determinado durante la construcción del mismo.

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