PRESENTACIN

El presente trabajo tiene la finalidad de solucionar el problema de las aguas fluviales que se presentan en el jr. Tngales. Con la finalidad de solucionar la erosin de la va, contaminacin por aguas servidas, etc. Con una nueva proposicin del diseo del canal.Para lo cual se realiz estudios previos del diagnstico del jr. Se realiz estudios hidrolgicos, se realizaron estudios de caudales por mtodos de CIA y seccin pendiente y tambin se realiz el estudio de la hidrulica de canal actual y a futuro.

RBOL DE PROBLEMAS CAUSAS - EFECTOSAUTORIDADES MUNICIPALES Y LOCALES DESPREOCUPADASBACHES Y DESNIVEL DE LA VIACARENCIA DE UNA VIA ASFALDADESACERTADO ESTUDIO DEL USO ACTUAL DE SUELOCARENCIA DE UN DISEO ADECUADO CANAL FLUVIALCAUSASCONTAMINACION DEL CANAL POR AGUAS SERVIDAS MALESTAR DE LOS USUARIOS DEL CANAL Y LA VIA DEBIDO AL INADECUADO DISEO.

DESTRUCCIN DE VEICULOS Y MALESTAR DE LOS USUARIOSUDAD DE TINGO MARIA DETERIORO PREMATURO DEL Jr.PRDIDA DEL SUELO DE LA VIA POR EROSINNO HAY PROYECTOS DE MEJORAMIENTO DEL AA.HH.DESTRUCCIN DE VEHICULOS Y MALESTAR DE LOS USUARIOSVIA CON ENCHARCAMIENTOSEFECTOSPROBLEMAEFERMEDAD POR EL VERTIMIENTO DE AGUAS SERVIDAS AL CANAL ACUMULACIN DE DESPERDICIOS SOBRE EL CANAL

I. IDENTIFICACIN1.1. DIAGNOSTICO SITUACIONAL DEL DRENAJE DE AGUAS FLUVIALESEl drenaje de aguas fluviales en la ciudad de Tingo Mara es un problema constante que genera molestias en pobladores, les ocasiona incomodidad en labores cotidianas y tienen que soportar dichos fenmenos casi constantes.Esta situacin se pudo observar al realizar la verificacin del Jr. Tngales, localizado en el AA.HH.Buenos Aires, en la actualidad la urbanizacin se encuentra en pleno desarrollo.El factor determinante de la escorrenta superficial son las precipitaciones intensas, problema para los pobladores y los transportistas ya que el drenaje fluvial erosiona el suelo de la va debido a que el Jr. Tngales no cuenta con va asfaltada, causa de ello hay desnivel.

1.1.1. Perdida de suelos por erosin en la va sin asfaltar del Jr. Tngales La prdida de suelos es constante producida cada vez que se presentan precipitaciones intensas de consideracin, generando desnivel en la va.Foto N1

Fuente: propia

1.1.2. Vertimiento de aguas servidas al canal.En la actualidad los pobladores del Jr. no cuentan con un desage instalado por lo que hacen doble uso del canal fluvial al verter sus aguas servidas.Foto N2

Fuente: propia1.1.3. Condiciones actuales del canal.El canal en la actualidad se encuentra en psimas condiciones, hay tramos del canal construido en concreto, tramos con tuberas de alcantarillas, canal natural. Todo ellos en mal estado.Foto N3Canal natural en malas condiciones.

Fuente: propiaFoto N4Canal de concreto en psimas condiciones.

Fuente: propia

Foto N5Canal en tuberias en mal estado y acumulacion de basura

Fuente: propia

1.1.4. Condicin de las Vas y puentes.La va en la actualidad se encuentra en un estado regular, pero lo contrario sucede con un puente que est sobre dicho canal. La va carece tambin de sumideros bien diseados en algunos puntos estratgicos de diseo.Foto N6

Fuente: propiaFoto N7 Sumidero sobre el canal diseado empricamente para filtrar el agua de la precipitacin

Fuente: propia

1.2. PROBLEMA GENERAL.

1.2.1. Destruccin de vehculos, molestias de los pobladores y erosin de la va producto de la escorrenta.Tingo Mara es una ciudad que se ubica a 662 m.s.n.m de acuerdo a la informacin de la estacin meteorolgica de la universidad nacional agraria de la selva, segn la clasificacin de las 8 regiones naturales del Per establecido por Javier Pulgar Vidal la zona de Tingo Mara pertenece a la regin denominada Rupa Rupa que es una clasificacin que realiza dicho autor a regiones pertenecientes a la selva alta, un antecedente de mucha importancia, debido a que las precipitaciones son constantes y muy intensas.La precipitacin anual est comprendido entre los valores de 3400 3600 mm/ao. Debido a ello la escorrenta superficial que se genera es a razn de la precipitacin por lo que hace falta un canal para evacuar dichas aguas en el Jr. Tngales perteneciente al AA.HH. Buenos Aires, provincia de Leoncio Prado ciudad Tingo Mara.

1.3. CAUSAS QUE GENERAN EL PROBLEMA CENTRAL

1.3.1. Causas directa: entre las causas directas se han identificado las siguientes.Existen secciones del canal en condiciones criticas identificados, el canal deberia ser el encargado de evacuar las aguas producto de las precipitaciones y otros.Pero en la actualidad algunas aguas circulan por la via generando erosion del suelo.

1.3.2. Causas indirectas: Autoridades municipales y locales despreocupadas. Baches y desnivel de la via. Carencia de un diseo adecuado canal fluvial. Desacertado estudio del uso actual de suelo. Carencia de una via asfalda. Contaminacion del canal por aguas servidas.

1.4. EFECTOS Destruccin de vehculos y genera malestar en usuarios. Va con encharcamientos. Deterioro prematuro del Jr. No hay proyectos de mejoramiento del AA.HH. Prdida del suelo de la va por erosin. Acumulacin de desperdicios sobre el canal. Enfermedad por el vertimiento de aguas servidas al canal.

1.5. CONDICIN ACTUAL DE LA INFRAESTRUCTURAActualmente el canal del jr. Tngales se encuentra en psimas condiciones como se pudo observar en diagnstico realizado, tenemos tramos del canal con sedimentos, desperdicios, piedras, etc. Ver anexo (1)Tambin se pudo observar en el diagnstico que el canal actualmente es usado con doble propsito sirve para evacuar aguas fluviales como tambin las aguas servidas de los domicilios ya que el jr. No cuenta con un sistema de desage, debido a ello se pudo observar una contaminacin en el jr. Ya que el canal libre. Ver anexo (2)

II. HIDROLOGIA DE LAS AGUAS SUPERFICIALESDebido a los antecedentes climticos, de acuerdo a la ubicacin geogrfica la ciudad de tingo Mara est ubicada en la regin de la selva alta con altas precipitaciones. Por lo que el jr. Tngales es una de las calles del Asentamiento Humano Buenos Aires que presenta problemas por escorrenta superficial.

2.1. CARACTERISTICAS MORFOMETRICAS DE LA CUENCAPara la delimitacin de la microcuenca se observ en el diagnostico las direcciones de los flujos de la escorrenta.Se determin el punto de aforo del canal, como tambin el punto ms alto de la microcuenca (carretera Tingo Mara - Hunuco). Ver anexo () mapa catastral del rea de estudio.

2.2. USO ACTUAL DEL SUELO, COEFICIENTE DE ESCORRENTIAEl uso actual de la tierra que se pudo observar al realizar el diagnstico es una zona urbana con construcciones de material noble, va sin asfaltar y algunas parcelas lotizadas sin construccin. Tal como se indica en el mapa de uso actual de suelo.Por tal motivo para determinar el coeficiente de escorrenta promedio se utiliz la tabla proporcionada por el ministerio de transporte y comunicaciones.

Cuadro N 1. Coeficiente de escorrenta mtodo racional.

Fuente: ministerio de trasporte y comunicaciones - Per

2.3. INTENSIDADES MAXIMAS A DURACIONES Y PERIODOS DE RETORNOPara el clculo de las intensidades mximas se utiliz los registros de precipitacin que fueron registrados en la estacin meteorolgica Jos Abelardo Quiones producto de un trabajo de investigacin del CIUNAS. La finalidad del estudio de las intensidades mximas y periodos de retorno es para poder disear el canal y su tiempo de duracin de la infraestructura.Cuadro 2. Intensidades mximas para 5, 10, 20,25 y 100 aos de tiempo de retorno (Gumbel).Tr (Aos)Intensidad mxima (mm/h)

103060120240

557.4144.6430.9918.849.95

1068.0153.8438.2023.7112.35

2078.1862.6745.1228.3814.65

2581.4165.4747.3129.8615.38

5091.3574.1054.0734.4217.63

100101.2182.6660.7838.9519.87

Fuente: articulo del CIUNAS.

2.4. CAUDALES MAXIMOSLa finalidad del clculo de caudales maximos radica en hallar el caudal actual por el mtodo de seccin pendiente (Manning), entre otros y el mtodo del CIA para determinar caudales futuros lo que nos interesa para el diseo del canal.Cuadro 3. Caudales actuales por los tres mtodos siguientes.Calculo de Caudales

MtodosQ

Mtodo racional0.15

Manning0.16

Mac Math0.27

Al realizar los clculos de los caudales por los tres mtodos se puede observar que el mtodo racional y Manning son semejantes actualmentePero ms adelante cuando el jr. Se desarrolle el coeficiente C ser impermeable debido al acabado de las pistas y veredas con ello la escorrenta aumentara produciendo un caudal mayor al actual.Cuadro 4. Tipos de tiempo de concentracin por los mtodos siguientesClculos de Tiempo de Concentracin

MtodosTc

Kirpich 19405.29

California CulvertsPractice 19425.33

Federal AviationAdministration197021.25

California culverts es el mtodo modificado de Kirpich para el clculo de pequeas cuencas.El mtodo que se deber utilizar en este trabajo es el mtodo de Kirpich de acuerdo al sistema de clasificacin de suelos. (SCS).

III. HIDRAULICA DEL CANAL

3.1. ELEMENTOS GEOMETRICOS

A) ACTUALESCanal Rectangular

elementosUnidades (m)

Y0.2

T1.06

S0.023

b1.06

n0.055

A0.2120

P1.4600

R0.1452

v0.7618

E0.2296

Tipo de flujoSub critico

Cuadro 5. Elementos del canal actualmenteFUENTE: ELABORACION PROPIA. FOTO DEL CANAL ACTUALEl canal actualmente posee dichos elementos geomtricos con los cuales se calcularan el caudal actual por el mtodo de Manning.

B) PROPUESTOSCuadro 6. Elementos del canal Propuesto.Canal rectangular

Elementos unidades

Y0.3

T0

S0.023

b1

n0.012

A0.2500

P1.5000

R0.1667

FUENTE: ELABORACION PROPIA. IMAGEN DEL CANAL PROPUESTO

Los elementos geomtricos se proponen a partir del caudal a futuro, cuando en la zona se construya ms viviendas en algunos lotes actualmente desocupados, cuando posean una pista asfaltada y veredas acabadas. Es decir con coeficiente C distinto al actual.

3.2. CAUDAL DE DISEO (Q)

A) CAUDAL DE DISEO (EXISTENTE)

METODO SECCION PENDIENTECuadro 7. Caudal actual segn el mtodo seccin pendiente.rea0.2120

Radio Hidrulico0.1452

n0.055

s0.023

Q (mximo m3/s)0.1615

El caudal de diseo existente actualmente mediante el mtodo de Manning es de 0.01615m3/s METODO RACIONALCuadro 8.Caudal actual segn el mtodo racional.Calculo de Caudales

MtodosQ

Mtodo racional0.15052

El caudal actual calculado por el mtodo racional es de 0.15052 m3/s tomando como valores para el clculo C =0.52, I = 81.41 y rea = 1.28 haAl realizar los clculos por los dos mtodos anteriores se hall caudales similares.

Cuadro 9.Comparacion de caudales por los mtodos siguientes.METODOSQ (M3/S)

Seccin pendiente0.1615

mtodo racional0.1505

B) CAUDAL DE DISEO (PROPUESTO)

METODO RACIONALCuadro 10. Caudal segn el mtodo racional.C0.84

A (Ha)1.28

I (Tr=25)81.4

Valor360

Q (mximo m3/s)0.2431

Cuadro 11.comparacion de caudales actuales y caudales propuestosCAUDAL DE DISEOQ (M3/S)

EXISTENTESeccin pendiente0.1615

Racional0.1505

PROPUESTORacional0.2431

Al realizar la comparacin de caudales se puede observar un incremento de 0.0926 para el caudal de diseo propuesto.

3.3. SECCION DE MAXIMA EFICIENCIA HIDRAULICA

A) SECCIONES ACTUALESPara la seccin de mxima eficiencia hidrulica en condiciones actuales se us Q = 0.1615, Z = 0, n = 0.055 y S = 0.023.

Canal rectangular mxima eficiencia

elementosUnidades (m)

Y0.3164

T0.6328

b0.6328

A0.2002

P1.2656

R0.1582

v0.8066

E0.3496

FROUDE0.4578

Tipo de flujoSub critico

Se puede observar un tipo de flujo sub crtico y una velocidad de 0.8066

B) SECCIONES PROPUESTASCanal rectangular mxima eficiencia

elementosUnidades (m)

Y0.2084

T0.4168

b0.4168

A0.0869

P0.8336

R0.1042

v2.7986

E0.6076

FROUDE1.9573

Tipo de flujoSupercrtico

En el canal propuesto el tipo de flujo se hace sper crtico y la velocidad se incrementa demasiado por lo que se puede hacer una modificacin en el coeficiente de Manning (n) para disminuir la velocidad y corregir el tipo de flujo.

IV. METODOLOGIA Y MATERIALES

4.1. Metodologa.La metodologa para realizar el trabajo consisti en realizar un diagnstico del canal actual, realizar un levantamiento topogrfico para el perfil y tomar medidas geomtricas del canal actual. 4.2. Equipos y materiales. Teodolito con todos los componentes necesarios para el levantamiento. GPS garmin 62 Computadora Programas: AutoCAD, arguis, Hcanales, etc. Libreta de apuntes

V. CONCLUSIN.El caudal de diseo es de 0.2431m3/s el cual va permitir evacuar las aguas de la escorrenta superficial como las aguas servidas, con lo que se podr solucionar los problemas actuales presentes en el jr. Tngales.

VI. ANEXOSAnexo (1) canal con piedras, basura en mal estado

Anexo (2) contaminacin por aguas servidas

Anexo (3) Cuadro de puntos del levantamiento topogrficoPENZD

13906838969240671Descripcin

2390670.9898969233.47672.650629EJE

3390671.2538969230.85672.685517IZQUIERDA

4390669.9848969235.21672.630348DERECHA

5390701.1058969234.74673.060165EJE

6390703.7688969234.48673.482353DERECHA

7390701.098969239.4674.076147IZQUIERDA

8390717.5958969240.22674.379522B

9390739.158969244.46673.549502EJE

10390739.0688969242.56674.354484DERECHA

11390738.6358969249674.495795IZQUIERDA

12390760.1618969247.52673.636252EJE

13390760.2268969245.84674.405623DERECHA

14390759.1288969251.35674.699554IZQUIERDA

15390778.7238969258.82674.950211C

16390775.3358969249.76673.851877EJE

17390764.58969245.35674.617273IZQUIERDA

18390774.998969248.8674.663692DERECHA

19390803.2868969253.67674.644087EJE

20390803.4968969257.71674.746419IZQUIERDA

21390805.6238969256.51674.793826DERECHA

22390827.9188969259.15674.539037EJE

23390828.6018969262.93674.552976IZQUIERDA

24390850.8378969263.84674.021431EJE

25390848.7038969260.46674.707867DERECHA

26390850.4448969265.14674.657018IZQUIERDA

Fuente: elaboracin propia.

Anexo de mapas