FACULTAD DE INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y URBANISMO ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL INFORME DE INVESTIGA
Views 123 Downloads 1 File size 3MB
FACULTAD DE INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y URBANISMO ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
INFORME DE INVESTIGACION “DISEÑO DE DEFENSAS RIBEREÑAS
AUTORES: ZEÑA SEMPERTEGUI WALTER TORRES PEDRAZA HEGGEL SECLEN PEREZ JUAN ZAMORA TERNERO RONAL ALARCON ORTIZ WALTER FUENTE QUEVEDO EDUARDO MARTINEZ SARRIN RENATO
ASESOR: TEPE GASTULO CARLOS CHICLAYO 2016
Contenido DEDICATORIA ................................................................................................................. 4 AGRADECIMIENTO .......................................................................................................... 5 RESUMEN ......................................................................................................................... 6
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 7 CAPITULO I: PROBLEMA DE INVESTIGACION ............................................................... 9 1.1. SITUACION PROBLEMÁTICA ................................................................................ 9 1.2. FORMULACION DEL PROBLEMA .......................... ¡Error! Marcador no definido. 1.3.
DELIMITACION DE LA INVESTIGACION ................ ¡Error! Marcador no definido.
1.4.
JUSTIFICACION E IMPORTACIA DE LA INVESTIGACION ................................... 9
1.5.
OBETIVOS DE LA INVESTIGACION .................................................................... 10
1.5.1 Objetivos Generales ............................................................................................ 10 1.5.2 Objetivos Específicos .......................................................................................... 10 CAPITULO II: MARCO TEORICO.................................................................................... 12 2.1
ANTECEDENTES DEL ESTUDIO ......................................................................... 12
2.2 BASES TEORICAS ............................................................................................... 12 OBRAS FLUVIALES .................................................................................................... 12 1.-DEFENSAS RIBEREÑAS ........................................................................................ 13 Las medidas estructurales ................................................................................. 13 Las medidas no estructurales ............................................................................ 13 Función de represas y reservorios ..................................................................... 13 Aspectos Sociales ............................................................................................. 14 Las obras de defensas ribereñas se pueden realizar para: ....................................... 14 VENTAJAS ............................................................................................................... 15 CARACTERÍSTICAS ................................................................................................ 15 ESPIGÓN ................................................................................................................. 17 DIQUES .................................................................................................................... 17 2.3 DEFINICION DE TERMINOS ................................................................................ 22 2.4 HIPOTESIS .............................................................. ¡Error! Marcador no definido. 2.5 VARIABLES ............................................................. ¡Error! Marcador no definido. CAPITULO III: MARCO METODOLOGICO ..................................................................... 24 3.1 TIPO Y DISEÑO DE INVESTIGACION ................................................................. 24 3.1.1. Área de investigación: ............................................... ¡Error! Marcador no definido. 3.1.2. Diseño De Investigación: ................................... ¡Error! Marcador no definido. 3.2 POBLACIÓN Y MUESTRA: ...................................... ¡Error! Marcador no definido. 3.2.1. Población: ................................................................. ¡Error! Marcador no definido. 3.2.2. Muestra: .................................................................... ¡Error! Marcador no definido. 3.3
PLAN DE RECOLECCION Y PROCESAMIENTO DE FATOS: ............................. 24 CALCULO PARA EL DISEÑO DE UN DIQUE .............................................................. 24
USANDO EL SOFTWAR RIVER ..................................................................................... 38 ANEXOS .......................................................................................................................... 41 CONCLUSIONES ............................................................................................................ 41 RECOMENDACIONES .................................................................................................... 42 LINKOGRAFIA ................................................................................................................. 42 ........................................................................................................................................ 43
DEDICATORIA
El presente trabajo de investigación lo dedicamos: A nuestros padres; a quienes les debemos todo lo que tenemos en esta vida y nos brindan su amor y dedicación .A Dios, ya que gracias a él tenemos esos padres maravillosos, los cuales nos apoyan en nuestras derrotas y celebran nuestros triunfos. A nuestro docente quien es nuestra guía en el aprendizaje, dándonos los últimos conocimientos para nuestro buen desenvolvimiento en la sociedad. Y a todo aquel que esté dispuesto a seguir en la lucha constante de expandir sus conocimientos.
Dedicado también a nuestra Universidad Señor De Sipán, la cual con su amplia biblioteca y su infraestructura moderna ayuda a desarrollar buenos temas de investigación.
AGRADECIMIENTO A todas las personas que de una u otra forma nos proporcionaron los conocimientos necesarios para plasmarlos en este trabajo, ya sea de manera física o virtual, sin ellos nada de esto hubiera sido posible.
RESUMEN Las defensas ribereñas son estructuras construidas para proteger de las crecidas de los ríos las áreas aledañas a estos cursos de agua. La protección contra las inundaciones incluye, tanto los medios estructurales, como los no estructurales, que dan protección o reducen los riesgos de inundación. Las medidas estructurales, Incluyen las represas y reservorios, modificaciones a los canales de los ríos por otros más amplios, defensas ribereñas, depresiones para desbordamiento, etc. Las medidas no estructurales, Consisten en el control del uso de los terrenos aluviales mediante zonificación, los reglamentos para su uso, las ordenanzas sanitarias y de construcción.
Los aspectos sociales, El principal aspecto social que se relaciona con la protección contra inundaciones, es la distribución desigual de los beneficios que se reciben, y los costos que se ocasionan entre las poblaciones afectadas por las medidas tomadas para controlarlas. Las obras de defensas ribereñas se pueden realizar para: -
Una Población
-
Infraestructura de Riego
-
Infraestructura Eléctrica
-
Infraestructura Sanitaria
-
Agricultura
ESPIGÓN, Son estructuras con la finalidad de direccionar el flujo de la corriente, generalmente son utilizados en conjuntos para crear entre ellas zonas de sedimentación y consecuentemente de disposición de material sólido. DIQUES, Dique es un terraplén para evitar el paso del agua, puede ser natural o artificial, por lo general de tierra y paralelo al curso de un río o al borde del mar. Es muro construido para la contención de aguas en mares, ríos y lagos, así como para la formación de presas y embalses.
INTRODUCCIÓN
Los ríos de la costa y sierra del Perú se caracterizan por ser caudalosos en la época de avenidas o lluvias (enero, febrero y marzo) y de poco caudal en la oca de estiaje (abril a diciembre); siendo necesario el conocimiento y aplicación de medidas de prevención y control a fin de prevenir inundaciones. Esto facilita la ejecución de estructuras y obras que permiten proteger la infraestructura vial carreteras, puentes, vías férreas, etc.), la infraestructura hidráulica (tomas, bocatomas, centrales hidroeléctricas), centros poblados y áreas de producción agrícola El presente trabajo contiene definiciones del tema a tratar y sus respectivos cálculos matemáticos, cuya finalidad es presentar las soluciones. Por otro lado ofrece a los estudiantes informaciones técnicas, métodos de cálculo y un ejemplo
para facilitar el diseño. Todo el conocimiento, acumulado en el transcurso del desarrollo del curso, que esta detallado en el presente trabajo. Contiene los resultados correspondientes al “análisis y evaluación de los aspectos relacionados a las vulnerabilidades ante avenidas extraordinarias en los ríos, el cual ha sido elaborado por procesos participativos que se implementaron, con actores que ya han desarrollado estos temas y que nos facilitan el desarrollo del nuestro. En el corto, mediano y largo plazo, teniendo en cuenta aspectos
legales,
económicos y organizacionales este tipo de obras de defensa previenen y ayudan a al colapso de sistemas, como sanitarias, sistemas de riego, sistemas de electrificación y a salvar vidas en lo que se refiere a cuidar a la población ante un desborde de algún rio, aledaño a la comunidad.
CAPITULO I PLAN DE INVESTIGACION
CAPITULO I: PLAN DE INVESTIGACION
1.1.
SITUACION PROBLEMÁTICA
La erosión que tiene lugar en y a través de las corrientes de agua, quebrada u otra de sus formas, ha sido quizás una de las mayormente atendidas en el marco del control de la erosión dadas las serias consecuencias que de ella pueden derivarse sobre el hombre, y en general, sobre el funcionamiento del sistema socio-económico. Entre otras, cabe mencionar las pérdidas de tierra por la divagación de la corriente, las cuales son generalmente las más ricas por su aplicación a los cultivos; el riesgo a inundaciones y pérdidas de vidas humanas y viviendas, en algunos casos producto de tiempos de concentración bajos que caracterizan la fenomenología torrencial (a su vez estrechamente relacionada con los procesos de deforestación en las partes altas de las microcuencas y los tipos de utilización de las tierras); y el desprendimiento y transporte de cantidades apreciables de sedimentos que contaminan aguas de consumo doméstico y que a su vez disminuyen la vida útil de medianos y grandes proyectos, caso de los embalses para la producción de agua y generación de energía.
Las lluvias intensas de enero a marzo en la sierra del Perú provocan cada cierto tiempo catástrofes en las cuencas desprotegidas, causando la erosión e inundación de los suelos con pérdidas económicas, en algunos casos irrecuperables, que afectan la infraestructura existente vial y poblacional, introduciendo un impacto negativo en la vida del hombre. La ocurrencia periódica de precipitaciones extraordinarias ya sea por presencia del Fenómeno del Niño o de otras perturbaciones climáticas, hacen que en el distrito de Pataz en las localidades de “Chagual - Vijus” el cauce del Rio Marañón aumente en volúmenes considerables, estos volúmenes “extras” generan desbordes del río enzonas urbanas y agrícolas de las localidades Chagual-Vijus, y como consecuencia de ello desastres socio económicos y ambientales.
1.2. FORMULACION DEL PROBLEMA ¿Cuáles son los parámetros para el diseño de defensas ribereñas?
1.3.
ALCANCE
Este proyecto de investigación elaborado por alumnos de la Universidad Señor de Sipan está ligado a la rama de ingeniería hidráulica y consiste en determinar los parámetros para el diseño de defensas ribereñas en el distintos ríos del Perú
1.4.
JUSTIFICACION E IMPORTACIA DE LA INVESTIGACION
Los ríos de la costa y sierra del Perú se caracterizan por ser caudalosos en la época de avenida (enero, febrero y marzo) y de poco caudal en la época de estiaje (abril a diciembre); siendo necesario el conocimiento y aplicación de medidas de prevención y control de la erosión de los cauces de los ríos a fin de prevenir inundaciones.
Las medidas de prevención y control de la erosión e inundaciones de los ríos facilitan la ejecución de estructuras y obras que permiten proteger la infraestructura vial (carreteras, puentes, vías férreas, etc.), la infraestructura hidráulica (tomas, bocatomas, centrales hidroeléctricas), centros poblados y áreas de producción agrícola.
1.5. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION
1.5.1 Objetivos Generales Proteger las márgenes de un rio contra erosiones Recuperar terrenos ribereños Controlar el transporte de sólidos Almacenar o derivar agua Laminar las crecidas Evitar el colapso de edificaciones de una comunidad por efectos de un evento extraordinario
1.5.2 Objetivos Específicos Promover la participación de instituciones y organizaciones públicas y privadas, regionales y locales; en el análisis y formulación del diagnóstico, en la identificación de las vulnerabilidades y aspectos críticos relacionados con las defensas. Identificar las zonas críticas de los cauces principales y secundarios de las cuencas. Contar con información que sirva de base para la identificación de proyectos de defensas ribereñas. Sensibilizar a representantes de las organizaciones de usuarios e instituciones vinculadas a actividades de defensas ribereñas respecto a la necesidad de concertar acciones. Conocer y hacer bien el trabajo matemático, que conlleva a desarrollar temas respecto a GUMBEL I, LOG. PERSON I, II Y III, entre otros. Construcciones de Diques, espigones y hacer descolmataciones.
CAPITULO II MARCO TEORICO
CAPITULO II: MARCO TEORICO
2.1 ANTECEDENTES DEL ESTUDIO NACIONAL:
Nombres y apellidos.- Marina Isabel Olivos Rojas Titulo. "Estudio de defensas ribereñas del tramo urbano del río Tumbes” RESUMEN La presente tesis describe el comportamiento, características y problemática del río Tumbes, mostrando la información básica necesaria para desarrollar el estudio: hidrología, hidráulica, topografía, sedimentología, geología y geotecnia; la cual contempla todos los parámetros hidrológicos, sedimentológicos e hidráulicos que tienen influencia sobre en el funcionamiento de la estructura de protección. Muestra una metodología para diseñar un buen sistema de protección. Describe los sistemas de protecciones ribereñas más usados en el mundo.
INTERNACIONAL:
Nombres y apellidos.- ELIOSKA GALANTON M. Titulo. “DESCRIPCION DE LAS DEFENSAS RIBEREÑAS” Objetivo General: -
Describir los tipos de defensas que se deben utilizar para proteger estructuras cercanas al río.
Objetivos Específicos:
-
Identificar los tipos de defensas. -
Señalar los materiales adecuados a utilizar en los diferentes tipos de defensas.
-
Indicar a que distancia se deben colocar estas protecciones.
-
Nombrar una aplicación práctica.
2.2 INDICADORES
reconocimiento del área
levantamiento topográfico
estabilización del suelo
diseño de la uña
consideraciones geotécnicas de la uña
Dimensionamiento de la defensa ribereña
2.3 BASES TEORICAS OBRAS FLUVIALES Por obra fluvial se entiende toda aquella estructura, construida dentro del cauce de un río, cuya finalidad sea encauzar, corregir o controlar el curso natural del agua.
Las obras fluviales pueden ser básicamente en dos tipos 1. Defensas ribereñas 2. Obras transversales
DEFENSAS RIBEREÑAS De acuerdo al Ministerio de Economía y Finanzas, Dirección General de Programación Multianual del Sector Público- DGPM - Guía Metodológica para Proyectos de Protección y/o Control de Inundaciones en Áreas Agrícolas o Urbanas cuya autora es la Ing. Teresa Velásquez Bejarano 2006, encontramos el siguiente párrafo: En la Resolución Ministerial No 1135-2006-AG del 31 de Agosto de 2006, es posible apreciar en el considerando los criterios sobre las Obras de Defensa y Encauzamiento. “… Que, en virtud del artículo 43º del referido Reglamento, constituyen obras de defensa las que se ejecutan en las márgenes de los cursos de agua, en una o ambas riberas, para proteger las tierras, poblaciones, instalaciones y otras, contra las inundaciones y la acción erosiva del agua y conforme al artículo 47º, son obras de encauzamiento las que se ejecutan en Pág. 20 las márgenes de los ríos en forma continua, para formar un canal de escurrimiento que permita establecer el cauce del río o quebrada dentro de una zona determinada; agrega que en principio, las obras de encauzamiento tienen prioridad sobre las de defensa para la solución integral de los problemas creados por avenidas extraordinarias. Así mismo, de acuerdo al Reglamento de la Ley de Recursos Hídricos Ley Nº 29338 encontramos la siguiente definición en el Capítulo III - Encauzamiento de cursos de agua y defensas ribereñas - Artículo 223°.- Obras de encauzamiento y defensa ribereñas. 223.1 Constituyen obras de encauzamiento las que se ejecutan en los cauces y riberas, con la finalidad de estabilizar el curso de las aguas. 223.2 Las obras de defensa ribereñas son las obras de protección de poblaciones, infraestructura de servicios públicos, tierras de producción y otras contra las inundaciones y la acción erosiva del agua.
Artículo 224º.- Autorizaciones para las obras de encauzamiento y defensa ribereña. Los estudios y encauzamiento obras para el y defensa ribereñas, deberán contar con las autorizaciones correspondientes por parte de la Autoridad Administrativa del Agua y deberán ser coordinadas con el Sistema Nacional de Defensa Civil. Finalmente de acuerdo al Libro Manejo de cuencas Alto andinas tomo 2, del Ing. Absalón Vásquez. Las defensas ribereñas son estructuras construidas para proteger el desborde del río y la erosión ya sea producto de avenidas normales o extremas en función del desplazamiento del lecho del río. Las medidas de prevención y control de erosión en los cauces de los ríos y riberas son: medidas agronómicas y medidas estructurales. Las medidas estructurales permanentes incluyen diques enrocados, enrocados con roca al volteo , enrocado con roca colocado, estructuras de concreto, presas de regulación, gaviones. Las medidas temporales se tienen espigones, rayados o terraplenes y limpieza de cauce. Las medidas no estructurales consisten en medidas agronómicas: defensas vivas naturales, defensas vivas forestadas. La forma y el material empleado en su construcción varía, fundamentalmente en función de: los materiales disponibles localmente y el tipo de uso que se da a las áreas aledañas. En el presente proyecto de acuerdo a los conceptos revisados podemos concluir que una Defensa Ribereña es una estructura construida para reducir los riesgos de inundaciones y/o erosión de las riberas de un río con la finalidad de proteger poblaciones, infraestructura de servicios públicos o privados así como tierras agrícolas o similares que signifiquen pérdidas económicas sustanciales.
2.4.1 CARACTERISTICAS DE LOS PROYECTOS DE DEFENSAS RIBEREÑAS Como características principales podemos mencionar que son estructuras construidas para proteger de las crecidas, erosiones de los ríos y recuperación de tierras. Se utilizan materiales principalmente de río como piedra, roca y otros similares, revisten gran importancia para los pobladores - socialmente sensibles, requieren altas inversiones, regular complejidad en su ejecución, la formulación del estudio requiere profundo conocimiento de las características de la cuenca, las obras fluviales generalmente son complejas, desde el punto de vista operacional y de mantenimiento, debido a la presencia
de agua que dificultad su acceso, los ríos son ecosistemas delicados, que pueden desestabilizarse totalmente a consecuencia de intervenciones inadecuadas.
2.4.2 CRITERIO DE DISEÑO Los criterios básicos de diseño son: Geomorfología del río Disponibilidad de materiales, maquinaria y mano de obra en la zona. Evaluar la combinación del tipo de obra de acuerdo a las necesidades de protección, tecnología más adecuada según el caso y canteras Optimización estructural y económica Basarse en las recomendaciones de las normativas, Guías y Manuales vigentes. Capacidad de aporte y mantenimiento de los beneficiarios Ubicación climática del proyecto (Altitud) Periodo de ejecución del proyecto (Lluvias, Secas)
2.4.3 USO DE LAS DEFENSAS RIBEREÑAS
Las defensas ribereñas dependen de la cuenca de construcción, ya que la geomorfología de la costa no es la misma que la de la sierra o de la selva. Sin embargo, en general todos cumplen las mismas funciones: Reducir la velocidad de la corriente cerca de la orilla.
Desviar la corriente de la orilla cuando ocurren desbordes.
Prevenir la erosión de las márgenes del río.
Establecer y mantener un ancho fijo para el río.
Estabilizar el cauce fluvial.
Controlar la migración de meandros.
2.4.4 TIPOS DE DEFENSAS RIBEREÑAS Las defensas ribereñas, son estructuras construidas en las márgenes de los ríos para evitar procesos de erosión y desbordamiento. En general pueden ser de dos tipos: no estructurales y estructurales. 2.4.4.1 Las medidas estructurales Consisten en estructuras diseñadas sobre la base de los principios de la ingeniería. En el aspecto de diseño se toma en cuenta la hidrología e hidráulica fluvial. En la hidrología, es necesario considerar los registros hidrológicos (descargas de los ríos) y la frecuencia con las que estas se producen. Por lo general se recomienda 50 años de registro, anteriores al año de ejecución, para determinar el periodo de retorno y la descarga máxima de diseño. En hidráulica, se debe recabar datos en lo concerniente a pendiente sección estable, tirante. Sedimentación, socavación, etc.; elementos básicos para realizar el diseño de la estructura. Incluyen las represas y reservorios, modificaciones a los canales de los ríos por otros más amplios, defensas ribereñas, depresiones para desbordamiento, cauces de alivio, obras de drenaje y el mantenimiento y limpieza de los mismo para evitar que se obstruyan. 2.4.4.1.1 PERMANENTES DIQUES ENROCADOS: Estructura conformada sobre la base de material de rio dispuesto en forma trapezoidal y revestido con roca pesada en su cara húmeda.
Pueden ser continuos o tramas priorizados donde se presenten flujos de agua que actúan con gran poder erosivo. Las canteras de roca deben ser de buena calidad y estar ubicadas lo mas no posible a la zona de trabajo.
ENROCADO CON ROCA AL VOLTEO Son estructuras revestidas con roca pesada al volteo p colocada en forma directa por los volquetes, pudiendo ser en forma parcial, solo la cara húmeda o en forma total, uña y cara húmeda. El volumen de roca empleado es mayor y su talud de acabado no es muy estable. ENROCADO CON ROCA COLOCADA Cuando la roca es colocada con la ayuda de un cargador frontal, excavadora o pala mecánica, en la uña y cara húmeda del terraplén. El volumen de roca empleado es menor y el talud que se logra es estable.
ESTRUCTURAS DE CONCRETO Estas obras son construidas sobre la base de concreto y sirven para la protección de la acción erosiva del rio. Sobresalen, dentro de estas obras, los muros de encauzamiento; destacándose los siguientes:
a) Muros de concreto ciclópeo Son de forma longitudinal, de dimensiones variables en función al caudal máximo de diseño y el nivel
de
socavación.
Son
construidos con material de rio.
b) Muros de concreto armado Construidos con armadura de fierro y son de dimensiones menores que los muros de concreto ciclópeo.
c) Dados Son cubos de concreto de 1.0 a 1.5 m de lado, construidos in situ y superpuestos entre si con empleo de maquinaria pesada. Se utiliza material de rio. TETRAPODOS Son estructuras individuales que se asemejan a un “Yack” por apoyarse en sus cuatros brazos. Son empleados como disipadores de energía y permiten un control de la erosión hídrica.
LOSAS Son de concreto armado que se colocan en la cara húmeda del dique trapezoidal y espaciados entre sí.
COLCHONES
Son estructuras hechas en base de malla de alambre galvanizado, de espesor variable y que se colocan en la cara húmeda del dique.
Los diques en estudio son estructuras que evitan que el agua salga del cauce e inunde extensas áreas.
Se tienen de tierra, enrocados con núcleo impermeable Los diques de tierra y enrocado tienen la ventaja de que son económicos y se aprovechan los materiales del lugar Un dique de tierra de cualquier altura requiere de un ancho de base grande, y algunas veces no se puede construir en ciudades, por el espacio que ocupan, se recurre en estos casos a los diques de concreto
Fallas De Los Diques Principalmente los diques pueden fallar por: Erosión frontal directa debido a la corriente, generalmente en la zona expuesta, y es más común en los suelos poco cohesivos Erosión directa del terreno que sigue al desbordamiento Fenómenos de tubificación Deslizamiento o hundimiento de las márgenes causado por la filtración Colapso parcial o total del dique por aumento de la presión del agua en los estratos Fallas de cimentación Factores que influyen en el diseño Tipo de suelo de cimentación Material utilizado Máximo nivel de agua durante la ocurrencia de la avenida de diseño Grado de protección requerido Diseño de diques El diseño de un dique consiste de: Determinación de la altura
Determinación del ancho de corona Estudio de la cimentación Determinación de los taludes laterales, análisis de estabilidad Drenes Revestimientos de protección Protección al pie del talud
TIPOS DE DIQUES Diques artificiales Los diques artificiales pueden ser utilizados para: •
Prevenir la inundación de los campos aledaños a los ríos o mares; sin embargo también se utilizan para encajonar el flujo de los ríos a fin de darle un flujo más rápido.
Son conocidos como diques de contención. •
Proteger determinadas áreas contra el embate de las olas.
•
Forman caminos integrando un orden vial
Diques de contención •
Estos diques tradicionalmente son construidos, amontonando tierra a la vera del río. Amplio en la base y afilados en la cumbre, donde se suelen poner bolsas de arena.
•
En el altiplano andino, particularmente en la región peruana, antiguamente se construían con "champas", trozos cuadrados de tierra vegetal, de unos 30 x 30 cm, con un espesor variable de unos 15 cm. Estas champas, sin eliminar la vegetación se colocaban invertidas, con la intención de que la vegetación al crecer, sobre todo en los bordes libres, consolidaría la estructura. Lamentablemente se ha verificado que el procedimiento no se ha demostrado muy eficiente, y se están lentamente sustituyendo estas estructuras de tierra por estructuras construidas técnicamente.
•
Modernamente los diques de defensas ribereñas son construidos siguiendo los criterios técnicos modernos para estructuras de tierra, y en muchos casos su estructura es compleja, comprendiendo una parte de soporte, un núcleo impermeable y drenes de pie para minimizar el riesgo de rupturas.
Diques rompeolas •
Defensa ribereña construida con champas. Son estructuras artificiales creadas mediante superposición de capas de elementos de diferentes granulometrías y materiales encaminada a reducir la cantidad de energía proveniente del oleaje que entra en un lugar que se quiere abrigar, por ejemplo un puerto. Contrariamente a los diques de contención, no tienen una función de impedir la filtración del agua.
Existen diferentes tipologías de diques
En talud
Vertical
Flotante
Los diques en talud.- tradicionalmente se han construido mediante un núcleo de todo uno, encima del cual se superponen capas de elementos de tamaño creciente separados por capas de filtro. Actualmente, los elementos mayores (que conforman los mantos exteriores) son piezas de hormigón en masa de diferentes formas (cubos, dolos, tetrápodos, etc), que sustituyen a la escollera. Los diques en talud resisten el oleaje provocando la rotura del mismo. Los diques verticales.- están formados por cajones de hormigón armado que se trasladan flotando al lugar de fondeo y se hunden, para después rellenarlos con áridos, de forma que constituyan una estructura rígida. Las ventajas de este tipo de diques son que para una misma profundidad, requieren mucho menos material que los diques rompeolas, y que se pueden prefabricar. Diques naturales.-Un dique natural resulta del depósito de material arrastrado por el río en el borde del mismo, durante las inundaciones. Esto va causando, progresivamente, la elevación de la ribera, esto causa más inundaciones.
2.4.4.1.2 TEMPORALES Son estructuras construidas eventualmente y generalmente duran un periodo de avenida, de costos relativamente bajos, y su construcción no requieren de mayor especialización. Su finalidad es desviar el flujo del agua de los terrenos de cultivo. Dentro de estas estructuras temporales se tiene: ESPIGONES
Obras fluviales deflectoras, también denominadas espigones, son estructuras con una finalidad de direccionar el flujo de la corriente, evitando que la fuerza de las aguas impacten los márgenes. Generalmente son utilizados en conjuntos para crear entre ellas zonas de sedimentación y consecuentemente de disposición de material sólido, reconstituyendo de esta forma, márgenes ya afectados por la erosión. espigón, rompeolas o escollera es una estructura no lineal construida con bloques de roca de dimensiones considerables, o con elementos prefabricados de hormigón, (cubos, paralelepípedos, dolos y tetrápodos), son colocados dentro del agua, en ríos, arroyos o próximos a la costa marítima, con la intención de aumentar el flujo en varias direcciones determinadas, reducir el oleaje o evitar la decantación de arena.
RAYADOS O TERRAPLENES Consiste en la acumulación de material de rio mediante maquinaria pesada, por lo general tractores de oruga. Esta acumulación se efectúa con el objeto de desviar el flujo y proteger de terrenos de cultivo. El material arrimado generalmente toma la forma trapezoidal con las dimensiones de 15 m de base mayor por 4 m de corona y alturas variables de 2.0 a 2.5 m en función al caudal estable. El material acumulado no es compactado. En otros casos solo se acumula frente a los terrenos de cultivo, tratando de profundizar el cauce.
2.4.4.2 Las medidas no estructurales Consisten en el control del uso de los terrenos aluviales mediante zonificación, los reglamentos para su uso, las ordenanzas sanitarias y de construcción, y la reglamentación del uso de la tierra de las cuencas hidrográficas para no ocupar los cauces y terrenos aluviales de ríos y ramblas con edificaciones o barreras. La forma y el material empleado en su construcción varía, fundamentalmente en función de: Los materiales disponibles localmente El tipo de uso que se da a las áreas aledañas. Generalmente en áreas rurales se usan diques de tierra, mientras que en las áreas urbanas se utilizan diques de hormigón. •
Función de represas y reservorios En cuanto al control, es la de reducir los caudales picos, que ingresan a un área propensa a inundaciones. La operación de un reservorio para controlar inundaciones es muy diferente al de funcionamiento hidroeléctrico, o para riego. En vez de mantener altos los niveles de agua, a fin de tener una mayor carga hidrostática o fuente de agua para riego, su operación para controlar las inundaciones requiere que se mantengan bajos los niveles de agua, antes y durante la temporada de inundaciones, para tener la capacidad de almacenar las crecientes de agua.
•
Aspectos Sociales El principal aspecto social que se relaciona con la protección contra inundaciones, es la distribución desigual de los beneficios que se reciben, y los costos que se ocasionan entre las poblaciones afectadas por las medidas tomadas para controlarlas. Cuando los usos tradicionales de los terrenos aluviales para la pesca, la agricultura, o la ganadería,
dependen de los ciclos naturales de inundación, estos se interrumpen debido a las medidas tomadas para proteger las otras comunidades (a menudo urbanas), a fin de controlar las inundaciones, y los campesinos no reciben la compensación adecuada por las pérdidas causadas Las obras de defensas ribereñas se pueden realizar para:
•
Una Población
Infraestructura de Riego
Infraestructura Eléctrica
Infraestructura Sanitaria
Agricultura
Dependiendo de la situación local y de su finalidad, pueden ser diversificadas en estructura gruesa (IZQUIERDA) y estructura delgada (DERECHA). La primera protege la orilla contra la erosión y actúa como contención, confiriendo estabilidad al talud natural. La segunda es usada para revestir la orilla, natural o artificial, ya estable, oportunamente perfilada, protegiéndola contra la erosión.
VENTAJAS
Estructuras de bajo impacto ambiental y de fácil construcción
Obras con excelente relación costo/beneficio y socialmente correctas
Para la protección y recuperación de las márgenes
Para el control de las crecidas y del material de arrastre
Estructuras flexibles, permeables y resistentes
Fácil integración con el medio ambiente
Permiten la construcción en presencia de agua
No requieren fundaciones profundas
Utilizan piedras disponibles in situ
CARACTERÍSTICAS •
En los cauces de ríos, difícilmente el terreno es de buena calidad. En estas condiciones las soluciones tradicionales requieren onerosas fundaciones profundas con
consiguientes
complejas
ex
cavaciones y operaciones de bombeo. En estas situaciones las soluciones flexibles, que permiten a la estructura acompañar pequeños asentamientos diferenciales sin perder eficiencia, son las que presentan la mejor relación costo/beneficio inicial y el menor costo de mantenimiento. •
En muchos casos el río es una extensión de la napa freática. No es aconsejable interferir en el equilibrio existente ya que esto podría tener graves consecuencias en la región. Para evitar este problema es aconsejable usar soluciones altamente permeables y drenantes, que permitan el libre flujo de las aguas de percolación e infiltración, aliviando también el empuje hidrostático actuante sobre las estructuras.
•
Las obras en los ríos en general requieren grandes
inversiones
importancia para locales.
Por
esta
y
revisten los
gran
habitantes
razón deben ser
resistentes y de larga vida útil.
•
Las obras fluviales generalmente son complejas,
desde
el
punto
de
vista
operacional, debido a la presencia de agua, dificultad de acceso y variaciones repentinas de caudal. Por esta razón son indicadas las soluciones en gaviones y geo sintéticos. •
La facilidad de construcción es también un importante factor social, al permitir la utilización de mano de obra local, permitiendo hasta la construcción en régimen comunitario.
•
La posibilidad de construir la obra en etapas, debido a necesidades técnicas o económicas, representa también un factor a veces decisivo, no solamente para el proyectista, sino principalmente para el financiador de la obra.
•
Los ríos son ecosistemas delicados, que pueden desestabilizarse totalmente en consecuencia
de
intervenciones inadecuadas.
Las
soluciones
en gaviones y geosintéticos se adaptan a cualquier tipo de ambiente, siendo producidas con materiales inertes e interaccionan con el medio circundante creando condiciones que favorecen la formación de un nuevo equilibrio ambiental.
GAVIONES
•
Son Paralepípedos rectangulares constituidos por mallas de características especiales que forman una base, paredes verticales y una tapa. Están compuestos por un lleno en fragmentos de roca, mientras que la canasta está elaborada en acero especial de alto desempeño.
VENTAJAS
•
Alta permeabilidad por su estructura en piedras.
•
Durabilidad asegurada por una capa triple de zinc anticorrosiva.
•
Rentabilidad por mano de obra no calificada y materiales de sitio para su construcción CAMPO DE APLICACIÓN
•
Estructuras de contención de taludes
•
Protección de costas y riberas de ríos
•
Espolones y estructuras hidráulicas
•
Rellenos temporales y permanentes
ASPECTO ECONÓMICO Daños Probables por Inundación y Necesidades de Obras de Defensa
La determinación de estos daños económicos son sobre la base de los efectos que ocasionaría una avenida superior a la del promedio de las avenidas anuales registradas. Se consideran los daños basados en la evaluación de áreas susceptibles de daños por inundación y erosión. Es decir, tanto el cultivo en producción, como los terrenos, viviendas, infraestructura, industria, etc. Que se podrían producir en épocas de avenidas. La estimación de los daños es relativa, y está en función del comportamiento del rio en su aspecto erosivo, a fin de establecer las necesidades de defensa, para alcanzar a cubrir todos los sectores que requieren de ejecución de obras, y así evitar mayores daños, protegiendo áreas de producción y planteando una política de recuperación y ampliación de terrenos agrícolas. Beneficio con la Obras de encauzamiento El encauzamiento de un rio implica beneficios bien definidos como: Protección de áreas de cultivo Recuperación de áreas agrícolas perdidas por el efecto erosivo Incorporación de nuevas áreas al cultivo que se recuperan en la caja de rio Protección de viviendas y centros poblados Protección de obras de infraestructura de servicios La protección de sectores urbanos repercute en el equilibrio socioeconómico con los sectores de producción agrícola y otros. Dentro de los lineamientos de la política de encauzamiento, se incrementan áreas de producción, con inversiones de bajo costo pero con beneficios inmediatos. Se incide así en el incremento de la economía familiar y nacional.
2.5 DEFINICION DE TERMINOS Geodinámica Interna: La geodinámica es la rama de la geología que estudia los agentes o fuerzas que intervienen en los procesos dinámicos de la Tierra. Desastres Naturales: hace referencia a las enormes pérdidas materiales y vidas humanas ocasionadas por eventos o fenómenos naturales.
Geodinámica externa: Estudia la acción de los agentes atmosféricos externos. Vulnerabilidad: Es la incapacidad de resistencia cuando se presenta un fenómeno amenazante. Cuenca fluvial: Una cuenca hidrográfica es un territorio drenado por un único sistema de drenaje natural, Riesgo: Es la vulnerabilidad ante esto un posible potencial de perjuicio o daño para las unidades o personas. Inundación: es la ocupación por parte del agua de zonas que habitualmente están libres de esta Sistema de Información Geográfica: (SIG o GIS), en su acrónimo inglés [Geographic Information System]) es una integración organizada de hardware, software y datos geográficos. estrategia es un conjunto de acciones que se llevan a cabo para lograr un determinado fin.
CAPITULO III PROCESAMIENTO DE DATOS
CAPITULO III: PROCESAMIENTO DE DATOS
3.1 PLAN DE RECOLECCION Y PROCESAMIENTO DE FATOS:
CALCULO PARA EL DISEÑO DE UN DIQUE N°
AÑO
GASTO MAXIMO ANUAL m³/s
(GASTO MAXIMO ANUAL)²
1
1950
15
225
2
1951
12
144
3
1952
32
1024
4
1953
56
3136
5
1954
45
2025
6
1955
22
484
8
1957
15
225
7
1956
14
196
10
1959
24
576
9
1958
16
256
11
1960
25
625
12
1961
32
1024
13
1962
22
484
14
1963
24
576
15
1964
12
144
16
1965
2.5
6.25
17
1966
3.8
14.44
18
1967
280
78400
19
1968
4
16
20
1969
2
4
SUMATORIAS
658.3
89584.69
CAUDAL MEDIO
32.915
PASO 1: cálculo del Q máximo por los tres métodos indicados
LOG PEARSON III Datos
Media Y Desv Est Qy Csy=
1.222 0.480 1.540
Ecuación de Predicción
LogQ
=
Media Y
+ Desv Qy
Est K
LogQ
Tr Retorno
P Probabilidad
=
K
1.222 +
0.480 K
Qmáx
Csy=1.336
(años)
(%)
(m³/s)
2
50
-0.021
16.290
5
20
0.719
36.908
10
10
1.339
73.235
25
4
2.108
171.333
50
2
2.706
331.803
100
1
3.211
579.941
200
0.5
3.745
1046.165
METODO DE LOG NORMAL DE GALTON
Datos
Ecuación de Predicción Media Y
1.222
Desv Est Qy Csy=
0.480
Q
=
Q
=
Media Y
+ Desv Qy
Est Xt
1.540
Tr Retorno
P Probabilidad
Xt
1.222
+
0.480 Xt
Qmáx
Csy = 1.336
(años)
(%)
(m³/s)
2
50
0.010
16.858
5
20
0.842
42.282
10
10
1.282
68.764
25
4
1.751
115.473
50
2
2.054
161.406
100
1
3.210
579.277
200
0.5
4.200
1729.816
Paso 2: cálculo del Q de diseño por los métodos de incremento y de fuller
CAUDAL DE DISEÑO (FULLER)
Qd=Qmáx(1+0.8 logt) Qd=223.50(1+0.8 lg(50)) QD=527 .28
METODOS DE DIMENSIONAMIENTO DE UNA DEFENSA RIBEREÑA
Paso 3:
METODO MANNINGSTRI
CKLER (B>30 metros)
VELOCIDAD
Donde Z=2 Talud Exesivo Ks Coeficiente de Rugocidad (Inversa de Manning) Y Tirante Hidraulico Maximo (m) T Espejo del rio P Permimetro Mojado (m) A Area (m2) R Radio Hidraulico (m) S=0.00 Pendiente (Maning) 5 B Ancho Estable del Rio (m) Vm Velocidad Media (m/s) Reemplazamos en la ecuacion y obtenemos
DETERMINACION 3 DEL REGIMEN DE FLUJO DEL RIO MERO NU DE OUDE FR Donde: V=2.83 Velocidad (m/s) Aceleracion g de la Gravedad A=102.74 Area Hidraulica (m2) F=0.80 Flujo El es itico Subcr T=80.47 Ancho del Cauce (m) Numero F de Froude
DETERMINACION 5 DE ANCHO DE LA CORONA (Ac) 5 SE ESTIMA N FUNCION EDEL CAUDAL E DISEÑO D
dado que =287.62m3 Q /s Ac = 3.0 metros
ELABORACION 6 DE LA GEOMETRIA DEL DIQUE
USANDO EL SOFTWAR RIVER PROFUNDIDAD DE LA UÑA P.UÑA = P.SOCAVACION - Y P.UÑA = 2.3 1.32 P.UÑA = 0.98 ANCHO DE LA UÑA A.UÑA = 1.5 *P.UÑA A.UÑA = 1.5* 0.98 A.UÑA = 1.47
GUMBEL I
LOG.PERSON III
CALCULO DEL CAUDAL INSTANTANEO-METODO DE FULLER
DEFENSAS RIBEREÑAS
LOG.NORMAL
CAUDAL DE DISEÑO-METODOS ESTADISTICOS
2016
DEFENSAS RIBEREÑAS
2016
ANEXOS
CONCLUSIONES
•
De la construcción de un dique podemos concluir que con eso vamos a beneficiar a muchos por ejemplo; proteger áreas de cultivos, viviendas y centros pobladores etc.
•
Los diques exentos son obras usadas para la protección de costas. Debido al aumento progresivo en el uso de este tipo de obras y en especial a las de baja cota de coronación, existe la necesidad de mejorar los criterios de diseño existentes.
•
Se ha desarrollado con éxito una metodología paso a paso para obtener el diseño del dique
que nos permita caracterizar la transmisión en un
determinado dique, aspecto esencial para conocer la dinámica del transporte sedimentario en su longitud. •
Gracias a las clases que el ingeniero a cargo del curso nos brinda, que son muy importantes para el entendimiento y desarrollo del dique, esto gracias a sus datos que tenemos en un promedio de 20 años y con sus respectivos caudales, esto nos ayuda mucho en los cálculos.
•
Debemos tener en cuenta que método, estrategia o formulas aplicar en el diseño del dique, para no tener problemas en los caudales y posibles desastres en la ejecución de la obra.
•
El trabajo encargado se desarrolló satisfactoriamente, en el cual se presentas métodos para encontrar caudales, formulas, cuadros e imágenes sobre un software para encontrar rápido caudales i el diseño del dique.
DEFENSAS RIBEREÑAS
2016
RECOMENDACIONES Antes, durante y después de la construcción de un controlador ribereño es importante tomar en cuenta que:
Se debe evaluar cuidadosamente la zona donde se construirá un controlador. Es preferible evitar franjas marginales de ríos, donde la falta de espacio jugará en contra del sistema de control y a largo plazo la presencia de este incrementará el peligro para la población que vive cerca.
Para las construcciones en ríos de la selva se debe recordar que es común que los flujos de las aguas puedan cambiar de dirección. Los estudios hidráulicos e hidrológicos deben cubrir este fenómeno.
Para la evaluación económica de la construcción: hay un periodo de retorno que debe ser evaluado teniendo en cuenta los caudales máximos y eventos extraordinarios.
Se debe tener en cuenta mucho el tipo de suelo en el cual se va a desarrollar el dique, el material de cimentación, el material a usar en la ejecución del dique.
Para un mejor desarrollo en la ejecución del dique, se debe revisar el expediente técnico y hacer un replanteo si es que este lo requiere, como la nueva nivelación, ver si el cauce del rio ha reducido o si la socavación a continuado y ha seguido erosionando la ribera del rio.
BENEFICIOS DE LAS DEFENSAS RIBEREÑAS
Protegen cuencas, riberas y terrenos agrícolas de inundaciones y de procesos de erosión. También protegen la infraestructura de riego y centros poblados cerca de ríos.
Aseguran la seguridad de puentes que atraviesan ríos.
La construcción de los sistemas genera empleos temporales.
Son estructuras relativamente simples: su construcción y mantenimiento no son procesos complejos y los materiales usados son fáciles de conseguir.
Ofrecen gran durabilidad y resistencia al deterioro por causas ambientales.
Algunos
sistemas
de
controladores,
como
los
sedimentación y pueden formar cauces de aguas bajas.
espigones,
fomentan
la
DEFENSAS RIBEREÑAS
2016
LINKOGRAFIA •
file:///C:/Users/MI%20PC/Downloads/tesis%20de%20defensas.pdf
•
http://es.scribd.com/doc/22188543/Defensas-Riberenas
•
http://www.scribd.com/fullscreen/152194817? access_key=key2i7f91h06c2z7zchksl3&allow_share=true&escape=false&view_mo de= scroll
•
http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S071828132013000100006&script =sci_arttext
•
http://www.ana.gob.pe/media/756506/fichas(6).pdf
DEFENSAS RIBEREÑAS
2016
DEFENSAS RIBEREÑAS
2016
DEFENSAS RIBEREÑAS
2016