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CALCULO HIDROLOGICO DEL PROYECTO PUENTE MONTE LOS OLIVOS CALCULO DEL TIRANTE MAXIMO EN FUNCION AL CAUDAL DE MAXIMA AVENIDA Debido a la falta de información hidrometereológica en determinadas zonas que justifiquen el diseño hidráulico de las estructuras proyectadas, se plantean metodos de cálculo empirícos en base a observaciones y parámetros determinados de acuerdo a las características geomorfológicas y de cobertura vegetal de la zona donde se ubica el proyecto. Con la finanlidad de obtener la altura maxima que tendrá el puente se calcularan los caudales instantaneos, por medio de diferentes metodos empiricos; de esta forma determinaremos el maximo caudal, luego con este caudal calculado utililizando la formula de Maning obtendremos una nueva altura de agua, que será mayor a la marca de la huella dejada por el agua en una máxima avenida. A.1.2.3.4.5.-

METODO DE LA SECCION Y LA PENDIENTE Para aplicar el siguiente método debe realizarse los siguientes trabajos de campo: Selección de varios tramos del río. Levantamiento topográfico de las secciones tranversales seleccionadas (3 secciones mínimas). Determinación de la pendiente de la superficie de agua con las marcas o huellas dejadas por las aguas de máximas avenidas. Elegir un valor de coeficiente de rugosidad ( n ) el más óptimo. Aplicar cálculos en la formula de Manning. A:área de la sección humeda ( m2) R:área de la sección humeda/ perimetro mojado S:pendiente de la superficie del fondo de cauce n: rugosidad del cauce del río.

Qmax. = A * R^(2/3) * S^(1/2) / n

La siguiente tabla nos muestra los distinto valores de "n" que se adoptaran: SEGUN COWAN: Condiciones del río: material del cauce:

A B C D

terroso rocoso gravoso fino gravoso grueso

material del cauce adoptado:

Grado de irregularidad:

A B C D

=

0.020

C

=

0.010

B

=

0.005

C

=

0.020

C

=

0.025

C

=

1.300

ninguna leve regular severo

Grado de irregularidad adoptado:

Secciones Variables

A

A B C

leve regular severo

variación de la seccción adoptada: Efecto de las obstrucciones:

A B C D

despreciables menor apreciable severo

Efecto de las obstrucciones adoptado: vegetación:

A B C D

ninguna poco regular alta

vegetación adoptada: grado de sinuosidad:

A B C

Insignificante regular considerable

grado de sinuosidad adoptado: valor de " n " adoptado según COWAM

n=

0.104

SEGUN SCOBEY: Condiciones del río: n = 0.025 Cauce de tierra natural limpios con buen alineamiento con o sin algo de vegetación en los taludes y gravillas dispersas en los taludes

n = 0.030 Cauce de piedra fragmentada y erosionada de sección variable con algo de vegetación en los bordes y considerable pendiente ( típico de los ríos de entrada de ceja de selva ) n = 0.035 Cauce de grava y gravilla con variación considerable de la sección transversal con algo de vegetación en los taludes y baja pendiente.( típico de los ríos de entrada de ceja de selva ) n = 0.040-0.050 Cauce con gran cantidad de canto rodado suelto y limpio, de sección transversal variable con o sin vegetacion en los taludes ( típicos de los ríos de la sierra y ceja de selva ) n = 0.060-0.075 Cauce con gran crecimiento de maleza, de sección obstruida por la vegetación externa y acuática de lineamiento y sección irregular. ( típico de los ríos de la selva ) valor de " n " adoptado según SCOBEY n= Seleccionando el menor valor de "n" de estos dos criterios Cota de N.A.M.E dejada por las huellas Aa : Area de la sección del río en la avenida P : perimetro mojado de la avenida S : pendiente de la superficie del fondo de cauce n : rugosidad del cauce del río.

: : : : :

Qmax. = A * (A/P)^(2/3) * S^(1/2) / n Qmax. =

0.075 0.075 196.45 m.s.n.m 2 23.29 m 13.61 m 0.010 0.075

44.43 m3/s

B.-

METODO DE LA VELOCIDAD Y AREA Para aplicar el siguiente método debe realizarse los siguientes trabajos de campo: 1.- Selección de 2 tramos del río. 2.- Medir la profundidad actual en el centro del río ( h ). 3.- Levantamiento topográfico de las secciones tranversales seleccionadas indicando marcas o huellas dejadas por las aguas de máximas avenidas. 4.- Medir la velocidad superficial del agua ( Vs ) que discurre tomando en cuenta el tiempo que demora un objeto flotante en llegar de un punto a otro en una sección regularmente uniforme, habiéndose previamente definido la distancia entre ambos puntos. 5.- Calcular el área de la sección transversal del río durante la avenida dejadas por las huellas ( Aa ). El área se puede calcular usando la regla de Simpson o dibujando la sección en papel milimetrado. 6.- Aplicar cálculos en las siguientes formulas:

Ha =( coef.)* Aa / Ba

Ba = 9.70 m coef. = 1.77 Aa 23.29 m2 Ha =( coef.)* Aa / Ba Ha = 4.238 m

Ha: Aa: Ba: coef.:

Altura máxima de agua en la avenida Area de la sección del río en la avenida Ancho máximo del espejo de agua en la avenida. Coeficiente de amplificación adoptado

Va = Vs * Ha / h Va: Vs: Ha: h: Vs h Ha

Velocidad de agua durante la avenida Velocidad superficial del agua actual Altura máxima de agua en la avenida Profundidad actual en el centro del río

= = =

Va = Caudal de avenida: Qmax=Va * Aa C.-

0.32 m/s 0.55 m 4.238 m

( debera ser mayor que h )

2.466 m/s

=

57.42 m3/s

METODO DE LA FORMULA RACIONAL Para aplicar el siguiente método empírico debe realizarse el siguiente trabajo de gabinete: 1.- Determinar el área de influencia de la cuenca en héctareas. 2.- Estimar una intensidad de lluvia máxima ( mm/h ) 3.- Aplicar cálculos con la fórmula racional

Q: u A: i:

Q= C * i * A / 360

coeficiente escorrentia (C): A B C D E F G H

Caudal máximo de escorrentia que provocara una máxima avenida. (m3/s ) Coeficiente de escorrentia Area de influencia de la cuenca.(ha) ( < 500 has ) intensidad máxima de lluvia (mm/h)

cultivos generales en topografía ondulada ( S = 5 a 10 % ) cultivos generales en topografía inclinada ( S = 10 a 30 % ) cultivos de pastos en topografía ondulada ( S = 5 a 10 % ) cultivos de pastos en topografía inclinada ( S = 10 a 30 % ) cultivos de bosques en topografía ondulada ( S = 5 a 10 % ) cultivos de bosques en topografía inclinada ( S = 10 a 30 % ) areas desnudas en topografía ondulada ( S = 5 a 10 % ) areas desnudas en topografía inclinada ( S = 10 a 30 % )

indicar la letra correspondiente al coeficiente seleccionado coeficiente escorrentia adoptado ( C ) :

E

Area de la cuenca adoptada ( A ) = intensidad máxima de lluvia adoptada ( i ) = Caudal máximo:

=

0.18

800 has 200 mm/h

Qmax=C* i * A / 360 =

80.00 m3/s

De los tres caudales máximos calculados se adoptaran lo siguiente: 1 .- el máximo de los caudales 2 .- el promedio de los caudales 3 .- la media ponderada 1 CAUDAL MAXIMO SELECCIONADO

Qmax=

80.00 m3/s

Luego con el caudal máximo adoptado se ingresara nuevamente en la formula de Manning y se hallara el nuevo valor de la altura de agua de máximas avenidas. Qmax.= A^(5/3) * S^(1/2) P^(2/3) * n

Qmax. = A * (A/P)^(2/3) * S^(1/2) / n

Qmax.= ( Aa+ &A)^(5/3) * S^(1/2) (1.1P)^(2/3) * n &A &A &A= (Ba+&H)*&H INCREMENTE EL N.A.M.E EN

&H

= = = =

NUEVA COTA DE N.A.M.E.

=

CAUDAL MAXIMO

=

Qmax

[ Qmax * n * (1.1P)^(2/3) / S^(1/2) ]^(3/5) - Aa 11.144 m2 11.144 m2 1.04 m

197.49 m.s.n.m 3 80.0 m /s