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• Max Franco Santa Cruz Ugaz

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“CRÍTICA Y PROPUESTA DE DRENAJE PLUVIAL DE LA CARRETERA PANAMERICANA NORTE TRAMO CHICLAYOLAMBAYEQUE " INFORME FINAL

UNPRG –FICSA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL DOCENTE:

ING.CACERES NARREA ANIBAL

ALUMNA

CASTRO CASAS ALLISON

CÓDIGO

140449 - A

OBRAS DE INGENIERIA DE DRENAJE

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

ÍNDICE 1

INTRODUCCION ................................................................................................... 3

2

OBJETIVOS: ........................................................................................................... 4 2.1

PRINCIPAL..................................................................................................... 4

2.2

ESPECÍFICOS ............................................................................................... 4

3

PROPUESTA .......................................................................................................... 5

4

IMPORTANCIA ..................................................................................................... 5

5

ASPECTOS GENERALES ........................................................................................ 6 5.1

ANTECEDENTES:.......................................................................................... 6

5.2

UBICACIÓN GEOGRAFICA DEL PROYECTO: ............................................. 7

5.3

EXTENSION LONGITUDINAL: ....................................................................... 9

5.4

ZONA DE ESTUDIO: ...................................................................................... 9

5.4.1

CARRETERA PANAMERICANA NORTE: Datos Puntuales .................. 13

5.5

SITUACION ACTUAL: .................................................................................. 13

5.6

CLIMA: ......................................................................................................... 14

5.7

HIDROLOGÍA ............................................................................................... 14

5.7.1

PRECIPITACION ................................................................................... 15

5.7.2

TEMPERATURA ................................................................................... 17

5.8

CRITERIOS DE DISEÑO.............................................................................. 19

5.8.1

TOPOGRAFIA: ...................................................................................... 20

5.8.2

HIDROGRAFÍA...................................................................................... 21

5.8.3

GEOLOGIA:........................................................................................... 25

1

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5.9

ANALISIS DE IMPACTO AMBIENTAL ......................................................... 26

6

VISITA A LA ZONA DE ESTUDIO. ....................................................................... 27

7

MARCO TEORICO ............................................................................................... 28 7.1

DRENAJE DE CARRETERAS: ..................................................................... 28

7.1.1

DRENAJE SUPERFICIAL:..................................................................... 29

7.1.2

DRENAJE SUB –SUPERFICIAL ........................................................... 29

7.2

CARACTERÍSTICAS DEL DRENAJE SUPERFICIAL. .................................. 29

7.2.1

DRENAJE LONGITUDINAL................................................................... 29

7.2.2

DRENAJE TRANSVERSAL ................................................................... 32

8

BIBLIOGRAFIA Y LINKOGRAFIA ......................................................................... 44

9

ANEXOS .............................................................................................................. 44

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1 INTRODUCCION En una carretera, el sistema de drenaje es el conjunto de obras que permiten un manejo adecuado de los fluidos, para la cual es indispensable considerar los procesos de captación, conducción, y evacuación de los mismos. El exceso de agua u otros fluidos en los suelos o en la estructura de una carretera, afecta sus propiedades geo mecánicas, los mecanismos de transferencia de carga, presiones de poros, subpresiones de flujos, presiones hidrostáticas, e incrementa la susceptibilidad a los cambios volumétricos. Por tal motivo, y aun cuando el agua es un elemento fundamental para la vida, es una de las causas más relevantes del deterioro prematuro de la infraestructura vial. La mayoría de las ciudades tienen la necesidad de evacuar las aguas de lluvia para evitar que se inunden las viviendas, los comercios, las industrias y otras áreas de interés. Por otra parte, la construcción de edificios, casas, calles, estacionamientos y otros modifican el entorno natural en que habita el hombre y, tiene como algunas de sus tantas consecuencias, la creación de superficies poco permeables (que favorece a la presencia de una mayor cantidad de agua sobre el terreno) y la eliminación de los cauces naturales (que reduce la capacidad de desalojo de las aguas pluviales y residuales). Siendo el departamento de Lambayeque una zona de no mucho desnivel, con un suelo fácil y rápidamente saturable, y teniendo lluvias de verano que se repite año tras año soportando las grandes precipitaciones del fenómeno del niño (Fenómeno del niño costero 2017) ; los efectos negativos más impactantes como consecuencia de lo descrito son el daño a la propiedad pública y privada, el incremento de problemas sociales como la pobreza, las enfermedades y la degradación del medio ambiente, y en menor proporción las pérdidas de vidas humanas. Así como un deficiente sistema de evacuación de aguas de lluvia, situación que se grava por la inexistencia de un drenaje pluvial que no ha sido considerado para la Carretera Panamericana Norte Chiclayo – Lambayeque.

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La elaboración del presente trabajo denominado: “ESTUDIO DEL DRENAJE PLUVIAL DE LA CARRETERA PANAMERICA NORTE TRAMO COMPRENDIDO ENTRE CHICLAYO Y LAMBAYEQUE”, tiene por finalidad el evitar las futuras inundaciones producidas por las lluvias y sus consecuencias ya descritas mediante un sistema de drenaje adecuado a este tramo de la carretera evitando además el empoza miento de las zonas aledañas a la carretera es decir la zona de los molinos en este caso, evitando daños a estas propiedades.

2 OBJETIVOS: El objetivo de este tipo de obras es el de conducir las aguas de escorrentía o de flujo superficial, rápida y controladamente hasta su disposición final. De esta manera, se convierten en un soporte importante para el control de la erosión en taludes y la protección de la estructura del pavimento, permitiendo la rápida evacuación del agua, que además de afectar la estructura, afecta la seguridad de los usuarios.

2.1 PRINCIPAL Elaborar el estudio del drenaje pluvial de la Carretera Panamericana Norte Tramo Chiclayo – Lambayeque para mitigar los efectos negativos causados por las inundaciones que son consecuencias de las altas precipitaciones causadas por las lluvias de verano.

2.2 ESPECÍFICOS ❖ Determinar los principales problemas que ocasionan las precipitaciones pluviales en la Carretera Panamericana Norte Tramo Chiclayo – Lambayeque. ❖ Determinar las zonas de cotas desfavorables en la Carretera Panamericana Norte Tramo Chiclayo – Lambayeque. ❖ Determinar el tiempo de concentración, precipitaciones e intensidades de diseño. ❖ Identificar las características del suelo de la Carretera Panamericana Norte Tramo Chiclayo – Lambayeque.

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❖ Determinar una estructura para evacuar las aguas pluviales en la Carretera Panamericana Norte Tramo Chiclayo – Lambayeque. ❖ Identificar el Impacto Ambiental que conllevaría el desarrollo de este proyecto y sus mitigaciones.

3 PROPUESTA Se propone la construcción una cuneta triangular revestida, con un tirante de 30cm, talud interior de 1.5:1, talud exterior 3:1, bombeo de 2%, a lo largo del tramo vial, las cuales drenarán el agua superficial y subterránea hacia las alcantarillas. Se usará una alcantarilla TMC 18”, de longitud 14.90m y una pendiente de 2%.

4 IMPORTANCIA ✓ El agua no drenada altera las propiedades de los materiales en las calles y facilita su rápida deformación y destrucción. ✓ Hace perder resistencia a las bases y suelo. ✓ Se garantiza más durabilidad de la carretera en construcción. El estudio del drenaje pluvial de la Carretera Panamericana Norte Tramo Chiclayo Lambayeque permitirá plantear alternativas de solución ante la falta de drenaje pluvial, que en épocas de precipitaciones genera que el agua se empoza miento en la misma carretera y sus alrededores ocasionando congestión vehicular, un peligro para la salud y perjudica a las empresas molineras y en general que se encuentran cerca. Además, se podrá aportar una base de datos que sirva como iniciativa a las entidades competentes para que tomen el interés necesario y ejecutar las alternativas planteadas y solucionar el problema de falta de drenaje pluvial de la Carretera Panamericana Norte Tramo Chiclayo – Lambayeque.

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5 ASPECTOS GENERALES A la hora de proyectar el drenaje de una carretera deben tenerse presentes una serie de factores que influyen directamente en el tipo de sistema más adecuado, así como en su posterior funcionalidad.

5.1 ANTECEDENTES: Los datos históricos que se tiene sobre inundaciones en el Departamento de Lambayeque, están registrados desde hace varios siglos atrás, aunque estos no han sido continuos debido a que se contaba con un periodo de retorno prolongado de aproximadamente 150 años, esto ha cambiado en el siglo pasado al registrarse inundaciones en periodos de tiempo relativamente pequeños como se puede notar en el tiempo transcurrido desde la inundación de 1983 hasta la ocurrida en 1997 y 1998, en un periodo de 15 años. Estos acontecimientos en periodos de tiempo cortos, es lo que preocupa a la población constantemente debido a que no se puede afrontar un evento de esta magnitud, y no se ha hecho nada por evitarlo a largo plazo. Ante el periodo de tiempo transcurrido en los dos últimos Fenómenos del niño (15 años) era el temor inminente de que se vuelva a percibir un evento de tal magnitud en el presente año; la alarma fue aún mayor cuando las circunstancias y características del comportamiento climático daba características muy similares a las vividas en el desarrollo de los fenómenos anteriores, pero afortunadamente no se dio; sin embargo esto ha creado una incertidumbre y temor en la población ante el hecho de que en los siguientes años se puedan volver a vivir momentos como los suscitados en los mencionados fenómenos del niño. Para ser específicos, si nos centramos solo en el fenómeno EL NIÑO de 1997 y 1998, afectó gravemente la vida y la salud pública no solo en la Ciudad de Chiclayo, sino en

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todo el Perú y en general en casi todos los países de América Latina. Su duración y severidad generaron perdidas gravísimas agotando los recursos de muchas instituciones. Pero el hecho no solo se basa en el fenómeno del niño, sino que la comodidad y calidad de vida se ven afectados con la presencia de las lluvias en los meses de verano, ya que una lluvia aparentemente normal, en un pequeño lapso de tiempo convierte a las calles en pequeños riachuelos, y por si esto no fuera poco ocasiona daños aun después de pasada la lluvia, sobre todo en el sistema de desagüe.

5.2 UBICACIÓN GEOGRAFICA DEL PROYECTO: El departamento de Lambayeque, se encuentra ubicada al noroeste de la zona costera del Perú, en la región centro occidental de Sudamérica. La carretera Panamericana Norte Tramo de Chiclayo a Lambayeque se puede ubicar según la ruta PE -1N desde el Poste 788 Saliendo de la ciudad de Chiclayo hasta el Poste 796 llegando a la ciudad de Lambayeque.

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796

788 FIGURA N°1 Fuente: ACTUAL. DE INFORMACION VIAL CARRETERA LONGITUDINAL DE LA COSTA NORTE – RUTA PE -1N

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Sus coordenadas geográficas del poste 788 se ubican entre los 6.762543601 de latitud sur, 79.862320320 longitud oeste y con una altura de 35.929 m ubicado a 788 km del Puente Santa Anita - Lima; las coordenadas geográficas del poste 796 son 6.706770411 latitud Sur, 79.903084596 Longitud Oeste y 19.212m de altura, ubicado a 796 km del Puente Santa Anita – Lima (Ver Figura N°1).

5.3 EXTENSION LONGITUDINAL: La extensión de nuestro tramo de estudio es de 8 Km aproximadamente.

5.4 ZONA DE ESTUDIO: El termino drenaje se aplica al proceso de remover el exceso de agua para prevenir el inconveniente público y proveer protección contra la perdida de la propiedad y de la vida. En un área no desarrollada el drenaje escurre en forma natural como parte del ciclo hidrológico. Este sistema de drenaje natural no es estático pero está constantemente cambiando con el entorno y las condiciones físicas. El desarrollo de un área interfiere con la habilidad de la naturaleza para acomodarse a tormentas severas sin causar daño significativo y el sistema de drenaje puede ser clasificado de acuerdo a las siguientes categorías. El drenaje urbano, tiene por objetivo el manejo racional del agua de lluvia en las ciudades, para evitar daños en las edificaciones y obras públicas (pistas, redes de agua. Redes eléctricas, etc.), así como la acumulación del agua que pueda construir focos de contaminación y/o transmisión de enfermedades. Los criterios que se establecen en la presente norma se aplicaran a los nuevos proyectos de drenaje urbano y los sistemas de drenaje urbano existentes deberán adecuarse en forma progresiva.

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El área estudiada en el presente trabajo está ubicada saliendo de la ciudad de Chiclayo desde el Cruce de la Panamericana Norte con Leguía hasta la entrada de Lambayeque, como se aprecia en la Fig. N°02.

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FUENTE: ELABORACION PROPIA FIG. N°02: Delimita la Zona que se va a estudiar

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Elaboración Propia

Fuente: ACTUAL. DE INFORMACION VIAL CARRETERA LONGITUDINAL DE LA COSTA NORTE – RUTA PE -1N

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5.4.1

CARRETERA PANAMERICANA NORTE: Datos Puntuales

❖ Recorre toda la costa peruana, dividida en dos La Panamericana Norte y Sur, su origen (Km 0) se encuentra en el Puente Santa Anita (Lima), el origen es común para ambos. ❖ Long. Total Aprox. =1310 km. ❖ Superficie de Rodadura = 100 % Asfaltado. ❖ Autopista: 515 km. ❖ Doble Vía: 31 km. ❖ Una Vía: 764 km. ❖ Puentes: 101 ❖ Postes de Kilometraje: 1415 (1229 Actuales – 183 Antiguos). ❖ Señales informativas: 61 (Centros Poblados). ❖ Intercambio Viales: 20. ❖ Peajes: 15 ❖ Área de Influencia: 6 Departamentos, 21 provincias y 85 Distritos

5.5 SITUACION ACTUAL: La Carretera Lambayeque – Chiclayo no cuenta con sistema de drenaje pluvial que permita adecuadamente la evacuación de las aguas de lluvia. La acumulación de aguas de lluvia en períodos extraordinarios de alta pluviosidad es en muchos casos un problema para las personas que viven aledaños al panamericana norte debido a las aguas empozadas cerca a los molinos que pueden ser a la larga un foco infeccioso y cuna para que se desarrollen zancudos, u otros portadores de enfermedades, debido a la falta del Sistema de drenaje estas aguas estancadas no pueden llegar a uno de los 6 drenes y ser evacuadas.

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5.6 CLIMA: El clima en la franja costera es del tipo desértico sub-tropical, templado durante las estaciones de primavera, otoño e invierno y caluroso en época de verano. ➢ Temperatura: Presenta temperaturas máximas promedio anuales de 25.8ºC y mínimas anuales de 17.9ºC, registradas en la Estación Lambayeque. Las temperaturas máximas se presentan en el mes de febrero con registros de hasta 29.9°C y las temperaturas mínimas alcanzan los 15°C en el mes de agosto, en régimen normal de temperatura. ➢ Humedad: La humedad atmosférica relativa en el departamento de Lambayeque es alta, con un promedio anual de 82%; promedio mínimo de 61% y máximo de 85%. ➢ Vientos: Los vientos son uniformes, durante casi todo el año, con dirección E a O. La dirección de los vientos está relacionada directamente a la posición del Anticiclón del Pacifico. ➢ Precipitaciones: Las precipitaciones pluviales en el departamento de Lambayeque son escasas y esporádicas. Se tiene una precipitación promedio anual de 33.05 mm. La presencia de las precipitaciones pluviales se ve notablemente alterada en la Costa con la presencia del Fenómeno El Niño, como lo ocurrido en el año1998 en donde se registró una precipitación anual de 1,549.5 mm (ocho veces más que el promedio anual).

5.7 HIDROLOGÍA Actualmente todas las estaciones dentro de la Cuenca del Chancay Lambayeque; pertenecen al Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI). Se han identificado 20 estaciones meteorológicas en la cuenca Chancay-Lambayeque de las cuales 12 funcionan y 8 están desactivadas. En la parte baja la estación más cercana a la

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zona de estudio es la Estación Climatológica Principal de Lambayeque (301), que se encuentra en el Fundo “El Cienago” de propiedad de la Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo. 5.7.1 PRECIPITACION

ESTACION: LAMBAYEQUE LAT.: 06° 42' 12'' S DPTO.: LAMBAYEQUE Nº: 301 LONG.: 79° 55' 16'' O PROV.: LAMBAYEQUE CATEGORIA: "CP" ALT.: 18.0 msnm DIST.: LAMBAYEQUE

Fuente: Senamhi

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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL Año 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Prom Max Min

Ener 3.8 3.8 2.1 0.4 0 0.8 0.5 0 0.3 5.7 0 0.3 8.2 0.9 0.6 0 0 1.1 0 0.3 0.8 1.4 8.2 0

Febr 99.9 1.1 0.3 1.3 0 0.5 0 6.6 4.7 0 0.6 0.8 71.3 20.1 0.4 1.6 13.2 0.8 1.1 2.4 0 10.8 99.9 0

Marzo 8.5 2.5 0.5 0.1 2.2 0.9 13.8 0.2 16.1 0.4 1.8 0 49.4 1 0.7 40.8 15.2 0 3.6 1.5 5.8 7.9 49.4 0

Abril 1.3 0.6 1.8 3.4 0 0.8 14.2 1.1 8.3 0 0.7 0.3 40.5 1.5 2.1 7.1 1.9 0 0.1 0.8 0 4.1 40.5 0

Mayo 0 0 1.8 0 0 0 0 0 0 0.2 1.3 0 4.2 4.4 5.7 0.1 0 0 0.6 0.2 0 0.9 5.7 0

Junio 0 0 0 0 0 0.1 0 0 0 0 0 0 1.2 0.8 0.1 1.2 0 0 0.1 0.5 0 0.2 1.2 0

16

Julio 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.1 0 0 0 0.7 0 0 0.2 0 0.3 0 0 0.1 0.7 0

Agos 0.3 2.2 99.9 0 0 0 0 0 0 0 0 0.1 0 1.3 0 0 0 0 0 0 0 4.9 99.9 0

Setiem 0 0 99.9 0 0 0.1 0.2 0.7 0 0.1 1.2 0 0.5 2.9 2.5 0 1.2 0 1.3 0 0 5.3 99.9 0

Octub 0.5 0 0.4 0 0.4 0 0.1 0.1 0 0.7 0 0 1.2 2.1 0 0.7 1.6 0.1 1.7 0 1.4 0.5 2.1 0

Novi 1.6 0.7 1.3 0 1.5 0 0.1 1.4 0.6 0 0 1.2 0 0 0 0.2 1.1 14.7 0 0 2.7 1.3 14.7 0

Diciem 0.8 0 0 0 0.1 0.2 0.5 0 1.3 0 0 10.5 0 1.2 0.5 0.5 0.6 0.1 0.8 0.1 0 0.8 10.5 0

Max. An 99.9 3.8 99.9 3.4 2.2 0.9 14.2 6.6 16.1 5.7 1.8 10.5 71.3 20.1 5.7 40.8 15.2 14.7 3.6 2.4 5.8 21.2 99.9 0.9

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5.7.2 TEMPERATURA

ESTACION: LAMBAYEQUE LAT.: 06° 42' 12'' S DPTO.: LAMBAYEQUE Nº: 301 LONG.: 79° 55' 16'' O PROV.: LAMBAYEQUE CATEGORIA: "CP" ALT.: 18.0 msnm DIST.: LAMBAYEQUE

Fuente: Senamhi

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Ener

Febr

Marzo

Abril

Mayo

Junio

Julio

Agos

Setiem

Octub

Novi

Diciem

Prom

Max. An

1985

21.6

24.7

19.6

19.8

22

19.2

18.5

19.6

19.4

19.7

22.6

22.8

20.79

24.7

1986

25.9

27

27.7

24.5

28.9

22.5

21.9

20.8

20.5

21.3

23

22.7

23.89

28.9

1987

26

25.7

23.9

20.2

27

21.1

20.7

21.3

20.8

19.4

22.7

22.3

22.59

27

1988

21

25.3

24.4

18.4

17.7

20.2

19.2

20

18.9

20.3

20.4

19.5

20.44

25.3

1989

21.6

25.5

24.7

20.4

27.9

20.9

19.7

19.4

19

19.6

20.4

22.4

21.79

27.9

1990

24.2

25.7

26.5

24.7

23.2

21.5

18.6

19.5

20.3

21.3

22.7

23.8

22.67

26.5

1991

26

27.1

28.4

24.2

26.3

23.2

20.6

20.6

20.5

21.2

22.3

23.1

23.63

28.4

1992

25.2

27

26.8

26.8

24.9

22.9

21.5

21.1

21.3

21.5

21.4

23.4

23.65

27

1993

24.4

25.4

23.1

22.4

21.4

17

17.5

17.8

18.9

19.4

20.4

21.9

20.8

25.4

1995

26.2

26.5

25.9

23.5

21.9

20.9

19.8

19.3

20.4

20.3

21.8

22.5

22.42

26.5

1996

24.2

25.2

24.7

22.2

20.5

18.7

18

18.6

19.2

20

20.5

22.2

21.17

25.2

1997

24

25.8

26.3

25.2

25.7

25.4

24.4

24.5

25.1

24.5

25.4

27.1

25.28

27.1

1998

28.3

28.7

27.8

26.7

24.9

22.6

21.2

20

20.4

21.4

21.7

22.8

23.88

28.7

1999

24.1

26.2

26

23.8

21.6

20.2

19.2

19.4

19.7

20.5

21.5

23.1

22.11

26.2

2000

24.8

26.4

25.8

24.5

22.1

20.3

19.3

19.8

20.2

20.8

20.7

23.1

22.32

26.4

2001

22.2

23.6

23.8

22.2

22.2

17.1

17.3

17.2

17.5

18.1

20.6

22.4

20.35

23.8

2002

21

26.2

27.1

25.6

21

21

19.3

19.6

20

21.6

22.3

24.2

22.41

27.1

2003

26

26.8

26.1

23.9

22

20.9

20.2

19.8

20.2

21.2

22

24.1

22.77

26.8

2004

25.7

27.4

27.1

25.3

22.2

20.1

19.9

19.6

21

21.8

22.5

24.1

23.06

27.4

Prom

24.34

26.12

25.56

23.38

23.34

20.83

19.83

19.89

20.17

20.73

21.84

23.03

22.42

Max

28.3

28.7

28.4

26.8

28.9

25.4

24.4

24.5

25.1

24.5

25.4

27.1

25.28

Min

21

23.6

19.6

18.4

17.7

17

17.3

17.2

17.5

18.1

20.4

19.5

20.35

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5.8 CRITERIOS DE DISEÑO Algunos criterios a considerar ▪

Factores topográficos:

Dentro de este grupo se engloban circunstancias de tipo físico, tales como la ubicación de la carretera respecto del terreno natural contiguo- en desmonte, terraplén o a media ladera, la tipología del relieve existente- llano, ondulado, accidentado- o a la disposición de sus pendientes en referencia a la vía. ▪

Factores hidrológicos:

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Hacen referencia al área de la cuenca de recepción y aporte de aguas superficiales que afectan directamente a la carretera, así como la presencia, nivel y caudal de las aguas subterráneas que puedan infiltrarse en las capas inferiores del firme. ▪

Factores geotécnicos:

La naturaleza y características de los suelos existentes en la zona condicionada la facilidad con la que el agua puede llegar a la via desde su punto de origen, así como la posibilidad de que ocasione corrimientos o una erosión excesiva del terreno. Las propiedades a considerar son aquellas que afectan a su permeabilidad, homogeneidad, estratificación o compacidad, influyendo también la existencia de vegetación. 5.8.1 TOPOGRAFIA: El entorno físico predominante presenta un suelo llano de suave pendiente en sentido NE - SO, con afloramientos rocosos constituidos por los cerros Cruz de la Esperanza y Cerropón y depresiones suaves fácilmente inundables en épocas de lluvia, cuyas cotas fluctúan entre los 20 y 45 msnm. En la Figura Nº 03, se ilustra el relieve de la región Lambayeque, apreciándose que de oeste a este se pasa de un relieve llano a uno accidentado. En Chiclayo la cota mínima de 20 msnm se presenta al suroeste de la ciudad colindante a la vía circunvalación y la máxima de 45 msnm se presenta al oeste de la ciudad, en los cerros Cruz de la Esperanza y Cerropón. La pendiente promedio es de 0.17%, con dirección oeste – sur oeste.

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Figura Nª 03: Relieve de la región Lambayeque Fuente: Atlas Regional del Perú, 2003

5.8.2 HIDROGRAFÍA Chiclayo cuenta con dos fuentes de agua para las diversas actividades de la población y su entorno, una fuente superficial (cuenca Chancay-Lambayeque y sub cuencas Chotano y Conchano) y la otra subterránea (pozos tubulares). La cuenca Chancay-Lambayeque cuenta con un área total de 398.35 Km2 y una longitud de 13.6 Km, se le considera como representativa de la agricultura en la costa norte del país, políticamente su territorio corresponde a los departamentos de Lambayeque y Cajamarca. Las aguas del río Chancay-Lambayeque son captadas en la bocatoma Raca

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Rumi y conducidas al reservorio Tinajones para su almacenamiento y posterior distribución para usos diversos (consumo humano, agrícola, pecuario, energético, industrial, recreacional, etc.) (Cuadro Nº 01 y Figura Nº 04).

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La fuente de agua subterránea es utilizada para la agricultura, industria, abastecimiento poblacional y otras actividades. Para uso poblacional la Empresa Prestadora de Servicio de Saneamiento de Lambayeque (EPSEL) cuenta con seis pozos tubulares, que en su conjunto producen 135 l/s, con un volumen anual de 2’488,716 m3 (Asesores Técnicos Asociados ATA S.A., 2002). Los principales componentes de las cuencas hidrográficas del departamento son: ✓ Río Chancay – Lambayeque:

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Tiene su naciente en la laguna Mishacocha, ubicada entre los cerros Coymolache y Callejones, a 3,900 m.s.n.m. y a inmediaciones del centro poblado Hualgayoc. Sus aguas discurren de Este a Oeste. Sus afluentes principales por la margen derecha son: la Quebradas Tayabamba, (cauce donde desemboca el túnel Chotano); Huamboyaco, Cirato y el río Cumbil; por la margen izquierda: los ríos Cañad, Chilal y San Lorenzo. En su recorrido tiene diversos nombres, de acuerdo al lugar que cruza, como el de Chancay en el distrito de Chancay – Baños. Desde el partidor, La Puntilla se bifurca formando los ríos Lambayeque, Reque y el canal Taymi. ✓ Río La Leche: Nace en la región andina de Cajamarca a partir de la confluencia de los ríos Moyan y Sángano. sus aguas discurren de Noreste a Sureste. ✓ Río Zaña: Tiene su naciente en el flanco Occidental de los Andes del departamento de Cajamarca, en la confluencia de los ríos Tinguis y Ranyra, a unos 3,000 m.s.n.m.. ✓ Río Reque: Es la prolongación del Río Chancay. desde el partidor La Puntilla hasta su desembocadura en el mar. Funciona como colector de los excedentes de agua de drenaje de las aguas del río Chancay. ✓ Canal Taymi: Canal principal de distribución del valle que sirve al 37% del área irrigada. con una capacidad de conducción variable de 65 m3/seg. Presenta una sección trapezoidal revestida con mampostería de piedra y concreto. En su desarrollo el canal cuenta con diversas tomas laterales de capacidades variables.

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5.8.3 GEOLOGIA: Chiclayo y en general todo el valle Chancay – Lambayeque, se encuentra emplazado sobre depósitos de suelos sedimentarios finos, heterogéneos y de unidades estratigráficas recientes; estos depósitos del Cuaternario reciente tienen origen eólico y aluvial y conforman extensas pampas interrumpidas por algunas cadenas de cerros. La ciudad de Chiclayo se encuentra ubicada sobre depósitos de suelos con una antigüedad menor de un millón de años, que fueron transportados por el agua y el viento. En el oeste de la ciudad, en las cercanías al cementerio El Carmen y a ambos lados de la carretera a Pimentel, se encuentran afloramientos rocosos de poca altura. En el distrito de José Leonardo Ortiz y en Chacupe en el distrito La Victoria, se encuentran zonas de terrazas marinas. En las demás zonas encontramos zonas de depresiones, donde existen depósitos aluviales acarreados por acción del río Chancay- Lambayeque. Las pampas aluviales al norte del río Reque forman una franja continua a lo largo de la costa y al sur presentan elevaciones en extensos abanicos de material conglomerado. En Chiclayo se han identificado cuatro unidades geológicas Según fuente INDECI, 2003: ✓ Zona de afloramientos rocosos. Se ubica en las cercanías del cementerio de Chiclayo, a ambos lados de la carretera hacia Pimentel. ✓ Zona de terrazas marinas. Se encuentra ubicada en las localidades de José Leonardo Ortiz, La Pampa, Chacupe, Huaca Blanca, etc. ✓ Zona de depósitos aluviales.

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Conformada por los depósitos dejados por los ríos Chancay – Lambayeque y Reque. ✓ Zona de mantos arenosos. Son áreas que se hallan cubiertas por depósitos de arena, presentando partículas finas del tamaño de arcilla o limo, ubicadas en especial al norte de Chiclayo, alrededor de la vía a la ciudad de Lambayeque. Los suelos se caracterizan por su composición en depósitos finos sedimentados y compresibles, formados por arcillas inorgánicas de limos plásticos y no plásticos, en estratos variables y paralelos. Los depósitos aluviales, fluviales y marinos, constituidos por cantos rodados, gravas, arena gruesa y arena fina con relleno arcilloso y limos, se presentan en los cauces de los ríos permanentes y temporales, riachuelos, arroyos y en el litoral marino, así como las Pampas de Reque. La ciudad de Chiclayo, situada en la parte baja de la cuenca del río Chancay – Lambayeque, pertenece a una cuenca interregional. La parte alta y la mayor área de la parte media pertenecen al Departamento de Cajamarca, el resto pertenece al Departamento de Lambayeque. El suelo de la parte baja presentan pendientes de 0.1% a 2.0%, predominando las áreas agrícolas. En los últimos años estas áreas han sido desplazadas por construcciones de diversa índole.

5.9 ANALISIS DE IMPACTO AMBIENTAL La ejecución del Proyecto no generará impacto ambiental negativo, por las razones siguientes: a.

Por la ubicación y diseño

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❖ La obra no se encuentra ubicada en un terreno geológicamente frágil e inestable ❖ El proyecto no se ubica en terreno agrícola, ni en área de protección ecológica, arqueológica, minera, histórica o militar. ❖ El proyecto no se ubica cerca ni sobre relleno sanitario, ni de un sistema de tratamiento de aguas servidas. b.

Por la ejecución ❖ El transporte de materiales no afectará terrenos de cultivo, ni intangibles. ❖ No ocasionará deterioro de la biodiversidad natural. ❖ No se generarán ruidos intensos durante su ejecución. ❖ Se transitará por las vías actuales ❖ No existirán cambios significativos en la vista escénica natural de la zona, por el contrario se la mejorará.

c.

Por la operación y mantenimiento ❖ El dimensionamiento de la pavimentación, veredas y demás elementos estructurales han sido asumidos en concordancia con las normas establecidas en el reglamento Nacional de Edificaciones. ❖ Para su operación y mantenimiento no existe dificultad alguna, pues se cuenta con el compromiso de los pobladores y ejecutivos de la Municipalidad Distrital de Lambayeque. ❖ Cualquier daño no contemplado será corregido, teniendo en cuenta su procedencia.

6 VISITA A LA ZONA DE ESTUDIO. Durante la vista a la zona de estudio, panamericana norte tramo Chiclayo-Lambayeque, observamos que:

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✓ La carretera Panamericana Norte, tramo Chiclayo – Lambayeque, no cuenta con peralte ni bombeo, lo que es perjudicial en épocas de avenidas, en la cual, el agua queda retenida en la autopista debido al separador central que actúa como dique, lo que ocasiona que el pavimento se dañe, ya que es pavimento flexible. ✓ Ausencia de alcantarillas de paso que faciliten el paso del agua de un lado al otro. ✓ La carretera además no cuenta con ningún tipo de obras de arte ✓ Se consideraron 3 posibles drenes que darán solución al problema de evacuación de lluvias

7 MARCO TEORICO Conjunto de obras destinadas a la recogida de las aguas pluviales o de deshielo, su canalización y evacuación a los cauces naturales, sistemas de alcantarillado o a la capa freática del terreno. Son obras que actúan directamente sobre la carretera y las obras para el control de erosión de taludes que resultan ser muy importantes en la estabilidad de la vía. Las obras de drenaje superficial que trabajan directamente sobre la carretera se consideran como longitudinales o transversales, según la posición que estas guarden con respecto al eje de la vía.

7.1 DRENAJE DE CARRETERAS: El drenaje es uno de los factores más importantes en el diseño de carreteras, pues depende de su correcto funcionamiento el desempeño óptimo de la carretera. Debe de controlarse el agua superficial del camino. Identificar el cruce de los arroyos o de los canales de drenaje artificiales. Alejar y regular el agua subterránea.

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➢ Debe evitarse: ✓ Que el agua de las cunetas humedezca la sub-rasante, originando cambios volumétricos perjudiciales. ✓ La circulación de agua en cantidades excesivas sobre el pavimento. ✓ Que los taludes de corte se saturen de agua, disminuyendo su estabilidad. ✓ Que el agua subterránea invada la sub-rasante, disminuyendo la capacidad del suelo para soportar las cargas de servicios; trayendo como consecuencia asentamientos perjudiciales en la estructura del pavimento. ➢ Se clasifica en superficial y subterráneo: 7.1.1 DRENAJE SUPERFICIAL: El drenaje superficial se clasifica, según la posición que guarden las obras respecto al eje de la carretera, en paralelo o transversal. La denominación de longitudinal se debe a que éstas se ubican aproximadamente en forma paralela al eje del camino, en este tipo de drenaje se considera a las cunetas, las contra-cunetas y los colectores. El drenaje transversal tiene por objeto dar paso expedito al agua que cruza de un lado a otro de la carretera. 7.1.2 DRENAJE SUB –SUPERFICIAL El drenaje sub-superficial tiene por objeto proteger al camino del daño que le puede causar el agua que se encuentra en el terreno por debajo de él.

7.2 CARACTERÍSTICAS DEL DRENAJE SUPERFICIAL. 7.2.1 DRENAJE LONGITUDINAL Permite el paso del agua a través de los cauces naturales bloqueados por la infraestructura viaria, de forma que no se produzcan destrozos en esta última.

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Tiene por objeto captar los flujos de agua para evitar que lleguen a la vía o permanezcan en ella causando desperfectos. A este grupo pertenecen las cunetas, bordillos, sumideros, arquetas y bajantes. Actúa a modo de by-pass, ofreciendo al agua un camino alternativo para que no interfiera con la carretera. El sistema de drenaje longitudinal lo integran tres tipos de dispositivos funcionales: ▪

Elementos de canalización.- Recogen las aguas pluviales.

▪

Elementos de desagüe.- Alivian el caudal de los anteriores, facilitando la salida de las aguas

▪

Elemento de evacuación.- Conducen las aguas hasta su evacuación en un cauce natural. CUNETAS. - Son canales que se hacen en todos los tramos en ladera y corte cerrado de un camino y sirven para interceptar el agua superficial que proviene del mismo, de los taludes cuando existe cortes y del terreno natural adyacentes. Según la N.P.D.C, las cunetas por lo general tendrán sección triangular y las dimensiones serán fijadas de acuerdo a las condiciones pluviográficas.

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REGION

PROFUNDIDAD (m)

ANCHO (m)

Seca

0.20

0.50

Lluviosa

0.30

0.50

Muy lluviosa

0.50

1.00

Los principales cruces de agua en una vía terrestre la constituyen los puentes, las alcantarillas y aliviaderos de cuneta.

NOMENCLATURA

ANCHO DE CAUCE

Alcantarilla

1m0.3 ok!!!

 Calculo de la longitud: x x1

6

x2

6

1

1

1

1

h1

h2

h y2

y1 L

h= 1.20 Sa= 2%

Para:

[m] Altura critica admisible [m/m] Pendiente de la alcantarilla

Por relaciones trigonometricas se obtiene: h1= 1.344 [m] x1= h2= 1.056 [m] x2=

1.34 [m] 1.06 [m] L= 14.90 [m]

Por lo tanto se tiene la longitud. W

=

C

*

g

*

2 B

47

av= 6 x= 0.50

[m] [m]

Sobreancho

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TRAMO PROG. 0+263 -PROG. 2+432 EST.= 6 EST.= 12 CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS PROG 0+263 PROG IZQUIERDA DERECHA 2+432 (INICIAL ) (FINAL) C/Cuneta S/contra C. C/Cuneta C/contra C.

Diseño de la cuneta lado izquierdo: L= d= a= imax = Aap= Aap=

100.0 25.00 6.00 106.01 2500 0.25

[m] [m] [m] [mm/h]

[m^2] [has]

Cp= 0.83 Cs= 0.30

Coef de escorrentia para concreto hidraulico Coef de escorrentia para suelo ligeramente permeable

Coef de esc ponderado sera C= 0.427

Se aplicara el metodo racional para determinar el caudal de diseno de las cunetas y las alcantarillas de alivio. C= 0.427 Qd =27 .52*C*i*Aap Donde: Aap= 0.25 [ha] i= 10.6 [cm/hrs] Qd= 31.16 [lt/s] Qd= 0.03 [m^3/s] Para disenar la1 cuneta de este tramo se utilizara la Q= ecuacion 0.031158 de Maning [m^3/s] 1 1 æç A 5 ö÷ 3 2 Donde: n= 0.015 Q = * *S n çè P 2 ÷ø S= 0.045 por topografia m= 2.25 Iterando la ecuacion se encuentra el valor de Y y y

= =

10 (cm)calculado con datos anteriores 50 (cm) por norma minimo 50 cm de profundidad

Diseño de la cuneta lado derecho: L= d= a= imax = Aap= Aap=

100.00 25.00 6.00 106.01 2500 0.25

[m] [m] [m] [mm/h]

[m^2] [has]

Cp= 0.83 Coef de escorrentia para concreto Distancia que corresponde entre eje de via y la contracuneta Cs= 0.30 Coef de escorrentia para terreno granular Coef de esc ponderado sera C= 0.427

Se aplicara el metodo racional para determinar el caudal de diseno de las cunetas y las alcantarillas de alivio. C= 0.427 Qd =27 .52*C*i*Aap Donde: Aap= 0.25 [ha] i= 10.6 [cm/hrs] Qd= 31.16 [lt/s] Qd= 0.03 [m^3/s] Para disenar la cuneta de este tramo se utilizara la ecuacion de Maning 1 Q= 0.031158 [m^3/s] 1 1 æç A 5 ö÷ 3 2 Donde: n= [ha] Q = * * S n çè P 2 ÷ø S= 0.014 por topografia m= 2.25 Iterando la ecuacion se encuentra el valor de Y y = 9.3 (cm)calculado con datos anteriores y = 0.5 (cm) por norma minimo 50 cm de profundidad

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Diseño de la alcantarilla: Q d

= 2 7 . 5 2 * C * i * A a p

Qd=

62.3 [lt/s]

Qd= 0.062 [m^3/s]

 Q

=

1 n

*

æ ç ç è

A P

5 2

ö ÷ ÷ ø

1

3

*

S

1

2

Para disenar la cuneta de este tramo se utilizara la ecuacion de Maning æ D − 2Y ö Y = 0.60*D  = 2arcCosç ÷ D= Diamentro que se busca è D ø A= area mojada 2 D A= * ( rad − sen  ) P= Perimetro mojado 8 n= 0.01 Para tubos de

P= Q =

D *  rad 2

1 æç A * n çè P

5 2

ö ÷ ÷ ø

1

acero corrugado

3

*S

1

2

(4)

S= 2%

Pendiente de la alcantarilla

Q= 0.062

[m^3/s]

Por lo tanto se tiene: θ= 203.1 [grad] A= 0.4920 *D^2 Sustituyendo estos valores en ecuacion (4) e iterando se P= 1.772 *D obtiene el valor de D A= 0.12 [m^2] Entonces: D= 0.5 [m] P= 0.89 [m] Se adoptara D= 50.0 [cm] V= 0.51 >0.3 ok!!!

 Calculo de la longitud: x x1

6

x2

6

1

1

h1

1

1

h2

h y2

y1 L

Para:

h= 1.20 Sa= 2%

[m] Altura critica admisible [m/m] Pendiente de la alcantarilla

Por relaciones trigonometricas se obtiene: h1= 1.344 [m] x1= h2= 1.056 [m] x2= Por lo tanto se tiene la longitud.

1.34 [m] 1.06 [m] L= 14.90 [m]

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av= 6 x= 0.50

[m] [m]

Sobreancho

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PANEL FOTOGRÁFICO DEL PROYECTO: SISTEMA DE DRENAJE PLUVIAL DE LA CARRETERA PANAMERICANA NORTE TRAMO- LAMBAYEQUE -CHICLAYO I. PROYECTO

SISTEMA DE DRENAJE PLUVIAL DE LA CARRETERA PANAMERICANA NORTE TRAMO - LAMBAYEQUE -CHICLAYO II. UBICACIÓN

TRAMO CHICLAYO - LAMBAYEQUE III. RESPONSABLE DEL ESTUDIO

Grupo N°:

7

Fotografía del grupo en el lugar en estudio

INFORME FOTOGRÁFICO

DESCRIPCIÓN

FOTO N°

DESCRIPCIÓN

FOTO N°

Punto de partida del lugar de estudio

1

DREN N° 01

2

50

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL INFORME FOTOGRÁFICO

DESCRIPCIÓN

FOTO N°

DESCRIPCIÓN

FOTO N°

DREN N°02

3

Crecimiento de vegetacion en el dren y falta de mantenimiento en el interior del dren

4

DESCRIPCIÓN

FOTO N°

DESCRIPCIÓN

FOTO N°

Separador Central

5

Se aprecia en la imagen ,la berma central presenta cotas negativas.

6

DESCRIPCIÓN

FOTO N°

DESCRIPCIÓN

FOTO N°

Explicacion in situ de los problemas que se presenta por el ING.Caceres Anibal

9

DREN N° 03

10

51

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DESCRIPCIÓN

FOTO N°

Prolongacion DREN Av.Chiclayo J.L.O

11

DESCRIPCIÓN Óvalo que funciona como dique impidiendo el paso del agua en caso de lluvia.

DESCRIPCIÓN Cumulos de basura tanto en el interior del dren como en lados del camino de vigilancia

FOTO N°

FOTO N°

DESCRIPCIÓN

FOTO N°

13

Término de tramo en estudio.

14

52

12