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ESTUDIO DE INGENIERÍA MEJORAMIENTO RED INTERLAGOS, SAN PEDRO - PITRUNCO LOS RAULÍES - PEDREGOSO, REGIÓN DE LA ARAUCANÍA

PUENTE SALVA TU ALMA

REVISIONES REV. A B

FECHA MAY-2016 AGO-2016

DETALLE Emitido para revisión Se atienden observaciones ORD N°04 del 12-Jul-2016

REALIZÓ ACG ACG/

REVISÓ ACG

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INDICE 1. INTRODUCCIÓN 1.1

1.2

Presentación 1.1.1. Identificación del Contrato 1.1.2. Objetivo y Alcances del Estudio 1.1.3. Documentos de Referencia Descripción del Puente 1.2.1. Plano de Ubicación 1.2.2. Descripción Actual del Puente 1.2.3. Estaciones Hidrometeorológicas 1.2.4. Parámetros Geomorfológicos de la cuenca Contenido del Presente Informe.

1.3 2. TOPOGRAFÍA

2.1 Antecedentes 2.2 Levantamientos Topográficos Batimétricos 2.3 Cuadros de Coordenadas 3. HIDROLOGÍA Generalidades Análisis Fluviométrico 3.2.1. Río Pedregoso 3.2.2. Transposición de Caudales 3.3 Análisis Pluviométrico 3.3.1. Antecedentes Pluviométricos 3.3.2. Metodología para Relleno de Datos 3.3.3. Análisis Probabilístico 3.3.4. Intensidad de la Precipitación 3.4 Línea de Nieves 3.5 Cálculo de Crecidas 3.5.1. Parámetros Fisiográficos de la Cuenca 3.5.2. Tiempo de Concentración 3.5.3. Métodos de Cálculo 3.5.4. Resultados 3.6 Conclusiones y Caudales Adoptados 4. ESTUDIO HIDRÁULICO DEL CAUCE

1 1 1 1 2 2 2 3 5 5 6 7 7 7 9 10

3.1 3.2

10 11 11 12 16 16 20 25 30 32 34 34 35 36 39 46 47

4.1

47 47 47 47 48 51 52 52 56 69 70 71

Generalidades 4.1.1. Hidrología 4.1.2. Topografía 4.1.3. Proyecto Estructural 4.1.4. Cálculo del Coeficiente de Rugosidad 4.1.5. Condiciones de Borde y Régimen de Cálculo 4.2 Resultados del Modelo 4.2.1. Modelo Sin Proyecto (Puente Existente) 4.2.2. Modelo Con Proyecto (Puente Nuevo) 4.2.3. Diseño y Verificación Puente Proyectado 4.3 Conclusiones 5. MECÁNICA FLUVIAL 5.1 5.2

Análisis Granulométrico Socavación General 5.2.1. Método de Neill

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71 72 72

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5.2.2. Método de Lischtvan – Levediev (Ayala, 1983) 5.2.3. Método de Lischtvan – Levediev (Manual de Carreteras Volumen 3) 5.2.4. Método de Laursen 5.2.5. Resultados 5.3 Socavación Local en las Cepas 5.4 Socavación Local en Estribos 5.5 Conclusiones 6. ESTUDIO GEOTÉCNICO

73 73 74 75 77 82 83 85

7. PROYECTO ESTRUCTURAL

86

8. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS ESPECIALES

87

9. Cubicaciones y Presupuesto

88

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ANEXOS ANEXO 1. EJES HIDRÁULICOS – MODELO SIN PROYECTO – SIN DEBRIS – N=0.038 ANEXO 2. EJES HIDRÁULICOS – MODELO SIN PROYECTO – SIN DEBRIS – N=0.040 ANEXO 3. EJES HIDRÁULICOS – MODELO SIN PROYECTO – SIN DEBRIS – N=0.043 ANEXO 4. EJES HIDRÁULICOS – MODELO CON PROYECTO – SIN DEBRIS – N=0.038 ANEXO 5. EJES HIDRÁULICOS – MODELO CON PROYECTO – SIN DEBRIS – N=0.040 ANEXO 6. EJES HIDRÁULICOS – MODELO CON PROYECTO – SIN DEBRIS – N=0.043 ANEXO 7. EJES HIDRÁULICOS – MODELO SIN PROYECTO – CON DEBRIS – N=0.038 ANEXO 8. EJES HIDRÁULICOS – MODELO SIN PROYECTO – CON DEBRIS – N=0.040 ANEXO 9. EJES HIDRÁULICOS – MODELO SIN PROYECTO – CON DEBRIS – N=0.043 ANEXO 10. EJES HIDRÁULICOS – MODELO CON PROYECTO – CON DEBRIS – N=0.038 ANEXO 11. EJES HIDRÁULICOS – MODELO CON PROYECTO – CON DEBRIS – N=0.040 ANEXO 12. EJES HIDRÁULICOS – MODELO CON PROYECTO – CON DEBRIS – N=0.043

PLANOS TOPOGRAFÍA (H, L, T) HIDROLOGÍA (CUENCAS) HIDRÁULICA (PLANTA Y EJE HIDRÁULICO) GEOTECNIA (H SONDAJES) ESTRUCTURAS PROYECTO VIAL

RESPALDO DIGITAL INFORMES (DOC, PDF) PLANILLAS (XLS, MATHCAD, ETC.) MODELO HIDRÁULICO HEC-RAS PLANOS (DWG AUTOCAD 2000)

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1.

INTRODUCCIÓN

1.1

PRESENTACIÓN El presente documento corresponde al Informe del Puente Salva Tu Alma, correspondiente a la Fase Final del Estudio de Ingeniería: "Mejoramiento Red Interlagos, San Pedro – Pitrunco – Los Raulíes - Pedregoso, Región de La Araucanía", contratado por la Dirección Regional de Vialidad de la Región de La Araucanía a la firma consultora Consultores en Ingeniería de Transporte Ltda. (CITRA Ltda.).

1.1.1.

Identificación del Contrato Dentro de las políticas que la Dirección Regional de Vialidad desarrolla en relación con la conservación y mejoramiento de la Red Vial de la Región de La Araucanía, se ha contratado el siguiente estudio:

1.1.2.

Proyecto

:

Estudio de Ingeniería Mejoramiento Red Interlagos, San Pedro – Pitrunco – Los Raulíes – Pedregoso, Región de La Araucanía.

Mandante

:

Dirección de Vialidad, Región de La Araucanía.

Inspector Fiscal

:

Constructor Civil Sr. Cristian Muñoz Fuentes.

Consultor

:

Consultores en Ingeniería de Transporte Ltda. (CITRA Ltda.)

Jefe de Proyecto:

:

Ingeniero Civil, Sr. Patricio Ávila Orrego.

Adjudicado

:

Res. DV IX R.Nº0096 del 19 de Agosto 2013.

Tramitada

:

07 de Octubre 2013.

Duración del Estudio

:

600 días.

Inicio Legal

:

07 de Octubre 2013.

Término Legal

:

30 de Mayo 2015.

Monto

:

$ 506.050.000.-

Índice Base

:

108,61 (Diciembre 2012).

Objetivo y Alcances del Estudio El objetivo del presente trabajo de consultoría es desarrollar un Estudio de Ingeniería de detalle, que concluya en un proyecto estructural que, a través de sus planos, documentos y memorias de respaldo, permita construir el Puente Salva Tu Alma sobre el Río Pedregoso, en la ubicación indicada en el proyecto.

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Documentos de Referencia Para la elaboración del presente informe, en consideración de los objetivos del presente estudio, se ha tenido en consideración los siguientes documentos: 

Bases de Concurso de Licitación



Manual de Carreteras de la Dirección de Vialidad, Edición 2014.

Además del cumplimiento de las siguientes normativas y reglamentos: 

Decreto MOP N° 48 de 1994 y sus modificaciones posteriores.



Resolución Nº 1600 de 30.10.2013 que fija normas sobre exención del Trámite de Toma de Razón de la Contraloría General de la República.



D.F.L. MOP Nº 850 de 1997, publicado en el Diario Oficial del 25.02.1998.



Ley Nº 15.840 (Orgánica del MOP) de 1964.



Decreto MOP N° 1136 del 30.11.2006.

1.2

DESCRIPCIÓN DEL PUENTE

1.2.1.

Plano de Ubicación A continuación se adjunta el Plano de ubicación con la indicación del tramo en estudio y la vialidad aledaña.

Figura Nº1.1 Plano General de Ubicación

Puente Salva Tu Alma

Base Cartográfica: IGM escala 1:500.000 Cuencas del estudio en color verde Fuente: Elaboración Propia

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En la siguiente imagen se muestra la ubicación del puente existente Salva Tu Alma en el tramo en estudio entre San Pedro y Pedregoso; el cual es parte de la Red Interlagos, abarcando cuatro rutas diferentes unidas consecutivamente en un solo trazado que posee una longitud total aproximada de 43,5 kilómetros; sectores que se describen a continuación.

Figura Nº1.2 Ubicación Puente Salva Tu Alma

1.2.2.

Descripción Actual del Puente A continuación, se entrega una descripción del puente actual, basado en antecedentes disponibles y visitas a terreno realizadas durante el desarrollo del estudio. 

El Puente Salva Tu Alma se encuentra emplazado en la Ruta S-553 (cód. 69D0553), Catrico – Pedregoso – Las Ochocientas, en la provincia de Cautín de la IX Región de La Araucanía.



Este puente se encuentra actualmente en servicio, tiene una longitud aproximada de 40,5 metros y no tiene esviaje.



Calzada de 4 m. con 1 pista y con 2 pasillos laterales de 0,4 m de ancho promedio.



La infraestructura es de hormigón armado, superestructura de madera/acero y carpeta de madera.



La superestructura está compuesta por 5 vigas.

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

Tiene 2 cepas con fundación de hormigón. Posteriormente se agregaron 2 cepas adicionales de madera.



Tiene barandas de protección exterior de madera.



Permite el paso de vehículos de hasta 5 Ton.



Accesos, actualmente el alineamiento de entrada es recto; mientras que el de salida tiene un R = 120 que permite una velocidad de 60 km/h.

Figura Nº1.3 Fotografías Puente Salva Tu Alma

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1.2.3.

Estaciones Hidrometeorológicas En la siguiente figura se muestran las estaciones hidrometeorológicas utilizadas en este estudio.

Figura Nº1.4 Estaciones Hidrometeorológicas Temuco, Padre Las Casas y Maquehue

Río Quepe en Vilcún Río Huichahue

Cunco

Los Laureles Río Allipén en Los Laureles

Quechereguas Río Allipén en Melipeuco

Río Curaco en Colico Flor del Lago

Allipén Chiduco

Río Liucura en Liucura

Curaco en La Balsa Puente Salva Tu Alma

Río Pedregoso en Sta. Filomena

Base Cartográfica: IGM escala 1:500.000 Cuencas del estudio en color verde En color rojo estaciones pluviométricas, en color azul estaciones fluviométricas Fuente: Elaboración Propia

1.2.4.

Parámetros Geomorfológicos de la cuenca Se evaluaron los parámetros fisiográficos más relevantes de las cuencas aportantes, medidos sobre la base de los antecedentes cartográficos contenidos en: 

cartas IGM, en escala 1:50.000,



levantamiento satelital SRTM,



fotografía satelital GoogleEarth

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Los parámetros de la cuenca, medidos a partir de la cartografía señalada son los siguientes:

Tabla Nº1.2 Parámetros de la cuenca Parámetro Área de la Cuenca (km2) Pendiente media de la Cuenca (m/m) Longitud del Cauce (km) Longitud Recorrido desde El CG (km) Desnivel máximo (m) Altura media de la cuenca (m) Pendiente media del cauce (%) Latitud Puente (°) Fuente: Elaboración Propia 1.3

Valor 129,1 0,30 28,1 14,0 801 406 2,9% 39°10’

CONTENIDO DEL PRESENTE INFORME. El presente informe, correspondiente al Puente Salva Tu Alma, describe la situación actual del puente, su ingeniería básica y de detalle. Después de esta Introducción se desarrollan los siguientes capítulos, cuyos contenidos son: 

Capítulo 2. Topografía: Describe el levantamiento topográfico del cauce y riberas del Río Pedregoso.



Capítulo 3. Hidrología: Recopila los registros fluviométricos y pluviométricos disponibles y realiza los análisis estadísticos necesarios para determinar los caudales de diseño.



Capítulo 4. Estudio Hidráulico del Cauce: Realiza la modelación hidráulica del Río Pedregoso para determinar los parámetros hidráulicos necesarios para el diseño del nuevo puente.



Capítulo 5. Mecánica Fluvial: Calcula las socavaciones y requerimientos de defensas para proteger la estructura.



Capítulo 6. Estudio Geotécnico: Describe los estudios de mecánica de suelos para la fundación del nuevo puente.



Capítulo 7. Proyecto Estructural: presente la memoria de cálculo estructural del nuevo puente.



Capítulo 8. Especificaciones Técnicas Especiales.



Capítulo 9. Cubicaciones y Presupuesto.

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2.

TOPOGRAFÍA

2.1

ANTECEDENTES Para el desarrollo del proyecto “Estudio de Ingeniería Mejoramiento Red Interlagos, San Pedro – Pitrunco – Los Raulíes – Pedregoso, Región de la Araucanía", encomendado a CITRA LTDA., se consideró la realización de un levantamiento topográfico de una longitud de 43,632 kilómetros y su posterior georreferenciación. En la fase de Ingeniería Básica para Anteproyecto, el informe da cuenta de los trabajos de levantamientos topográficos para dar coordenadas y cotas a puntos de referencia (PRs) que forman parte de un sistema de transporte de coordenadas (STC), la cual es la base para las coordenadas y red de nivelación geométrica para llevar cota a la zona del proyecto. En el presente capítulo se recuerda el procedimiento seguido para materializar el sistema de transporte de coordenadas y de los trabajos realizados para generar la batimetría del puente existente en el trazado del proyecto. Para la determinación de las coordenadas se utilizan posicionadores satelitales GPS geodésicos de doble frecuencia, midiendo en método estático para generar las líneas bases del proyecto.

Figura Nº2.1 Vinculación

Para la obtención de las cotas se realiza el cálculo para el primer punto aplicando la ondulación geoidal, y a partir de ese punto se transporta geométricamente a las demás líneas bases (LB) y PRs del proyecto. 2.2

LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS BATIMÉTRICOS En relación a los trabajos topográficos, éstos quedaron georreferenciados planimétricamente al sistema de transporte de coordenadas, tal y como lo exige el Manual de Carreteras. Respecto a la georreferenciación del puente, se procedió a vincular materializando un par de PRs. Esta vinculación se realiza a la línea base GPS más cercana al puente. La longitud del levantamiento fue el exigido por el Manual de Carreteras para este tipo de trabajos, que corresponde a 250 metros.

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Todos los procesos y ajustes realizados para georreferenciar el puente se encuentran adjuntos en el Informe de Ingeniería Básica para Anteproyectos. A continuación se presenta el puente levantado:

Figura Nº2.2 Puente Salva Tu Alma

Figura Nº2.3 Levantamiento de Perfiles Batimétricos

Como se menciona anteriormente, el levantamiento realizado en coordenadas UTM, se debe transformar en un plano topográfico local (PTL). Para dicha transformación los parámetros utilizados fueron los siguientes: 

Norte Falso

: 7.000.000



Este Falso

: 200.000

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2.3



Latitud Central

: 0° 00` 00” N



Longitud Central

: 72° 05` 00” E



Factor Escala

: 1.00008309815

CUADROS DE COORDENADAS

Tabla Nº1.3 Cuadro de Coordenadas UTM de Líneas Bases ID LB 1A LB 2B LB 3A LB 4B LB 5A LB 6B LB 7A LB 8B LB 9A LB 10B LB 11A LB 12B LB 13A LB 14B LB 15A LB 16B

ESTE 757642.966 757508.924 755665.263 755549.614 751076.338 750762.986 754090.381 754415.530 753913.136 753747.292 752513.658 751997.120 747934.790 747549.167 742544.297 742504.343

NORTE ELEVACION 5678964.595 394.563 5678526.543 397.085 5674464.424 358.740 5674014.662 355.679 5673224.229 321.805 5672685.197 318.779 5669218.499 341.413 5668859.132 345.004 5662383.694 724.987 5661853.847 722.378 5659651.085 394.938 5659725.053 386.602 5659352.329 363.117 5659443.128 355.454 5659646.675 311.566 5660329.383 300.406

Tabla Nº1.4 Cuadro de Coordenadas PTL de Líneas Bases ID LB 1A LB 2B LB 3A LB 4B LB 5A LB 6B LB 7A LB 8B LB 9A LB 10B LB 11A LB 12B LB 13A LB 14B LB 15A LB 16B

ESTE 205063.324 204943.431 203231.525 203130.396 198686.146 198390.337 201826.256 202162.672 201868.694 201720.019 200558.223 200039.728 195992.649 195604.411 190596.863 190534.985

NORTE ELEVACION 2681088.430 394.563 2680646.454 397.085 2676528.658 358.740 2676075.562 355.679 2675142.312 321.805 2674593.664 318.779 2671236.568 341.413 2670887.937 345.004 2664401.726 724.987 2663866.985 722.378 2661626.373 394.938 2661683.670 386.602 2661180.601 363.117 2661258.926 355.454 2661301.354 311.566 2661982.260 300.406

Tabla Nº1.5 Lista de PRs de Puente Salva Tu Alma en PTL ID PR STA 1 PR STA 2

Este Norte 194353.536 2661702.096 194225.366 2661747.448

Elevación 344.710 346.142

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3.

HIDROLOGÍA

3.1

GENERALIDADES El presente estudio tiene por objeto, determinar los caudales de diseño para las obras de drenaje del “Estudio de Ingeniería Mejoramiento Red Interlagos, San Pedro - Pitrunco - Los Raulíes - Pedregoso, Región de La Araucanía”. Sólo la cuenca del Río Curaco posee control fluviométrico, la cual es analizada en el estudio del Puente Pitrunco N°2. Las cuencas restantes no poseen control fluviométrico por lo que será necesario utilizar métodos indirectos del tipo precipitación-escorrentía para determinar los caudales. El régimen de precitaciones es exclusivamente pluvial. El estudio de hidrología se analiza en los siguientes numerales: 3.2

Análisis Fluviométrico: Estudio de los caudales registrados por la estación fluviométrica en Santa Filomena.

3.3

Análisis Pluviométrico: Estudio de las precipitaciones máximas anuales de todas las estaciones meteorológicas cercanas, análisis de la variación espacial de las precipitaciones y determinación de la precipitación de diseño.

3.4

Línea de Nieves: Estimación de la cota de la Línea de Nieves y variabilidad estacional.

3.5

Cálculo de Crecidas: Cálculo de los caudales en cuencas sin control fluviométrico, mediante expresiones del tipo precipitación-infiltración-escorrentía.

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3.2

ANÁLISIS FLUVIOMÉTRICO

3.2.1.

Río Pedregoso La Cuenca del Río Pedregoso posee control fluviométrico en la localidad de Santa Filomena, sin embargo, la estación fue suprimida con menos de 1 año de registros. Los registros de Caudales Máximo Instantáneos son los siguientes:

Tabla Nº1.6 Caudal Máximo Instantáneo Mensual – Río Pedregoso en Santa Filomena

En color amarillo se identifican los meses cuyo caudal corresponde a una extrapolación de la curva que relaciona la Altura limnimétrica y el caudal. Las celdas achuradas corresponden a meses incompletos. Fuente: DGA

A pesar de su corta duración, en el período mayo-junio de 1947 se registraron caudales muy elevados, sin embargo, una revisión más exhaustiva de los registros mostró que la mayoría de éstos corresponden a extrapolaciones de la curva que relaciona la altura limnimétrica con el caudal. En el registro diario de los meses señalados todas las alturas que superan 0.5m (aproximadamente 12 m³/s) están marcadas con un asterisco, indicando que son extrapolaciones. Esto da pie para cuestionar y descartar los registros fluviométricos, por lo que se consultaron los registros de la estación más cercana.

Tabla Nº1.7 Caudal Máximo Instantáneo Mensual – Río Allipén en Los Laureles

En color amarillo se identifican los meses cuyo caudal corresponde a una extrapolación de la curva que relaciona la Altura limnimétrica y el caudal. Las celdas achuradas corresponden a meses incompletos. Fuente: DGA

La proporción entre las cuencas drenantes de ambas estaciones es de 88km 2:1503km2 por lo que se concluye que el caudal registrado en Río Pedregoso está extremadamente sobredimensionado. También se puede concluir lo mismo con los registros de Mayo y Enero. El registro tiene una duración menor a 1 año y por lo menos 2 meses presentan registros erróneos, por lo que se concluye que los registros de la estación Río Pedregoso no pueden ser usados para determinar caudales de diseño.

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3.2.2.

Transposición de Caudales Adicionalmente se consideró el uso de registros fluviométricos de estaciones cercanas para calcular el caudal mediante transposición. Este método calcula el caudal de una cuenca a partir de los caudales de una estación cercana, al suponer que ambas cuencas poseen parámetros hidrológicos y orográficos semejantes. La forma tradicional de transposición se realiza con la ecuación racional. En la hipótesis de que dos cuencas poseen la misma intensidad y coeficiente de escorrentía, se puede expresar:

Q1 A 1  Q2 A2 Este método es muy usado para trasladar caudales dentro de una misma cuenca, pero debe ser usado con precaución cuando se utiliza entre dos cuencas de diferentes hidrologías y orografías. Como se señaló previamente, la cantidad y calidad de datos de la estación Río Pedregoso en Santa Filomena no permite utilizar sus registros para realizar una transposición de caudales. El Río Pedregoso no posee otra estación cercana, y la siguiente estación se encuentra ubicada en el Río Toltén, 36km aguas abajo, donde la magnitud de la cuenca del Toltén y el efecto regulador del Lago Villarrica invalidan la aplicación de este método. Las estaciones más cercanas al área de estudio son las siguientes:

Tabla Nº1.8 Estaciones Fluviométricas Cercanas Código BNA 09131001-5 09134001-1 09402002-6 09402001-8 09404001-9 09406001-K 09405001-4 09423001-2 09422001-7 09420001-6 09416001-4 09414001-3

Nombre Estación Río Quepe En Vilcún Río Huichahue En Faja 24000 Estero Melipeuco Río Allipén En Melipeuco Río Allipén En Los Laureles Río Allipén En Allipén Río Curaco En Colico Río Toltén En Coipue Río Pedregoso En Santa Filomena Río Toltén En Villarica Río Liucura En Liucura Río Trancura Antes Rio Llafenco

inicio

Fechas término

01-03-1946 01-01-1985 01-12-1952 01-01-1985 01-03-1946 01-12-1929 01-12-1986 01-04-1959 01-12-1946 01-03-1929 01-10-1971 01-12-1970

01-12-1956

01-01-1938 01-03-1983 01-06-1947

Altura msnm 292 150 1000 1000 190 100 250 200 325 250 402 386

Area km2 386 193 88 747 1,503 2,468 432 3,264 88 2,880 359 1,215

Coord UTM Norte Este 5714658 740,666 5696416 731,426 5696158 259,893 5694460 265,011 5681358 739,657 5678366 715,009 5675402 752,474 5668792 726,288 5660739 747,678 5649907 738,698 5649729 255,549 5642507 261,528

Fuente: DGA

Estudio de Ingeniería Mejoramiento Red Interlagos, San Pedro - Pitrunco - Los Raulíes - Pedregoso, Región de La Araucanía.

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Figura Nº8.1 Estaciones Fluviométricas Cercanas Río Huichahue

Estero Melipéuco

Río Quepe en Vilcún

Río Allipén en Los Laureles

Río Allipén en Melipeuco

Río Curaco en Colico Río Allipén en Allipén

Río Liucura en Liucura

Río Toltén en Coipue

Río Toltén en Villarrica

Río Trancura en Llafenco

Río Pedregoso en Sta. Filomena

Base Cartográfica: IGM escala 1:500.000 Cuencas del estudio en color verde Fuente: Elaboración Propia

Como se señaló previamente, la estación Río Toltén en Villarrica está influenciada por la regulación del Lago Villarrica, situación que también ocurre con Río Toltén en Coipue, Río Allipén en Allipén, Río Curaco en Colico y Río Trancura en Llafenco. Estas estaciones no serán utilizadas en el siguiente análisis. Por otro lado, las estaciones Estero Melipeuco y Río Pedregoso poseen muy pocos años de registros por lo que tampoco serán utilizadas. Las estaciones restantes poseen hidrologías y magnitudes muy variadas. A diferencia del Río Pedregoso estas estaciones poseen régimen mixto, pluvial y nival, siendo incluso mayor el régimen nival en el Río Liucura. Las estaciones Río Huichahue y Río Allipén en Los Laureles poseen una orografía mixta valle-cordillera que hay que tener presente. Los registros de caudales máximos instantáneos de las estaciones seleccionadas, en temporada invernal (abril-septiembre) y estival (octubre-marzo) son los siguientes:

Estudio de Ingeniería Mejoramiento Red Interlagos, San Pedro - Pitrunco - Los Raulíes - Pedregoso, Región de La Araucanía.

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Tabla Nº1.9 Caudales Máximos Instantáneos Año 1946 1947 1948 1949 1950 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

Río Allipén en Los Río Allipén en Laureles Melipeuco Invierno Verano Invierno Verano 679 650 568 781 932 825 460 898 891 302 302 983 1125 1099 775 1330 752 679 342 906 638 529 369 767 638 1144 1019 1073 549 559 1606 950 1057 1043 936 1052 916 855 961 1093 710 510 691 717 687 796 815 1170 1121 1131 301 945 322 584 859 1534 461

122 338 255 320 213 309 318 378 237 294 302 248 540 262 404 199 282 159 521 364 778 414 509 220 257 356 426 462 336 195 363 389 447 690 648 334 182 423 475 555 252 646 233 444 510 223 261 480 1125 785 222 167 323 114 350 235 217

Río Huichahue Invierno

Verano

Río Liucura Invierno

362

Verano

151 94

120 40

340 313 268 247 246 327 366 331 439 317 393 174 547 97 169 233 502 211

105 124 263 115 181 264 115 152 192 410 354 143 95 162 86 142 177 137

174 118 66 137 102 114 169 191 216 149 176 44 123 81 130 142 256 151

7 23 128 19 73 112 20 22 25 134 103 17 15 34 5 53 20 16

57 243 270 211 245 406 175 239 256 277 193 141 236 172 197 297 213 424 225 316 84 303 122 229 285 438 178

73 121 209 108 137 72 87 106 158 49 164 61 97 153 64 85 138 26 253 53 52 69 19 49 71 50

Río Quepe Invierno

Verano

76 85 98 212 233 208 107 221 278 81 178

20 57 52 65 76 60 88 45 72 47 76 86

296 132 170 117 237 135 114 80 153 106 209 288 370 161 113 488 237 488 71 226 104 217 235 226 238 245 235 147 250

45 63 27 74 70 129 69 141 41 58 99 58 118 77 39 33 54 46 48 87 41 41 99 135 112 61 247 38 58 87

214 350 234 234 39 220 79 102 202 360 142

36 79 116 93 34 26 55 16 107 41 48

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CITRA Consultores en Ingeniería de Transporte Ltda. Año 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Río Allipén en Los Río Allipén en Laureles Melipeuco Invierno Verano Invierno Verano 1339 844 852 1260 390 1280 565 997 371 764 466 878 784

1341 241 413 254 219 203 194 585 266 167 170 155 174

651 307 302 258 129 398 271 305 121 260 243 328 215

Río Huichahue

439 115 204 332 141 113 131 365 130 114 96 120 103

Río Liucura

Río Quepe

Invierno

Verano

Invierno

Verano

Invierno

Verano

228 117 156 85 66 83 78 209 79 196 107 154 204

195 20 55 67 10 9 2 20 45 15 18 11 18

179 381 370 404 119 451 254 273 110 192 152 237 237

517 70 104 268 56 99 50 47 81 54 49 85 47

260 188 222 286 135 300 180 125 69 114 78 108

216 60 133 120 43 39 29 157 28 30 24 19 30

Fuente: DGA El análisis estadístico de las precipitaciones máximas diarias se realizó mediante la aplicación de varios modelos de densidad de probabilidad. Dichos modelos corresponden, de acuerdo a la literatura especificada y a la experiencia, a los más apropiados para el análisis de este tipo de series. Los modelos aplicados son distribución Normal, Log-normal, Gamma, Log-Gamma, Gumbel, Valores Extremos Generalizada, log-Pearson 3 y Wakeby. Este análisis fue realizado con el software EasyFit, y se adoptó los modelos que mejor se ajustan según el test Kolmogorov-Smirnov.

Tabla Nº1.10 Caudales según Período de Retorno – Período de Invierno Estación Río Allipén en Los Laureles Río Allipén en Melipeuco Río Huicache en Faja 24000 Río Liucura en Liucura Río Quepe en Vilcún

Área de la cuenca (km²) 1503 747 193 359 386

Período de Retorno (años) 2

5

10

25

50

100

150

200

825 286 135 235 192

1054 372 189 326 272

1188 444 216 379 314

1358 551 241 440 359

1483 642 254 480 388

1607 743 263 516 414

1678 807 268 536 428

1728 855 270 550 437

Fuente: Elaboración Propia. Considerando las superficies de cuencas informadas por la DGA, y que la cuenca el estudio es de 96 km², se obtienen los siguientes caudales en el Puente Salva Tu Alma del Río Pedregoso.

Tabla Nº1.11 Caudales Río Pedregoso por transposición de caudales Estación Origen Río Allipén en Los Laureles Río Allipén en Melipeuco Río Huicache en Faja 24000 Río Liucura en Liucura Río Quepe en Vilcún PROMEDIO

Período de Retorno (años) 2

5

10

25

50

100

150

200

53 37 67 63 48 53

67 48 94 87 68 73

76 57 107 101 78 84

87 71 120 118 89 97

95 83 126 128 96 106

103 96 131 138 103 114

107 104 133 143 106 119

110 110 134 147 109 122

Fuente: Elaboración Propia.

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3.3

ANÁLISIS PLUVIOMÉTRICO

3.3.1.

Antecedentes Pluviométricos En la siguiente Tabla se representa la ubicación de las estaciones que han sido consideradas representativas:

Tabla Nº1.12 Estaciones Pluviométricas Estación Administración Latitud Longitud Período Pueblo Nuevo (Temuco) DGA 38º42'46'' 72º35'00'' 1953-2014 Temuco DMC 38º45' 72º35' 1912-1979 Aeropuerto Maquehue DMC 38º45' 72º38' 1960-2013 Padre Las Casas DMC 38º46' 72º35' 1919-2003 Allipén Chiduco DMC 39º01' 72º27' 1929-1967 Los Laureles DGA 38º57'31'' 72º12'02'' 1970-2014 Cunco DGA 38º55'37'' 72º00'45'' 1969-2009 Cunco DMC 38º56' 72º02' 1970-2014 Quecheregua DGA 39º00'02'' 72º04'00'' 1947-2013 Curaco en la Balsa DMC 39º03' 72º12' 1925-2013 Flor del Lago DMC 39º09' 72º07' 1953-2014 DMC: Dirección Meteorológica de Chile. DGA: Dirección General de Aguas

Datos 62 56 53 75 37 45 39 45 56 87 62

Las estaciones Fundo Santa Adela y Colico, ambas de la DMC no fueron consideradas debido a que poseen muy pocos registros (8 y 4 respectivamente). En la siguiente figura se presenta la ubicación de las estaciones cercanas a las cuencas del estudio.

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Figura Nº12.1 Estaciones Pluviométricas

Allipén Chiduco

Cunco

Los Laureles

Quechereguas

Curaco en La Balsa

Flor del Lago Puente Salva Tu Alma Base Cartográfica: IGM escala 1:500.000 Cuencas del estudio en color verde Fuente: Elaboración Propia

A continuación se presenta la estadística original de las estaciones seleccionadas para el análisis:

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1925 1926 1927 1928 1929 1930 1931 1932 1933 1934 1935 1936 1937 1938 1939 1940 1941 1942 1943 1944 1945 1946 1947 1948 1949 1950 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970

70.1 43.4 88.7 44.5 80 60 65 55 39 55 75 45 62 60 82 65 65 35 40 117 52 99 105 43 61 72 54.7

45 84 35 43 65 48 40 37 42 55 69 34 63 51 90 32 58 48

65 38.5 85.1 42.5 45 57 71 59 41 55 75 51 54 53 58 72 64 52 32 82 55 92 93 36 56 48

135 98 85 116 81 60 122 66 94 100 106 86 114 86 56 135 113 104 117 77 80 75

122 77 92 36

110 58 100 95 82 34.4 71.5 55 68 66 157 92 131.8 144.5 140 113 29.5 44 47 83 61 80 86 85 101.5 127.3 80 75 89.2 71 77 83 132 78 45 73 55 44 76 77 60 61 89 93 96 35 36 43 56 58 62 70.4 78.6 77.1 84.5 51.5 57.2 50.2 70 75 97 107.3 134.5 106 40 64 42 58 48 45.5 48.9 65 51 53 161.7 65

113 67 108 87

50

71

Flor del Lago

Curaco en la Balsa

Quechereguas

Cunco

Los Laureles

Allipén Chiduco

Padre Las Casas

Maquehue Aeropuerto

Temuco

AÑO

Pueblo Nuevo

Tabla Nº1.13 Estadística Pluviométrica (mm)

53.9 45.5 53 51 65 63 52 57 57 63 82 51 60 47 79 55 75 50 67 178 147 107 106 72 70 95

69.5 95 105.7 126.5 108.6 130 40.3 64.5 65 88 82 92 107.3 107 83.5 150 119 104 78 83 81 96 88 84 98.3 94.8 93.3 85 134 64 101.4 91.5

Estudio de Ingeniería Mejoramiento Red Interlagos, San Pedro - Pitrunco - Los Raulíes - Pedregoso, Región de La Araucanía.

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1971 57 50 1972 47.5 151 1973 48 50 1974 59 58 1975 35 35 1976 91 55 1977 91 93.6 1978 51 49.9 1979 49 49.2 1980 65 1981 55 1982 45 1983 44.5 1984 69 1985 79 1986 50.5 1987 58 1988 49 1989 85 1990 49.5 1991 47.6 1992 78 1993 90 1994 67.5 1995 73.7 1996 45.5 1997 71.2 1998 41.2 1999 61.4 2000 129.8 2001 58.7 2002 59.5 2003 56.2 2004 46.9 2005 56.3 2006 39.5 2007 76 2008 85 2009 47.2 2010 49 2011 39 2012 37.2 2013 32.1 2014 50.4

46 44.1 44.4 48.8 30.5 33 58.9 59.8 82.4 88.2 45.6 49.2 48.9 79 74.2 47.2 49.9 50.2 47.6 58.9 57.8 76.8 82.5 63.2 70.3 46.4 45.2 67.7 60.1 40 41.7 58.2 56.1 43.3 43 76.2 79.1 87.7 85.1 61 50.9 58.5 53.5 38.1 37.8 55.6 58.9 43.7 35 65.6 67.1 111.5 105.7 55 62 62.8 62.3 40.2 39.5 38.4 53.4 68.2 61.8 86.5 47 56 47.2 43.2 31.4 67

89 93 98.5 60 49 68 89.5 85 78.5 70.5 66 57 77 99 90.5 88 60.5 85.5 102 72.6 55.5 82.7 117 122.5 86 49.5 119.5 55.4 93 132 95 101.9 126 77.5 80 73 66 90 70 88 79 64.5 62.2 110

50 80 50 91 50 37.5 83.8 50 50 61.5 46 51 56.4 125 82 69.1 92 81 100.1 63 59.5 87.1 53 58.5 78 76.5 82.9 90 85 72.3 68 77 73.9 75 75.5 76 121 130 86 85 76 78 140 90.5 96 82 94 78.8 67 50 84.1 70.5 85 75 93 67 77 68 65 75 97 89 75.5 86 131.5 61 80.5 81.3 48.5 79.5 49.2 41 50 35.3 75 78.5 40 50 61.2 60.5 90 104.7 90 120 132.4 150 107.5 132.4 80 80.5 86.2 80 81.6 87.7 50 90 86.1 45.5 72 94.7 75 90 89.4 70 67 78 80 75 101.4 60 75 70.5 51 77 88.7 66 80 83 57 79 60 61 54 73.7 90 108 90

Flor del Lago

Curaco en la Balsa

Quechereguas

Cunco

Los Laureles

Allipén Chiduco

Padre Las Casas

Maquehue Aeropuerto

Temuco

AÑO

Pueblo Nuevo

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143.5 80.2 56.5 72.8 87.6 177 129 115.6 119.5 117.9 101.7 85.7 80 85 110.4 78.9 91.4 102 110.5 84.9 74.2 105.6 159.7 102.8 136.5 70.7 155.3 67.7 158.6 168.5 135.6 126.1 131.9 121.8 162.4 117.5 133 103.2 111.3 85.2 114.1 87.5 133.5

En color amarillo, registros de la DMC incompletos, pero con máxima anual. En color verde, registros de la DMC incompletos, sin la máxima anual. En color magenta, registros rellenados con estudio de DGA, 1987. Fuente: Dirección General de Aguas, Dirección Meteorológica de Chile y DGA : “Precipitaciones Diarias Máximas 24, 48 y 72 horas” BF-1989.

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Los registros recolectados se extienden desde 1912 hasta el año 2014. En total, el porcentaje de datos existentes es menor al 50%, y ninguna estación tiene sus registros completos, lo cual dificulta el proceso de correlación y relleno de los registros. Se analizó el período 1925-2014, con 90 años de registros. 3.3.2.

Metodología para Relleno de Datos Esta metodología tiene por objetivo rellenar datos faltantes en los registros de precipitaciones realizados en cada estación pluviométrica. Las estaciones de referencias serán aquellas con mayor cantidad de registros. La metodología empleada consiste en lo siguiente: 

realizar un primer filtro de la información para eliminar datos muy dispares fuera del margen de 2 desviaciones estándar.



Ajustar una recta de la forma “y = m x + n”.



Las correlaciones se consideran aceptables cuando el valor de R² es mayor a 0,7. Excepcionalmente se aceptaron correlaciones menores a 0,7. Se presentan a continuación el Cuadro de correlaciones entre todas las estaciones analizadas.

Tabla Nº1.14 Parámetro “m” de la recta “y=mx+n” (1925-2014)

En color gris, las correlaciones menores a 0,5. Fuente: Elaboración Propia

Tabla Nº1.15 Parámetro “n” de la recta “y=mx+n” (1925-2014)

En color gris, las correlaciones menores a 0,5. Fuente: Elaboración Propia

Estudio de Ingeniería Mejoramiento Red Interlagos, San Pedro - Pitrunco - Los Raulíes - Pedregoso, Región de La Araucanía.

20

Informe Fase 3.2_ Rev 0

CITRA Consultores en Ingeniería de Transporte Ltda.

Tabla Nº1.16 Coeficiente de Correlación R² (1925-2014)

En color gris, las correlaciones menores a 0,5. Fuente: Elaboración Propia

A continuación se presentan los datos rellenados.

Tabla Nº1.17 Estadística Pluviométrica Con Relleno (mm) AÑO REF m n R² 1925 1926 1927 1928 1929 1930 1931 1932 1933 1934 1935 1936 1937 1938 1939 1940 1941 1942 1943 1944 1945 1946 1947 1948 1949 1950

Pueblo Nuevo

Temuco

Aeropto. Maquehu e

Padre Las Casas

Allipén Chiduco

Los Laureles

Cunco

Quechere guas

Curaco en la Balsa

Temuco

Padre Las Casas

Padre Las Casas

Aeropuerto Maquehue

Aeropuerto Maquehue

Temuco

Quecheregu as

Padre Las Casas

Los Laureles

0.61

0.85

0.77

0.97

1.15

0.60

0.62

0.64

0.71

19.46

10.86

12.70

2.46

15.93

44.50

19.78

41.79

25.60

0.73

0.74

0.77

0.82

0.76

0.58

0.42

0.49

0.61

62.2 45.9 73.6 46.6 68.3 56.1 59.1 53.0 43.3 53.0 65.2 46.9 57.3 56.1 69.5 59.1 59.1 40.8 43.9 90.8 51.2 79.9 83.5 45.7 56.7 63.4

70.1 43.4 88.7 44.5 80.0 60.0 65.0 55.0 39.0 55.0 75.0 45.0 62.0 60.0 82.0 65.0 65.0 35.0 40.0 117.0 52.0 99.0 105.0 43.0 61.0 72.0

62.8 42.3 78.2 45.4 47.4 56.6 67.4 58.1 44.3 55.1 70.5 52.0 54.3 53.5 57.4 68.1 62.0 52.7 37.3 75.8 55.1 83.5 84.3 40.4 55.8 49.7

65.0 38.5 85.1 42.5 45.0 57.0 71.0 59.0 41.0 55.0 75.0 51.0 54.0 53.0 58.0 72.0 64.0 52.0 32.0 82.0 55.0 92.0 93.0 36.0 56.0 48.0

88.1 64.6 105.9 68.2 135.0 98.0 85.0 116.0 81.0 60.0 122.0 66.0 94.0 100.0 106.0 86.0 114.0 86.0 56.0 135.0 113.0 104.0 117.0 77.0 80.0 75.0

86.6 70.5 97.7 71.2 92.5 80.5 83.5 77.5 67.9 77.5 89.5 71.5 81.7 80.5 122.0 77.0 92.0 36.0 68.5 114.7 75.7 103.9 110.0 58.0 100.0 95.0

71.5 61.0 79.5 62.6 63.5 68.3 73.9 69.1 62.0 67.5 75.4 65.9 67.1 66.7 68.7 74.3 71.1 66.3 58.4 78.2 67.5 82.2 82.6 60.0 67.9 64.7

83.4 66.4 96.3 69.0 70.6 78.3 87.2 79.6 68.0 77.0 89.8 74.4 76.4 75.7 78.9 87.9 82.8 75.1 62.3 94.3 77.0 100.7 101.3 64.8 77.6 72.5

87.1 75.7 95.0 76.2 91.3 82.8 84.9 80.6 73.8 80.6 89.1 76.4 83.6 82.8 112.2 80.3 90.9 51.2 74.2 107.0 79.3 99.4 113.0 67.0 108.0 87.0

Estudio de Ingeniería Mejoramiento Red Interlagos, San Pedro - Pitrunco - Los Raulíes - Pedregoso, Región de La Araucanía.

Flor del Lago

107.2 45.5 53.0 51.0 65.0 63.0 52.0 57.0 57.0 63.0 82.0 51.0 60.0 47.0 79.0 55.0 75.0 50.0 67.0 178.0 147.0 107.0 106.0 72.0 70.0 95.0 21

Informe Fase 3.2_ Rev 0

CITRA Consultores en Ingeniería de Transporte Ltda. AÑO

Pueblo Nuevo

Temuco

Aeropto. Maquehu e

Padre Las Casas

Allipén Chiduco

Los Laureles

Cunco

Quechere guas

Curaco en la Balsa

Flor del Lago

1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001

52.8 43.9 45.0 84.0 35.0 43.0 65.0 48.0 40.0 37.0 42.0 55.0 69.0 34.0 63.0 51.0 90.0 32.0 58.0 48.0 57.0 47.5 48.0 59.0 35.0 91.0 91.0 51.0 49.0 65.0 55.0 45.0 44.5 69.0 79.0 50.5 58.0 49.0 85.0 49.5 47.6 78.0 90.0 67.5 73.7 45.5 71.2 41.2 61.4 129.8 58.7

54.7 40.1 68.0 131.8 35.9 50.8 78.9 97.1 74.6 81.4 50.1 48.3 60.0 35.0 62.0 51.5 97.0 40.0 48.0 51.0 50.0 151.0 50.0 58.0 35.0 55.0 93.6 49.9 49.2 73.9 53.3 51.3 60.0 81.0 70.6 49.3 61.9 46.3 60.9 59.2 47.4 78.1 83.2 54.1 56.3 43.0 60.9 40.6 67.9 100.7 63.6

54.4 39.2 63.5 124.0 35.4 48.9 74.3 90.9 70.5 77.0 45.0 46.6 61.0 36.0 70.4 57.2 107.3 64.0 45.5 53.0 46.0 44.1 44.4 48.8 30.5 58.9 82.4 45.6 48.9 79.0 47.2 50.2 58.9 76.8 63.2 46.4 67.7 40.0 58.2 56.1 43.3 76.2 87.7 61.0 58.5 38.1 55.6 43.7 65.6 111.5 55.0

54.2 34.4 66.0 144.5 29.5 47.0 80.0 101.5 75.0 83.0 46.1 44.0 89.0 43.0 78.6 50.2 106.5 42.0 48.9 161.7 47.1 45.2 45.5 49.8 33.0 59.6 88.2 49.2 49.9 74.2 49.9 47.6 57.8 82.5 70.3 45.2 60.1 41.7 58.9 56.9 43.0 79.1 85.1 50.9 53.5 37.8 58.9 35.0 67.1 105.7 62.0

78.5 71.5 157.0 140.0 56.7 83.0 86.0 127.3 89.2 132.0 73.0 76.0 93.0 56.0 77.1 70.0 134.5 89.5 68.3 76.9 68.8 66.6 67.0 72.1 51.0 83.7 110.7 68.4 72.2 106.8 70.2 73.7 83.7 104.3 88.6 69.3 93.8 61.9 82.9 80.4 65.7 103.6 116.8 86.1 83.2 59.7 79.9 66.2 91.4 144.2 79.2

82.0 55.0 92.0 113.0 44.0 61.0 85.0 80.0 71.0 78.0 55.0 77.0 96.0 58.0 84.5 75.0 106.0 58.0 65.0 65.0 89.0 93.0 98.5 60.0 49.0 68.0 89.5 85.0 78.5 70.5 66.0 57.0 77.0 99.0 90.5 88.0 60.5 85.5 102.0 72.6 55.5 82.7 117.0 122.5 86.0 49.5 119.5 55.4 93.0 132.0 95.0

67.2 59.3 71.9 103.0 57.4 64.3 77.4 86.0 75.4 78.6 64.0 63.1 81.0 62.8 76.9 65.6 88.0 62.4 65.1 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 46.0 125.0 92.0 63.0 53.0 78.0 90.0 68.0 75.0 121.0 85.0 140.0 82.0 78.8 84.1 75.0 77.0 75.0 75.5 61.0 48.5 41.0 75.0 40.0 60.5 90.0 150.0

76.5 63.8 84.0 134.3 60.7 71.9 93.0 106.8 89.8 94.9 71.3 70.0 98.8 69.3 92.1 73.9 110.0 68.7 73.1 71.0 80.0 91.0 37.5 50.0 51.0 82.0 81.0 59.5 58.5 76.5 85.0 77.0 75.5 130.0 76.0 90.5 94.0 67.0 70.5 93.0 68.0 97.0 86.0 80.5 79.5 50.0 78.5 50.0 90.0 120.0 107.5

83.8 69.5 105.7 108.6 40.3 65.0 82.0 107.3 76.0 150.0 104.0 83.0 96.0 66.8 98.3 93.3 100.9 66.8 71.8 71.8 88.8 91.6 83.8 61.5 56.4 73.9 89.1 87.1 81.3 82.9 72.3 73.9 76.0 86.0 78.0 96.0 68.6 86.3 85.0 67.0 65.0 89.0 131.5 81.3 49.2 35.3 110.4 61.2 104.7 132.4 132.4

102.7 95.0 126.5 130.0 64.5 88.0 92.0 107.0 83.5 119.0 78.0 81.0 88.0 84.0 94.8 85.0 134.0 64.0 101.4 91.5 143.5 80.2 56.5 72.8 87.6 177.0 129.0 115.6 119.5 117.9 101.7 85.7 80.0 85.0 110.4 78.9 91.4 102.0 110.5 84.9 74.2 105.6 159.7 102.8 136.5 70.7 155.3 67.7 158.6 168.5 135.6

Estudio de Ingeniería Mejoramiento Red Interlagos, San Pedro - Pitrunco - Los Raulíes - Pedregoso, Región de La Araucanía.

22

Informe Fase 3.2_ Rev 0

CITRA Consultores en Ingeniería de Transporte Ltda. AÑO

Pueblo Nuevo

Temuco

Aeropto. Maquehu e

Padre Las Casas

Allipén Chiduco

Los Laureles

Cunco

Quechere guas

Curaco en la Balsa

Flor del Lago

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

59.5 56.2 46.9 56.3 39.5 76.0 85.0 47.2 49.0 39.0 37.2 32.1 50.4

63.8 44.4 44.6 57.0 69.2 63.9 84.3 51.7 59.1 51.9 48.6 38.8 68.2

62.8 40.2 38.4 53.4 68.2 61.8 86.5 47.0 56.0 47.2 43.2 31.4 67.0

62.3 39.5 39.7 54.3 68.6 62.4 86.4 48.1 56.8 48.2 44.4 32.9 67.5

88.2 62.2 60.1 77.3 94.4 87.0 115.4 70.0 80.3 70.2 65.6 52.0 93.0

101.9 126.0 77.5 80.0 73.0 66.0 90.0 70.0 88.0 79.0 64.5 62.2 110.0

80.0 80.0 50.0 45.5 75.0 70.0 80.0 60.0 51.0 66.0 57.0 61.0 90.0

80.5 81.6 90.0 72.0 90.0 67.0 75.0 75.0 77.0 80.0 79.0 54.0 108.0

86.2 87.7 86.1 94.7 89.4 78.0 101.4 70.5 88.7 83.0 60.0 73.7 90.0

126.1 131.9 121.8 162.4 117.5 93.1 133.0 103.2 111.3 85.2 114.1 87.5 133.5

Nota :

Valores en azul-negrita-cursiva corresponden a valores correlacionados mediante la regresión lineal. Valores con fondo color canela corresponde a valores correlacionados en segundo orden. Fuente: Elaboración Propia

Este procedimiento se repitió para los períodos 1965-2014 y 1985-2014 con el objeto de analizar la sensibilidad de los ajustes al período de análisis y a su vez buscar mejores ajustes para las estaciones Los Laureles, Cunco, Quechereguas y Curaco en la Balsa.

Tabla Nº1.18 Coeficiente de Correlación R² (1965-2014)

En color gris, las correlaciones menores a 0,5. Fuente: Elaboración Propia

Tabla Nº1.19 Coeficiente de Correlación R² (1985-2014)

En color gris, las correlaciones menores a 0,5. Fuente: Elaboración Propia

Estudio de Ingeniería Mejoramiento Red Interlagos, San Pedro - Pitrunco - Los Raulíes - Pedregoso, Región de La Araucanía.

23

Informe Fase 3.2_ Rev 0

CITRA Consultores en Ingeniería de Transporte Ltda.

En el período 1965-2014 la estación Los Laureles presenta un registro completo por lo que no requiere ajustes. En el período 1985-2014 las estaciones Cunco y Quechereguas presentan un registro completo por lo que no requieren ajustes. El mejor ajuste de la estación Curaco en la Balsa se logró con la estación Flor del Lago, para el período 1985-2014. Los análisis de frecuencia realizados a estas estaciones son los siguientes:

Tabla Nº1.20 Análisis de Frecuencias para estación Los Laureles Período de Retorno (años)

1925-2014

R²

0.58

1965-2014

1985-2014 N/A completa 105

5

98

N/A completa 95

10

108

106

118

Sin relleno N/A 93 106

25

119

119

131

118

50

126

128

140

127

100

132

136

147

134

150

136

140

151

138

200

138

143

154

141

300

141

147

158

144

Fuente: Elaboración Propia

Tabla Nº1.21 Análisis de Frecuencias para estación Cunco Período de Retorno (años)

1925-2014

1965-2014

R²

0.42

0.42

5

83

88

N/A completa 88

10

93

100

100

97

25

107

118

116

112

1985-2014

Sin relleno N/A 82

50

119

133

131

128

100

133

151

149

144

150

141

163

163

157

200

147

173

174

167

300

157

190

193

182

Fuente: Elaboración Propia

Tabla Nº1.22 Análisis de Frecuencias para estación Quechereguas Período de Retorno (años)

1925-2014

1965-2014

R²

0.49

0.49

1985-2014

Sin relleno

5

93

93

N/A completa 94

10

101

102

102

98

25

111

112

110

108

N/A 87

50

118

119

116

117

100

125

126

122

124

150

128

129

124

129

200

131

132

126

133

Estudio de Ingeniería Mejoramiento Red Interlagos, San Pedro - Pitrunco - Los Raulíes - Pedregoso, Región de La Araucanía.

24

Informe Fase 3.2_ Rev 0

CITRA Consultores en Ingeniería de Transporte Ltda. 300

134

136

129

137

Fuente: Elaboración Propia

Tabla Nº1.23 Análisis de Frecuencias para estación Curaco en La Balsa Período de Retorno (años) R² 5

1925-2014

1965-2014

1985-2014

Sin relleno

0.61 99

0.55 97

0.62 103

N/A 97

10

109

106

114

111

25

120

117

127

124

50

127

125

136

134

100

134

133

144

142

150

138

137

148

148

200

141

140

151

151

300

145

145

155

155

Fuente: Elaboración Propia

Por lo tanto, para las estaciones analizadas se utilizarán los siguientes períodos:

3.3.3.



Los Laureles : sin relleno (72 datos originales)



Cunco: para T≤10 años 1985-2014; para T>10 años 1925-2014



Quechereguas: para T≤50 registro sin relleno; para T>50 años 1925-2014



Curaco en La Balsa: sin relleno (53 datos originales)

Análisis Probabilístico El análisis estadístico de las precipitaciones máximas diarias se realizó mediante la aplicación de varios modelos de densidad de probabilidad. Dichos modelos corresponden, de acuerdo a la literatura especificada y a la experiencia, a los más apropiados para el análisis de este tipo de series. Los modelos aplicados son distribución Normal, Log-normal, Gamma, Log-Gamma, Gumbel, Valores Extremos Generalizada, log-Pearson 3 y Wakeby. Este análisis fue realizado con el software EasyFit, el cual aplica 3 tipos de test de bondad de ajuste: KolmogorovSmirnov, Anderson-Darling y Chi-Cuadrado. El test Chi-cuadrado (χ²) fue desarrollado por Karl Pearson, para distribuciones discretas, a diferencia del test Kolmogorov-Smirnov (K-S) y del test Anderson-Darling (A-D) los cuales son válidos para distribuciones continuas. Las distribuciones de probabilidades usadas en hidrología son todas continuas por lo que se usará el test K-S. La experiencia señala que el test χ² es muy manipulable debido a que existen muchas posibilidades de tramificaciones de los intervalos discretos a utilizar. A esto se agrega que el intervalo final debe tener una longitud diferente a los demás, debido a que su límite superior es teóricamente infinito, de lo contrario la longitud de los intervalos será inadecuada, con un histograma de frecuencias sin la forma normal o gamma esperada. La experiencia de este consultor se confirma por lo señalado por Ayala y Ferrer (1973) quienes observan que dos pruebas χ² realizadas con los mismos datos, llevan a conclusiones contradictorias al usar distintos intervalos de clase, a diferencia del test K-S, el cual compara los datos sin alterarlos y evita el error de agrupación realizado por el test χ², “siendo un contraste exacto para todo tipo de muestras” (Ayala y Ferrer, 1973).

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En la siguiente tabla se indican las precipitaciones máximas diarias de los modelos de distribución que mejor se ajustan a los datos.

Tabla Nº1.24 Precipitaciones Máximas Diarias (mm) Período de Retorno (años)

Pueblo Nuevo

Temuco

Aeropto. Maquehu e

Padre Las Casas

Allipén Chiduco

Los Laureles

Cunco

Quecher eguas

Curaco en la Balsa

Flor del Lago

5 10 25 50 100 150 200 300

70 80 93 103 113 119 123 128

76 89 108 123 139 149 156 166

70 81 95 105 116 122 126 133

75 89 109 125 142 152 159 171

104 119 136 149 162 169 175 182

93 106 118 127 134 138 141 144

88 100 107 119 133 141 147 157

87 98 108 117 125 128 131 134

97 111 124 134 142 148 151 155

123 142 163 177 190 197 202 208

Promedio entre los modelos: Wakeby, Valores Extremos Generalizada y log-Pearson 3. Fuente: Elaboración Propia

A continuación se muestran las isoyetas determinadas por: 

La DGA en “Precipitaciones Máximas en 24, 48 y 72 horas” de 1989 (1941-1987).



A partir de las precipitaciones máximas diarias para el período de análisis (19252014)

Figura Nº24.1 Isoyetas DGA 1989 (1941-1987) para T=10 años Cunco DMC 106,9 mm

80 Los Laureles 106,4 mm

90

ZONA SIN TRAZADO DE ISOLINEAS (SOBRE LA ISOYETA 120mm)

100

Curaco en La Balsa 121,6 mm

120 Puente Salva Tu Alma

Flor del Lago 130,8 mm

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CITRA Consultores en Ingeniería de Transporte Ltda. Base Cartográfica e Isoyetas: DGA Cuencas del estudio en color verde Fuente: Elaboración Propia

En las isoyetas de la DGA, se observa de manera incipiente el efecto orográfico de la cordillera de Los Andes, sin embargo, el trazado de isoyetas quedó interrumpido, y parcialmente incompleto (curva 120mm segmentada).

Figura Nº24.2 Isoyetas 1925-2014 para T=10 años Cunco

Los Laureles

Quechereguas

Curaco en La Balsa

Flor del Lago Puente Salva Tu Alma Las curvas, sobre la isoyeta 160mm corresponden a extrapolación orográfica. Las isoyetas fueron calculadas y calibradas para el área de estudio, es decir, para las cuencas aportantes al camino (en color verde). No deben ser utilizadas con otros fines. Base Cartográfica: IGM escala 1:500.000. Fuente: Elaboración Propia

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Figura Nº24.3 Isoyetas 1925-2014 para T=100 años Cunco

Los Laureles

Quechereguas

Curaco en La Balsa

Flor del Lago Puente Salva Tu Alma Las curvas, sobre la isoyeta 260mm corresponden a extrapolación orográfica. Las isoyetas fueron calculadas y calibradas para el área de estudio, es decir, para las cuencas aportantes al camino (en color verde). No deben ser utilizadas con otros fines. Base Cartográfica: IGM escala 1:500.000. Fuente: Elaboración Propia

En las isoyetas de la DGA, el área de estudio se encuentra en una zona sin definición de curvas. En cambio, en las isoyetas calculadas en el presente estudio, la precipitación en el área de estudio varía entre 120 y 300mm, para T=10 años, dependiendo de la altitud de la cuenca. Para efectos de diseño, la cuenca se ha dividido en 2 sectores hidrológicos, donde la precipitación diaria adoptada para T=10 años son: 

Lago Huilipilún

:

142mm estación Flor del Lago



Río Pedregoso

:

240mm según Isoyetas.

Luego, las precipitaciones diaria para varios períodos de retorno son:

Tabla Nº1.25 Precipitaciones Máximas Diarias (mm) Período de retorno (años) 2 5 10 25 50 100 150 200

Lago Huilipilún

Río Pedregoso

93 123 142 163 177 190 197 202

167 213 240 271 293 312 323 330

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CITRA Consultores en Ingeniería de Transporte Ltda. Fuente: Elaboración Propia

Al aplicar el factor k=1.1 para convertir máximas diarias en máximas en 24 horas, los resultados son los siguientes:

Tabla Nº1.26 Precipitaciones Máximas en 24 horas (mm) Período de retorno (años) 2 5 10 25 50 100 150 200

Lago Huilipilún

Río Pedregoso

102 136 156 179 195 209 217 222

184 234 264 298 322 343 355 363

Fuente: Elaboración Propia

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CITRA Consultores en Ingeniería de Transporte Ltda. 3.3.4.

Intensidad de la Precipitación La determinación de las curvas Intensidad-Duración-Frecuencia (IDF), es de importancia para la aplicación posterior del Método Racional en el cálculo de caudales. Por definición:

It 

Pt t

En que: 

It : Intensidad en mm/h correspondiente a una precipitación de duración "t" horas.

 Pt : Precipitación de duración "t" horas. Como sólo se dispone del dato de la lluvia máxima en 24 horas, se debe recurrir a los coeficientes de duración del Manual de Carreteras, Tabla 3.702.403 A, para conocer la lluvia de duraciones diferentes de 24 horas. Además, nos interesan las duraciones inferiores a 24 horas, para lo cual se utilizaron los factores propuestos por Bell indicados en la Tabla 3.702.405-A del Manual de Carreteras. En este caso, se emplearon los valores de la Estación Pluviográfica Pullinque, por ser la más cercana a la zona del proyecto, y representativa del patrón de precipitación orográfica cordillerano. La siguiente tabla muestra el cálculo de las curvas IDF para 2, 5, 10, 25, 50, 100 y 150 años de período de retorno para el sector en estudio.

Tabla Nº1.27 Curvas IDF Lago Huilipilún

Fuente: Elaboración Propia

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Tabla Nº1.28 Curvas IDF Río Pedregoso

Fuente: Elaboración Propia

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3.4

LÍNEA DE NIEVES El Manual Nº1 de la DGA (Manual SEB N°4), basado en los estudios de Peña y Vidal (1993) determinó que la línea de nieves promedio a utilizar, para el trazado de la cuenca pluvial, se ubica en la cota 1300 msnm aproximadamente para una latitud de 39º00’ sur. En cambio para el trazado de la cuenca nival (deshielos) se ubica en la cota 770 msnm aprox.

Sin embargo, estudios posteriores de Covián (2012) y Covián&Stowhas (2015) determinaron la variabilidad de la línea de nieves en diferentes épocas del año.

Tabla Nº1.29 Cota de la Línea de Nieves Probabilidad de Excedencia 20% 50% 80%

Época del Año OtoñoVerano Invierno Primavera 2591 2105 1713 2121 1566 934 1650 1284 835

Fuente: Covián & Stowhas (2015)

Se adopta como límite inferior de la cuenca nival la cota 800m. No se considera límite superior de la cuenca nival puesto que las cuencas se encuentran bajo la cota 1650m.

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Figura Nº29.1 Lámina de Cuencas (escala 1:100mil)

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3.5

CÁLCULO DE CRECIDAS

3.5.1.

Parámetros Fisiográficos de la Cuenca Se evaluaron los parámetros fisiográficos más relevantes de las cuencas aportantes, sobre la base de los antecedentes cartográficos contenidos en: 

cartas IGM, en escala 1:50.000,



levantamiento satelital SRTM,



fotografía satelital GoogleEarth

En la Figura Nº29.1 se muestra la cuenca aportante al puente en estudio. La cuenca se puede dividir en dos subáreas: la cuenca del lago Huilipilún y la cuenca del río Pedregoso.

Figura Nº29.2 Subáreas aportantes

Lago Huilipilún

Río Pedregoso

Puente Salva Tu Alma

Lago Villarrica

La cuenca del lago Huilipilún se encuentra en el costado oriente y tiene una superficie total de 3277 ha, de las cuales 1109 ha corresponden a la superficie del lago y 2168 ha a las cuencas aportantes al mismo. El lago corresponde a un tercio de la cuenca total, lo que permite una gran capacidad de amortiguación de las crecidas. La cuenca del río Pedregoso se encuentra en el costado poniente. La parte alta comprende cuencas de montaña con fuertes pendientes aportantes y mucha velocidad de escurrimiento, mientras que la parte baja corresponde a una meseta de baja pendiente, donde se observa la formación de meandros y planicies de inundación aisladas. La superficie de ésta es de 9633 ha. Los métodos indirectos no son adecuados para reproducir el efecto de amortiguación del lago, por lo que se procederá a analizar las cuencas por separado. Los parámetros de ambas cuencas son los siguientes:

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Tabla Nº1.30 Parámetros de las cuencas Cuenca

L (km)

Apluvial (ha)

Aporte Lago Huilipilún Río Pedregoso

2 28.1

2168.4 0 9633.1 4440.9

3.5.2.

Anival (ha)

H (m)

h (m)

icauce (m/m)

207 811

104 406

0.10 0.03

1

2

3

4

0.22 0.10 0.04 0.10 0.13 0.10 0.04 0.08

C T=10 0.46 0.35

Tiempo de Concentración Los tiempos de concentración fueron calculados de acuerdo a las siguientes ecuaciones: Giandotti tc 

L L 4 A  1.5  L  tc  3,6 0.8 h sólo cuando 5,4

Kerby

 2Ln  Tc     0.914  s 

0.467

Kirpich

Tc  60  0.066 

L0.77 s 0.385

Nota: Ecuación de California Culvert Practice es una derivación de Kirpich. Navdocks T c  60 

L 3.6  V

Donde : Pendiente (%)