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• Jhonn Jairo Mocondino

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UNIVERSIDAD DEL CAUCA INSTITUTO DE POSGRADO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL ESPECIALIZACIÓN EN INGENIERÍA DE VÍAS TERRESTRES

TRABAJO DE DRENAJE VIAL INGENIERO. ALBERTO CALDAS

INGENIEROS: KAREN XIMENA ARCOS JHON JAIRO MOCONDINO MARLY MILENE SARRIA

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Tabla de Contenido OBJETIVOS .........................................................................................................................................3 

OBJETIVO GENERAL ..........................................................................................................3



OBJETIVOS ESPECIFICOS ................................................................................................3

1.

MORFOMETRIA DE CUENCAS..................................................................................................6 1.1

Trazado de la Divisorias de Aguas ......................................................................................6

a. Calculo del área aferente ......................................................................................................6 b. Áreas entre curvas de nivel ..................................................................................................6 c.

Perímetro total: .....................................................................................................................6

d. Longitud del Cauce Principal ................................................................................................7 e. Perfil Longitudinal del rio ......................................................................................................8 1.2

Clasificación de la Cuenca, según Área Aferente .................................................................9

1.3

Altura Media de la Cuenca por el Método de la Cuadricula ..................................................9

1.4

Pendiente de la Cuenca mediante el Criterio de Horton ....................................................11

1.5

Pendiente Media de la Corriente Principal mediante el Método de Taylor Schwarz. ..........12

1.6

Tiempos de Concentración y Valor para la Cuenca de estudio. .........................................13

1.7

Coeficiente de Escorrentía C. .................................................................................................17

1.8

Caudal Máximo por los Métodos Empíricos............................................................................17

1.9

Caudal Máximo por los Métodos Estadísticos. .......................................................................20

2

HIDRAULICA .............................................................................................................................24 2.1

Diseño hidráulico de cunetas. .............................................................................................24

Calculo del área aferente ...........................................................................................................24 Perímetro total: ..........................................................................................................................24 Clasificación de la cuenca:.........................................................................................................25 2.2 3

Ubicar y realizar diseño hidráulico de zanjas de coronación. .............................................27

OBRAS DE DRENAJE ...............................................................................................................28 3.1

Chequeo Hidráulico de la alcantarilla o Box. ......................................................................28

3.2

Calculo de la Longitud Máxima de Cunetas ...........................................................................30

3.3

Diseño del disipador de energía. ............................................................................................30

CONCLUSIONES ...............................................................................................................................32 ING. ALBERTO CALDAS DRENAJE VIAL

1

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INTRODUCCIÓN Existen numerosos factores que pueden afectar la duración de un camino. Algunos de estos factores son causados por el agua pluvial. Ya que los caminos son el medio de comunicación más común, es de gran importancia mantenerlos en las mejores condiciones posibles. Es por esta razón que deben evitar las siguientes situaciones: 

Que el agua escurra en grandes cantidades sobre el camino y por el mismo drenaje superficial y subterráneo, ya que a su paso puede destruir el pavimento originando la formación de socavaciones (baches).



Que el agua que llega a las cunetas no se estanque provocando azolves que a su vez limitan el funcionamiento adecuado de dicha estructura para trabajar a toda su capacidad.



Que la humedad que se infiltra por los poros de los suelos, ya que es uno de los principales agentes que propician la socavación en los terraplenes que conforman los pavimentos repercutiendo en las obras de drenaje superficial y subterráneo del camino.

Es por éstas razones que el mantenimiento del drenaje superficial y subterráneo y aun más su diseño y construcción es muy importante de tomarse en cuenta desde los inicios para así evitar gastos elevados a futuro durante el funcionamiento de una carretera.

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OBJETIVOS  OBJETIVO GENERAL Solucionar problemas hidrológicos e hidráulicos que afectan a un tramo de vía.  OBJETIVOS ESPECIFICOS Calcular y encontrar los parámetros hidrológicos del área aferente de la cuenca que afecta al punto de estudio. Realizar el diseño y el chequeo de obras hidráulicas que ayudan a la evacuación de aguas que afectan el área aferente.

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TRABAJO DE DRENAJE VIAL 1) Morfometría de cuencas. 1.1 Trazar la divisoria de aguas: Calcular el área aferente, áreas entre curvas de nivel, perímetro, longitud del cauce principal, general el perfil longitudinal del cauce principal. 1.2 Clasificar la cuenca según el área aferente. 1.3 Calcular la altura media de la cuenca por el método de la cuadricula. 1.4 Calcular la pendiente de la cuenca mediante el criterio de Horton. 1.5 Calcular la pendiente media de la corriente principal mediante el método de Taylor Schwarz. 1.6 Calcular los tiempos de concentración y hallar el valor de la cuenca de estudio. 1.7 Calcular el coeficiente de escorrentía C. 1.8 Calcular el caudal máximo por los métodos empíricos. 1.9 Calcular el caudal máximo por los métodos estadísticos. 2) Hidráulica. 2.1 Diseño hidráulico de cunetas. 2.2 Ubicar y realizar diseño hidráulico de zanjas de coronación. 3) Obras de drenaje. 2.1 Chequeo hidráulico de la alcantarilla o box. 2.2 Cálculo de la longitud máxima de cunetas. 2.3 Diseño del disipador de energía

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DATOS

Según las siguientes tablas y teniendo en cuenta que la abscisa que se tomamos es 75+850 se tiene GRUPO

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ABSCISA TIPO SUELO

75+850

PENDIENTE

DE

Limo - Arcilloso 5 a 10 Bosques

COBERTURA Cultivos VEGETAL Área Pastos (%) Rastrojos

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SOLUCION NOTA: Debido a que el área aferente a la alcantarilla ubicada en el PR 75+850 no cuenta con un cauce se tomó una área mayor, con esta se realizaron los siguientes cálculos. 1.

MORFOMETRIA DE CUENCAS

1.1 Trazado de la Divisorias de Aguas a.

Calculo del área aferente

A = 0.259 Km2 A = 25.9 has. b.

Áreas entre curvas de nivel

ID

Cotas (m)

Áreas (m)

Perímetro (m)

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12

2350 -2375 2375 – 2400 2400 – 2425 2425 – 2450 2450 – 2475 2475 – 2500 2500 – 2525 2525 - 2550 2550 – 2575 2575 – 2600 2600 – 2625 2625 -2650

20455.541 33133.354 29273.077 29686.682 31701.619 26101.105 28925.827 20425.438 13544.487 8172.926 12376.589 5273.071

1016.291 1154.436 1223.188 1227.042 1119.159 947.483 811.616 691.178 581.155 444.521 455.357 331.213

259069.716

2537.938

TOTAL

c.

Perímetro total:

P = 2537.938m = 2.54Km ING. ALBERTO CALDAS DRENAJE VIAL

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d.

Longitud del Cauce Principal

Li

Longitud (m)

Cota inicial Cota final ΔH (m) (m) (m)

L7 L6 L5 L4 L3 L2 L1

85.51 53.94 45.11 46.25 54.12 97.51 31.43

2500 2475 2450 2425 2400 2375 2363

2525 2500 2475 2450 2425 2400 2375

25 25 25 25 25 25 12

Longitud acumulada (m) 85.51 139.45 184.56 230.81 284.93 382.44 413.87

Lt = 413.87m = 0.413Km ΔH = 162m

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e.

Perfil Longitudinal del rio

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1.2 Clasificación de la Cuenca, según Área Aferente A = 0.259 Km2 A = 25.9 has.

Según su extensión se clasifica como una MICROCUENCA. Clasificación según la FAO: CUENCA PEQUEÑA. 1.3 Altura Media de la Cuenca por el Método de la Cuadricula Eje 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Cota 2600-2575 2575-2550 2550-2525 2525-2500-2475 2525-2500-2475-2450-2425 2500-2475-2450-2425-2400 2500-2475-2450-2425-2400 2500-2475-2450-2425-2400-2375 2475-2450-2425-2400-2375 2450-2425-2400-2375 2450-2425-2400-2375 2450-2425-2400-2375 2425-2400-2375 2425-2400-2375 2400-2375 -

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Eje A B C D E F G H I J K L

Cota 2375 2425-2400-2375-2375 2450-2425-2400 2475-2450-2425 2500-2475-2450 2550-2525-2500-2475-2450 2550-2525-2500-2475 2575-2550-2525-2500-2475 2600-2575-2550-2525-2500 2600-2575-2550 2625 -

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2600 ∗ 3 + 2575 ∗ 5 + 2550 ∗ 7 + 2525 ∗ 7 + 2500 ∗ 10 + 2475 ∗ 11 + 2450 ∗ 12 + 2425 ∗ 13 + 2400 ∗ 12 + 2375 ∗ 11 ℎ̅ = 91 h̅ = 2464.56 m

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1.4 Pendiente de la Cuenca mediante el Criterio de Horton

INTERSECCION X EJE Nx 1 0 2 0 3 0 4 2 5 2 6 2 7 3 8 5 9 5 10 5 11 5 12 5 13 4 14 4 15 4 16 3 17 3 18 2 19 0

INTERSECCION Y EJE Ny A 1 B 4 C 3 D 3 E 3 F 5 G 4 H 5 I 5 J 3 K 1 L 0

LONGITUD Lx 28.78 71.73 170.1 243.47 244.58 260.14 366.32 402.03 410.16 438.84 471.45 440.69 406.17 328.27 250.79 206.35 188.01 185.36 30.33

ΣNx ΣNy

ΣLx ΣLy

Sx Sy

54 37

S

Sy =

5143.57 5210.91

Ly 192.19 574.36 596.16 603.79 572.19 590.8 565.27 536.01 510.89 217.77 124.99 126.49

26.25% 17.75%

22.00% 54 × 25m × 100 5143.57m

Sx = 26.25 % Sy =

37 × 25m × 100 5210.91m

Sy = 17.75 % ING. ALBERTO CALDAS DRENAJE VIAL

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S̅ =

26.25 % + 17.75 % 2

S̅ = 22.00 %

1.5 Pendiente Media de la Corriente Principal mediante el Método de Taylor Schwarz.

TRAMOS

LONGITUD (m)

1

ΔL

ΔH(m)

S=ΔH/L

1/S^0.5

69

20.17

0.292

1.850

2

69

29.15

0.422

1.539

3

69

37.8

0.548

1.351

4

69

33.75

0.489

1.430

5

69

19.53

0.283

1.880

6

69

21.6

0.313

1.787

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Σ1/S 0.5 = 9.836 6 2 S=[ ] = 37.21% 9.836

1.6 Tiempos de Concentración y Valor para la Cuenca de estudio. Para su obtención usaremos cuatro expresiones tal y como se muestra a continuación: 1.6.1

Giandotti: 𝑇1 =

[(4 ∗ 𝐴0.5 ) + 1.5 ∗ 𝐿] 0.8 ∗ 𝐻 0.5

Dónde: A: Área de la cuenca de drenaje expresado en km2. L: Longitud del cauce principal expresado en kilómetros. H: Diferencia de elevación entre el nacimiento del cauce y el punto de cruce expresado en metros. Por ende, calculamos el tiempo de concentración para nuestro caso teniendo en cuenta que: Área de la cuenca: 0.259km2 ING. ALBERTO CALDAS DRENAJE VIAL

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Longitud del cauce principal: 0.413km Diferencia de alturas: 2525-2363=162m

[(4 ∗ 𝐴0.5 ) + 1.5 ∗ 𝐿] [(4 ∗ (0.2590.5 ) + (1.5 ∗ .413))] 𝑇1 = = = 0.26ℎ ≈ 15.6𝑚𝑖𝑛 0.8 ∗ 𝐻 0.5 0.8 ∗ (2525 − 2363)0.5

1.6.2

Temez:

𝑇2 = 0.3 ∗ [

𝐿

𝑆

0.75

] 0.251

Dónde: L: Longitud del cauce principal expresado en kilómetros. S: Pendiente del cauce en %. Para nuestro caso: L=0.413km y S=22% (Criterio de Horton)

𝑇2 = 0.3 ∗ [

1.6.3

𝐿 𝑆 0.251

0.75

]

0.413 0.75 = 0.3 ∗ [ 0.251 ] = 0.086 ≈ 5.18𝑚𝑖𝑛 22

Ven Te Chow:

0.273 ∗ 𝐿 0.64 𝑇3 = [ ] 𝑆 0.5 Dónde: L: Longitud del cauce principal expresado en kilómetros. S: Pendiente del cauce expresado en decimal. ING. ALBERTO CALDAS DRENAJE VIAL

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Para nuestro caso: L=0.413km y S=0.22 (Criterio de Horton)

1.6.4

0.273 ∗ 𝐿 0.64 0.273 ∗ 0.413 0.64 𝑇3 = [ ] =[ ] = 0.4ℎ ≈ 24.1𝑚𝑖𝑛 𝑆 0.5 0.220.5 Kirpich:

𝑇4 = 0.02 ∗ 𝐿0.77 𝑆 −0.385 Dónde: L: Longitud del cauce principal expresado en metros. S: Pendiente del cauce expresado en metros por metro. Para nuestro caso: L=413m y S=0.22 𝑇4 = 0.02 ∗ 𝐿0.77 𝑆 −0.385 = 0.02 ∗ (4130.77 ) ∗ (0.22−0.385 ) = 3.7𝑚𝑖𝑛

1.6.5

Ribeiro:

𝑇5 = 0.3137 ∗

𝐿 𝑆 0.04

Dónde: L: Longitud del cauce principal expresado en kilómetros. S: Pendiente del cauce expresado en porcentaje. Para nuestro caso: L=0.413km y S=22% 𝑇5 = 0.3137 ∗

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𝐿 𝑆 0.04

= 0.3137 ∗

0.413 = 0.11ℎ ≈ 6.6𝑚𝑖𝑛 220.04

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1.6.6

Cuerpo de Ingeniero de USA:

𝑇6 = 0.28 ∗ [ Dónde:

𝐿 𝑆 0.25

0.76

]

L: Longitud del cauce principal expresado en kilómetros. S: Pendiente del cauce expresado en decimal. Para nuestro caso: L=0.413km y S=0.22 𝐿 0.76 0.413 0.76 𝑇6 = 0.28 ∗ [ 0.25 ] = 0.28 ∗ [ ] = 0.19ℎ ≈ 11.44𝑚𝑖𝑛 𝑆 0.220.25

Resumen general: Criterio

Tc (min)

Giandotti

15.6

Temez

5.18

Ven Te Chow

24.1

Kirpich

3.7

Ribeiro Cuerpo USA

6.6 de

Ing.

11.44

Si tenemos en cuenta los valores encontrados podemos notar que existen valores muy altos y a la vez muy bajos que consideramos se deben descartar dada su magnitud, como en el caso de Ven Te Chow y Kirpich. Con los demás realizamos un promedio y obtenemos el valor del tiempo de concentración necesitado.

𝑇𝑐 =

15.6 + 5.18 + 24.1 + 3.7 + 6.6 + 11.44 = 11.10 𝑚𝑖𝑛 6

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1.7 Coeficiente de Escorrentía C.

Tipo de suelo

Limo arcilloso

Pendientes

5%-10%

Cobertura vegetal

Área

C

Bosques

40%

0.35

Cultivos

20%

0.6

Pastos

25%

0.36

Rastrojos

15%

0.8

𝐶𝑝𝑜𝑛𝑑 =

0.4 ∗ 0.35 + 0.2 ∗ 0.6 + 0.25 ∗ 0.36 + −0.15 ∗ 0.8 1

𝐶𝑝𝑜𝑛𝑑 = 0.47

1.8 Caudal Máximo por los Métodos Empíricos a. Formula Racional o Americana Qmáx = 0.278 * C * i * A Dónde: Q: caudal en m3/s C: coeficiente de escorrentía que representa la relación entre lluvia y escurrimiento. Toma valores entre 0 y 1 i: intensidad de la lluvia para un tiempo de retorno determinado y una duración de la lluvia igual al tiempo de concentración en mm/h A: área de la cuenca o drenaje en Km2

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Por ende, el caudal máximo será: 𝑄𝑚á𝑥 = 0.278 ∗ 𝐶 ∗ 𝑖 ∗ 𝐴 = 0.278 ∗ 0.47 ∗ 190 b.

𝑚𝑚 𝑚3 ∗ 0.259𝑘𝑚2 = 6.42 ℎ 𝑠𝑒𝑔

Método de Chow

Qp: Caudal máximo, m3/s LLe: Lluvia efectiva, mm A: Área de la cuenca, Km2 D: Duración de la lluvia, horas Z: Factor de reducción del pico Para el cálculo suponemos que D es igual a tiempo de concentración, lluvia efectiva 123m/h. Cálculo de tiempo de retardo:

𝑇𝑟 = 0.005 ∗ (

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𝐿 √𝑆

0.64

)

= 0.005 ∗ (

0.64

413𝑚

)

√22%

= 0.09ℎ ≈ 5.2𝑚𝑖𝑛

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Luego la relación de/Tr será: 𝑑𝑒 11.103 𝑚𝑖𝑛 = = 2.13 𝑇𝑟 5.2𝑚𝑖𝑛

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Luego Z será igual a 0.99. Por ende: 𝑚𝑚 2 0.278 ∗ 𝐿𝐿𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎 ∗ 𝐴 ∗ 𝑍 0.278 ∗ 190 ℎ ∗ 0.259𝑘𝑚 ∗ 0.99 𝑄𝑝 = = = 71.28𝑚3/𝑠 𝐷 11.10𝑚𝑖𝑛 = 0.19ℎ Dado el caso, este último sería muy alto para diseñar una obra, debería descartarse. c. Formula de Burkli-Ziegler

𝑆 𝑄 = 0.022 ∗ 𝐴 ∗ 𝑖 ∗ 𝐶 √ 𝐴 Dónde: Q: Caudal máximo en m3/seg. A: Área de la cuenca en hectáreas. S: Pendiente de la cuenca en %. i: Intensidad de la lluvia en cm/h. C: Coeficiente de escorrentía. Por ende: 𝑆 𝑐𝑚 22% 𝑚3 𝑄 = 0.022 ∗ 𝐴 ∗ 𝑖 ∗ 𝐶 √ = 0.022 ∗ 25.9𝐻𝑎 ∗ 19.0 ∗ 0.47 ∗ √ = 4.68 𝐴 ℎ 25.9 𝑠𝑒𝑔

1.9 Caudal Máximo por los Métodos Estadísticos. T (periodo de retorno)= 10 años ING. ALBERTO CALDAS DRENAJE VIAL

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DISTRIBUCION NORMAL n AÑO Q 1 1970 133.9 2 1971 210.1 3 1972 103.7 4 1973 267.2 5 1974 150.1 6 1975 173.3 7 1976 213.2 8 1977 172.7 9 1978 117.9 10 1979 175.1 Qp 171.72 49.16 ơ P 0.1 Z 1.28 Qcal 234.64

DISTRIBUCION LOG-NORMAL n AÑO Q lnQ 1 1970 133.9 4.897 2 1971 210.1 5.348 3 1972 103.7 4.642 4 1973 267.2 5.588 5 1974 150.1 5.011 6 1975 173.3 5.155 7 1976 213.2 5.362 8 1977 172.7 5.152 9 1978 117.9 4.770 10 1979 175.1 5.165 lnQp 5.109 0.29 ơ P 0.1 1-P Z 1.28 lnQcal 5.48 Qcal 239.218

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Q-Qp -37.82 38.38 -68.02 95.48 -21.62 1.58 41.48 0.98 -53.82 3.38 Σ 1-P

lnQ-lnQp -0.212 0.239 -0.467 0.479 -0.098 0.046 0.253 0.043 -0.339 0.056 Σ

(Q-Qp)^2 1430.3524 1473.0244 4626.7204 9116.4304 467.4244 2.4964 1720.5904 0.9604 2896.5924 11.4244 21746.016 49.16 0.9

(lnQ-lnQp)^2 0.0449 0.0569 0.2185 0.2295 0.0095 0.0021 0.0642 0.0018 0.1150 0.0032 0.746 0.29

0.9

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DISTRIBUCION GUMBEL n AÑO Q 1 1970 133.9 2 1971 210.1 3 1972 103.7 4 1973 267.2 5 1974 150.1 6 1975 173.3 7 1976 213.2 8 1977 172.7 9 1978 117.9 10 1979 175.1 Qp 171.72 ơQ 49.16 P 0.1 Cv 0.29 Cs 0.54 YN 0.4952 ƠN 0.9497 Qmax 141.16 ΔQ(+/-) 59.00

Q-Qp -37.82 38.38 -68.02 95.48 -21.62 1.58 41.48 0.98 -53.82 3.38 Σ 1-P

(Q-Qp)^2 1430.3524 1473.0244 4626.7204 9116.4304 467.4244 2.4964 1720.5904 0.9604 2896.5924 11.4244 21746.016 49.16 0.9

(Q-Qp)^3 -54095.92777 56534.67647 -314709.5216 870436.7746 -10105.71553 3.944312 71370.08979 0.941192 -155894.603 38.614472 463579.273 15.31

Q1 Q2

82.15 200.16

0.54

DISTRIBUCION PEARSON TIPO III Q n AÑO Q lnQ ordenados

lnQ-lnQp

(lnQ-lnQp)^2

(lnQ-lnQp)^3

1

1970 133.9 267.2

5.588 0.479

0.2295

0.110

2

1971 210.1 213.2

5.362 0.253

0.0642

0.016

3

1972 103.7 210.1

5.348 0.239

0.0569

0.014

4

1973 267.2 175.1

5.165 0.056

0.0032

0.000

5

1974 150.1 173.3

5.155 0.046

0.0021

0.000

6

1975 173.3 172.7

5.152 0.043

0.0018

0.000

7

1976 213.2 150.1

5.011 -0.098

0.0095

-0.001

8

1977 172.7 133.9

4.897 -0.212

0.0449

-0.010

9

1978 117.9 117.9

4.770 -0.339

0.1150

-0.039

10 1979 175.1 103.7

4.642 -0.467

0.2185

-0.102

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No datos

10

T (años)

10

ΣQ

1717.20

ΣlnQ

51.09

Qp

171.72

lnQp

5.109

ơQ

49.16

lnơQ

0.29

Cs

0.54

Cs

-0.07

K

1.3250

K

1.282

PEARSON TIPO III

Qcal

236.85

LOG-PEARSON TIPO III

lnQcal

5.47794939

239.36

VALORES DE CAUDALES MAXIMOS DISTRIBUCION NORMAL DISTRIBUCION LOG-NORMAL

DISTRIBUCION GUMBELL

234.64 239.22 82.15 200.16

DISTRIBUCION PEARSON TIPO III DISTRIBUCION LOG-PEARSON TIPO III

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236.85 239.36

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2

HIDRAULICA 2.1 Diseño hidráulico de cunetas.

NOTA: Los siguientes cálculos se realizaron teniendo en cuenta el área aferente a la alcantarilla ubicada en el PR 75+850

Calculo del área aferente A = 0.1402 Km2 A = 14.02 has. Perímetro total: P = 2025.048m = 2.03Km

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Clasificación de la cuenca: 𝐴 = 0.1402 𝐾𝑚2 𝐴 = 14.02 ℎ𝑎𝑠.

Según su extensión se clasifica como una MICROCUENCA. Clasificación según la FAO: CUENCA PEQUEÑA.

Tipo de Terreno Pavimento Suelo (Talud) Suelo (Zanja de Coronación)

Calzada Talud Zanja de coronación Longitud Diseño Cuneta (m)

Coeficientes de escorrentia 0.7 0.2 0.1 Ancho (m) 8.3 13 8.7 125

Areas Aferentes para determinar el Impluvión Calzada 1037.5 Talud 1625 Zanja de Coronación 1087.5 Aera aferente total (m2) 3750 Aera aferente total (km2) 0.00375 Coeficiente Promedio 0.3

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Intensidad de Lluvias (i) i (mm/h)

190.00

Caudal de Diseño por el Metodo Racional Caudal de Diseño (m3/seg)

0.061

De acuerdo al caudal obtenido el tipo de cuneta a utilizar en el diseño hidráulico es la Tipo I, ya que las dimensiones de esta sección es suficiente para el caudal de diseño

Caudal sección Cuneta Tipo IA (Maning) Altura (m) Ancho (m) Area de la cuneta Radio Hidraulico Area Perimetro Mojado Pendiente Coeficiente de maning Concreto (n)

0.3 1.4 0.21 0.12 0.21 1.73 0.5 0.5

Q Cuneta (m3/seg)

0.073

Q Cuneta > Q Diseño 0.073

0.061 CUMPLE

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2.2 Ubicar y realizar diseño hidráulico de zanjas de coronación. Tipo de Terreno Suelo (Zanja de Coronación)

Coeficientes de escorrentia 0.1

Area para deteminar la Zanja de Coronación (m) Area Aferente de la Cuenca(m2) 140227.45 Area del Impluvión (m2) 6076.56 Area Aferente Zanja de Coronación (m2) 134150.89 Area Aferente Zanja de Coronación (Km2) 0.13 Intensidad de Lluvias (i) i (mm/h)

190.00

Caudal de Diseño por el Metodo Racional Caudal de Diseño (m3/seg) Caudal Zanja (m3/seg)

0.709 0.354

NOTA: El área tomada es el área real de funcionamiento, con lo anterior realizamos los siguientes cálculos:

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Caudal de Chequeo (Maning) Area de la zanja (m2) Radio Hidraulico (m) Area (m2) Perimetro Mojado (m) Pendiente Coeficiente de maning Sacos Suelo Cemento (n) Q Zanja (m3/seg)

0.25 0.1602564 0.25 1.56 0.3 0.018 2.244

Q Zanja > Q Diseño 2.244

0.354 CUMPLE

3

OBRAS DE DRENAJE 3.1 Chequeo Hidráulico de la alcantarilla o Box. Coeficiente escorrentia

0.47

Area para deteminar la Zanja de Coronación (m) Area Aferente de la Cuenca(m2) 140227.45 Area Aferente de la Cuenca(Km2) 0.14

Intensidad de Lluvias (i) i (mm/h)

190.00

Caudal de Diseño por el Metodo Racional Caudal de Diseño (m3/seg)

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3.481

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Cargas Hidraúlica

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TIPO

H/D

1 2 3

4.51 (m3/seg) 3.53 (m3/seg) 3.8 (m3/seg)

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3.2 Calculo de la Longitud Máxima de Cunetas

LONGITUD MAXIMA DE CUNETAS Impluvión (m) Velocidad(m/seg) Area de la cuneta Radio Hidraulico Pendiente Coeficiente de Concreto (n)

30 0.3 0.245 0.09 0.5 maning

Longitud Máxima Cuneta (m)

0.5 141

3.3 Diseño del disipador de energía.

DATOS Caudal de Diseño; Qd (m3/seg) Profundidad del agua en el sitio; h (m) Ancho de la estructura, b (m) Nivel Superior Nivel Inferior N: numero de escalones Altura del deflector en el extremo del escalón; h (m) Coeficiente de velocidad; F(0.76-0,80) Coeficiente de descarga, vertedero de cresta delgada , M Coeficiente de seguridad, k (1.15 -1.20)

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3.5 0.4 2.2 6 0 5 0.25 0.76 2 1.15

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CALCULOS Velocidad de llegada, Vo (m/seg) Energia especifica a la entrada, Ho (m) Caudal Unitario, q (m3/seg) Altura entre escalones, P(m) Primera profundidad conjugada del resalto Hco, h1(m) Segunda profundidad conjugada del resalto Hco, h2(m) Carga Hca total sobre deflector en extremo posterior de cada escalón, Ho(m) Carga hidraúlica neta, H(m) Velocidad medio del agua sobre escalón, V(m/seg) Altura del deflector corregido, d (m) Velocidad de salida de flujo, de un escalon a otro, V1(m/seg) Avance horizontal del chorro, I(m)

4.02 1.23 1.61 1.45 0.30 1.20 0.87 0.04 1.34 1.33 40.83 22.36

Longitud de formación del resalto hidraúlico, lr(m) Longitud del resalto, Le(m) 0.8 a 0.9

4.51 5.28

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4.28 4.85

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CONCLUSIONES 

La base fundamental para poder realizar los diseños de las obras de drenaje o el chequeo de estas es contar con información hidrológica adecuada y precisa que me permita tener seguridad en los cálculos y resultados obtenidos.



Al momento de realizar los estudios de drenaje vial se debe tener en cuenta que las características estadísticas de las series utilizadas en el diseño de obras hidráulicas no son constantes en el tiempo.



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 suelos, desestabilizada los terraplenes y taludes.



El agua de lluvia no debe estancarse junto a las calles, debe drenar hacia cuentas y alcantarillas.

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