Esquema- Guía para presentar el proyecto de investigación

UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
REGIÓN XALAPA
“PROYECTO DE DESAZOLVE DE UN TRAMO DEL RÍO CHIQUITO,
MUNICIPIO DE NOGALES VER.”
“MEMORIA”
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL
PRESENTA
GILBERTO OSORIO IBARRA
DIRECTOR
ING. DAVID LOZANO LAEZ
Xalapa Enríquez Veracruz
2015
AGRADECIMIENTOS
A mis padres:
Agustín Osorio Ojeda
Rosa M. Ibarra Bravo
Por darme más que una carrera; he recibido la mejor herencia que cualquier hijo
puede tener. Aquí está el fruto de sus desvelos y raciones.
A mi tutor:
Ing. David Lozano Laez
Por la colaboración durante todo el desarrollo de este proyecto y sus oportunas
opiniones y experiencias de ingeniería.
A la empresa ACCISA S.A. de C.V.
En especial al Ing. Tomas Armenta López superintendente de la empresa, por su
colaboración y asesoramiento durante la realización de este proyecto, además de
proporcionar los datos requeridos para el desarrollo de la memoria de cálculo.
1
INDICE
INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 4
CAPÍTULO I: ANTECEDENTES ............................................................................. 6
1.1.- Introducción ................................................................................................. 6
1.2.- Objetivos...................................................................................................... 6
1.2.1 Objetivo general. ..................................................................................... 7
1.2.2 Objetivos particulares. ............................................................................. 7
1.3 Marco físico ................................................................................................... 8
1.3.1 Límites..................................................................................................... 8
1.3.2 Clima ....................................................................................................... 8
1.3.3 Hidrografía .............................................................................................. 9
1.3.4 Orografía ................................................................................................. 9
1.3.5 Geología ................................................................................................ 10
1.3.6 Demografía ........................................................................................... 10
CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO ........................................................................ 11
2.1- Aspectos generales de hidrología. ............................................................. 11
2.1.1.- Características de una cuenca. ........................................................... 11
2.2.- Desazolve y encauzamiento de ríos. ......................................................... 14
2.3.- Origen de los sedimentos. ......................................................................... 15
2.3.1.- Tamaño de los sedimentos. ................................................................ 17
2.4.- Topografía general. ................................................................................... 18
2.4.1.- Métodos de levantamiento de poligonales. ......................................... 18
2.4.2.- Nivelación. .......................................................................................... 19
2.4.3.- El trazo geométrico. ............................................................................ 20
2.4.4.- Curvas horizontales. ........................................................................... 20
2.4.5.- La rasante de proyecto. ...................................................................... 22
CAPÍTULO III: ELABORACIÓN DE PROYECTO PARA DESAZOLVE .............. 24
3.1.- Estudios topográficos ................................................................................ 24
3.1.1.- Planta topográfica. .............................................................................. 24
3.1.2.- Secciones topográficas ....................................................................... 26
2
3.1.3.- Perfil longitudinal. ................................................................................ 27
3.2.- Diseño de desazolve. ................................................................................ 28
3.2.1.- Ubicación del proyecto ........................................................................ 28
3.2.2.- Antecedentes ...................................................................................... 30
3.2.3.- Naturaleza del proyecto ...................................................................... 31
3.2.4.- Geometría del desazolve. ................................................................... 32
3.2.5.- Bancos de depósito............................................................................. 43
RESULTADOS Y CONCLUSIONES .................................................................... 47
ANEXO 1............................................................................................................... 50
ANEXO 2............................................................................................................... 51
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 52
3
INTRODUCCIÓN
El tramo de estudio es el río Chiquito el cual según a su periodo de actividad se
clasifica como río intermitente, se ubica en el municipio de Nogales, en el Estado
de Veracruz de Ignacio de la Llave.
A través de los años el cauce ha sufrido modificaciones en sus condiciones
naturales de conducción originando con esto, cambios en su composición
geométrica y en la directriz del río debido a tres factores principales, las cuales se
mencionan a continuación:
1. La sobre-explotación de los bosques en la zona alta de la cuenca. Al llevar
a cabo la tala inmoderada, el suelo tiende a intemperizarse ocasionando, que al
presentarse una lluvia, tienda a saturarse y por consiguiente sea lavado o
desplazado hacia las corrientes de los cuerpos de agua hasta llevarlos a las partes
bajas (planicies) donde las velocidades tienden a disminuir produciendo una
decantación de material a lo largo y ancho del cauce provocando la reducción del
área hidráulica.
2. Fenómenos meteorológicos tales como huracanes los cuales provocan un
incremento del volumen de agua que cae a la cuenca o subcuenca provocando
avenidas extraordinarias, originando inundaciones y por consecuencia la
afectación a cultivos ubicados en las márgenes del cauce.
3. La invasión de las márgenes del cauce. Debido a que los pobladores de la
localidad urbanizan ambas márgenes del cauce, reduciendo el área hidráulica
propiciando cambios de dirección en el cuerpo de agua de manera artificial.
Actualmente se puede observar y constatar que el tramo en estudio, presenta
azolve en la mayoría de su longitud generando la reducción del área hidráulica,
por lo que si llegase a presentarse una avenida ordinaria el flujo del agua tendería
a desplazarse provocando daños a la infraestructura existente así como a la
población.
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5
CAPÍTULO I: ANTECEDENTES
1.1.- Introducción
Derivado de las lluvias severas ocurridas del 8 al 10 de Agosto del año 2012
provocadas por los remanentes del ciclón tropical Ernesto, afectando 143
Municipios del Estado de Veracruz de Ignacio de la Llave, algunos cuerpos de
agua sufrieron el incremento en sus niveles debido a los escurrimientos
provenientes de las zonas altas y que al llegar a la parte baja de las cuencas
(zona de valles) la velocidad de estos disminuye considerablemente provocando
que los sólidos (roca, arena, grava, boleo y materia orgánica) producto del arrastre
decanten sobre el cauce e incluso por la existencia de palizada y basura obstruyan
el área hidráulica de la sección generando desbordamiento, provocando
inundación en zonas urbanas y poniendo en riesgo a la población, además del
corte de la comunicación vía terrestre. Es por ello que el Gobierno Federal a
través de la Comisión Nacional del Agua da seguimiento a esta problemática
mediante el programa de Fondo Nacional de Desastres Naturales (FONDEN) con
la realización del Proyecto Ejecutivo de limpieza y desazolve en el cauce del río
Chiquito.
1.2.- Objetivos
La memoria contempla el diseño del desazolve del cauce de un tramo del río
Chiquito, así como el relleno de zonas o márgenes severamente erosionadas en
algunos tramos con el material producto de desazolve más apto, al llevar a cabo
estas obras se reducirán considerablemente las afectaciones por exceso de
caudal al presentarse un evento extraordinario entre los que se destacan: erosión
en las márgenes del río y la reducción de área hidráulica.
Con base en la problemática antes planteada, se establecieron los principales
objetivos, mismos que se describen a continuación:
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1.2.1 Objetivo general.
Realizar un proyecto de ingeniería para el desazolve del río Chiquito para
resguardar la integridad de los habitantes, protegiéndolos de las crecientes del río,
dando una mejor área hidráulica en el cauce del mismo.
1.2.2 Objetivos particulares.
 Realizar la nivelación topográfica del perfil longitudinal y así definir la
sección más adecuada para la canalización del cauce del río Chiquito.
 Diseñar la sección definitiva del canal, eligiendo la opción que otorgue
mayores beneficios: hidráulicos, estructurales y económicos.
 Recuperar la sección hidráulica mediante el desazolve del cauce mitigando
los daños que pueda provocar el desbordamiento del río.
 Proveer al río Chiquito de una mejor geometría durante su desarrollo en la
zona de estudio, suavizando las curvas horizontales en algunos tramos.
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1.3 Marco físico
El municipio de Nogales se encuentra ubicado en la zona centro montañoso del
Estado, en las coordenadas 18 ° 49" latitud norte y 97° 10" longitud oeste, a una
altura de 1,280 metros sobre el nivel del mar. Su distancia aproximada con el
suroeste de la capital del estado por carretera es de 200 Km (INAFED, 2013).
Figura 1. Localización del municipio de Nogales.
(INAFED, 2013)
1.3.1 Límites
Limita al norte con Orizaba y Río Blanco.
Al sur con: Camerino Z. Mendoza y Acultzingo.
Al este con: Rafael Delgado.
Al sureste con: Huiloapan de Cuauhtémoc.
Al oeste con: Maltrata.
1.3.2 Clima
Su clima es templado-húmedo-regular con una temperatura promedio de 12° C; su
precipitación pluvial media anual es de 2,080 mm. Aunque su clima varía de
8
acuerdo a la época del año en que se encuentra, así en primavera la temperatura
máxima puede llegar por arriba de los 32 °C, en invierno la temperatura mínima
puede llegar a los 0 °C. Además en esta época del año se caracteriza por el clima
frío y días con abundante niebla y una llovizna ligera y persistente (INAFED,
2013).
1.3.3 Hidrografía
Se encuentra regado por el río Nogales, tributario del Río Blanco por la parte sur y
por el río Chiquito por la parte norte. Este río es una corriente de tipo intermitente,
se encuentra en la subcuenca del río Blanco y contribuye a la región hidrológica
No. 28 localizada en el estado de Veracruz, limita al norte con la región del
Sotavento y el Golfo de México, al sur con el Estado de Oaxaca, al oeste con las
regiones de Sotavento, al este con la región de Los Tuxtlas y al suroeste con la
región Olmeca cubriendo una superficie de 57,537.53 km2 de los cuales 2,785.30
km2 corresponden a la subcuenca del río Blanco (INAFED, 2013).
1.3.4 Orografía
El municipio se encuentra ubicado en la zona centro montañosa del Estado. Se
localiza a una altitud entre los 1,280 m.s.n.m., los tipos de suelos son variados
(INAFED, 2013), principalmente son:
Litosol: Se encuentra en un 40%, este tipo de suelo constituye la etapa primaria de
formación del suelo teniendo un espesor menor a 10 cm, predomina la capa
orgánica.
Andosol: Conforma el 20% agrupando suelos de origen volcánico de color oscuro
y muy porosos
Vertisol: En un 10% son sedimentos con una elevada proporción de arcillas o
productos de alteración de rocas que las generan.
9
1.3.5 Geología
Tiene rocas que pertenecen al periodo Cretácico en un 66% con rocas calizas, el
periodo Cuaternario en un 11% con lutitas, Neógeno en 23% con rocas ígneas
extrusivas como basaltos y tobas. Está limitado una parte por cerros y el tipo de
suelo que rodea a los ríos está compuesto por suelos aluviales y caliza intercalada
con lutita (INAFED, 2013).
1.3.6 Demografía
El municipio de Nogales tiene una población hasta el año de 1990 de 27,524
habitantes. Se estimó que en 1995 tenía una población de 30,755 habitantes. De
acuerdo a los resultados preliminares del Censo 2000, la población en el municipio
es de 30,945 habitantes. Finalmente para el año 2010 la población total conforme
a los datos de INEGI, se incrementó considerablemente hasta los 34,688
habitantes de los cuales 16,604 hombres y 18,084 mujeres (INEGI. Censo de
población y vivienda 2010).
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CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO
2.1- Aspectos generales de hidrología.
Cuenca: Es una zona de la superficie terrestre en donde (si fuera impermeable)
las gotas procedentes de una precipitación que caen sobre ella tienden a ser
drenadas por el sistema de corrientes hacia un mismo punto de salida (punto que
generalmente es el de menor altitud de la cuenca) (Aparicio, 2004).
La definición anterior se refiere a una cuenca superficial; asociada a cada una de
estas existe también una cuenca subterránea, cuya forma en planta es semejante
a la superficial. De ahí la aclaración de que la definición es validad si la superficie
fuera impermeable.
Desde el punto de vista de su salida, existen fundamentalmente dos tipos de
cuencas: endorreicas y exorreicas. En las primeras el punto de salida está dentro
de los límites de la cuenca y generalmente es un lago; en las segundas, el punto
de salida se encuentra en los límites de la cuenca y está en otra corriente o en el
mar.
2.1.1.- Características de una cuenca.
La cuenca de drenaje asociada una sección dada de una corriente, es el área que
puede aportar escurrimiento hacia la sección (Aparicio, 2004).
Desde el punto de vista de las relaciones precipitación-escurrimiento, las
características de la cuenca interesan principalmente en dos aspectos:
-
El volumen de escurrimiento producido por una tormenta.
-
La forma del hidrograma, la cual depende de la velocidad de respuesta
11
A continuación se describen las características de la cuenca y el cauce de mayor
importancia por sus efectos en la relación precipitación-escurrimiento (Aparicio,
2004).
Parteaguas: es la línea imaginaria formada por los puntos de mayor nivel
topográfico y que separa la cuenca de las cuencas vecinas.
Área de la cuenca: Es la superficie de proyección horizontal delimitada por el
parteaguas. Para una misma lámina de lluvia el volumen de escurrimiento directo
es proporcional al área de la cuenca.
Cauce principal: Es la corriente que pasa por la salida de la misma; esta definición
es aplicable a cuencas exorreicas. Las demás corrientes de una cuenca de este
tipo se denominan corrientes tributarias. Las cuencas correspondientes a las
corrientes tributarias o a los puntos de salida se llaman cuencas tributarias o
subcuencas. Entre más corrientes tributarias tenga una cuenca, es decir entre
mayor sea el grado de bifurcación de un sistema de drenaje, más rápida será su
respuesta a la precipitación.
Gasto de una corriente: es el volumen de agua que pasa en un sitio y sección de
la corriente en un momento dado, expresado en m3/seg.
Gasto medio: Es el gasto constante equivalente al valor medio en un cierto lapso
de tiempo e igual al volumen escurrido de agua entre el tiempo transcurrido,
expresado en m3/seg.
Régimen de escurrimiento: En una corriente significa el comportamiento continuo
del escurrimiento en un sitio dado durante un lapso que puede ser un año.
Pendiente del cauce: Es uno de los indicadores más importantes del grado de
respuesta de una cuenca, dado que está pendiente varia a lo largo del cauce, es
12
necesario definir una pendiente media para ello existen diferentes métodos de los
cuales se mencionaran dos.
1) La pendiente media es igual al desnivel entre los extremos de la corriente
dividida entre su longitud medida en planta.
2) Taylor y Schwarz, proponen calcular la pendiente media como la de un
canal de sección transversal uniforme que tenga la misma longitud y tiempo
de recorrido del agua por el cauce mediante la aplicación de la siguiente
fórmula:
Ecaucion 1: Formula para la obtecion de la pendiente media
(Aparicio, 2004).
Donde:
L= Longitud total del cauce.
li= Longitud del tramo i.
Si= Pendiente del tramo i.
lm= Longitud del i-esimo tramo.
Sm= Pendiente del i-esimo tramo.
Tiempo de concentración: Se define como el tiempo que pasa desde el final de la
lluvia neta, hasta el final de la escorrentía directa. Representa el tiempo que tarda
en llegar al aforo la última gota de lluvia que cae en el extremo más alejado de la
cuenca y que circula por escorrentía directa. Por lo tanto, el tiempo de
concentración sería el tiempo de equilibrio o duración necesaria para que; con una
intensidad de escorrentía constante; se alcance el caudal máximo.
13
Clasificación de las corrientes: Las corrientes se pueden clasificar por el tiempo en
que estas transportan el agua. Según esta clasificación, las corrientes pueden ser
perennes, intermitentes o efímeras (Aparicio, 2004).
En una corriente perenne el punto más bajo del cauce se encuentra siempre por
debajo del nivel de aguas freáticas (NAF). Estas corrientes transportan agua
durante todo el año y siempre están alimentadas totalmente o en parte por el agua
subterránea.
El tipo de corriente intermitente transporta agua solo durante la época de lluvias de
cada año, cuando el nivel freático asciende hasta quedar por encima del punto
más bajo del cauce. En épocas de estiaje el nivel freático queda por debajo de
dicho punto y la corriente no transporta agua, salvo cuando se presenta alguna
tormenta.
Las corrientes efímeras son aquellas que transportan agua inmediatamente
después de una tormenta, y en este caso, alimentan a los mantos acuíferos.
2.2.- Desazolve y encauzamiento de ríos.
El desazolve consiste en la limpieza y remoción de sedimentos depositados en el
cauce los cuales obstruyen el paso del flujo, pero para entender un poco más lo
que significa se deben describir cuáles son sus objetivos o fines de esta acción en
el río (Martín, 2002). Estos objetivos son variados y en ocasiones van implícitos
dentro de un mismo proyecto. Estos objetivos pueden ser:
1.- La mitigación de afectaciones frente a inundaciones.
2.- La fijación de un cauce estable para el río, esto significa que se asegurará que
el agua transitara de forma permanente por dicho cauce.
3.- Aumento de la capacidad de desagüe, es decir, que el mayor caudal de agua
transite por las condiciones deseadas, este puede estar ligado con el 1.
14
4.- Garantizar una profundidad de agua suficiente para que el río sea navegable.
2.3.- Origen de los sedimentos.
Se dan el nombre genérico de sedimentos a las partículas procedentes de las
rocas o suelos y que son acarreadas por las aguas que escurren o son
erosionadas por los vientos. Todos estos materiales son depositados finalmente a
lo largo del cauce, principalmente en las planicies, en lagos o lagunas y en pocas
palabras en las partes bajas de las cuencas (Suarez, 2001).
A decir verdad no es posible indicar con precisión todas las fuentes que producen
los sedimentos que llegan a un río, sin embargo, de acuerdo con la definición
anterior, la fuente principal la constituyen los suelos y rocas que se encuentran en
su cuenca siendo el agua y el viento su principal agente de erosión. Por otra parte
los sedimentos pueden ser de origen natural o artificial.
Naturales:
a)
Erosión de la superficie del terreno. La capa delgada y frágil del terreno
experimenta la acción del viento y la lluvia, el viento arrastra y levanta partículas
(transporte eólico) que llegan a depositarse en las llanuras, o caen directamente
en las corrientes mientras que la lluvia, ya sea en su forma líquida o sólida,
impactan el suelo provocando el desprendimiento de las capas más débiles del
suelo arrastrándolas hacia el río (flujo de agua por tierra). El material acarreado y
depositado en el cauce del río será mayor cuanto más frecuente y violentas sean
las tormentas.
b)
Erosión del cauce principal y sus tributarios. Los ríos pasan por
diferentes etapas en su transcurso de la montaña hasta el mar como se puede
apreciar en la siguiente imagen:
15
Figura 2: Representación esquemática de las etapas de un río
(Suarez, 2001).
En la figura 2 se muestra en forma esquemática las diferencias fundamentales de
las diferentes edades de las corrientes de agua.
A cada una de estas etapas le corresponden diversos cambios en su geometría
tales como su perfil longitudinal, su corte transversal, su trazado o curso. Todas
estas variables hacen que el cuerpo de agua se profundice, ensanche y alargue su
cauce por la erosión continua de los materiales que constituyen su lecho. Derivado
de lo anterior el acarreo de materiales de diversos tamaños son depositados en
forma graduada a lo largo de su perfil, para esto la velocidad juega un papel muy
importante, por lo general en velocidades bajas se deposita el material fino y el
material grueso será decantara en los meandros, deltas y trenzas del río.
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Artificiales:
El origen artificial es consecuencia de las actividades del hombre, entre esta
destacan las siguientes (Suarez, 2001):
a)
Destrucción
de
la
vegetación:
Por
desgracia
el
hombre
tala
irracionalmente bosques y praderas para abrir terrenos al cultivo o para el
desarrollo, ya sea urbano o industrial con lo cual el suelo pierde su capa protectora
natural para defenderse contra la acción erosiva del agua y viento.
b)
Obras de ingeniería. La construcción de caminos, vías férreas, presas,
industrias, etc. hace que grandes volúmenes de material sean removidos y queden
más sueltos que en su estado natural además de modificar las pendientes del
terreno facilitando su transporte hacia las corrientes y cuerpos de agua.
2.3.1.- Tamaño de los sedimentos.
El tamaño de las partículas y la distribución de tamaños o granulometría tienen
gran influencia en su movilidad. De acuerdo a su tamaño las partículas se pueden
clasificar como arcillas, limos, arenas, gravas, guijarros y cantos. La mayoría de
las partículas de arena y grava están compuestas por el mineral Cuarzo, cuyo
peso específico es de aproximadamente 2.65 kg/m3 y la mayoría de los casos
prácticos se utiliza este valor (Suarez, 2001).
Tamaño (mm)
Partícula
más de 250
Cantos rodados
250-64
Guijarros
64-2
Gravas
2-0.062
Arenas
0.062-0.004
Limos
0.004-0.00024
Arcillas
Tabla 1: Tamaño de partículas
(Suarez, 2001).
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2.4.- Topografía general.
La topografía es la ciencia que estudia el conjunto de principios y procedimientos
que tienen por objeto la representación gráfica de la superficie de la tierra, con sus
formas y detalles, tanto naturales como artificiales. El conjunto de operaciones
necesarias para determinar las posiciones de puntos y posteriormente en un plano
es lo que comúnmente se llama “levantamiento” (Montes de Oca 1996).
El primer objetivo de un levantamiento topográfico es determinar la posición
relativa de uno o más puntos sobre un plano horizontal. A tal efecto, se miden las
distancias y los ángulos (o direcciones) horizontales, lo que se conoce como
planimetría.
El segundo objetivo es la determinación de cotas y alturas de uno o más puntos en
relación a un plano horizontal definido, lo que se conoce como altimetría.
2.4.1.- Métodos de levantamiento de poligonales.
a)
Método de los ángulos interiores
Consiste en medir todos los ángulos interiores del polígono. Se utiliza para
polígonos cerrados.
Tiene la ventaja de permitir que los ángulos se midan por repetición o
reiteraciones, lo cual no ocurre con otros métodos.
b)
Método de las deflexiones
Consiste en medir el ángulo que forma en un vértice la prolongación del lado
anterior hasta con el lado siguiente.
Si se estable el sentido en el cual se ha de realizar el polígono entonces existirán
deflexiones derechas e izquierdas.
Este sistema es adecuado para el trazo de poligonales abiertas, en cada vértice se
ve el punto de atrás, se da vuelta de campana y se gira la deflexión y se ve el
punto de adelante.
18
c)
Conservación de azimutes.
Este método se emplea para cualquier clase de polígonos.
2.4.2.- Nivelación.
Se realiza para obtener las diferencias de alturas o cotas de los puntos del terreno
pudiendo ser indirecta y directa (Montes de Oca, 1996).
La nivelación indirecta es aquella en la que se utilizan elementos auxiliares para
obtener los desniveles como por ejemplo barómetros.
La nivelación directa es la que se ejecuta con nivel fijo o electrónico, para realizar
esta forma de nivelación existen dos métodos:
1)
Nivelación diferencial: Es aquella en la que se determina la diferencia de
nivel entre dos puntos, generalmente bancos de nivel, y en caso de existir
obstáculos que impidan la visibilidad entre estos dos puntos se utilizan puntos
intermedios llamados puntos de liga (PL).
Como en todo trabajo se debe comprobar y puede realizarse mediante la
nivelación de ida y vuelta, nivelar por doble punto de liga o nivelar por doble altura
de aparato.
2)
Nivelación de perfil: Esta tiene como objeto determinar las elevaciones de
puntos a distancias conocidas sobre un trazo, obteniendo con ello el perfil del
mismo, el procedimiento es enteramente semejante al de la nivelación diferencial
a excepción de que aparte de obtener los valores entre dos puntos de liga se
obtienen también en puntos ya establecidos en el trazo.
Para la comprobación se lleva una nivelación únicamente sobre los PL del BN2 al
BN1 para llegar a la cota de partida, es común tener un error cuyo valor máximo
aceptable será la tolerancia fijada.
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2.4.3.- El trazo geométrico.
El trazo de canales artificiales comprende tres operaciones principales los cuales
son reconocimiento del terreno, trazo preliminar y el trazo definitivo (Trueba,
1991).
Para realizar el trazo del eje de proyecto para el desazolve se pueden utilizar
todos los métodos estudiados en planimetría y altimetría, pero el más común para
ello es método de deflexiones, estas pueden ser derechas e izquierdas.
B
A
AR
ELIMIN
EJE PR
CAUCE DEL RÍO
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EN
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EJE P
C
MARGEN
L RÍO
A DE
IERD
IZQU
D
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CAUC
RÍO
Δ
?
DERECHA
DEL RÍO
Figura 3: Trazo preliminar de proyecto.
Hay que aclarar que el eje de proyecto para la realización del desazolve no será
como la poligonal, pues el cambio brusco de dirección en los vértices favorecería
al fenómeno de erosión, por ende se sustituye por una curva cuyo radio no
necesariamente debe ser muy grande.
2.4.4.- Curvas horizontales.
Estas curvas se emplean generalmente en las vías de comunicación para cambiar
de una dirección a otra, uniendo los tramos rectos (tangentes), pueden ser simples
o compuestas (Trueba, 1991).
Las curvas simples están constituidas por un tramo de una sola circunferencia.
20
Los elementos que deben determinarse para poder trazarla en el terreno son:
?
Δ
ST
E
ST
F
PC
PT
C
R
R
Figura 4: Partes de una curva horizontal
A= Arco, es la longitud de curva medida en cuerdas de 20 m.
CP= Cuerda larga, es la cuerda que sub–tiende la curva desde PC hasta PT.
Δ= Angulo de deflexión, formado en el PI.
E= External, es la distancia de PI a la curva medida en la bisectriz.
F= Flecha, es la longitud de la perpendicular bajada del punto medio de la curva a
la cuerda larga.
G= Grado, es el ángulo central.
LC= Longitud de curva que une PC con PT.
PC= Principio de una curva.
PI= Punto de inflexión.
PT= Punto de tangente.
R= Radio de la curva.
ST= Sub tangente, distancia del PC al PI.
21
Los datos de los cuales se parte para poder calcular los demás elementos son la
deflexión, cuerda y el radio.
En canales el radio depende de muchos factores (velocidad, pendiente, tirante,
ancho del canal, etc.) y no hay limitaciones generales. Puede considerarse que
como mínimo el valor de (R) debe ser del doble al triple del ancho del canal.
Una vez propuesto el radio que más convenga, se calcula a que grado (G)
corresponde.
Para calcular los demás datos se utilizan las siguientes ecuaciones (Trueba,
1991):
Ecuación 3. Cálculo del radio.
Ecuación 4. Cálculo de la subtangente.
Ecuación 5. Cálculo de longitud de cuerda.
Ecuación 6. Cálculo de external.
2.4.5.- La rasante de proyecto.
Para poder realizar la planeación y ejecución de un proyecto de ingeniería, es
necesario conocer el terreno tanto en el aspecto altimétrico como el planímetro.
Para ello es muy común el uso de los perfiles donde se representan o grafican los
22
diferentes niveles que tiene una extensión de terreno. El perfil es la línea
determinada por la intersección del terreno con un plano vertical, para obtenerlo se
requieren de dos parámetros fundamentales:
1.- Alineamiento
Esta es una línea de intersección del plano vertical con el terreno, esta es el eje
con relación al cual se referenciaran todos los detalles y puntos del terreno que
sean necesarios y que se utilizaran posteriormente.
2.- Nivelación de un perfil.
Es la operación de asignar valores altimétricos a los puntos que se encuentran
sobre el alineamiento a cierta distancia entre sí, por lo general se obtiene a cada
20 m en tramos rectos, y en tramos donde se presenten cambios bruscos del
cauce.
Una vez definido los datos anteriores, se procede a dibujar el perfil longitudinal de
dicho un trazo, las escalas más usuales son de 1:1,000 o 1:2,000 para el sentido
horizontal y 1:100 o 1:200 para el sentido vertical, normalmente la relación entre la
escala horizontal y vertical es de 1 a 10. El procesamiento de la información y
dibujo se efectúa empleando el software AutoCAD.
Para el diseño de la rasante se debe tener en cuenta la pendiente del fondo, esta
debe ser en lo posible igual a la pendiente natural promedio del terreno, si esto no
es posible debido a fuertes pendientes, se proyectan caídas de agua.
23
CAPÍTULO III: ELABORACIÓN DE PROYECTO PARA DESAZOLVE
3.1.- Estudios topográficos
Estos trabajos tienen como objetivo determinar las características geométricas del
cauce y terreno en estudio, así como la ubicación de las casas y de los predios de
importancia.
3.1.1.- Planta topográfica.
Se dibujó la planta topográfica y configuración de la zona donde se localiza el río,
en el tramo en estudio, utilizando para ello las secciones transversales. Dicha
planta esta referenciada al sistema de coordenadas UTM y apoyada la poligonal.
El levantamiento de la poligonal de apoyo abierta se realizó utilizando una
estación total, aplicando el método de deflexiones, tomando medidas angulares y
lineales de vértice a vértice, con precisión de ± 4 seg y de ±4 mm
respectivamente, ubicando toda la infraestructura existente por medio de
radiaciones y colocándola en la planta del plano correspondiente.
Asimismo, con el objeto de situar físicamente el trazo de la poligonal para trabajos
posteriores o durante la etapa de construcción, se colocaron trompos con estacas
en cada punto de inflexión horizontal (P.I.H.) rotuladas con su respectivo
cadenamiento y marcadas con pintura para su fácil localización; de igual manera a
cada 20 m se situaron trompos para apoyar los trabajos de obtención de
secciones del río Chiquito.
La trayectoria de la poligonal de apoyo inicia en el km 0+000 (P.I.H. No. 01) en la
Zona Urbana del Municipio de Nogales y continua su recorrido por toda la margen
24
izquierda del río Chiquito hacia aguas arriba hasta llegar al km 0+920.47 (P.I.H.
No. 18), esto a la altura de la calle Vicente Guerrero generando una longitud
(topográfica) de 920.47 m.
A continuación se muestran los cuadros de construcción correspondiente a estos
trabajos.
CUADRO DE CONSTRUCCION DE LA POLIGONAL DE APOYO EN LA MARGEN IZQUIERDA DEL RÍO CHIQUITO EN EL MUNICIPIO DE NOGALES DEL KM
0+000 AL KM 0+920.47
P.I.H.
COORDENADAS
LONG.
(M.)
CADENAMIENTO
RUMBO
X
Y
Z
DECIM.
01
693,993.01
2,082,020.63
1,276.78
02
693,950.95
2,082,034.75
1,278.14
44.37
0+044.37
71.44
03
693,917.13
2,082,063.16
1,279.16
44.16
0+088.53
49.97
04
693,893.50
2,082,055.26
1,277.08
24.92
0+113.45
05
693,854.44
2,082,004.98
1,278.45
63.67
0+177.12
06
693,826.67
2,081,984.19
1,278.71
34.69
07
693,779.62
2,081,986.69
1,279.57
08
693,730.22
2,081,971.56
1,283.44
09
693,683.93
2,081,914.71
10
693,550.99
11
12
AZIMUT
G
M
S
DECIM.
N
71
26
18
N
49
58
21
71.54
S
71
32
37.84
S
37
50
0+211.81
53.17
S
53
47.12
0+258.93
86.95
N
51.66
0+310.59
72.97
S
1,282.09
73.31
0+383.90
39.16
2,081,904.40
1,284.30
133.34
0+517.24
693,474.86
2,081,855.89
1,285.88
90.27
693,439.56
2,081,803.39
1,285.76
63.26
13
693,393.73
2,081,765.91
1,283.99
14
693,367.89
2,081,760.41
15
693,341.24
2,081,748.89
16
693,309.50
17
18
DEFLEXION
G
M
S
DECIM.
G
M
S
W 288.56
288
33
42
108.56
108
33
42
I
W 310.03
310
1
39
21.47
21
27
57
D
16
W 251.54
251
32
16
58.49
58
29
23
I
25
W 217.84
217
50
25
33.70
33
41
52
I
10
9
W 233.17
233
10
9
15.33
15
19
44
D
86
57
14
W 273.05
273
2
46
39.88
39
52
38
D
72
57
57
W 252.97
252
57
57
20.08
20
4
50
I
S
39
9
22
W 219.16
219
9
22
33.81
33
48
35
I
85.56
S
85
33
48
W 265.56
265
33
48
46.41
46
24
26
D
0+607.51
57.50
S
57
29
42
W 237.50
237
29
42
28.07
28
4
6
I
0+670.77
33.92
S
33
55
9
W 213.92
213
55
9
23.58
23
34
33
I
59.21
0+729.98
50.72
S
50
43
13
W 230.72
230
43
13
16.80
16
48
3
D
1,287.01
26.42
0+756.40
77.99
S
77
59
40
W 257.99
257
59
40
27.27
27
16
28
D
1,287.91
29.03
0+785.43
66.61
S
66
36
38
W 246.61
246
36
38
11.38
11
23
3
I
2,081,721.12
1,290.13
42.17
0+827.60
48.83
S
48
49
35
W 228.83
228
49
35
17.78
17
47
3
I
693,284.92
2,081,701.81
1,288.39
31.26
0+858.86
51.85
S
51
50
48
W 231.85
231
50
48
3.02
3
1
13
D
693,239.31
2,081,660.40
1,289.65
61.61
0+920.47
47.76
S
47
45
36
W 227.76
227
45
36
4.09
4
5
12
I
0+000.00
Tabla 2: cuadro de construcción de la poligonal de apoyo.
Teniendo definido el trazo se realizaron los trabajos de nivelación del perfil usando
un estadal y nivel fijo con precisión de ± 4 mm √k (k=longitud de desarrollo en km)
obteniendo lecturas a cada 20.00 m, incluyendo los puntos de inflexión horizontal
(P.I.H.), mediante la nivelación directa con un diferencial comprobatorio,
obteniendo los siguientes resultados:
Estación
0+000
(km.)
0+020
0+040
0+060
0+080
Poligonal de apoyo en la margen izquierda del río Chiquito.
Elevación
Estación
Elevación
Estación
Elevación (M.)
1,276.78
(M.)
1,277.14
1,277.62
1,279.00
1,278.91
0+100
(km.)
0+120
0+140
0+160
0+180
1,276.13
(M.)
1,277.36
1,278.14
1,278.23
1,278.67
0+200
(km.)
0+220
0+240
0+260
0+280
1,278.84
1,278.78
1,279.61
1,279.60
1,279.78
25
Estación
0+300
(km.)
0+320
0+340
0+360
0+380
0+400
0+420
0+440
0+460
0+480
0+500
Poligonal de apoyo en la margen izquierda del río Chiquito.
Elevación
Estación
Elevación
Estación
1,281.02
(M.)
1,283.08
1,282.10
1,282.22
1,282.12
1,282.05
1,282.45
1,282.48
1,282.62
1,283.11
1,282.03
0+520
(km.)
0+540
0+560
0+580
0+600
0+620
0+640
0+660
0+680
0+700
0+720
1,285.56
(M.)
1,282.45
1,285.25
1,285.52
1,282.78
1,284.79
1,285.15
1,285.41
1,285.83
1,286.46
1,284.07
0+740
(km.)
0+760
0+780
0+800
0+820
0+840
0+860
0+880
0+900
0+920
0+920.47
Elevación
1,284.53
(M.)
1,287.17
1,287.41
1,289.25
1,289.36
1,290.09
1,288.51
1,288.92
1,290.03
1,289.68
1,289.63
Tabla 3: Valores altimétricos de la poligonal de apoyo.
Esta información se puede consultar en el plano de Planta Topográfica en el
Anexo 1.
3.1.2.- Secciones topográficas
Concluida la traza de la poligonal de apoyo y nivelado la misma, se procedió a
obtener secciones del cauce del río Chiquito. Esta información servirá de apoyo
para conocer la topografía a detalle de dicho cuerpo de agua, así como para llevar
a cabo la configuración de la planta topográfica y curvas de nivel a cada 0.50 m.
Las secciones se obtuvieron tomando como referencia el trazo de la poligonal de
apoyo utilizando un nivel fijo y estadal con código de barras equidistantes a cada
20.00 m o bien secciones intermedias en tramos donde se presenten cambios
bruscos del cauce. Posteriormente la información fue procesada en el programa
CivilCad y dibujadas en los planos con escala vertical 1:100 y horizontal 1:100,
cabe mencionar que en las secciones se detalló y ubico la infraestructura existente
la cual permitirá tener un panorama más amplio de la zona de proyecto.
Los planos de dichas secciones se pueden consultar en el Anexo 1.
26
3.1.3.- Perfil longitudinal.
Generalmente en los cursos de agua el perfil longitudinal, refleja gráficamente la
capacidad erosiva de este en sus partes principales (superior, media e inferior) a
través del estudio de la pendiente que presenta.
Al considerar el diseño de una obra de desazolve para un curso de agua hay que
tomar en cuenta el perfil longitudinal que presenta el cauce revisando la topografía
existente. Una vez que se obtuvo la información el paso siguiente es definir el
trazado que tendrá el canal, en este caso este seguirá el perfil del cauce natural.
Figura 5: Perfil longitudinal del cauce sin desazolve.
(García, s.f)
Para poder llevar a cabo la elaboración del perfil longitudinal se emplearon los
datos derivados de los trabajos de seccionamiento en el río Chiquito, obtenidos en
campo por la brigada topográfica empleando nivel fijo y estadales. Una vez
recabadas dichas secciones se obtuvieron las elevaciones en el centro del cauce y
los hombros en ambas márgenes del río. Posteriormente fueron procesadas y
dibujadas mediante el programa AutoCAD licencia para estudiantes. El perfil
longitudinal que se realizó para este cuerpo de agua se puede consultar en los
planos Perfil Long. en el Anexo 1.
27
3.2.- Diseño de desazolve.
3.2.1.- Ubicación del proyecto
El sitio del proyecto se ubica sobre el río Chiquito en el municipio de Nogales
Veracruz. Inicia en el km 0+000 a la altura del puente de ferrocarril, a un costado
de la carretera federal No. 150 y termina en el km 0+920 en el puente vehicular de
la calle Vicente Guerreo.
Km 0+000
PI
TEHUACANORIZABA
CARRETERA
FEDERAL No. 150
MUNICIPIO DE
NOGALES
PF
Km 0+920
Figura 6: Localización del tramo en estudio.
En la mayor parte del tramo se presenta infraestructura del tipo habitacional en
ambas márgenes, además de cruces como 4 (cuatro) puentes vehiculares y uno
de ferrocarril, así como ductos propiedad de PEMEX los cuales se muestran en la
siguiente imagen.
28
PEMEX
Puente 1
Puente 2
Puente FFCC
Puente 3
Puente 4
Figura 7: Localización de las estructuras de cruce.
En las siguientes imágenes se aprecian las 6 estructuras de cruce localizadas a lo
largo del tramo en estudio. En el km 0+000 se encuentra un puente de F.F.C.C.
(figura 8), en el km 0+030 se ubica una tubería aérea propiedad de PEMEX (figura
9); en el km 0+260 localizamos el puente no. 1 (figura 10); a la altura del km
0+320se encuentra el puente no. 2 que pertenece a la carretera TehuacánOrizaba (figura 11); el puente no. 3 de la carretera Federal No. 150 se localiza en
el km 0+510 (figura 12) y por último el puente no. 4 que está a la altura del km
0+615, en la calle Nicolás Bravo (figura 13).
Figura 8: Puente de F.F.C.C. al inicio del
Figura 9: Tubería propiedad de PEMEX a
trazo de la poligonal de apoyo.
30.00 m del puente F.F.C.C.
29
Figura 10: Puente No. 1, entrada a
Figura 11: Puente No. 2, Carretera
Nogales, Cd. Mendoza.
Tehuacán-Orizaba.
3.2.2.Figura
12:Antecedentes
Puente No. 3, puente de la
Figura 13: Puente No. 4, Sobre la calle
autopista MEX. 150D Córdoba-Puebla.
Nicolás Bravo, en el municipio de Nogales
Ver.
30
3.2.3.- Naturaleza del proyecto
Derivado de las constantes lluvias causadas por el fenómeno meteorológico
“Ernesto” (agosto de 2012) en el Estado de Veracruz que causaron el incremento
de los niveles de precipitación pluvial en el municipio de Nogales.
El citado desastre meteorológico ocasiono cuantiosa pérdidas materiales en
colonias como Centro, Aurora, 7 de Enero y Emilio Carranza de la Cabecera
Municipal, debido a que en el cauce del río Chiquito tiene material depositado
(boleo y maleza) producto del arrastre del cauce, y que provoca la disminución del
área hidráulica.
La realización del proyecto “Proyecto de desazolve de un tramo del río Chiquito,
municipio de Nogales Ver.” Se ejecutará en una longitud de 920 m, el cual tiene
como objetivo restaurar el flujo hidráulico con el objeto de mantener el caudal de
agua sobre el cauce del río; así como proteger a la población, salvaguardar su
integridad física y sus bienes materiales de posibles inundaciones derivadas de
fuertes precipitaciones pluviales que ponen a los ríos y drenes de la zona en
niveles críticos provocando el desbordamiento de estos.
La restauración del flujo hidráulico se refiere a la ejecución de acciones de
dragado y limpieza a lo largo de 885.33 m.
El objetivo principal de la restauración del flujo hidráulico es aumentar la
capacidad de drenaje y disminuir las condiciones de riesgo y vulnerabilidad a que
está sujeta los centros de población, sus actividades económicas y los
ecosistemas ante la ocurrencia de eventos hidrometereológicos extremos y los
posibles efectos del cambio climático.
La acumulación de sedimentos (arena, piedras calizas y lutitas) ha formado
depósitos que obstruyen el flujo normal del río evitando la salida del agua del río
Chiquito depositando el material de extracción en áreas de depósito de material.
31
3.2.4.- Geometría del desazolve.
Para el diseño de la obra de desazolve es de importancia determinar las
características geométricas adecuadas como:
 Ubicación del eje de proyecto
 Determinación de la rasante de proyecto
 Determinación del ancho para plantilla
 Obtención de talud
A continuación se desarrolla el proceso para la obtención de los cuatro elementos
geométricos considerados para la elaboración del proyecto ejecutivo:
3.2.4.1.- Ubicación del eje de proyecto
Con el objeto de obtener el eje definitivo de proyecto, el primer paso consistió en
apoyarse de las secciones topográficas partiendo del km 0+000 hasta el km
0+885.33, con las cuales se realizó la traza del proyecto. En cada una de las
secciones se procedió a localizar el centro del cauce, tal como se aprecia en la
siguiente figura:
Figura 14: Establecimiento del eje de proyecto.
32
Ya obtenido el centro de línea por sección estos puntos son vaciados en planta
tomando como referencia el trazo de la poligonal de apoyo hacia el nuevo eje de
proyecto inicial propuesto, el trazo de proyecto se desarrolló bajo la trayectoria
natural del cauce.
Figura 15: Trazo de proyecto preliminar visto en planta.
Una vez obtenidos los puntos se trazaron tangentes de tal forma que estas
pasaran cercanas a los puntos obtenidos de la sección, para así obtener el primer
eje de proyecto.
Con el eje de proyecto definido se procede a ubicar las secciones de proyecto y se
revisa cada una de ellas, de tal forma que no se generen cortes excesivos las
margen con lo cual el costo de la obra aumentaría, llegando a no ser factible
económicamente.
33
Figura 16: Posicionamiento de la cubeta.
.
Se busca que la cubeta propuesta se adapte en lo posible al ancho natural del
cauce.
Figura 17: Cubeta óptima para realizar el desazolve.
Al ir realizando esta operación se va modificando tanto el eje de proyecto así como
las curvas horizontales buscando con ello que el eje quede al centro del cauce y
tomarlo como centro de línea para el diseño de la cubeta, esto con la finalidad de
facilitar la ubicación en campo y en general la ejecución del proyecto.
Una vez realizados los procesos antes descritos se obtuvo el cuadro de
construcción del trazo de proyecto:
34
Estación
(km)
Rumbo
P.V.
P.I.H.
Decim.
G
M
S
57.259
N 57
S 45
15
32
W
02
41
46
W
03
26
21
W
04
57
57
W
00
Long.
(m.)
Coordenadas (U.T.M.)
X
Y
693,976.72
2,082,004.13
79.73
693,909.66
2,082,047.25
114.38
693,827.80
2,081,967.36
75.01
693,755.20
2,081,986.22
05
01
01
02
02
03
45.696
03
04
75.439
04
05
36.966
N 75
S 36
101.74
693,694.02
2,081,904.93
05
06
87.886
S
87
53
10
W
06
144.61
693,549.51
2,081,899.59
06
07
54.286
S
54
17
11
W
07
87.09
693,478.80
2,081,848.75
07
08
23.649
S
23
38
57
W
08
41.17
693,462.28
2,081,811.04
08
09
52.378
S
52
22
42
W
09
72.59
693,404.79
2,081,766.73
09
10
69.352
S
69
21
8
W
10
61.11
693,347.60
2,081,745.18
10
11
S
48
14
5
W
11
136.52
693,245.77
2,081,654.24
48.235
Tabla 4: Cuadro de construcción del eje de proyecto.
En tanto que, se obtuvieron un total de nueve curvas horizontales:
Núm.
de
Curva
Delta
G
Radio
ST
LC
E
Deflexión
por
metro
P.C.
P.T.
P.I.H.
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
77.045
58.865
67.595
50.920
33.600
30.637
28.729
16.974
21.117
41.0
27.5
17.5
22.5
19.0
25.5
11.5
6.0
10.0
27.95
41.67
65.48
50.93
60.31
44.94
99.65
190.99
114.59
22.25
23.51
43.83
24.25
18.21
12.31
25.52
28.50
21.36
37.58
42.81
77.25
45.26
35.37
24.03
49.96
56.58
42.23
7.77
6.18
13.32
5.48
2.69
1.66
3.22
2.11
1.97
1.025
0.688
0.438
0.563
0.475
0.638
0.288
0.150
0.250
0+057.25
0+163.45
0+213.93
0+324.84
0+472.25
0+564.19
0+591.57
0+660.10
0+727.94
0+094.83
0+206.26
0+291.18
0+370.10
0+507.62
0+588.22
0+641.53
0+716.68
0+770.17
02
03
04
05
06
07
08
09
10
Tabla 5: Cuadro de curvas del eje de proyecto.
3.2.4.2.- Determinación de la rasante de proyecto.
Debido que a lo largo del tramo de estudio se ubica una serie de estructuras de
cruce con el cauce, las cuales consisten en 4 puentes vehiculares distribuidos a lo
largo del río, se respetó el área hidráulica de las mismas y por tanto, la elevación
de las plantillas, esto con el objeto de no profundizar la rasante de proyecto que
conlleven a problemas de socavación a dichos cruces, o conservar rasantes muy
35
elevadas que generan a su vez la formación de obstáculos, reduciendo la
velocidad del flujo favoreciendo con ello el depósito de sedimentos.
Posteriormente se obtuvo el perfil del eje de proyecto ubicando cada uno de los
puentes con los siguientes datos:
No. De puente
1
2
3
4
Km (eje de proyecto)
Inicia
Termina
Elevación msnm
0+268.40
0+278.40
0+311.45
0+328.55
0+517.52
0+560.00
0+609.14
0+621.27
Tabla 6: Elevación de las estructuras de cruce.
1277.31
1279.98
1282.00
1282.27
Otras elevaciones a tener en cuenta son las del punto de inicio y el punto final del
desazolve.
1
2
Perfil 1 inicio del tramo con una Elev= 1274.11msnm.
Perfil 2 final del tramo con una Elev= 1286.21msnm.
Tomando en cuenta esas elevaciones y con el apoyo del perfil se trazan rasantes
de tal forma que se conserven las pendientes naturales del cauce, evitando que la
rasante no quede sobre el nivel del terreno natural pero tampoco demasiado abajo
del mismo.
36
Figura 18: Rasante del Eje de proyecto.
De esta forma y posterior a diversas iteraciones del proceso, se obtuvo la rasante
final de proyecto, la cual presenta cuatro cambios de pendiente, conforme a lo
analizado de la pendiente natural del río Chiquito, la cuales se muestran en la
siguiente tabla:
Estación (km)
Elevación (m)
Pendiente (%)
Tramo 2
0+000.00
1,274.12
0+119.98
1,275.00
0+293.31
1,277.64
0+302.47
1,280.00
0+484.05
1,281.09
0+494.34
1,281.90
0+597.08
1,282.01
0+757.08
1,284.02
0+885.33
1,286.01
0.73
1.52
25.71
0.60
7.89
0.19
1.19
1.62
Tabla 7: Valores de los desniveles en la rasante de proyecto.
El eje de proyecto con sus curvas correspondientes, asi como el perfil de proyecto
se encuentra en el plano PDES en el Anexo 2.
37
3.2.4.3.- Determinación de ancho de plantilla.
Para la determinación del ancho de plantilla se analizaron las secciones del cauce
a lo largo del tramo de proyecto a la par del establecimiento del eje de proyecto
buscando el ancho que más se adapte a la cubeta natural, tal como se aprecia en
la siguiente imagen:
Figura 19: Establecimiento del ancho de plantilla para sección de desazolve.
No obstante otro punto a contemplar son los puentes mencionados anteriormente
ya que, el ancho de plantilla para la sección de desazolve es recomendable que
sea propuesto en función al ancho de estas estructuras, las cuales cabe
mencionar que, cuentan con un ancho de 7.00 m el más pequeño hasta los 12.00
m. Tomando en consideración esta medición se determinó que el ancho más
adecuado es equivalente a los 7.00 m, al ser el más representativo en las
secciones del tramo de proyecto, con lo cual se mantiene en gran medida la
condiciones naturales del cauce.
38
3.2.4.4.- Obtención De Talud.
Respecto a la obtención de taludes estos fueron determinados fundamentalmente
mediante dos formas, siendo una de ellas la inspección visual en campo de las
características geotécnicas que prevalecen en la sección del río, la inclinación
natural del talud y finalmente con la topografía recopilada mediante el análisis de
las secciones del cauce en gabinete.
Con la inspección visual se pudo determinar a lo largo de la mayor parte del tramo
un suelo consistente en boleos, gravas empacadas con presencia de limos y
arenas. Del km 0+000 al km 0+270 se puede apreciar que la característica
principal del material del cauce cuenta con una baja cohesión debido a la notable
erosión que presentan ambas márgenes. Caso contrario del km 0+270 en
adelante, ya que los taludes se encuentran protegidos por muros de mampostería
y concreto debido a la existencia de puentes y casas habitación, mientras que en
los puntos sin protección el material se aprecia más compacto.
En las siguientes imágenes se puede apreciar las condiciones en las que se
encuentran los taludes del cauce del río chico.
Figura 20: Taludes con vegetación en el km 0+164, se
pueden observar taludes naturales con pendientes
suaves.
39
Figura 22: Margen izquierda del río
formada por material aluvial y en la
derecha se aprecia un muro de
mampostería.
Figura 21: Margen izquierda del río
formada por limos-arenosos con boleos.
Con relación al análisis de la topografía del cauce, con apoyo de las secciones y
una vez obtenido el eje de proyecto se trazaron líneas sobre los taludes naturales
del río (y de igual forma para la plantilla indicada en el inciso anterior) con el objeto
de verificar la inclinación de los mismos mediante las secciones más
representativas y así establecer el talud de proyecto, toda vez que se consideraron
las características geotécnicas del cauce observadas en campo, así como la
infraestructura existente dentro de la sección hidráulica.
ESTACION 0+020
1281
1281
1279
1278
0.94 M.
1277
1279
1.91 M.
T.N.=1277.19
1275
5.90 M.
-30
-25
-20
-15
1.63 M.
1276
0.70 M.
6.10 M.
1274
1273
-35
5
0
-30
-25
-15
-20
10
Estación 0+120
ESTACION 0+300
1286
CL
1285
1284
1284
1283
1281
1282
1280
1278
T.N.=1278.78
1279
1277
0.85 M.
1.70 M.
1276
-27
-25
-20
-15
-10
Estación 0+220
-5
0
6.63 M.
1279
1280
1278
1282
1280
1281
1279
1285
1282
1283
CL
1281
3.11 M.
1281
1280
1279
1277
1278
1276
1277
5
1278
3.62 M.
-10
1.43 M.
-5
1276
1275
1274
-5
-10
1286
ESTACION 0+220
1277
1275
1275
Estación 0+020
1282
1279
1278
2.47 M.
1276
1274
-5
-10
1280
CL
1277
-40
-35
ESTACION 0+120
1278
1277
2.73 M.
1273
1280
1279
1278
1276
1274
1280
T.N.=1277.36
CL
1280
0
Estación 0+300
40
0
5
1292
1292
CL
1291
1291
1290
1290
1289
1289
1288
T.N.=1289.25
1288
CASA
1287
1.98 M.
2.99 M.
1286
4.60 M.
1287
1286
1285
1285
3.90 M.
1284
1283
1284
5.60 M.
3.60 M.
1283
1282
1282
-30
-25
-15
-20
-5
-10
Estación 0+620
5
0
Estación 0+800
ESTACION 0+900
1294
1294
CL
1293
1293
1292
1292
1291
1291
1290
1290
1289
1289
3.25 M.
1288
3.82 M.
1287
1288
1287
1286
1286
2.90 M.
1285
4.20 M.
1285
1284
1284
1283
1283
-25
-20
-15
-10
-5
5
0
10
15
Estación 0+885.33
Una vez establecido el criterio para el establecimiento del talud de la sección de
proyecto se obtuvo el siguiente resumen del proceso:
Estación
0+020
0+120
0+220
0+300
0+620
0+800
0+885.13
Margen izquierda
Horizontal
Vertical
5.90
2.73
6.10
2.47
1.70
0.85
1.43
6.63
3.90
1.98
5.60
4.60
4.20
3.82
Margen derecha
Horizontal
Vertical
1.91
0.94
0.70
1.63
3.62
3.11
3.60
2.99
2.90
3.25
Relación
MI
1.5:0.69
1.5:0.67
1.5:0.75
1.5:6.95
1.5:0.76
1.5:1.23
1.5:1.36
MD
1.5:0.43
1.5:349
1.5:1.28
1.5:1.24
1.5:1.68
Tabla 8: Relación de talud.
De esta manera haciendo el promedio de las secciones estudiadas se llegó a la
conclusión que el talud en promedio es 1.5:1.
41
10
No obstante se encontró que dicha magnitud pese a ser la predominante así como
la que más se ajusta a la forma del cauce en el tramo de estudio, en algunos
puntos resulta innecesario y en otros impedimentos técnicos, debido a la
presencia de taludes prácticamente verticales que al llevar a cabo un afine con
una relación 1.5:1 se realizarían cortes excesivos, además de la infraestructura
existente en las márgenes (casa-habitación). Por lo tanto se consideró adecuar el
talud de la sección de proyecto a las condiciones naturales debido a las
restricciones citadas en las secciones donde se requiere (ver planos anexos).
Debido a la existencia de los puentes vehiculares, del km 0+520 al km 0+580 no
se realizara desazolve para no modificar el área hidráulica que tienen, asi como su
acorazamiento existente ya que de modificarlo, podría tener problemas de
socavación.
Se obtiene un volumen a desazolvar de 2,591.27 m3 el cual será depositado en 2
bancos localizados en ambas márgenes del río como se aprecia en la siguiente
imagen:
Figura 23: Ubicación de los bancos de depósito.
42
3.2.5.- Bancos de depósito.
El objetivo del proyecto es dejar el cauce del río en condiciones propias en las que
pueda trabajar hidráulicamente con pendiente y traza de recorrido, de tal forma
que el caudal se encauce sin generar problemas de inundación provocada por
obstáculos y/o disminución de área hidráulica para la cual se estudia un tramo de
900.00 m, el cual presenta problemas de azolve, lo que nos genera material que
se tiene que manejar o extraer y llevar a uno o varios sitios de asignación final.
Por tal motivo en este apartado se aborda como parte importante la ubicación de
una superficie en la que se pueda colocar este material (banco de tiro).
Esto se logra de la siguiente forma:
1.- En gabinete, con el apoyo de Google Earth y archivos vectoriales de
INEGI, se localiza el tramo del arroyo a desazolvar, a partir de este punto a la
redonda se ubican puntos de salida con radios a cada km y se ubican sitios
preliminares para este fin, tomando en consideración el volumen obtenido en el
proyecto ejecutivo.
Con esta información se procede a realizar un recorrido a campo y se identifica
cada uno de los sitios planteados, investigando la factibilidad técnica y social para
que este predio o superficie pueda ser utilizado para tal fin.
En este caso, se proyectaron 2 bancos de tiro debido al volumen a desazolvar. Se
localizan dentro del cauce del río Chiquito, el primero se encuentra sobre la
margen izquierda del río Jaltepec a un costado de un camino de terracería a la
altura del Km 0+700 al Km 0+965.86 del trazo de la poligonal de apoyo y el
segundo banco se localiza fuera del área de trabajo, sobre la margen derecha del
río Jaltepec a un costado de un camino de terraceria.
43
2.- Posterior a la localización de los bancos se procede a realizar la
topografía de la siguiente manera:
Aplicando el método de las deflexiones, tomando medidas angulares de vértice a
vértice se efectuó el levantamiento mediante una poligonal cerrada utilizando una
estación total marca Sokkia modelo SET630RK3 con aproximación a 5 segundos,
así mismo se realizó el levantamiento topográfico usando nivel fijo y estadal para
obtener su configuración y determinar lo accidentado que se encuentra el terreno
sacando diversos puntos y digitalizando la información mediante el programa
AUTOCAD licencia gratuita para estudiantes.
En este caso el material se colocara en ambas márgenes del río buscando con
ello reducir el tiempo de acarreo y con ello la inversión en la obra. De acuerdo a la
ley de Aguas Nacionales, en el artículo 3°, fracción VIII que a letra dice “…las fajas
de diez metros de anchura contiguas al cauce de las corrientes o al vaso de los
depósitos propiedad nacional, medida horizontalmente a partir del nivel de aguas
máximas ordinarias. La amplitud de la ribera o zona federal de aguas máximas
ordinarias se calculará a partir de la creciente máxima ordinaria que será
determinada por “La Comisión Nacional del Agua”, de acuerdo con lo dispuesto en
el reglamento de esta ley…”.
En las siguientes imágenes se pueden apreciar los trabajos de topografía
realizados para obtener la configuración de los sitios dispuestos como bancos.
44
Figura 24 y 25: Levantamiento topográfico del banco de tiro No 1.
Figura 26: Banco de depósito No 2, ubicado sobre la margen izquierda del río Chiquito.
A continuación se presentan los cuadros de construcción obtenidos en cada caso.
Cuadro de construcción para el banco de depósito 1.
P.I.H.
01
02
03
04
05
06
01
COORDENADAS
LONG.
RUMBO
X
Y
Z
(M)
DECIM.
693,946.69
693,959.56
693,971.98
693,961.38
693,946.27
693,937.03
693,946.69
2,082,059.55
2,082,051.83
2,082,041.56
2,082,025.08
2,082,031.15
2,082,044.53
2,082,059.55
1,275.45
1,276.50
1,277.20
1,275.85
1,274.60
1,278.55
1,275.45
15.01
16.12
19.59
16.28
16.26
17.86
59.04
50.41
32.75
68.11
34.63
32.75
S
S
S
N
N
N
AZIMUT
G
M
S
59
50
32
68
34
32
2
24
44
6
37
44
34
47
57
49
42
48
E
E
W
W
W
E
DEFLEXION
DECIM.
G
M
S
DECIM.
G
120.96
129.59
212.75
291.89
325.37
32.75
120
129
212
291
325
32
57
35
44
53
22
44
26 120.96 120
13 8.63
8
57 83.16 83
11 79.14 79
18 33.49 33
48 112.62 112
Tabla 9: Cuadro de construcción del banco 1.
45
M
S
57
37
9
8
29
37
26
48
44
13
7
30
D
D
D
D
D
D
Figura 26: Vista en planta del bando de depósito 2.
Cuadro de construcción para el banco de depósito 2.
P.I.H.
01
02
03
04
05
06
01
COORDENADAS
LONG.
RUMBO
X
Y
Z
(M)
DECIM.
693,305.00
693,312.95
693,351.22
693,389.33
693,386.40
693,343.37
693,305.00
2,081,698.02
2,081,689.12
2,081,721.46
2,081,747.18
2,081,754.19
2,081,731.37
2,081,698.02
1,288.15
1,288.70
1,287.30
1,286.55
1,286.20
1,287.15
1,288.15
11.93
50.10
45.98
7.60
48.71
50.84
41.77
49.80
55.99
22.68
62.06
49.00
S
N
N
N
S
S
AZIMUT
G
M
S
41
49
55
22
62
49
46
48
59
41
3
0
23
2
6
1
42
14
E
E
E
W
W
W
DEFLEXION
DECIM.
G
M
S
DECIM.
G
138.23
49.80
55.99
337.32
242.06
229.00
138
49
55
337
242
229
13
48
59
18
3
0
37 138.23 138 13 37
2 88.43 88 25 35
6
6.18
6 11 4
59 101.33 101 19 53
42 95.25 95 15 16
14 13.06 13 3 28
Tabla 10: Cuadro de construcción del banco 2.
Figura 27: Vista en planta del banco de depósito 2.
El plano de bancos se puede consultar en el Anexo 2 en el plano BDP01.
46
M
S
D
I
D
I
I
I
RESULTADOS Y CONCLUSIONES
En años anteriores este municipio ya ha sido víctima de inundaciones, entre ellas
destacan Junio del 2003, Septiembre de 2009, agosto y septiembre de 2011 y
agosto de 2012, como una solución se propone el desazolve con lo cual se
incrementaría la capacidad de traslado de agua, ayudando a disminuir la
probabilidad de inundación durante la época de mayor precipitación pluvial.
Se obtuvo una longitud de proyecto 900 m sobre el cauce del río. Respecto a las
rasantes, estas fueron diseñadas con base en la pendiente natural del cauce por
lo que se obtuvieron diferentes valores para que determinarán la elevación de la
plantilla, misma que contará con un ancho promedio de 7.00 m para que
finalmente la sección tipo realice el corte y afine de los taludes mediante una
relación 1.5:1. Con estas dimensiones se cuantificó el volumen total de desazolve
equivalente a los 2,612.64 m3, volumen que será depositado, en dos bancos
distribuidos sobre ambas márgenes del cauce.
Asimismo se obtuvo la sección tipo para llevar a cabo el desazolve del cauce del
río Chiquito, la cual contará con un ancho de plantilla de 7.00 m, así como taludes
1.5:1, lo cual se puede apreciar en la siguiente figura:
ANCHO= 7.00 M
Figura 28: Sección tipo de limpieza y desazolve del río Chiquito.
47
No obstante, para la colocación del material en los dos bancos de depósito
ubicados en ambas márgenes del río, se deberá respetar el talud de corte de la
sección de proyecto con el objeto de dar uniformidad al cauce a lo largo de la zona
a intervenir, para lo cual se presentan las siguientes imágenes:
Figura29: Sección tipo para colocación de material producto de desazolve
Con esto se concluye el diseño geométrico del desazolve, el cual estará sujeto a
modificaciones cuando se realice el análisis hidráulico.
Las siguientes etapas que se deben realizar para complementar el proyecto son:
-
Análisis hidráulico del río.
-
Elaboración del catálogo de conceptos de trabajo, cantidades de obra,
especificaciones técnicas de construcción y programa de obra.
-
Elaboración de presupuesto base de la obra, precios unitarios y explosión
de insumos.
La rehabilitación del cauce del río Chiquito es una acción necesaria para crear un
medio ambiente más seguro para los habitantes de la zona de influencia del
proyecto.
Para la realización de cualquier proyecto los estudios de topografía son uno de los
puntos más importantes, debido a que con ellos se obtienen las limitantes del
48
proyecto, como lo es la infraestructura existente, aunado a esto se deben realizar
visitas a la zona de estudio para obtener un panorama más amplio del sitio.
Es de suma importancia mencionar que para disminuir los efectos negativos de
una avenida extraordinaria esta solución sería una de las primeras etapas, siendo
necesario realizar obras de protección y estabilización del cauce, como podrían
ser la construcción de muros de concreto hidráulico, mampostería de piedra,
presas retenedoras de sólidos en la parte alta de la cuenca etc., el sistema a
utilizar dependería de la factibilidad económica, social y técnica, así como los
objetivos y alcances del proyecto a ejecutar, con ello se buscaría aumentar la
elevación de las márgenes del río para un determinado periodo de retorno así
como un gasto extraordinario.
49
ANEXO 1
50
ANEXO 2
51
BIBLIOGRAFÍA
 Aparicio Mijares, F.J. (2004). Fundamentos de hidrología de superficie. México:
edit. LIMUSA.
 Censo de Población y Vivienda 2010
www.inegi.org.mx/est/contenidos/proyectos/ccpv/cpv2010/Default.aspx
 García Flores, M., y Maza Álvarez, J.A. (1998). Origen y propiedades de los
sedimentos. México: edit. UNAM.
 Instituto nacional de información y geografía. www.inegi.org.mx/
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Nogales
Veracruz.
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 Manual de Ingeniería de Ríos (1993). Capítulo 14. CNA.
 Martín Vide, Juan P. (2002) Ingeniería de Ríos. Barcelona: edit. UPC
 Montes de Oca, Miguel (1996). Topografía. México: edit. Alfa omega.
 Suarez Díaz, Jaime. (2001) Control de erosión en zonas tropicales. Colombia:
Edit. UIS.
 Trueba Coronel, Samuel. (1991) Hidráulica, México edit. CECSA.
 Ven Te Chow. (1983) Hidráulica de canales abiertos. México: Edit. McGrawHill.
52