INFORME HIDRÁULICO

Proyecto: Apertura y Rectificación de la
carretera Saguangal – Las Golondrinas de
64.20km, incluye la construcción de 10
puentes y un puente peatonal
N°: CCECC-010-2020HIDRO
MEMORIA TÉCNICA
CONTRATISTA:
CONTRATO PRINCIPAL:
ADMINISTRADOR:
FISCALIZADOR:
ASUNTO:
China Civil Engineering Construction Corporation - CCECC
Suscrito el 25 de Junio de 2019
SUPERVISOR:
Ing. Ángel Obregón - MTOP
Ing. Fernando Páez – MTOP
Ing. Harold Vinueza - MTOP
HIDRÁULICA RÍO QUEBRADA MUERTA
5. INFORME HIDRÁULICO DE LA SECCIÓN DE CONTROL CUENCA
QUEBRADA MUERTA ABS: 18+030
Con la información obtenida del análisis hidrológico en el informe Nro. CCECC09-2020-HIDRO se ha procedido a modelar 12 secciones del tramo del cauce de
la cuenca Quebrada Muerta, en el sector donde se va a implantar el puente
abscisa vial 18+030.
Se ha establecido franjas de 40 metros de ancho a cada lado a partir del eje de
la quebrada Muerta: 0+000 (inicio de tramo aguas arriba), 0+040, 0+060, 0+080,
0+100, 0+120 (eje río en puente / alcantarilla a construir), 0+140, 0+160,
0+180, 0+200, 0+220 (fin).
Imagen 1: Secciones quebrada Muerta.
El abscisado se encuentra levantado en dirección del flujo del cauce y la abscisa
0+120 coincide con el eje del puente/alcantarilla a construirse.
Para el modelamiento hidráulico se ha utilizado el software HEC-RAS 5.07
(desarrollado por el Hydrologic Engineering Center del US Army Corps of
Engineers), es uno de los programas de referencia dentro de su campo. Se trata
de un software de uso constante en la rama de la ingeniería hidráulica, con
procesos continuos de actualización al introducir mejoras permanentes. Esto
hace que la gran mayoría de proyectos exijan el estudio con este software
suficientemente fiable.
HEC-RAS es un programa de modelización hidráulica unidimensional y
bidimensional compuesto por 4 tipos de análisis en ríos:
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carretera Saguangal – Las Golondrinas de
64.20km, incluye la construcción de 10
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ASUNTO:
•
•
•
•
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Ing. Fernando Páez – MTOP
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HIDRÁULICA RÍO QUEBRADA MUERTA
Modelización de flujo en régimen permanente
Modelización de flujo en régimen no permanente
Modelización del trasporte de sedimentos
Análisis de calidad de aguas
Imagen 2: Flujo en secciones
Además del tipo de flujo, nos permite modelar en diferentes regímenes de flujo,
subcrítico, supercrítico o mixto, de la mano se puede simular flujos en cauces
naturales o canales artificiales.
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HIDRÁULICA RÍO QUEBRADA MUERTA
Imagen 3: condiciones de contorno
Las secciones transversales levantadas incluidos los bancos y subidas al
software a fin de determinar el tránsito de la avenida en el tramo de estudio se
adjunta en anexo.
Imagen 4: Sección 0+120 eje puente y río.
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HIDRÁULICA RÍO QUEBRADA MUERTA
SECCIÓN NRO:
0+120
ABS COTA ABS COTA ABS COTA
0
550 31.32 540.9 49.68
544
0.15
550 32.88
540 49.93 544.58
2.69 549.2 33.33 539.7 50.11
545
3.27
549 33.93 539.3 50.37 545.6
4.68 548.5 34.03 539.3 50.57
546
6.16
548 34.1 539.2 50.59 546.04
6.21
548 34.16 539.2 51.13 546.88
6.23
548 34.46
539 51.2
547
6.38
548 34.48
539 51.26 547.1
6.39
548 34.95
539 51.87
548
6.95 547.8 34.96
539 52.77 548.38
9.34
547 35.23
539 53.2 548.58
11.3 546.3 39.65 538.9 54.27
549
12.28
546 40.6 538.9 57.14 549.88
12.81 545.8 41.17 538.9 57.73
550
14.56 545.2 43.48
539 57.89
550
15.13
545 45.13
539 63.41 550.45
17.71 544.1 45.92
539 65.66 550.62
17.92
544 47.35
539 66.99 550.7
18.48 543.9 47.37
539 67.54 550.74
22.04
543 47.4
539 70.34
551
22.62 542.9 47.47 539.2 76.39
551
23.11 542.8 47.55 539.4
80 551.13
26.46
542 47.82
540
26.48
542 47.88 540.1
31.02
541 48.28
541
31.18
541 48.37 541.2
31.22
541 48.74
542
31.27
541 48.87 542.3
31.28
541 49.21
543
31.3
541 49.37 543.4
El valor del coeficiente de Manning para el cauce del río fue tomado conforme a
las tablas propuestas por USGS, de la US ARMY (Text above modified from
USGS Water Supply Paper 1849, by H.H. Barnes, Jr.), 0.03 Y 0.045 para el
cauce principal y los bancos respectivamente
Se modelo para flujo permanente y mediante iteraciones se estable un tipo de
flujo supercrítico para el caudal calculado en los doce perfiles de flujo.
Los resultados de la modelación obtenidos se presentan en el ANEXO 1.
3.1. CÁLCULO DE LA SOCAVACIÓN GENERAL DEL CAUCE.
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HIDRÁULICA RÍO QUEBRADA MUERTA
Una vez modeladas las secciones y encontrados los parámetros hidráulicos, se
procedió a calcular la profundidad de la socavación en suelos homogéneos de la
sección 0+120 (eje del río) con las ecuaciones LISCHTVAN LEVEDIEV.
Donde:
a =
Qd =
Be =
m =
Hm =
x =
dm =
Qd / (Hm5/3 Be m)
caudal de diseño (m3/seg)
ancho efectivo de la superficie del líquido en la sección
transversal
coeficiente de contracción. Ver tabla N° 1
profundidad media de la sección = Área / Be
exponente variable que depende del diámetro del material
y se encuentra en la tabla N°2
diámetro medio (mm)
TABLA N° 1
COEFICIENTE DE CONTRACCION, m
Velocidad media en
la
Longitud libre entre dos estribos
sección, en m / seg
10
13
16
18
21
25
30
42
52
63
106
124
200
Menor de 1
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
0.96
0.97
0.98
0.99
0.99
0.99
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.50
0.94
0.96
0.97
0.97
0.97
0.98
0.99
0.99
0.99
0.99
1.00
1.00
1.00
2.00
0.93
0.94
0.95
0.96
0.97
0.97
0.98
0.98
0.99
0.99
0.99
0.99
1.00
2.50
0.90
0.93
0.94
0.95
0.96
0.96
0.97
0.98
0.98
0.99
0.99
0.99
1.00
3.00
0.89
0.91
0.93
0.94
0.95
0.96
0.96
0.97
0.98
0.98
0.99
0.99
0.99
3.50
0.87
0.90
0.92
0.93
0.94
0.95
0.96
0.97
0.98
0.98
0.99
0.99
0.99
4.00 o mayor
0.85
0.89
0.91
0.92
0.93
0.94
0.95
0.96
0.97
0.98
0.99
0.99
0.99
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HIDRÁULICA RÍO QUEBRADA MUERTA
TABLA N° 2
VALORES DE X PARA SUELOS COHESIVOS Y NO COHESIVOS
SUELOS
COHESIVOS
SUELOS NO COHESIVOS
P. ESPECIFICO x
dm (mm)
x
γd (Tn/m3)
0.80
0.83
0.86
0.88
0.90
0.93
0.96
0.98
1.00
1.04
1.08
1.12
1.16
1.20
1.24
1.28
1.34
1.40
1.46
1.64
1.80
1.89
2.00
TABLA N° 3
VALORES DEL COEFICIENTE b
Periodo de retorno
del gasto de diseño
( años )
2
5
10
20
50
100
500
Coeficiente
β
0.82
0.86
0.90
0.94
0.97
1.00
1.05
0.52
0.51
0.50
0.49
0.48
0.47
0.46
0.45
0.44
0.43
0.42
0.41
0.40
0.39
0.38
0.37
0.36
0.35
0.34
0.31
0.29
0.28
0.27
0.05
0.15
0.50
1.00
1.50
2.50
4.00
6.00
8.00
10.00
15.00
20.00
25.00
40.00
60.00
90.00
140.00
190.00
250.00
450.00
750.00
1000.00
0.43
0.42
0.41
0.40
0.39
0.38
0.37
0.36
0.35
0.34
0.33
0.32
0.31
0.30
0.29
0.28
0.27
0.26
0.25
0.22
0.20
0.19
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HIDRÁULICA RÍO QUEBRADA MUERTA
CALCULO DE LA SOCAVACIÓN GENERAL LISCHTVAN LEVEDIEV
PUENTE SOBRE QUEBRADA MUERTA
Qd = caudal de diseño
A = área de la sección hidráulica
Be = ancho efectivo de la superficie de agua
Hm = profundidad media de la sección
Vm = velocidad media en la sección
µ= coef de contracción. Ver tabla N° 1
α=
ALFA
39.39
13.72
14.85
0.92
3.22
0.91
3.33
1.65
100
m3/seg
m2
m
m
m/s
Tn/m3
ɣd = peso específico
años
Tr=
β= BETA coeficiente que depende de la frecuencia del caudal de diseño. Ver tabla Nº 3
0.31
'x = exponente variable. Ver tabla Nº 2
NMC Nivel Máximo de Crecida
ABSISA
Ho
Hs
H=HS-Ho
0.00
0.15
2.69
3.27
4.68
6.16
6.21
6.23
6.38
6.39
6.95
9.34
11.30
12.28
12.81
14.56
15.13
17.71
17.92
18.48
22.04
22.62
23.11
26.46
26.48
31.02
31.18
31.22
31.27
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
Cota
Terreno
550.03
550.00
549.19
549.00
548.51
548.02
548.01
548.01
548.00
548.00
547.81
547.00
546.34
546.00
545.82
545.20
545.00
544.08
544.00
543.86
543.00
542.86
542.77
542.00
542.00
541.03
541.01
541.00
540.97
Cota
Socavación
550.03
550.00
549.19
549.00
548.51
548.02
548.01
548.01
548.00
548.00
547.81
547.00
546.34
546.00
545.82
545.20
545.00
544.08
544.00
543.86
543.00
542.86
542.77
542.00
542.00
541.03
541.01
541.00
540.97
NMC
1
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64.20km, incluye la construcción de 10
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MEMORIA TÉCNICA
CONTRATISTA:
CONTRATO PRINCIPAL:
ADMINISTRADOR:
FISCALIZADOR:
ASUNTO:
31.28
31.30
31.32
32.88
32.95
33.33
33.93
34.03
34.10
34.16
34.46
34.48
34.95
34.96
35.23
39.65
40.60
41.17
43.48
45.13
45.92
47.35
47.37
47.40
47.47
47.55
47.80
47.82
47.88
48.28
48.37
48.74
48.87
49.21
49.37
49.68
49.93
50.11
50.37
50.57
50.59
51.13
51.20
51.26
51.87
52.77
53.20
54.27
57.14
57.73
57.89
0
0
0
0
0.00
0.27
0.64
0.69
0.73
0.76
0.95
0.95
0.96
0.96
0.96
1.01
1.01
1.02
0.99
0.98
0.97
0.96
0.95
0.95
0.78
0.53
0.00
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
China Civil Engineering Construction Corporation - CCECC
Suscrito el 25 de Junio de 2019
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Ing. Ángel Obregón - MTOP
Ing. Fernando Páez – MTOP
Ing. Harold Vinueza - MTOP
HIDRÁULICA RÍO QUEBRADA MUERTA
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.45
1.33
1.47
1.58
1.66
2.21
2.21
2.24
2.24
2.24
2.38
2.38
2.41
2.32
2.29
2.26
2.24
2.21
2.21
1.72
1.05
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.18
0.69
0.78
0.85
0.90
1.26
1.26
1.28
1.28
1.28
1.37
1.37
1.39
1.33
1.31
1.29
1.28
1.26
1.26
0.94
0.52
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
540.97
540.95
540.94
540.00
539.95
539.68
539.31
539.26
539.22
539.19
539.00
539.00
538.99
538.99
538.99
538.94
538.94
538.93
538.96
538.97
538.98
538.99
539.00
539.00
539.17
539.42
539.95
540.00
540.14
541.00
541.19
542.00
542.32
543.00
543.35
544.00
544.58
545.00
545.60
546.00
546.04
546.88
547.00
547.10
548.00
548.38
548.58
549.00
549.88
550.00
550.00
540.97
540.95
540.94
540.00
539.95
539.50
538.62
538.48
538.37
538.29
537.74
537.74
537.71
537.71
537.71
537.57
537.57
537.54
537.63
537.66
537.69
537.71
537.74
537.74
538.23
538.90
539.95
540.00
540.14
541.00
541.19
542.00
542.32
543.00
543.35
544.00
544.58
545.00
545.60
546.00
546.04
546.88
547.00
547.10
548.00
548.38
548.58
549.00
549.88
550.00
550.00
539.95
539.95
539.95
539.95
539.95
539.95
539.95
539.95
539.95
539.95
539.95
539.95
539.95
539.95
539.95
539.95
539.95
539.95
539.95
539.95
539.95
539.95
539.95
Proyecto: Apertura y Rectificación de la
carretera Saguangal – Las Golondrinas de
64.20km, incluye la construcción de 10
puentes y un puente peatonal
N°: CCECC-010-2020HIDRO
MEMORIA TÉCNICA
CONTRATISTA:
CONTRATO PRINCIPAL:
ADMINISTRADOR:
FISCALIZADOR:
ASUNTO:
63.41
65.66
66.99
67.54
70.34
76.39
80.00
0
0
0
0
0
0
0
China Civil Engineering Construction Corporation - CCECC
Suscrito el 25 de Junio de 2019
SUPERVISOR:
Ing. Ángel Obregón - MTOP
Ing. Fernando Páez – MTOP
Ing. Harold Vinueza - MTOP
HIDRÁULICA RÍO QUEBRADA MUERTA
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
550.45
550.62
550.70
550.74
551.00
551.00
551.13
550.45
550.62
550.70
550.74
551.00
551.00
551.13
Nivel máxima crecida incluido laminación (energía)=
540.44 msnm
Galibo mínimo incluido laminación y seguridad =
542.44 msnm
Socavación General Quebrada Muerta TR=100 años
550.00
terreno
socavación
NMC
548.00
546.00
544.00
Cota msnm
542.00
540.00
538.00
536.00
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
Abscisa m
Así mismo se muestran para análisis, la sección modelada en HY8 e Hydraflow (Sección de
alcantarilla en caso de seleccionarse para su construcción como Anexo 2).
Proyecto: Apertura y Rectificación de la
carretera Saguangal – Las Golondrinas de
64.20km, incluye la construcción de 10
puentes y un puente peatonal
N°: CCECC-010-2020HIDRO
MEMORIA TÉCNICA
CONTRATISTA:
CONTRATO PRINCIPAL:
ADMINISTRADOR:
FISCALIZADOR:
ASUNTO:
China Civil Engineering Construction Corporation - CCECC
Suscrito el 25 de Junio de 2019
SUPERVISOR:
Ing. Ángel Obregón - MTOP
Ing. Fernando Páez – MTOP
Ing. Harold Vinueza - MTOP
HIDRÁULICA RÍO QUEBRADA MUERTA
Ing. José Antonio Serrano Ojeda
Especialista Hidráulico e Hidrológico.
Proyecto: Apertura y Rectificación de la
carretera Saguangal – Las Golondrinas de
64.20km, incluye la construcción de 10
puentes y un puente peatonal
N°: CCECC-010-2020HIDRO
MEMORIA TÉCNICA
CONTRATISTA:
CONTRATO PRINCIPAL:
ADMINISTRADOR:
FISCALIZADOR:
ASUNTO:
China Civil Engineering Construction Corporation - CCECC
Suscrito el 25 de Junio de 2019
SUPERVISOR:
Ing. Ángel Obregón - MTOP
Ing. Fernando Páez – MTOP
Ing. Harold Vinueza - MTOP
HIDRÁULICA RÍO QUEBRADA MUERTA
ANEXO 1
RESULTADOS MODELACIÓN TRAMOS SECCIONES QUEBRADA MUERTA
Proyecto: Apertura y Rectificación de la
carretera Saguangal – Las Golondrinas de
64.20km, incluye la construcción de 10
puentes y un puente peatonal
N°: CCECC-010-2020HIDRO
MEMORIA TÉCNICA
CONTRATISTA:
CONTRATO PRINCIPAL:
ADMINISTRADOR:
FISCALIZADOR:
ASUNTO:
China Civil Engineering Construction Corporation - CCECC
Suscrito el 25 de Junio de 2019
SUPERVISOR:
Ing. Ángel Obregón - MTOP
Ing. Fernando Páez – MTOP
Ing. Harold Vinueza - MTOP
HIDRÁULICA RÍO QUEBRADA MUERTA
ANEXO 2
RESULTADOS MODELACIÓN ALCANTARILLA HYDRAFLOW Y HY8
QUEBRADA MUERTA