ESTUDIO DE DISEÑO TÉCNICO DE PRE INVERSIÓN CONST. TRES PUENTES VEHICULARES TRAMO COQUE - YACO Gobierno Autónomo Municipal de Yaco ESTUDIO DE HIDROLOGÍA Y DRENAJE CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 1 2. UBICACIÓN .................................................................................................................... 1 2.1. Características de la Cuenca del Rio Yaco .......................................................... 2 3. PARÁMETROS GEOMORFOLÓGICOS DE LA CUENCA ......................................... 2 3.1. Área y Perímetro de la Cuenca ............................................................................. 2 3.2. Índice de factor o de Forma................................................................................... 2 3.3. Índice de compacidad o índice de Gravelius ........................................................ 2 3.4. Pendiente del cauce .............................................................................................. 3 4. ANÁLISIS PLUVIOMÉTRICO........................................................................................ 3 4.1. Series De Precipitaciones Máximas En 24 Hrs .................................................... 3 4.2. Modelo Matemático Análisis Probabilístico .......................................................... 4 4.2.1. Parámetros estadísticos ............................................................................. 4 4.2.2. Funciones de distribución teóricas............................................................. 4 4.2.3. Precipitaciones para diferentes probabilidades de no excedencia .......... 5 4.2.4. Precipitaciones Intensas ............................................................................. 5 5. ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL ................................................................................ 7 5.1. Aspectos generales................................................................................................ 7 5.2. Parámetros de diseño ............................................................................................ 7 5.3. Evaluación del CN.................................................................................................. 9 5.4. Hidrogramas de crecidas para la determinación de Caudal de Crecidas: ....... 10 5.5. Método Donald M. Gray ....................................................................................... 12 6. CONCLUSIONES ......................................................................................................... 13 7. REFERENCIAS ............................................................................................................ 13 ESTUDIO DE DISEÑO TÉCNICO DE PRE INVERSIÓN CONST. TRES PUENTES VEHICULARES TRAMO COQUE - YACO Gobierno Autónomo Municipal de Yaco ÍNDICE DE FIGURAS Figura Nº 1 Sub cuenca del Rio Yaco ................................................................................. 1 Figura Nº 2 Curva Precipitación – Frecuencia .................................................................... 7 Figura Nº 3 Ubicación de la Cuenca del Rio Yaco ............................................................. 8 Figura Nº 4 Curva Precipitación – Frecuencia .................................................................. 11 Figura Nº 5 Curva Hidrograma de Crecidas ..................................................................... 13 ÍNDICE DE TABLAS Tabla Nº 1 Precipitación Máxima Diaria Mes ....................................................................... 4 Tabla Nº 2 Precipitación Máxima Diaria ............................................................................. 5 Tabla Nº 3 Desagregación de Precipitación Máximas de 24 Horas .................................. 6 Tabla Nº 4 Caracterización de suelos .................................................................................. 9 Tabla Nº 5 Desagregación de Precipitación Máximas de 24 Hora .................................. 10 Tabla Nº 6 Calculo de caudales ........................................................................................ 12 ESTUDIO DE DISEÑO TÉCNICO DE PRE INVERSIÓN CONST. TRES PUENTES VEHICULARES TRAMO COQUE - YACO Gobierno Autónomo Municipal de Yaco ESTUDIO DE HIDROLOGÍA Y DRENAJE ESTUDIO DE DISEÑO TÉCNICO DE PRE INVERSIÓN CONSTRUCCIÓN DE TRES PUENTES VEHICULARES TRAMO COQUE -YACO 1. INTRODUCCIÓN El estudio hidrológico tiene como propósito la determinación del caudal máximo en las sub cuencas del Rio Yaco, en donde se proyectará tres puentes Vehiculares sobre El tramo que une las Comunidades de Yaco y Coque, en el Municipio de Yaco. La determinación del caudal máximo será para proyectar la estructura del puente, tanto en altura como en el ancho de la luz. En razón de las características de la zona de aplicación del estudio y la disponibilidad de información, se ha considerado la determinación de caudales máximos a partir de precipitaciones máximas en 24 hrs. de la estación muy cercana al proyecto como es la estación CAXATA. 2. UBICACIÓN El proyecto en el que se realizara el estudio hidrológico se encuentra ubicado sobre el tramo Coque – Yaco, Municipio de Yaco. Figura Nº 1 Sub cuenca del Rio Yaco Fuente Fotografía Satelital Pág. 1 ESTUDIO DE DISEÑO TÉCNICO DE PRE INVERSIÓN CONST. TRES PUENTES VEHICULARES TRAMO COQUE - YACO Gobierno Autónomo Municipal de Yaco 2.1. Características de la Cuenca del Rio Yaco El Rio Yaco consta principalmente de dos afluentes, a su vez está conformado por subcuencas que convergen hasta el sector donde están ubicados los puentes, en su recorrido aumenta su caudal en toda la microcuenca. Los rios que no mantiene un caudal elevado durante todo el año, y además presenta crecidas en época lluviosa, son el Rio Coque, Rio Tara Tarani y Rio Whilapampa. 3. PARÁMETROS GEOMORFOLÓGICOS DE LA CUENCA Los parámetros geomorfológicos de las subcuencas dan las características de funcionamiento en evacuación de las aguas que provienen de las lluvias. Estos parámetros que en el proyecto se utilizaran son los siguientes. - Área y Perímetro de la cuenca Índice o factor de Forma Índice de Compacidad Pendiente del cauce 3.1. Área y Perímetro de la Cuenca El área y perímetro de la cuenca se determinó utilizando mapas satelitales y cartas geográficas del lugar que se recopilo del Instituto geográfico Militar (I.G.M.) a escala 1:50000. 3.2. Índice de factor o de Forma Este parámetro expresa la relación entre el ancho promedio de la cuenca y su longitud, mediante este parámetro podemos ver cuán redondo o alargada es la cuenca en estudio. F B L (1) Donde: F = factor de forma B = Ancho promedio de la Cuenca L = Longitud de la Cuenca Este valor se determinó midiendo en la carta digital en varios sectores de la cuenca para tener un promedio en el caso del ancho B, y para la longitud de la cuenca se determinó midiendo la longitud más larga desde el punto más alto hasta el lugar del puente. 3.3. Índice de compacidad o índice de Gravelius Este índice expresa la relación entre el perímetro de la cuenca y el perímetro equivalente de una circunferencia que tiene la misma área de la cuenca y está definida por la siguiente relación. K 0.28 Pc Ac 1/ 2 (2) Pág. 2 ESTUDIO DE DISEÑO TÉCNICO DE PRE INVERSIÓN CONST. TRES PUENTES VEHICULARES TRAMO COQUE - YACO Gobierno Autónomo Municipal de Yaco Donde: K = Índice de la cuenca Pc = Perímetro de la cuenca Ac = Área de la cuenca 3.4. Pendiente del cauce En general la pendiente de un tramo de un cauce de un río, se puede considerar como el cociente, que resulta de dividir, el desnivel de los extremos del tramo, entre la longitud horizontal de dicho tramo. 4. ANÁLISIS PLUVIOMÉTRICO EL análisis del régimen de precipitaciones extremas tiene como objetivo la definición de las precipitaciones que han de servir para simular las avenidas correspondientes a los diferentes periodos de retorno. 4.1. Series De Precipitaciones Máximas En 24 Hrs Para el diseño de un puente es indispensable contar con caudales de crecida a nivel instantáneo como ser a nivel horario, para tal efecto es necesario contar con una serie larga de datos de precipitación Máxima en 24 hrs., para el presente proyecto se eligió la estación de SORATA, que es una estación pluviométrica muy próxima a la ubicación del proyecto y cuenta con una serie adecuada para la cuenca del río en estudio, su ubicación exacta es la siguiente: Estación: CAXATA Latitud Sur: 17° 08' 00” Longitud Oeste: 67° 20' 00" Altitud: 4100 msnm Provincia: LOAYZA Departamento: La Paz A continuación, se muestra la serie de datos pluviométricos: Se usó datos de máxima precipitación en 24 horas de cada mes Pág. 3 ESTUDIO DE DISEÑO TÉCNICO DE PRE INVERSIÓN CONST. TRES PUENTES VEHICULARES TRAMO COQUE - YACO Gobierno Autónomo Municipal de Yaco Tabla Nº 1 Precipitación Máxima Diaria Mes N AÑO JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY ANUAL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 14.5 9.5 10.0 6.2 11.2 0.0 0.0 0.0 6.8 0.0 5.8 6.2 14.5 0.0 5.9 0.0 1.0 6.0 0.0 0.0 0.0 18.2 0.0 0.0 3.0 2.0 2.7 18.2 0.0 2.7 6.0 0.0 7.3 14.0 0.0 4.5 4.2 3.1 3.3 0.0 3.8 10.3 14.0 0.0 4.7 20.0 4.0 5.5 7.0 5.0 8.8 6.8 9.3 6.2 8.4 0.0 6.3 20.0 0.0 7.3 7.6 13.0 12.0 13.4 8.0 6.2 6.4 9.5 7.3 7.2 7.1 8.6 13.4 6.2 8.9 7.0 15.5 13.6 7.2 10.5 6.2 9.6 11.0 9.7 8.4 0.0 9.9 15.5 0.0 9.1 11.0 10.0 10.6 7.4 9.4 12.9 15.0 5.4 6.1 10.2 9.0 7.1 15.0 5.4 9.5 9.4 10.2 7.3 12.8 14.8 12.9 8.5 9.4 10.7 12.2 11.1 12.0 14.8 7.3 10.9 10.8 9.5 10.2 11.9 10.7 10.3 9.0 13.0 9.6 11.7 7.2 12.2 13.0 7.2 10.5 8.1 10.0 8.1 12.8 11.0 14.8 12.5 13.7 9.7 10.5 4.8 10.0 14.8 4.8 10.5 5.5 3.0 7.2 9.0 13.2 11.6 7.7 8.3 5.2 0.0 7.2 9.4 13.2 0.0 7.3 0.0 0.0 5.1 0.0 12.0 5.1 3.6 0.0 0.0 4.1 0.0 9.3 12.0 0.0 3.3 99.9 85.7 102.9 101.7 105.8 93.3 101.5 82.7 74.6 75.7 58.0 104.0 105.8 58.0 90.5 MAX MIN MEDIA MAXIMA DIARIA [mm] 20.3 20.6 30.8 24.0 30.3 20.9 20.3 20.7 20.4 20.8 27.6 29.1 30.8 20.3 23.8 4.2. Modelo Matemático Análisis Probabilístico Los registros de precipitación máxima diaria anual se someten a una evaluación estadística para determinar la distribución probabilística de las precipitaciones. Calculo Hidrometeorológico de Aportaciones y Crecidas. Los conceptos teóricos básicos empleados en dicha evaluación se pueden clasificar en: - Parámetros estadísticos Funciones de distribución teóricas Precipitación para probabilidades de no ocurrencia dados 4.2.1. Parámetros estadísticos Los parámetros estadísticos se calculan a través de los valores muestrales, los mismos que pueden caracterizarse en parámetros de: - Tendencia central (media aritmética) Dispersión (desviación típica) Dichos parámetros, usados posteriormente en la evaluación de las funciones de distribución teóricas, se muestran a continuación: 4.2.2. Funciones de distribución teóricas Las funciones de distribución teóricas consideradas son: - Normal Log – Normal Gumbel Pág. 4 ESTUDIO DE DISEÑO TÉCNICO DE PRE INVERSIÓN CONST. TRES PUENTES VEHICULARES TRAMO COQUE - YACO - Gobierno Autónomo Municipal de Yaco Log – Gumbel Pearson – III Las funciones de valores extremos son las que teóricamente deben ajustarse a las precipitaciones máximas. Los valores calculadas según la distribución Normal, Log Normal, Gumbel, proveen resultados ligeramente menores que las calculadas según distribución de Pearson III, además la tendencia de los puntos es muy semejante a la distribución Pearson III y muy distinta de las otras leyes de distribución, por lo que se ha adoptado, de manera conservadora, las precipitaciones de diseño calculadas según esta última distribución. 4.2.3. Precipitaciones para diferentes probabilidades de no excedencia Una vez definidas las funciones de distribución que se adecuan a los datos de precipitaciones; se determinan las precipitaciones máximas diarias anuales para distintas probabilidades de no excedencia o distintos periodos de retorno. Según la distribución Pearson III se tiene: Tabla Nº 2 Precipitación Máxima Diaria Tiempo de Recurrencia [años] Probabilidad Recurrencia [%] Precipitación Qtr/C*A [mm] 2 5 10 25 50 100 200 500 1000 50 20 10 4 2 1 0.5 0.2 0.1 305.06 358.30 388.16 421.56 443.94 464.55 482.51 503.41 525.22 4.2.4. Precipitaciones Intensas Para determinar los valores de precipitación con duración inferior a 24 hrs, se ha utilizado un método cuya secuencia es la siguiente: La estación de lluvia ubicada en la zona, no cuenta con registros pluviográficos que permitan obtener las intensidades máximas. Sin embargo estás pueden ser calculadas a partir de las lluvias máximas en base al modelo de Dick y Peschke (Guevara, 1991). Este modelo permite calcular la lluvia máxima en función de la precipitación máxima en 24 horas. La expresión es la siguiente: Pág. 5 ESTUDIO DE DISEÑO TÉCNICO DE PRE INVERSIÓN CONST. TRES PUENTES VEHICULARES TRAMO COQUE - YACO Gobierno Autónomo Municipal de Yaco d Pd P24 h 1440 0.25 Donde: Pd = precipitación total (mm) d = duración en minutos P24h = precipitación máxima en 24 horas (mm) Con la anterior tabla se elabora las curvas frecuencia duración: Tabla Nº 3 Desagregación de Precipitación Máximas de 24 Horas TIEMPO PRECIPITACION RECURRENCIA 5 [min] Tr [Qtr/(C*A)] (años) (mm) f = 0.24 2 29.90 7.26 5 35.02 8.50 10 38.50 9.35 25 43.01 10.44 50 46.45 11.28 100 49.96 12.13 200 53.57 13.00 500 57.87 14.05 1000 62.51 15.17 DESAGREGACION DE PRECIPITACIONES MAXIMAS DE 24 HORAS DURACIÓN DE LLUVIA 10 [min] f = 0.29 8.63 10.11 11.11 12.42 13.41 14.42 15.47 16.71 18.05 15 [min] f = 0.32 9.55 11.19 12.30 13.74 14.84 15.96 17.12 18.49 19.97 20 [min] f = 0.34 10.26 12.02 13.22 14.77 15.95 17.15 18.39 19.87 21.46 30 [min] f = 0.38 11.36 13.30 14.63 16.34 17.65 18.98 20.35 21.99 23.75 45 [min] 60 [min] 120 [min] 180 [min] 360 [min] 720 [min] 1440 [min] f = 0.42 12.57 14.72 16.19 18.08 19.53 21.01 22.52 24.33 26.28 1 [h] f = 0.45 13.51 15.82 17.39 19.43 20.99 22.57 24.20 26.15 28.24 2 [h] f = 0.54 16.07 18.82 20.69 23.11 24.96 26.84 28.78 31.09 33.59 3 [h] f = 0.59 17.78 20.82 22.89 25.58 27.62 29.71 31.85 34.41 37.17 6 [h] f = 0.71 21.14 24.76 27.22 30.41 32.84 35.33 37.88 40.92 44.20 12 [h] f = 0.84 25.14 29.45 32.38 36.17 39.06 42.01 45.05 48.66 52.57 24 [h] f = 1.00 29.90 35.02 38.50 43.01 46.45 49.96 53.57 57.87 62.51 Pág. 6 ESTUDIO DE DISEÑO TÉCNICO DE PRE INVERSIÓN CONST. TRES PUENTES VEHICULARES TRAMO COQUE - YACO Gobierno Autónomo Municipal de Yaco Figura Nº 2 Curva Precipitación – Frecuencia 5. ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL 5.1. Aspectos generales El agua de las precipitaciones que escapa a la infiltración profunda, a la evaporación y al almacenamiento superficial escurre por la superficie constituyendo el sistema hidrográfico. El cálculo de los caudales máximos según se presenta en la memoria de cálculo, donde se anotan el área de aporte, longitud hidráulica, pendiente, tiempo de concentración , numero de curva, que caracterizan el complejo hidráulico suelo cobertura de cada una de las subcuencas consideradas en intensidad de precipitación para periodos de retorno de 50 y 100 años. 5.2. Parámetros de diseño a) Cuencas de aporte La delimitación de las cuencas y subcuencas de aporte se realizó en base a imagen satelital: Pág. 7 ESTUDIO DE DISEÑO TÉCNICO DE PRE INVERSIÓN CONST. TRES PUENTES VEHICULARES TRAMO COQUE - YACO Gobierno Autónomo Municipal de Yaco Figura Nº 3 Ubicación de la Cuenca del Rio Coque b) Tiempo de Concentración.El tiempo de concentración (Tc) es una función de la longitud pendiente media y características del cauce principal. Se calcula por medio de la siguiente formula empírica: - Kirpich 0.871 L3 Tc H 0.385 Donde : Tc = tiempo de concentración en hrs. L = Longitud de curso principal en km. H = Desnivel entre el punto mas alto y el punto de cruce en m S = Pendiente del cauce en m/m Reemplazando tenemos: Tc = 2.00 [h] c) Complejo hidrológico suelo – cobertura (CN). Para la determinación del complejo hidrológico suelo – cobertura es necesario determinar las siguientes conformaciones físicas: - Tipo de suelo Tipo de vegetación Pág. 8 ESTUDIO DE DISEÑO TÉCNICO DE PRE INVERSIÓN CONST. TRES PUENTES VEHICULARES TRAMO COQUE - YACO Gobierno Autónomo Municipal de Yaco Tabla Nº 4 Caracterización de suelos Grupo de Suelos Descripción de las características del suelo A Suelo con bajo potencial de escurrimiento, incluye arenas profundas con muy poco limo y arcilla; también suelo permeable con grava en el perfil. Infiltración básica 8-12 mm/h B Suelos con moderadamente bajo potencial de escurrimiento. Son suelos arenosos menos profundos y más agregados que el grupo A. Este grupo tiene una infiltración mayor que el promedio cuando húmedo. Ejemplos: suelos migajones, arenosos ligeros y migajones limosos. Infiltración básica 4-8 mm/h C Suelos con moderadamente alto potencial de escurrimiento. Comprende suelos someros y suelos con considerable contenido de arcilla, pero menos que el grupo D. Este grupo tiene una infiltración menor que la promedio después de saturación. Ejemplo: suelos migajones arcillosos. Infiltración básica 1-4 mm/h D Suelos con alto potencial de escurrimiento. Por ejemplo, suelos pesados, con alto contenido de arcillas expandibles y suelos someros con materiales fuertemente cementados. Infiltración básica menor 1 mm/h COBERTURA Uso Tratamiento del Suelo o Práctica Suelos en descanso Surcos rectos Surcos rectos Surcos rectos Curva a nivel Cultivo de escarda Curva a nivel Terraza y curva a nivel Terraza y curva a nivel Surcos rectos Surcos rectos Curva a nivel Cultivos tupidos Curva a nivel Terraza y curva a nivel Terraza y curva a nivel Surcos rectos Surcos rectos Leguminosas en Curva a nivel hilera o forraje en Curva a nivel rotación Terraza y curva a nivel Terraza y curva a nivel Sin tratamiento mecánico Sin tratamiento mecánico Sin tratamiento mecánico Pastizales Curva a nivel Curva a nivel Curva a nivel Pasto de corte Bosque Caminos de Tierra Caminos pavimentados Condición Hidrológica Buena Mala Buena Mala Buena Mala Buena Mala Buena Mala Buena Mala Buena Mala Buena Mala Buena 77 71 67 70 65 66 62 65 63 63 61 61 59 66 58 64 55 Mala Buena Mala Regular Buena Mala Regular Buena Buena Mala Regular Buena Buena Buena 63 51 68 49 39 47 25 6 30 45 36 25 72 74 A GRUPO DE SUELOS B C Curva Numérica 86 91 81 88 78 85 79 84 75 82 74 80 71 78 76 84 75 83 74 82 73 81 72 79 70 78 77 85 72 81 75 83 69 78 73 67 79 69 91 67 59 35 58 66 60 88 82 84 80 76 86 79 74 81 75 70 71 77 73 70 87 90 D 94 91 89 88 86 82 81 88 87 85 84 82 81 85 85 85 83 83 80 89 84 80 88 83 79 78 83 79 77 89 92 5.3. Evaluación del CN El complejo hidrológico suelo – cobertura surge de la consideración de los anteriores parámetros. Para ello se determinó la superficie areal de cada clase posteriormente se empleó la metodología del Soil Conservation (SCS), que combina una clasificación hidrológica de suelos según su capacidad de infiltración con una clasificación de uso y cobertura que toma en cuenta además la densidad y estado de la vegetación. En base a las tablas del SCS se asignó un valor de CN a cada una de las clases y posteriormente, ponderando por superficie areal se determinó un valor promedio del CN para la subcuenca. CN = 76 Pág. 9 ESTUDIO DE DISEÑO TÉCNICO DE PRE INVERSIÓN CONST. TRES PUENTES VEHICULARES TRAMO COQUE - YACO Gobierno Autónomo Municipal de Yaco 5.4. Hidrogramas de crecidas para la determinación de Caudal de Crecidas: Para el cálculo del hidrograma es necesario estimar la precipitación neta, es decir la que producirá el escurrimiento superficial. Este cálculo se la efectúa de la siguiente manera: La estación de lluvia ubicada en la zona, no cuenta con registros pluviográficos que permitan obtener las intensidades máximas. Sin embargo estás pueden ser calculadas a partir de las lluvias máximas en base al modelo de Dick y Peschke (Guevara, 1991). Este modelo permite calcular la lluvia máxima en función de la precipitación máxima en 24 horas. La expresión es la siguiente: d Pd P24 h 1440 0.25 Donde: Pd = precipitación total (mm) d = duración en minutos P24h = precipitación máxima en 24 horas (mm) Con la anterior tabla se elabora las curvas frecuencia duración: Tabla Nº 5 Desagregación de Precipitación Máximas de 24 Hora TIEMPO PRECIPITACION RECURRENCIA RECURRENCIA Tr [Qtr/(C*A)] (años) (mm) 2 305.06 5 358.30 10 388.16 25 421.56 50 443.94 100 464.55 200 482.51 500 503.41 1000 525.22 DESAGREGACION DE PRECIPITACIONES MAXIMAS DE 24 HORAS DURACIÓN DE LLUVIA 5 [ m in] f = 0.24 74.05 86.98 94.22 102.33 107.76 112.77 117.13 122.20 127.50 10 [ m in] f = 0.29 88.06 103.43 112.05 121.69 128.15 134.10 139.29 145.32 151.62 15 [ m in] f = 0.32 97.46 114.47 124.01 134.68 141.83 148.41 154.15 160.83 167.79 2 0 [ m in] f = 0.34 104.73 123.00 133.25 144.72 152.40 159.48 165.64 172.82 180.31 3 0 [ m in] f = 0.38 115.90 136.13 147.47 160.16 168.66 176.49 183.31 191.26 199.54 4 5 [ m in] 6 0 [ m in] 12 0 [ m in] 18 0 [ m in] 3 6 0 [ m in] 7 2 0 [ m in] 14 4 0 [ m in] f = 0.42 128.26 150.65 163.20 177.24 186.65 195.32 202.87 211.66 220.83 1 [h] f = 0.45 137.83 161.88 175.37 190.46 200.57 209.88 218.00 227.44 237.30 2 [h] f = 0.54 163.90 192.51 208.55 226.50 238.52 249.59 259.25 270.48 282.19 3 [h] f = 0.59 181.39 213.05 230.80 250.66 263.97 276.22 286.90 299.33 312.30 6 [h] f = 0.71 215.71 253.36 274.47 298.09 313.91 328.48 341.19 355.97 371.39 12 [h] f = 0.84 256.52 301.30 326.40 354.49 373.31 390.64 405.74 423.32 441.66 24 [h] f = 1.00 305.06 358.30 388.16 421.56 443.94 464.55 482.51 503.41 525.22 Pág. 10 ESTUDIO DE DISEÑO TÉCNICO DE PRE INVERSIÓN CONST. TRES PUENTES VEHICULARES TRAMO COQUE - YACO Gobierno Autónomo Municipal de Yaco Figura Nº 4 Curva Precipitación – Frecuencia Se calcula el umbral de escorrentía (Po) que nos indica las condiciones de humedad del suelo anteriores a la crecida. S.C.S. supone que la abstracción inicial (umbral de escorrentía) es el 20% Po 0.20 * ( 25400 254) CN Mediante el hidrograma de crecidas que se calculó podemos observar que la crecida se presenta inmediatamente después del inicio de la precipitación en menos de una hora, característico de cuencas pequeñas y de una fuerte pendiente. Pág. 11 ESTUDIO DE DISEÑO TÉCNICO DE PRE INVERSIÓN CONST. TRES PUENTES VEHICULARES TRAMO COQUE - YACO Gobierno Autónomo Municipal de Yaco 5.5. Método Donald M. Gray Geomorfologia de la Cuenca Longitud de recorrido L: Altura H: Area de la cuenca, A: Numero de curva, CN: Periodo de retorno: Coeficiente de Escorrentia C: Pendiente S: Factor de Almacenamiento tp/g: tp: g: Lluvia de Diseño Lluvia en 1 hora P: Potencial de retensión máximo S: Cantidad de Lluvia en exceso Pe: Cálculo de caudales Caudal unitario pico qi: 8 1292 27.36 76 50 0.45 16.29 [km] [m] [Km2] 26 [pies] 4,238 [pies] 10.57 [mi2] [años] 10.38 32.46 [min] 3.10 7.90 [plg] 80.21 [m3/s/mm] 0.92 [mm] 0.54 [h] 200.57 [mm] 0.52 (%Gasto/0.25tr) Tabla Nº 6 Calculo de caudales No t/tr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 0.000 0.125 0.375 0.625 0.875 1.000 1.125 1.375 1.625 1.875 2.125 2.375 2.625 2.875 3.125 3.375 3.625 3.875 4.125 4.375 4.625 4.875 5.125 5.375 5.625 %G a s t o / 0 .2 5 t r hr 0.00 0.41 5.67 12.73 16.65 17.10 16.72 14.35 11.09 7.96 5.41 3.52 2.21 1.35 0.81 0.47 0.27 0.15 0.09 0.05 0.03 0.01 0.01 0.00 0.00 t [h] 0.000 0.068 0.203 0.338 0.473 0.541 0.609 0.744 0.879 1.015 1.150 1.285 1.420 1.556 1.691 1.826 1.961 2.097 2.232 2.367 2.502 2.638 2.773 2.908 3.044 t [min] 0.0 4.1 12.2 20.3 28.4 32.5 36.5 44.6 52.8 60.9 69.0 77.1 85.2 93.3 101.5 109.6 117.7 125.8 133.9 142.0 150.1 158.3 166.4 174.5 182.6 q m3/s 0.00 0.21 2.93 6.58 8.61 8.84 8.64 7.42 5.73 4.11 2.80 1.82 1.14 0.70 0.42 0.24 0.14 0.08 0.05 0.03 0.02 0.01 0.01 0.00 0.00 Pág. 12 ESTUDIO DE DISEÑO TÉCNICO DE PRE INVERSIÓN CONST. TRES PUENTES VEHICULARES TRAMO COQUE - YACO Gobierno Autónomo Municipal de Yaco Caudal (Q=m3/seg) HIDROGRAMA DE CRECIDAS 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 3.22 2.76 2.99 2.53 2.07 2.30 1.84 1.38 1.61 1.15 0.69 0.92 0.46 0.23 0.00 0 Tiempo (horas) Tiempo t [h] 0.000 0.068 0.203 0.338 0.473 0.541 0.609 0.744 0.879 1.015 1.150 1.285 1.420 1.556 1.691 1.826 1.961 2.097 2.232 2.367 2.502 2.638 2.773 2.908 3.044 Caudal q [m3/s] 0.00 0.21 2.93 6.58 8.61 8.84 8.64 7.42 5.73 4.11 2.80 1.82 1.14 0.70 0.42 0.24 0.14 0.08 0.05 0.03 0.02 0.01 0.01 0.00 0.00 Figura Nº 5 Curva Hidrograma de Crecidas Caudal de máxima crecida = 8.84 m3/seg. 6. CONCLUSIONES Lo referente a la parte hidrológica que se expuso en este capítulo, muestra un estudio en base a las características climáticas y datos meteorológicos del lugar. El presente estudio determina el caudal máximo probable, el cual se adapta a subcuendas desde pequeños hasta cuencas complejas. De los resultados obtenidos se concluye que el proyecto está sujeto a las exigencias de la naturaleza del lugar, y a los parámetros que se presentan y son necesarios para la determinación de flujo en tiempo de avenidas, en el proyecto se tomó para un caudal o avenida máxima un periodo de retorno de 50 años, tiempo para una vida útil que exige el puente proyectado dando lugar a un diseño funcional y económico. 7. REFERENCIAS - Hidrología Aplicada - Handbook of Hydrology - Ingeniería de los Recursos Hidráulicos Ven Te Show Maidment Ray K. Linsley J.B. Franzini Pág. 13
