ESTUDIO HIDROLÓGICO, HIDRÁULICO Y DE DRENAJE
Enviado por fannyabanto • 18 de Noviembre de 2014 • Tesis • 3.618 Palabras (15 Páginas) • 569 Visitas
ESTUDIO HIDROLÓGICO, HIDRÁULICO Y DE DRENAJE
INTRODUCCIÓN
Para que una carretera se mantenga en buen estado, es necesario que encuentre con un adecuado sistema de drenaje, que permita la oportuna y rápida evacuación de las aguas provenientes de las precipitaciones pluviales y/o subterráneas sin que ellas causen daño vial.
Asimismo, es fundamental el mantenimiento rutinario y periódico de estas estructuras de modo que mantengan su capacidad hidráulica y estructural.
A fin de establecer las características generales que requerirá el mejoramiento de la carretera en estudio, hemos analizado la información hidrológica de la estaciones ubicadas en el área de influencia del proyecto, (Jayanca), de tal forma que nos permita definir algunos parámetros de diseño, es decir, precipitaciones, cuencas y caudales de escorrentías.
La presencia del agua, aun en pequeñas cantidades, presenta un peligro para el tráfico y la estructura del pavimento. Por esta razón y otras más, se hace necesario el estudio de Hidrología y Drenaje como parte esencial de un buen proyecto, el cual en muchas ocasiones influye en la variación del trazo de la vía.
OBJETIVOS DE ESTUDIO
El estudio de hidrología y drenaje del presente proyecto tiene los siguientes objetivos:
Determinar los parámetros geomorfológicos de la cuenca o micro cuencas que tiene influencia directa sobre la vía en estudio.
Evaluar las características hidrológicas y geomorfológica de las micro cuencas que intersectan la vía proyectada.
ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
En el presente proyecto, se ha tomado en cuenta investigaciones y trabajos de campo realizados anteriormente por diferentes profesionales e instituciones, relacionadas con el manejo de cuencas: “Estudio de Encauzamiento y Defensas Ribereñas de la Margen Izquierda del Río La Leche” Universidad Nacional Pedro Ruíz Gallo – Tesis de la FICSA, Escuela Profesional de Ingeniería Civil – Año 1998. Entonces para el presente proyecto se ha utilizado como base fundamental dicho estudios ya que la información con la que se cuenta actualmente en diversas entidades no es muy accesible.
CONSIDERACIONES GENERALES:
DRENAJE SUPERFICIAL.
El drenaje superficial tiene como finalidad alejar las aguas de la carretera para evitar el impacto negativo de las mismas sobre su estabilidad, durabilidad y transpirabilidad.
El adecuado drenaje es escanciar para evitar la destrucción total o parcial de una carretera y reducir los impactos indeseables al ambiente debido a la modificación de la escorrentía a lo largo de este.
El drenaje superficial comprende:
La recolección de las aguas recolectadas hacia cauces naturales.
La evacuación de las aguas recolectadas hacia cauces naturales.
La restitución de la continuidad de los cauces de la continuidad de los cauces naturales interceptados por la carretera
Criterios funcionales.
Los elementos de drenaje superficial se elegirán teniendo en cuenta criterios funcionales, según se mencionan a continuación.
Las soluciones técnicas disponibles.
La facilidad de su obtención así como los costos de construcción y mantenimiento.
Los daños que, eventualmente, producirán los caudales de agua correspondientes al periodo de retorno, es decir, los máximos del periodo de diseño
PERIODO DE RETORNO
La selección del caudal de diseño para el cual debe proyectarse un drenaje superficial, está relacionada con la probabilidad o riesgo que ese caudal sea excedido durante el periodo para el cual se diseña la carretera. En general, se aceptan riesgos más altos cuando los daños probables que se produzcan, en caso de que discurra un caudal mayor al de diseño, sean menores y los riesgos aceptables deberán ser muy pequeños cuando los daños probables sean mayores.
El riesgo o probabilidad de excedencia de un caudal en un intervalo de años, está relacionado con la frecuencia historia de su aparición o con el periodo de retorno.
En el cuadro 3.19, se indican periodos de retorno aconsejables, según el tipo de obra de drenaje.
CUADRO N° 3.18: PERIODOS DE RETORNO PARA DISEÑOS DE OBRAS DE DRENAJE EN CARRETERAS DE BAJO VOLUMEN DE TRANSITO
TIPO DE OBRA PERIODO DE RETORNO EN AÑOS
Puentes y pontones 100(mínimo)
Alcantarillas de paso y badenes 50
Alcantarillas de alivio 10 – 20
Drenaje de la plataforma 10
Con base a estudios realizados por expertos en la materia, se han desarrollado algunos criterios generalizados de diseño para estructuras de control de agua, tal como se resume en la siguiente tabla (Tomada de la tabla 13.1.1, Capitulo 13, Chow, David R. Maidment. Larry W. Mays):
CUADRO N° 3,19: CRITERIOS DE DISEÑO GENERALIZADOS PARA ESTRUCTURAS DE CONTROL DE AGUA
Tipo de estructura Periodo de retorno en años (T)
Alcantarillas de carreteras
Volúmenes de trafico bajos 5 – 10
Volúmenes de trafico intermedios 10 – 25
Volúmenes de trafico altos 50 – 100
Puentes de carreteras
Sistema secundario 10 – 50
Sistema primario 50 - 100
TIEMPO DE CONCENTRACIÓN (TC)
Se denomina tiempo de concentración, al tiempo transcurrido, desde que una gota de agua cae, en el punto más alejado de la cuenca hasta que llega a la salida de esta (estación de aforo). Este tiempo es la función de ciertas características geográficas y topográficas de la cuenca.
El tiempo de concentración de incluir los escurrimientos sobre terrenos, canales, cunetas y los recorridos sobre la misma estructura que se diseña.
Todas aquellas características de la cuenca tributarias, tales como dimensiones, pendientes, vegetación y otras de menor grado, hacen variar el tiempo de concentración.
El tiempo de concentración real depende de muchos factores, entre otros dela cuenca, de su pendiente, del área, de la características del suelo, de la cobertura vegetal, etc. Las fórmulas más comunes solo incluyen la pendiente, la longitud del cauce mayor desde la divisoria y el área. Se considera 10 minutos como mínimo el tiempo de concentración.
Para su determinación se utilizaran:
Para el caso de badenes, alcantarillas de paso y alivio: formula de KIRPICH.
Para el caso de la cuentas: formula de HATHAWAY
Formula de Kirpich (1940): la fórmula para el cálculo del tiempo de concentración viene expresada por:
t_c=0.0078[(3.2808*L)/S^0.5 ]^0.77;Minutos
Donde:
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