06 ESTUDIO HIDROLOGICO.pdf

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ESTUDIO HIDROLOGICO – AVENIDA MAXIMA MJCA

ESTUDIO HIDROLOGICO U8BICACION DEL PROYECTO

DATOS METEOROLOGICOS

REGISTRO MENSUAL DE PRECIPITACION (mm)

ESTACION : HUAMANGA DISTRITO

: AYACUCHO

ALTITUD : 2761.0 msnm

CODIGO : 010

PROVINCIA

: HUAMANGA

LATITUD : 13º09'00"S

DEPARTAMENTO

:

AYACUCHO

LONGITUD : 74º14'13.09"W

AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC TOTAL MAX

1991 S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D 18.2 34.1 52.3 34.1

1992 86.7 108.2 69.1 21.0 0.7 11.5 1.4 27.4 4.9 28.5 S/D 16.2 375.6 108.2

1993 142.3 58.2 157.0 125.2 12.3 10.3 39.9 38.7 39.3 40.8 141.4 182.1 987.5 182.1

1994 278.0 142.7 150.9 49.4 9.6 5.4 0.0 4.1 34.6 38.6 65.3 77.0 855.6 278.0

1995 178.1 130.1 182.6 31.9 10.3 2.2 5.2 2.3 11.8 52.2 94.8 113.0 814.5 182.6

1996 126.6 199.1 188.4 79.8 11.5 0.5 0.0 26.5 26.5 52.0 58.3 132.4 901.6 199.1

1997 235.7 150.3 91.8 55.7 14.6 0.0 1.6 27.0 49.7 39.3 98.3 112.0 876.0 235.7

1998 163.4 164.1 109.3 39.8 14.3 51.2 0.0 0.0 9.7 90.2 64.0 107.4 813.4 164.1

1999 143.8 159.7 174.9 64.9 20.9 0.7 1.4 S/D 46.9 37.3 68.6 94.7 813.8 174.9

2000 254.2 219.2 151.3 41.2 12.8 27.0 33.7 9.2 28.9 104.8 19.1 66.1 967.5 254.2

2001 295.0 79.6 193.5 58.5 60.4 22.6 28.7 23.4 20.0 45.2 77.3 72.3 976.5 295.0

2002 115.5 187.4 184.0 178.3 14.9 2.4 52.6 18.0 51.8 38.4 120.5 111.8 ##### 187.4

2003 135.2 221.7 174.7 120.6 13.4 0.1 0.0 39.3 15.5 44.7 35.9 122.9 924.0 221.7

2004 75.3 100.9 37.3 15.3 4.4 5.7 23.9 9.0 31.8 25.5 26.6 95.0 450.7 100.9

2005 83.7 174.2 66.5 10.9 0.0 0.0 9.2 2.5 28.0 59.2 36.2 129.8 600.2 174.2

2006 124.1 153.7 121.9 46.6 1.8 4.5 0.0 9.8 16.4 83.8 85.5 87.4 735.5 153.7

2007 89.5 59.9 132.4 55.5 5.8 1.2 15.9 2.7 9.5 67.0 52.5 98.0 589.9 132.4

2008 163.6 123.6 100.6 40.1 17.7 6.2 0.0 6.0 15.8 59.6 38.0 53.6 624.8 163.6

MEDIA 158.3 143.1 134.5 60.9 13.3 8.9 12.6 15.4 25.9 53.4 64.7 94.8 753.5 180.1

S/D: SIN DATO

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UBICACIÓN DE LA ESTACION

DELIMITACION DE LA CUENCA

ANALISIS MORFOLOGICO DE LA CUENCA

ANALISIS MORFOLOGICO DE LA CUENCA

AREA(m2)= 82676.112

ALTITUD = 2,950.00

PERIMETRO(m)= 1391.75

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CÁLCULO DE PENDIENTE DE CAUCE - ECUACIÓN DE TAYLOR Y SCHWARZ:

Longitud (L) m. Cota Desnivel S

0 0.00 2,967.00 - - -

1 100.18 2,960.00 7 0.07 3.7830

2 75.13 2,954.00 6 0.08 3.5387

3 160.28 2,951.00 3 0.02 7.3095

4 95.17 2,947.00 7 0.07 3.6872

5 70.12 2,931.00 20 0.29 1.8725

Ʃ= 500.89

20.1909

Número de datos: 5

Donde la pendiente media del cauce es:

S = 0.0613 m/m

S = 61.3240 m/km

CÁLCULO DEL TIEMPO DE CONCENTRACIÓN "TC"- SEGÚN KIRPICH:

LONGITUD DESNIVEL Tc (min.) Tc (horas)

500.89 36.00 60.44 1.01

CÁLCULO DEL TIEMPO DE RETRASO Tlag

CUENCA: 01

Tc (min.) T lag (min) ∆t (min) ∆t (min) asum. Tp (min.)

6.44 3.87 1.12 120.00 63.87

RESUMEN AREA-PERIMETRO DE LAS CUENCAS SOBRE EL RIO HUARPA

DESCRICIÓN AREA (km²) AREA (%) PERIMETRO (km)

CUENCA 01 82,676.11 100.00 1.39

TOTAL 82,676.11 100.00 1.39

CALCULO DE LA CURVA NUMERO

DESCRICIÓN COBERTURA GRUPO

DE SUELO CN

% IMPERMEABLE

CUENCA 01 Matorrales, bofedales, tierras de cultivo, pastizales

B 75.00 0.00

Tabla. Grupo de suelo hidrológico, para el cálculo del CN

GRUPO DESCRIPCION

Grupo A

Bajo potencial de escurrimiento. Suelos que tienen altas velocidades de infiltración cuando están mojados y consisten principalmente de arena y gravas profundas, con bueno a exceso drenaje. Estos suelos tienen altas velocidades de transmisión del agua.

Grupo B Suelos con moderada velocidad de infiltración cuando están mojados y consisten principalmente de suelos con cantidades moderadas de texturas finas y gruesas, con drenaje medio y algo profundo. Son básicamente suelos arenosos.

Grupo C

Suelos que tienen bajas velocidades de infiltración cuando están mojados, consisten principalmente de suelos que tienen un estrato que impide el flujo del agua. Son suelos con texturas finas (margas arcillosas, margas arenosas poco profundas). Estos suelos tienen bajas velocidades de transmisión.

Grupo D

(Alto potencial de escurrimiento. Suelos que tienen muy bajas velocidades de infiltración cuando están mojados y consisten principalmente de suelos arcillosos con alto potencial de hinchamiento, suelos con nivel freático y permanente, suelos con estratos arcillosos cerca de sus superficie, o bien, suelos someros sobre horizontes impermeables.

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Tabla. Número de Curva para condiciones antecedentes de humedad promedio

Descripción del uso de la tierra Grupo hidrlógico del suelo

A B C D

Tierra cultivada

Sin tratamiento de conservación 72 81 88 91

Con tratamiento de conservación 62 71 78 81

Pastizales Condiciones pobres 68 79 86 89

Condiciones óptimas 39 61 74 80

Vegas de ríos: Condiciones óptimas 30 58 71 78

Bosques

Troncos delgados, cubierta pobre sin hierbas

45 66 77 83

Cubierta buena 25 55 70 77

Areas abiertas, césped, parques en condiciones óptimas, cubiertas > 75%

39 61 74 80

Areas abiertas, césped, parques en condiciones aceptables entre el 50% y 75%

49 69 79 84

Area comerciales (85% impermeable) 89 92 94 95

Area industriales (72% impermeable) 81 88 91 93

Residencial Grupo hidrológico del suelo

Tamaño promedio del lote

Porcentaje promedio impermeable

A B C D

505.8 m2 65% 77 85 90 92

1011.6 m2 38% 61 75 83 87

1348.9 m2 30% 57 72 81 86

2023.5 m2 25% 54 70 80 85

4046.9 m2 20% 51 68 79 84

Pavimentos, techos, accesos, etc. 98 98 98 98

Calles y carreteras

Pavimento con cunetas y alcantarillado

98 98 98 98

Grava 76 85 89 91

Tierra 72 82 87 89

CALCULO DE LA ABSTRACCIÓN INICIAL Ia (mm)

Para aplicar el modelo SCS o número de curva, se necesita conocer el tipo de uso actual de la tierra, la cobertura vegetal que tiene la cuenca y el tipo de suelo relacionado al grado de infiltración que posee. (calculado a partir de los datos anteriores y según la tabla que se adjunta).

CALCULO DE LA ABSTRACCIÓN INICIAL

DESCRICIÓN CN S Ia

CUENCA 01 75.00 84.67 16.93

Donde:

S: Abstracción potencial máxima

CN: Número de curva

Ia : Abstracción Inicial (Datos para el programa Hec Hms)

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ANALISIS DE LA PRESIPITACION PARA UN PERIODO DE RETORNO

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CALCULO DE LA PRESIPITACION MAXIMAS DIARIAS POR YANCE TUEROS

T Pmax24 P10-60 DURACION (min)

5 10 15 20 30 60 90

2 169.575 13.167 2.695 4.034 4.931 5.626 6.693 8.789 10.194

5 226.22 16.592 4.377 6.552 8.011 9.139 10.873 14.277 16.559

10 263.724 18.805 5.803 8.686 10.619 12.115 14.414 18.926 21.952

25 311.11 21.548 7.924 11.861 14.502 16.544 19.683 25.845 29.977

50 346.264 23.552 9.715 14.543 17.779 20.283 24.132 31.687 36.753

100 381.158 25.517 11.668 17.465 21.353 24.360 28.983 38.056 44.140

200 415.925 29.979 15.050 22.528 27.542 31.421 37.384 49.087 56.935

T Pmax24 P10-60

INTENSIDAD (mm/hr)

5 10 15 20 30 60 90

2 169.575 13.167 32.336 24.201 19.725 16.877 13.387 8.789 6.796

5 226.22 16.592 52.528 39.313 32.042 27.416 21.746 14.277 11.040

10 263.724 18.805 69.634 52.116 42.477 36.345 28.828 18.926 14.635

25 311.11 21.548 95.090 71.169 58.006 49.631 39.367 25.845 19.985

50 346.264 23.552 116.583 87.255 71.117 60.849 48.265 31.687 24.502

100 381.158 25.517 140.015 104.793 85.411 73.079 57.965 38.056 29.427

200 415.925 29.979 180.601 135.168 110.168 94.263 74.767 49.087 37.957

CALCULO DE LAS CURVAS IDF

T D I X1 X2 Y X21 X22 X1*X2 X1*Y X2*Y

2 5 32.336 0.3010 0.6990 1.5097 0.0906 0.4886 0.2104 0.4545 1.0552

2 10 24.201 0.3010 1.0000 1.3838 0.0906 1.0000 0.3010 0.4166 1.3838

2 15 19.725 0.3010 1.1761 1.2950 0.0906 1.3832 0.3540 0.3898 1.5231

2 20 16.877 0.3010 1.3010 1.2273 0.0906 1.6927 0.3916 0.3695 1.5968

2 30 13.387 0.3010 1.4771 1.1267 0.0906 2.1819 0.4447 0.3392 1.6642

2 60 8.789 0.3010 1.7782 0.9439 0.0906 3.1618 0.5353 0.2842 1.6785

5 5 52.528 0.6990 0.6990 1.7204 0.4886 0.4886 0.4886 1.2025 1.2025

5 10 39.313 0.6990 1.0000 1.5945 0.4886 1.0000 0.6990 1.1145 1.5945

5 15 32.042 0.6990 1.1761 1.5057 0.4886 1.3832 0.8221 1.0525 1.7709

5 20 27.416 0.6990 1.3010 1.4380 0.4886 1.6927 0.9094 1.0051 1.8709

5 30 21.746 0.6990 1.4771 1.3374 0.4886 2.1819 1.0325 0.9348 1.9755

5 60 14.277 0.6990 1.7782 1.1546 0.4886 3.1618 1.2429 0.8071 2.0531

10 5 69.634 1.0000 0.6990 1.8428 1.0000 0.4886 0.6990 1.8428 1.2881

10 10 52.116 1.0000 1.0000 1.7170 1.0000 1.0000 1.0000 1.7170 1.7170

10 15 42.477 1.0000 1.1761 1.6282 1.0000 1.3832 1.1761 1.6282 1.9149

10 20 36.345 1.0000 1.3010 1.5604 1.0000 1.6927 1.3010 1.5604 2.0302

10 30 28.828 1.0000 1.4771 1.4598 1.0000 2.1819 1.4771 1.4598 2.1563

10 60 18.926 1.0000 1.7782 1.2771 1.0000 3.1618 1.7782 1.2771 2.2708

25 5 95.090 1.3979 0.6990 1.9781 1.9542 0.4886 0.9771 2.7653 1.3827

9


25 10 71.169 1.3979 1.0000 1.8523 1.9542 1.0000 1.3979 2.5894 1.8523

25 15 58.006 1.3979 1.1761 1.7635 1.9542 1.3832 1.6441 2.4652 2.0740

25 20 49.631 1.3979 1.3010 1.6958 1.9542 1.6927 1.8188 2.3706 2.2062

25 30 39.367 1.3979 1.4771 1.5951 1.9542 2.1819 2.0649 2.2299 2.3562

25 60 25.845 1.3979 1.7782 1.4124 1.9542 3.1618 2.4857 1.9744 2.5114

50 5 116.583 1.6990 0.6990 2.0666 2.8865 0.4886 1.1875 3.5112 1.4445

50 10 87.255 1.6990 1.0000 1.9408 2.8865 1.0000 1.6990 3.2973 1.9408

50 15 71.117 1.6990 1.1761 1.8520 2.8865 1.3832 1.9981 3.1464 2.1781

50 20 60.849 1.6990 1.3010 1.7843 2.8865 1.6927 2.2104 3.0314 2.3214

50 30 48.265 1.6990 1.4771 1.6836 2.8865 2.1819 2.5096 2.8604 2.4869

50 60 31.687 1.6990 1.7782 1.5009 2.8865 3.1618 3.0210 2.5500 2.6688

100 5 140.015 2.0000 0.6990 2.1462 4.0000 0.4886 1.3979 4.2924 1.5001

100 10 104.793 2.0000 1.0000 2.0203 4.0000 1.0000 2.0000 4.0407 2.0203

100 15 85.411 2.0000 1.1761 1.9315 4.0000 1.3832 2.3522 3.8630 2.2716

100 20 73.079 2.0000 1.3010 1.8638 4.0000 1.6927 2.6021 3.7276 2.4249

100 30 57.965 2.0000 1.4771 1.7632 4.0000 2.1819 2.9542 3.5263 2.6044

100 60 38.056 2.0000 1.7782 1.5804 4.0000 3.1618 3.5563 3.1609 2.8102

200 5 180.601 2.3010 0.6990 2.2567 5.2947 0.4886 1.6084 5.1928 1.5774

200 10 135.168 2.3010 1.0000 2.1309 5.2947 1.0000 2.3010 4.9032 2.1309

200 15 110.168 2.3010 1.1761 2.0421 5.2947 1.3832 2.7062 4.6988 2.4016

200 20 94.263 2.3010 1.3010 1.9743 5.2947 1.6927 2.9937 4.5430 2.5687

200 30 74.767 2.3010 1.4771 1.8737 5.2947 2.1819 3.3989 4.3115 2.7677

200 60 49.087 2.3010 1.7782 1.6910 5.2947 3.1618 4.0916 3.8910 3.0068

Σ= 56.39 52.02 70.12 94.29 69.36 69.84 100.80 84.25

X1 X2 Y X21 X22 X1*X2 X1*Y X2*Y

Del cuadro anterior obtenemos los valores de las sumatorias

ΣX1= 56.39 ΣX21= 94.29 ΣX1*Y= 100.80 ΣX1*X2= 69.84

ΣX2= 52.02 ΣX22= 69.36 ΣX2*Y= 84.25 ΣY= 70.12

Con los datos obtenidos de las sumatorias del cuadro procedemos a calcular los coeficientes de

las ecuaciones mediante el sistema de ecuaciones siguiente

42 56.39 52.02

a0

70.12

56.39 94.29 69.84 x a1 = 100.80

52.02 69.84 69.36

a2

84.25

10


a0

1.841285

a1 = 0.358108

a2

-0.52682

K

69.38812

a = 0.358108

b

0.526822

Reemplazamos los valores en la ecuación inicial

Obtenemos las intensidades para distintos tiempos de retorno y duración de las precipitaciones

Num. PERIODO DE RETORNO DURACIONES (min)

Orden (T) 1 2 4 6 8 12 24

1 200 808.32 561.04 389.41 314.51 270.28 218.30 151.52

2 100 586.25 406.91 282.43 228.11 196.03 158.32 109.89

3 50 425.19 295.12 204.84 165.44 142.17 114.83 79.70

4 25 308.38 214.04 148.56 119.99 103.12 83.28 57.80

5 10 201.69 139.99 97.16 78.48 67.44 54.47 37.81

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

800.00

900.00

0 5 10 15 20 25

INTE

NSI

DA

D (

)MM

/HR

DURACION (hr)

CURVAS I-D-F DE LA ESTACION HUAMANGA

T=200 años T=100 años T=50 años T=25 años T=10 años

11


CAUDAL DE DISEÑO Se usara el método racional, para lo cual obtendremos los datos de la curvas IDF y del tiempo de concentración.

Por lo tanto para un periodo de diseño de 100 años tendremos una intensidad máxima de:

Finalmente le caudal de diseño será

⁄

CON ESTE CAUDAL SE DIMENSIONARA LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS DEL PROYECTO

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06 ESTUDIO HIDROLOGICO.pdf