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PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN REMODELACIÓN ENLACE AVDA. DE ENRIQUE GIMENO CON RONDA SUR EN CASTELLÓN DE LA PLANA 1 de 29

ANEJO Nº 8

CLIMATOLOGÍA, HIDROLOGÍA Y RED DE DRENAJE

AYUNTAMIENTO DE CASTELLÓN DE LA PLANA

ANEJO Nº 8 CLIMATOLOGÍA, HIDROLOGÍA Y DRENAJE


ANEJO Nº 8

CLIMATOLOGÍA, HIDROLOGÍA Y DRENAJE

INDICE

1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................... 5

2. CLIMATOLOGÍA............................................................................................ 7

2.1. CARACTERÍSTICAS GENERALES ........................................................7

2.2. TEMPERATURAS....................................................................................7

2.3. PRECIPITACIONES.................................................................................7

2.4. HUMEDAD ...............................................................................................8

2.5. EL VIENTO ..............................................................................................8

3. HIDROLOGÍA ................................................................................................ 9

3.1. DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO DE CÁLCULO ........................................9

3.2. SELECCIÓN DEL PERIODO DE RETORNO.........................................10

3.3. REGIMÉN DE PRECIPITACIONES EXTREMAS...................................10

3.4. COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA.......................................................11

3.5. CONDICIONANTES DE DISEÑO. DETERMINACIÓN DE CAUDALES PROCEDENTES DE CUENCAS EXTERIORES................12

4. CÁLCULO DE LA RED DE DRENAJE ....................................................... 13

4.1. MODIFICACIÓN DE LA O.D. 1 DENOMINACIÓN O.D.T.1 ....................13

4.2. CÁLCULO O.D.T.2 Y O.D.T.3 ................................................................13

4.3. CÁLCULO DRENAJE INTERIOR DE LA ROTONDA............................14

4.4. CÁLCULO DRENAJE RAMAL 01..........................................................14

4.5. CÁLCULO OBRA DE DRENAJE O.D.T.5..............................................14

4.6. REVISIÓN DRENAJE DE LAS OBRAS DE DRENAJE O.D.T.6 Y O.D.T.7 ...................................................................................................14

4.7. DRENAJE DEL RAMAL 06....................................................................15

4.8. DRENAJE DE LOS RAMALES RAMAL 04 Y RAMAL 05 .....................15

4.9. CÁLCULO OBRA DE DRENAJE O.D.T.4..............................................15

5. CÁLCULO DE LA RED DE PLUVIALES .................................................... 15

5.1. OBTENCIÓN DEL DIÁMETRO ..............................................................15

5.2. COMPROBACIÓN DE VELOCIDADES .................................................15

5.3. CÁLCULODE LA CAPACIDAD DE LOS IMBORNALES.......................17

5.4. SECCIONES DE LA ZANJA ..................................................................18

5.5. CÁLCULOS MECÁNICOS DE LAS CONDUCCIONES .........................18

APÉNDICES

APÉNDICE Nº 1 CÁLCULO HIDROLÓGICO ........................................................ 19

APÉNDICE Nº 2 PLANOS RED DE PLUVIALES.................................................. 27




APÉNDICE Nº 3 CÁLCULO MECÁNICO...............................................................29




1. INTRODUCCIÓN

El objeto del Anejo de “Climatología, Hidrología y Drenaje” es la obtención de las variables

metereológicas necesarias para la caracterización climática del ámbito geográfico de la

actuación, así como la definición de las leyes de frecuencia de los caudales máximos

correspondientes a la cuenca del enlace de la Avda. de Enrique Gimeno con la ronda sur

de Castellón de la Plana. Una vez definidos estos parámetros se dimensionará el drenaje

del futuro enlace que se proyecta, determinándose el número, tipo, ubicación y

dimensiones de las obras de drenaje necesarias.

El enlace actual se encuentra dotada de una de red de drenaje ya existente que se ha

tenido en cuenta en el cálculo hidráulico en la zona de estudio.

Para el dimensionamiento y adaptación de las obras de drenaje se ha procedido, en primer

lugar, a una estimación de las precipitaciones de acuerdo con el estudio hidrológico

realizado.

En segundo lugar se ha hecho una descripción del área hidrológica constituida por la

propia plataforma del enlace y la afectada por la misma, compartimentándola en

subcuencas. Posteriormente, se han obtenido los caudales de cada zona.

En tercer y último lugar se lleva a cabo el diseño de los elementos de drenaje necesarios

para evacuar los caudales antes apuntados. Para ello se dimensionan, por una parte, los

elementos de drenaje longitudinal de la plataforma de los viales, y por otra, se da

continuidad al drenaje transversal existente.

En la realización de los cálculos y diseños citados se ha seguido la Instrucción 5.2.I.C.

"Drenaje Superficial”.

Actualmente el drenaje existente en el lugar de emplazamiento del futuro enlace está

formado por:

OBRA DE DRENAJE DIMENSIONES

O.D.1 2 cajones de ancho 2,40m y altura 2,0m

O.D.2 3 tubos de diámetro 600mm

O.D.3 Una tajea formado por 3 ovoides de 0,90m de ancho


O.D.5 Canal de ancho 2,0m y altura 2,10m


O.D.7 Tajea formada por tres orificios de ancho 0,70m


Estas obras de drenaje se encuentran enlazadas con las correspondientes cunetas.

Indicar que toda la cuenca afectada en el enlace desemboca en el canal de drenaje de

O.D.5. siendo esta obra de inferior capacidad hidráulica que el canal de entrada O.D.1 no

existiendo constancia de la existencia de problemas de drenaje en el actual vial. Por esta

razón se mantendrá en la medida de lo posible la actual red de drenaje mejorando en

aquellos aspectos que puedan quedar afectados por el trazado del actual enlace.

En el siguiente plano se indica la situación de las correspondientes obras de drenaje.




O.D.1

O.D.2

O.D.3

O.D.6

O.D.7

O.D.4 O.D.5

O.D.8




2. CLIMATOLOGÍA 2.1. CARACTERÍSTICAS GENERALES

Las características climáticas de la zona en estudio son las propias del clima mediterráneo

litoral (Mediterráneo Subtropical, según Papadakis), con inviernos templados cuyas

temperaturas medias son de 10-11º C que se alcanzan en Enero. Los veranos son cálidos

con temperaturas máximas medias de 26-27º en Agosto.

Sus características climáticas vienen determinadas en gran parte por las propiedades

físicas de la cubeta marina. Esta cubeta marítima del Mediterráneo, encerrada por

montañas alpinas constituye un mar cálido y de gran evaporación, que mantiene el nivel

térmico del aire.

Las precipitaciones constituyen uno de los factores de mayor preocupación en la

actualidad ya que se combinan grandes períodos de dominio seco, característicos de la

configuración mediterránea, con intensos aguaceros en escasos períodos de tiempo.

2.2. TEMPERATURAS

Las características principales de las temperaturas que se registran en la comarca de La

Plana vienen determinadas por su situación en el Mediterráneo occidental. El mar

Mediterráneo actúa como un gran termostato climático sobre esta comarca, suavizando las

temperaturas frías en invierno, mientras que durante el verano contribuyen a refrescar los

rigores del estío.

La temperatura media anual registrada en el observatorio de Castellón-Almassora, en el

período 1912-1992 ha sido de 17,1º C, oscilando entre un verano caluroso pero no

desmesurado, 24,6º C en Agosto, y un invierno suave con una media de 10,8º C en Enero.

No obstante, se observa una sensible elevación térmica en la última década.

Hay que remontarse a los valores extremos observados para hallar fenómenos excesivos.

Así, la mínima absoluta se registró en 1956 con 7,5º C bajo cero en Castellón y la máxima

de 39º C en el año 1971.

En el cuadro siguiente se aportan datos de las temperaturas medias mensuales de las

estaciones más próximas al área de estudio.

2.3. PRECIPITACIONES

El régimen de precipitaciones es un elemento característico de la climatología de la

comarca de la Plana, debido principalmente a su irregularidad; de hecho, durante el

período de 1912 a 1991, la lluvia media anual registrada en el observatorio de Castellón -

Almassora es de tan sólo 430 mm. Si esto supone un valor bajo de precipitaciones, su

aspecto es más alarmante por cuanto que esta irregularidad se refleja en un coeficiente de

variación pluviométrica del 32,5%. Como consecuencia de esto, durante el cuatrienio 1978-

1981, con sólo 314 mm (un 70% de la media) se produjo un progresivo agotamiento y

salinización de los acuíferos y recursos subterráneos.

Podemos hablar, pues, de un dominio seco, que adquiere su perfecta configuración

mediterránea en el aparatoso régimen de lluvias. Así, tras ese cuatrienio de gran sequía

(1978-1981), en Octubre de 1982 y en sólo unas horas, se produjeron intensísimas lluvias,

que representaron el 50% de la media total anual, cifras superadas en 1989 con más de

150 mm en 24 horas a principios de Septiembre.

En el cuadro siguiente se presentan los datos pluviométricos medios anuales y de los años

seco y húmedo, de las principales estaciones meteorológicas próximas al trazado:

En este marco de irregularidades, el ciclo anual de lluvias oscila entre un mínimo medio de

9 mm en el mes de Julio y unos máximos en Octubre con 93 mm, siendo este mes, con 7,5

días de precipitación media, la mayor representación dentro de las 67 jornadas de lluvia al

año.




Esta desestabilización atmosférica es producida principalmente por factores geográficos

como son, la barrera orográfica de 700-1800 m de altitud que se eleva a menos de 30 Km

de la costa y un segundo factor estacional que es el contraste térmico mar-tierra que, en

los meses otoñales e invernales provoca un fuerte gradiente horizontal. La coincidencia de

unas temperaturas medias en tierra de 18,2º C y de 24,2º C en el mar, junto con la

ventilación marítima que predomina en el mes de Octubre, dota a este mes de las

condiciones necesarias para dar los máximos registros de precipitaciones.

A continuación se adjunta un cuadro con los datos pluviométricos medios mensuales de las

estaciones más representativas de la zona considerada.

2.4. HUMEDAD

En base a los datos correspondientes a la evapotranspiración reflejados en el cuadro

siguiente y atendiendo a la clasificación según J. PAPADAKIS, podemos considerar el

régimen de humedad de la comarca de La Plana como Mediterráneo seco.

Si comparamos estos datos con los pluviométricos aportados anteriormente se puede

establecer los períodos de sequía, mes a mes, así como su duración, intensidad y

situación en el ciclo anual, pudiéndose así, definir este régimen de humedad.

La E.T.P. (Evapotranspiración potencial) máxima se produce en Julio (155 mm),

coincidiendo con las mínimas precipitaciones. En el período estival se produce un déficit

hídrico considerable.

2.5. EL VIENTO

Los vientos constituyen un elemento climático de gran interés por su singular relevancia

para el cálculo de la evaporación. Por lo que respecta a las velocidades máximas, en el

observatorio de Castellón, las máximas excepcionales se sitúan entre los 70 y 90 Km/h,

oscilando generalmente la velocidad media entre 10 y 15 Km/h.

Son vientos que frecuentemente tienen dirección NE y que junto a los vientos del E

constituyen la banda de “Llevant” con un 25% anual de frecuencias. No obstante, en este

elevado porcentaje contribuyen notablemente las brisas estivales, período en el que

suponen más del 30%. Al Norte y al Sur de Llevant soplan el Gregal y el Xaloc, con poca

frecuencia salvo en verano éste último, con frecuencial del 5 al 10%. Mayores son los del

Llebeig o Garbí del SW que generalmente va ligado a lluvias seguras. Cabe destacar el

Ponent, como el gran viento del sureste invernal, aunque sus mayores efectos de

agostamiento se producen en verano.




3. HIDROLOGÍA

El objeto de este apartado es obtener el caudal máximo a evacuar por la red de drenaje del

enlace objeto de este proyecto. Para realizar el cálculo se emplearán métodos hidrológicos

basados en los datos de precipitaciones máximas y en las características físicas de las

cuencas.

Para la cuenca objeto del proyecto será necesario obtener las características físicas más

importantes:

- Superficie.

- Longitud.

- Cotas extremas.

- Pendiente.

- Tiempo de concentración, definido como:

76,0

413,0

=

J

LcT

- siendo:

L = longitud del cauce principal, en km.

J = pendiente, en tanto por uno.

Se considerará un valor mínimo para el tiempo de concentración de 0,167 horas.

Una vez calculado el caudal vertiente, se dimensionarán las obras de drenaje necesarias.

Los criterios de diseño y dimensionado son los contenidos en la Instrucción 5.2.I.C.

“Drenaje Superficial”.

3.1. DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO DE CÁLCULO

El método de cálculo que se emplea para la obtención del caudal de la parcela, así como

para el dimensionamiento del sistema hidráulico de drenaje, es una versión modificada del

método hidrometeorológico recogido en la Instrucción 5.2.I.C. “Drenaje Superficial”. Dicha

versión fue presentada por su autor (J.R. Témez) en una comunicación al XXIV Congreso

de la Asociación Internacional de Investigaciones Hidráulicas (Madrid, 1991) y reproducida

en lengua castellana en el nº 82 de la revista de “Ingeniería Civil”.

Según este método el caudal punta de avenida, Q(m3/s), en el punto de cruce de la

vaguada con el trazado, para un período de retorno dado, se obtiene mediante la

expresión:

kAIC

Q ·6,3

..=

C = Coeficiente medio de escorrentía de la cuenca o superficie drenada.

A = Área de la cuenca o superficie drenada, en km2.

I = Intensidad media de precipitación correspondiente al período de retorno

considerado y a un intervalo igual al tiempo de concentración en mm/h.

k = Coeficiente que tiene en cuenta la falta de uniformidad en la distribución temporal

del aguacero.

La expresión utilizada para determinar el valor de k es función del tiempo de concentración,

Tc, de la cuenca (fórmula de J.R. Témez):




1425,1

25,1

1+

+=

cT

cT

k

El campo de aplicación de la formulación anteriormente expuesta, que modifica

ligeramente la versión propuesta en la Instrucción 5.2-IC (MOPU, 1990), se amplía a

cuencas de hasta 3.000 km2 y tiempos de concentración comprendidos entre 0,25 h y 24 h.

3.2. SELECCIÓN DEL PERIODO DE RETORNO

La selección del caudal de referencia para el que se proyectará el sistema de drenaje está

relacionado con la frecuencia de su aparición, que se puede definir por su periodo de

retorno: cuanto mayor se éste, mayor será el caudal.

La Tabla 1.2 de la Instrucción 5.2.I.C. “Drenaje Superficial” recoge los periodos de retorno

mínimo que es aconsejable adoptar en elementos de drenaje superficial en función de la

IMD en la vía afectada.

Tabla 8: Periodos de retorno mínimos según Instrucción 5.2.I.C. “Drenaje Superficial”

MÍNIMOS PERIODOS DE RETORNO (años)

IMD EN LA VÍA AFECTADA TIPO DE ELEMENTO

ALTA MEDIA BAJA Elementos de drenaje superficial de la plataforma y

márgenes 25 10

Obras de drenaje transversal 100

La intensidad de circulación de vehículos en el enlace se prevé alta, al considerarse el

nudo de una obra de especial importancia en la circulación de la ciudad de Castellón.

Indicar que las obras de drenaje transversal se considera un periodo de retorno de 100

años, aunque se considera una errata de la normativa.

3.3. REGIMÉN DE PRECIPITACIONES EXTREMAS

Para determinar las duraciones y amplitudes de las tormentas de diseño correspondientes

al periodo de retorno considerado, es necesario conocer el régimen de precipitaciones

máximas probables asociado.

La publicación de la Dirección General de Carreteras del Ministerio de Fomento en el año

1999 “Mapa para el cálculo de máximas precipitaciones diarias en la España Peninsular”,

permite obtener, con una gran fiabilidad, una estimación de la precipitación máxima diaria

asociada a distintos periodos de retorno.

En dicho Mapa se representan dos familias de líneas. Para el punto geográfico deseado,

una de ellas define el valor medio P de la ley de frecuencia de máximas precipitaciones

diarias y la otra el coeficiente de variación Cv de dicha ley. A partir del cuadro que

acompaña al Mapa, entrando con el coeficiente Cv se determina el factor regional Kt por el

que se debe multiplicar el valor medio P para obtener la lluvia correspondiente a cada

período de retorno T.

No obstante, el valor de la precipitación máxima diaria deducida según lo expuesto, viene

modificada según la expresión siguiente, para tener en cuenta la no simultaneidad de las

lluvias máximas de un mismo período de retorno en toda la superficie.

= −

15

log1 P´d A

dP para A > 1 km2

P´d = Pd para A < 1 km2

P´d = Precipitación máxima diaria modificada correspondiente a un período de retorno T

(en mm.)

Pd = Precipitación máxima diaria deducida de las isomáximas correspondientes a un

período de retorno T (en mm)

Log A = Logaritmo decimal de la superficie de la cuenca A (en km2)




El aguacero a efectos de cálculo quedará definido por la intensidad I (mm/h) de

precipitación media, función de la duración del intervalo considerado y de la intensidad de

precipitación media diaria (P´d/24) para un período de retorno de referencia.

La duración que se considera en los cálculos de I es igual al tiempo de concentración de la

cuenca.

La intensidad de precipitación media para un período de retorno dado se obtiene a partir de

la siguiente expresión:

4,028

1

1,01,0 D

dd II

II

−

=

D = Duración de la lluvia en horas. Se considera D = Tc

I = Intensidad de la lluvia media en un intervalo de duración D para un período de

retorno dado

Id = Intensidad de la lluvia diaria para ese mismo período de retorno (P´d/24)

I1/Id = Relación entre la intensidad de lluvia horaria y diaria (independientemente del

período de retorno). Esta relación se obtiene del mapa de isolíneas recogida en la

nombrada Instrucción 5.2.I.C.

3.4. COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA

La expresión que evalúa el valor del coeficiente de escorrentía es la siguiente:

( )( )( )211´

23´´

oPdP

oPdPoPdPC

+

+−= .

Donde

C = Coeficiente de escorrentía

P´d = Precipitación máxima diaria modificada correspondiente a un período de retorno T (

en mm.)

Po = Umbral de escorrentía.

Además de las máximas precipitaciones diarias, el umbral de escorrentía supone uno de

los parámetros básicos en el método de cálculo que se ha descrito. Se trata del parámetro

que determina la componente de la lluvia que escurre por superficie. Su valor depende de

las características del complejo suelo-vegetación de las cuencas y de las condiciones

iniciales de humedad. Necesita ser conocido para aplicar el método de cálculo propuesto,

pues como se ha visto interviene en la fórmula del coeficiente de escorrentía.

A cada uso y tipo de suelo, en función de su pendiente, le corresponde un valor de

escorrentía inicial (Po). El valor de Po se obtiene de la tabla 2.1 de la Instrucción 5.2.I.C. A

partir de estos valores iniciales y de la distribución de usos de la Planta, se obtiene un

umbral de escorrentía inicial. Este valor no tiene en cuenta la condición de humedad inicial

del suelo y necesita ser afectado por un coeficiente corrector. Este coeficiente, que varía

con la zona geográfica, lo proporciona la Instrucción 5.2.I.C. en la figura 2.5 “Mapa del

coeficiente corrector del umbral de escorrentía”.




3.5. CONDICIONANTES DE DISEÑO. DETERMINACIÓN DE CAUDALES PROCEDENTES DE CUENCAS EXTERIORES

En la zona del enlace entre la ronda Sur y la Avda. de Enrique Gimeno tenemos las

siguientes obras de drenaje. La obra de drenaje O.D.1 desemboca en la subcuenca

correspondiente al enlace. Se desconoce su cuenca así como el caudal de diseño. Por

esta razón, se determinan

OBRA DE DRENAJE DIMENSIONES SUPERFICIE

(m2)

SUPERFICIE ACUMULADA

(m2)

CAPACIDAD HIDRÁULICA(m3/s)

O.D.1 2 cajones de

ancho 2,40m y altura 2,0m

7.668 m2 X+7.688 m2 41,70

O.D.2 3 tubos de diámetro 600mm 15.235 m2 X+ 22.923 m2 3,68

O.D.3 Una tajea formado por 3 ovoides de 0,90m de ancho

14.582 m2 X+ 37.505 m2 4,85

O.D.6 3 tubos de diámetro 600mm 6.957 m2 6.957 m2 1,01


7.216 m2 14.174 m2 3,04

O.D.5 Canal de ancho 2,0m y altura

2,10m 17.074 m2 X+ 68.753 m2 17,69

SUPERFICIE DE CUENCA DEL ENLACE S=68.753 m2.




Se puede observar que la capacidad hidráulica de la O.D.1 es superior de la O.D.5. Si

consideramos que solo tenemos el caudal de la O.D.5 (Q=17,7m3/s), el calado en la obra

de drenaje es de 1,0m, que supone una situación mas realista, ya que no supone que el

caudal pasa por encima de la actual N-340. Sin embargo este caudal queda limitado por la

existencia de 3 tubos de 600mm, por el que solo puede pasar un caudal de 3,68m3/s.

Luego en la red actual existe una contradicción de caudales.

Para ello determinaremos previamente el caudal total de la cuenca, y posteriormente por

diferencia se obtiene el caudal entrante en la misma.

Si el caudal total producido en la cuenca es de 2,43m3/s, para un periodo de retorno de

100 años, tenemos que el caudal entrante es de Q= 17,7 - 2,43 = 15,27m3/s, que

corresponde con un calado de 0,95m.

4. CÁLCULO DE LA RED DE DRENAJE

Se realiza a continuación una descripción y cálculo de la red de drenaje actual.

4.1. MODIFICACIÓN DE LA O.D. 1 DENOMINACIÓN O.D.T.1

La obra de drenaje O.D.1 está formada por dos cajones de dimensiones interiores 2,40 m

de ancho y altura 2,0 m. De acuerdo con lo indicado anteriormente será modificada con un

caudal de 15,3m3/s.

La cota inferior del canal es de 44,30m, siendo la cota final de 44,20 m en una longitud de

40,25 m luego con una pendiente de 0,0025.

La rotonda en este punto tiene una cota de 44,87 m, si descontamos 0,80 m

correspondiente a la definición de firmes tenemos una cota de 44,07 m, que es una cota

inferior a la actual, por lo que será necesario realizar un sifón por debajo de la rotonda.

Este sifón tendrá unas dimensiones de dos cajones 2,0 x 2,0 m.

4.2. CÁLCULO O.D.T.2 Y O.D.T.3

Las obras de drenaje O.D.T.2 y O.D.T.3 corresponden actualmente con la cuneta lateral

existente en la antigua N-340.

El caudal de cálculo corresponde a Q=0,07 m3/s, que corresponde a un área de 2298m2

con un umbral de escorrentía de P0=4mm.

Para dicho caudal, con un tubo de diámetro 800mm con una pendiente de 0,002 tiene una

capacidad de 0,52m3/s, suficiente para el drenaje de la zona afectada.




4.3. CÁLCULO DRENAJE INTERIOR DE LA ROTONDA

El drenaje del interior de la rotonda se realizará mediante los correspondientes imbornales

dispuestos en el perímetro exterior de la misma. Dicho drenaje quedará afectado por el

caudal procedente de los siguientes ramales.

RAMAL SUPERFICIE CAUDAL Nº IMBORNALES

RAMAL 10 854 0,03 1

RAMAL 11 707 0,03 1

RAMAL 01 1.515 0,06 2

RAMAL 04 1.062 0,04 1

RAMAL 06 1.172 0,04 1

ROTONDA 5.840 0,22 6

Si adoptamos un imbornal con una reja de 50x30 cm y un pinto del bordillo de 12 cm, se

obtiene que es capaz de absorber un caudal de 40,0 l/s.

Estos imbornales se conectarán a un colector para un caudal total 0,42m3/s, a un tubo de

hormigón armado de diámetro 800mm con una pendiente de 0,002.

4.4. CÁLCULO DRENAJE RAMAL 01

El ramal 01 tiene una superficie de S=471,60 m2 , este ramal tiene una pendiente media

del 3%. Considerando en este tramo un umbral de escorrentía P0 = 4mm tenemos un

caudal de 0,02 m3/s. Dicho caudal se puede canalizar en un tubo de drenaje de

dimensiones de 400mm con una pendiente del 2%. El caudal se recoge en los

correspondientes imbornales de si adoptamos los imbornales con reja de dimensiones de

50x30 cm y un pinto del bordillo de 12 cm, se obtiene que es capaz de absorber un caudal

de 40,0 l/s. Luego adoptamos disponer imbornales cada 25m.

4.5. CÁLCULO OBRA DE DRENAJE O.D.T.5

Esta obra de drenaje actualemte está formada por tres tubos de hormigón de diámetro

500mm, con una capacidad hidráulica de 1,01m3/s.

La idea del diseño es conservar esta red de drenaje, que recoge las aguas de la mitad de

rotonda, así como la parte correspondiente al paso superior de la ronda este.

El área afectada es de S=6.040m2, paso superior, y S=4.393m2, con un umbral de

escorrentia de P0=((6.040+0,6x4.393)x4+0,4x4.393x20)/10.433=6,69mm, le corresponde

un caudal de 0,35m3/s., este caudal se mantendrá mediante los 3 tubos de 600mm , donde

se conectarán el tubo de diámetro 400mm, a un pozo de registro, resultando finalmente un

caual de Q=0,35+0,02=0,37m3/s que puede unirse a un tubo mayor de diámetro 800mm.,

que recogerá todas las aguas del enlace hasta las obras de drenaje O.D.T 6 y O.D.T.7.

4.6. REVISIÓN DRENAJE DE LAS OBRAS DE DRENAJE O.D.T.6 Y O.D.T.7

Actualmente estas obras de drenaje están constituidas por dos tajeas formada por dos

orificios de dimensiones 0,70x0,70m. Estas tajeas recogen las aguas tanto de la cuneta

superior como de las procedentes de la ciudad del transporte que se recogen en 7

imbornales de 70x30cm. Por esta razón se mejorarán los imbornales existentes y se

reconstruirá el paso de las obras de drenaje mediante sendos 3 tubos de 800mm en el

mismo punto de conexión mejorando de esta forma la capacidad hidráulica. La capacidad

hidráulica actual de cada una de las tajeas es de 3,04m3/s, y la mejora realizada supone

una capacidad de 3,54m3/s con una pendiente del 1%.




4.7. DRENAJE DEL RAMAL 06

Este ramal discurre desde el enlace con la ronda Sur hasta la rotonda. La superficie del

ramal es de S=1925m2, con un umbral de escorrentía de P0=10mm, con una pendiente

media del 2,90%, lo que supone un caudal de 0,07m3/s, esta agua puede recogerse en

parte en una cuneta lateral triangular de altura 1,0m y ancho 1m, hasta una reja de

dimensiones 0,50x05,0m y la otra mediante imbornales de 50x30cm que desembocan en

un tubo de diámetro de 400mm.

4.8. DRENAJE DE LOS RAMALES RAMAL 04 Y RAMAL 05

Estos ramales resultan perimetrales al enlace. Sus aguas se recogerán en una cuneta

perimetral. La superficie de la cuenca es de S=2.860m2, con un umbral de escorrentía de

P0=4mm, con una pendiente media de 0,3%, resultando un caudal de 0,09m3/s.

La cuneta prevista tendrá unas dimensiones de trapezoidales de base 0,5m/ 1,5m y altura

1,2m.

4.9. CÁLCULO OBRA DE DRENAJE O.D.T.4

La obra de drenaje O.D.T. 4, recoge las agua de la rotonda, mas las aguas entrantes por la

obra de drenaje O.D.T.1. Las aguas de drenaje de la rotonda se recogen con un tubo de

hormigón arrmado de diámetro 800mm. En cambio el caudal entrante por la O.D.T1 resulta

ser 15,3m3/s, que puede ser conducida mediante una serie de tres cajones de

dimenesiones 1,5m de base con una altura de 1,2m, con una pendiente del 0,01%.

Finalemente esta agua se reconducen con las procedentes de la cuneta exterior mediante

un canal de ancho 5m y altura 1,2m con una pendiente del 0,5% hasta encontrar el canal

de desagüe definitivo.

La idea del diseño es conservar esta red de drenaje, que recoge las aguas de la mitad de

rotonda, así como la parte correspondiente al paso superior de la ronda este.

5. CÁLCULO DE LA RED DE PLUVIALES

El dimensionamiento de los colectores se ha efectuado para el caudal de diseño obtenido

del cálculo hidrológico. Con este caudal se ha obtenido el diámetro necesario de colector y

se han comprobado las velocidades.

5.1. OBTENCIÓN DEL DIÁMETRO

Con la hipótesis de flujo uniforme a sección llena, utilizando la fórmula de Maning, el

diámetro de diseño es el siguiente:

8/3)(548,1iQnD d⋅

⋅=

donde:

Q: caudal (m3/s).

n: coeficiente de rugosidad de Manning.

i: Pendiente geométrica.

El diámetro interior dispuesto es el diámetro comercial inmediatamente superior.

El coeficiente de rugosidad empleado es de 0,01, correspondiente al material del tubo por

el que hemos optado (Polietileno corrugado).

La pendiente geométrica elegida es la correspondiente al cumplimiento de las condiciones

de velocidades y ajuste del diámetro interior.

5.2. COMPROBACIÓN DE VELOCIDADES

La velocidad se obtiene con la siguiente expresión:

)(8

2 θθ senDQV−⋅⋅

=




donde:

Q: caudal (m3/s).


D : diámetro interior de la tubería

θ: ángulo en radianes de la superficie mojada, que se obtiene resolviendo la siguiente

ecuación:

( ) 08192 3

825 =

⋅⋅⋅−−

inQ

Dsen θθθ

donde:


I: pendiente geométrica

Se comprueba que la velocidad no supera los 4 m/s, siendo este valor el límite extremo

admisible para los tubos de hormigón, y a partir de éste es fácil de que se produzcan

erosiones.

Para evitar problemas de sedimentaciones se procura que la velocidad mínima sea

superior a 1,2 m/s




5.3. CÁLCULODE LA CAPACIDAD DE LOS IMBORNALES

Según la Instrucción 5.2-IC de Drenaje Superficial del MOPU, la capacidad de desagüe de

un conjunto de sumideros o imbornales no deberá ser inferior al doble del caudal de

referencia, en previsión de obstrucciones o perturbaciones del flujo.

Teniendo esto en cuenta y considerando el caudal de diseño obtenido, es decir, 50.23 l/s,

deberemos comprobar que la capacidad del imbornal propuesto es mayor que 100,5 l/s.

Siguiendo con las indicaciones de la citada Instrucción vamos a considerar la capacidad de

un imbornal con reja de dimensiones 50x30 cm.

Para poder determinar el caudal que es capaz de absorber el imbornal se presentan dos

posibles casos. El primero de ellos es de aplicación cuando la columna de agua sobre la

reja sea menor de 12 cm. En este caso se podrá usar la fórmula del vertedero:

( )60

* 23

HLs

lQ =

siendo:

L (cm) perímetro exterior de la rejilla supuesta desprovista de barras.

H (cm) la profundidad del agua desde el borde inferior de la abertura, medida en su centro.

El segundo caso se aplicará cuando la altura de agua sobre el imbornal sea mayor de 40

cm. En este caso se empleará la fórmula del orificio.

( ) 21

2**300

−=

DHSslQ

siendo:

• S(m2): el área del sumidero.

• H (cm): la profundidad del agua.

• D(cm): la altura de la abertura.

Para los casos intermedios se procederá a la interpolación de los datos.

En nuestro caso diferenciamos el caudal a recoger por la propia Ronda que será recogida

procedente de

En nuestro caso vamos a considerar una reja de 75x30 cm y un pinto del bordillo de 15 cm,

luego deberemos interpolar los resultados anteriores para este valor.

Reja en punto bajo, con h.agua <15 cm

Ancho (cm) Profundo (cm) P(cm) y (cm) Q (l/s)

50 30 160,0 12 203,332

Reja en punto bajo, con h.agua >40cm

S (m2) H (cm) Q (l/s)

0,11 40 205,9

Estimación según reja de fábregas

B-22BDA

y (m) Q (l/s)

0,12 110,4

0,15 120,6

Corrección por rasante inclinada

Pendiente F.C. Q (l/s) 0,032 0,679 81,9 0,029 0,698 84,2 0,006 0,916 110,5




Corrección por rejas transversales Q (l/s) 0,548 44,9 46,2 60,6

En función de la pendiente del tramo considerado comprobamos que el caudal absorbido

por cada uno de los imbornales varia entre 44,9 y 60,6 l/s.

5.4. SECCIONES DE LA ZANJA

La zanja tiene sección trapezoidal con talud 1H:5V. El ancho en la base resulta de dejar 20

cm de ancho al lado de la conducción.

La tubería está envuelta en un relleno de arena hasta 30 cm por encima de su generatriz

superior y dejando una cama de asiento de 15 cm por debajo. El resto de la zanja se

rellena con material adecuado procedente de la excavación.

5.5. CÁLCULOS MECÁNICOS DE LAS CONDUCCIONES

Las conducciones serán tubos de hormigón en masa de enchufe-campana con junta de

goma, y tubos de hormigón armado de diámetro 400, 600 mm y 800 mm se emplearán

tubos de hormigón armado de enchufe-campana con junta de goma.

El tipo de conducciones es de Serie C, que está caracterizada con un valor mínimo de la

carga de aplastamiento de 135.000Kp/m2. Las características físicas y resistentes de éstas

se definen en el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Tuberías de

Saneamiento de Poblaciones.




APÉNDICE Nº 1 CÁLCULO HIDROLÓGICO




FIGURA 1- MAPA DE ISOLÍNEAS I1/Id (INSTRUCCIÓN 5.2-IC DRENAJE SUPERFICIAL, MOPU 1990)

FIGURA 2- MAPA CORRECTOR DEL UMBRAL DE ESCORRENTÍA (INSTRUCCIÓN 5.2-IC DRENAJE SUPERFICIAL, MOPU 1990)




FIGURA 3- ESTIMACIÓN INICIAL DEL UMBRAL DE ESCORRENTIA (INSTRUCCIÓN 5.2-IC DRENAJE SUPERFICIAL, MOPU 1990)

TIPO DE TERRENO PENDIENTE (%) UMBRAL DE ESCORRENTÍA

>3 3 Rocas permeables

<3 5

>3 2 Rocas impermeables

<3 4

Firmes granulares sin pavimento 2

Adoquinados 1,5

Pavimentos bituminosos o de hormigón 1

FIGURA 4- ESTIMACIÓN INICIAL DEL COEFICIENTE ESCORRENTIA (INSTRUCCIÓN 5.2-IC DRENAJE SUPERFICIAL, MOPU 1990)




FIGURA 5- “ MAPA PARA EL CÁLCULO DE MÁXIMAS PRECIPITACIONES EN LA ESPAÑA PENINSULAR”, MOPU 1990




DETERMINACIÓN DE CAUDALES

Fórmula de cálculo (= Método Racional Modificado J.R. Témez 3)

Q = kItAC6,3..

Q = Caudal de Cálculo en el punto de desagüe (m3/s)

C = Coeficiente medio de escorrentía

A = Área superficie drenada (km2)

I t = Intensidad media de precipitación correspondiente al periodo de retorno y para una

duración del aguacero igual a tc (tiempo concentración) (mm/h).

K = Coeficiente uniformidad.

A) SELECCIÓN PERIODO RETORNO

Véase justificación en el apartado 3.2 del presente Anejo nº7.

T = 25 años

B) INTENSIDAD MEDIA DE PRECIPITACIÓN

−

−

=

dII

II

t

d

t 1128

281.0

01.01.0

a) Id = Intensidad media diaria precipitación T

b) I1 = intensidad horaria de precipitación T

c) Tch = Duración del intervalo que se refiere, se tomará igual a tc ( tiempo

concentración)

a) Id = 24Pd

Pd = Precipitación total diaria para T “máximas lluvias diarias en la España Peninsular”

P25 = KT x P

KT Ξ Factor ampliación

P (Castellón de la Plana) = 75 mm/día

P25= 2,68 x 75 mm/día = 155,1 mm/día

Id = hmmh

díam /462,624

/1,155=

Castellón de la Plana

T = 25 años

Cv =0,51

Kt = 2,068




b) 111 =IdI

c) t = Tc

TIEMPO CONCENTRACIÓN

Tc = 76,0

4/13,0

JLX

L(KM) Ξ longitud cauce = 0,325 km

J(m/m) Ξ pendiente media = 0,003

hTc 38,0=

Por lo tanto,

12828

11,0

1,01,0

−

−

=

t

IdIIdIt

( ) hmmh

mmIt /34,12411462,6 12838,028

1,0

1,01,0

== −

−

hmmIt /34,124=

C)ESCORRENTÍA

2

11

231

+

+

−

=

o

oO

PPd

Ppd

PPd

C

Po Ξ Umbral de escorrentía (mm)

ZONA URBANA PO (pavimentos bituminosos) = 4 mm

ZONA JARDINERÍA Po (Jardinería)=20 mm

A partir de estos valores se obtienen los caudales indicados en las tablas de resultados.




APÉNDICE Nº 2 PLANOS RED DE PLUVIALES

LEYENDA

01. ANEJO Nº8ENERO 2009

PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN REMODELACIÓN ENLACE AVDA. DE ENRIQUE GIMENO CON RONDA SUR EN CASTELLÓN DE LA PLANA CLIMATOLOGÍA, HIDROLOGÍA Y RED DE PLUAVILES




APÉNDICE Nº 3 CÁLCULO MECÁNICO

Clase 135

Clase 135

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A8 CLIMATOLOGÍA HIDROLOGÍA Y RED DE · PDF filePosteriormente, se han obtenido los caudales de cada zona. En tercer y último lugar se lleva a cabo el diseño de los elementos de