Datos-Clculos CAUDALES MAXIMOS INSTANTANEOSESTACION: MUYURINARIO: YUCAESAltura: 2,550 msnmLongitud:7410' 13"WArea Hmeda:latitud:1306'40"SCODIGO: 184CUADRO N 01CAUDAL (m3/sg)Vol. Total AnualABCDAOQmn.MensualQmx.MensualQmedia.Mensual106(m3)(X-Xm)^2(X-Xm)^2(X-Xm)^2(X-Xm)^219980.12124.6690.53416,836,650102.35368930.90248114539.081415026228347129102584819990.21771.9954.809151,663,801100.4204411744.48228913526.33487123722300189516026800020000.60338.0184.141130,599,88892.83322560.684113682.14575902081705631930797960020010.68325.2112.42276,373,48791.29802525.17028914087.3665701367583290276514036020020.00019.5022.91091,762,721104.816644115.04707613971.7655679475842038891361983020030.00050.3063.524111,132,864104.816644403.12608413826.93774412350503629142200FUENTE: Proyecto Especial Ro CachiPROMEDIO0.32545.9403.668115,673,882SUMATORIA596.5386682379.41231983633.631927368466945481067175900Gx0.29319.9501.50047,315,261CALCULO DE CURVA ADIMENSIONAL REGIONAL DE MAXIMAS AVENIDASVALORES PARA Yn y Gxn: Ambos valores estan en funcin tamao de la muestraCUADRO N 02TrPYKMx. Avenidan(datos)1020304050100200(Aos)(Adim.=X)Yn-m0.500.520.540.540.550.560.57100.1002.2501.84282.70Gxn0.951.061.111.141.161.211.24200.0502.9702.60097.81300.0333.3843.036106.51400.0253.6763.343112.64500.0203.9023.581117.381000.0104.6004.316132.042000.0055.2965.048146.655000.0026.2146.014165.93CALCULO DE MAXIMAS AVENIDAS EN EL PUNTO DE INTERESMtodo de Regional GUMBELArea =27.48Km2P(Tambillo)=776.40mm por ao(Promedio ponderado y la estacin mas prxima: CUADRO N 03)P(Tambillo)=225.03mm por mesValor mximo por mesP(Tambillo)=0.00mm por daValor mnimo por mesCAUDAL ESPERADO (m3/sg)=Q1 =0.68m3/sgCaudal promedio anualQ2 =2.47m3/sgCaudal promedio mensualQ3 =0.00m3/sgCaudal mximo diarioCUADRO N 04CAUDALES MAXIMOS PARA DIFERENTES TIEMPOS DE RETORNO (m3/sg)Q(m3/sg.)10203040501002005000.6855.9566.1872.0676.2179.4189.3399.22112.262.47204.10241.41262.87278.00289.70325.89361.94409.510.000.000.000.000.000.000.000.000.00INTERPRETACION PROBABILISTICO:Probabilidad de Ocurrencia =: P = 1-e^(-e^-Y)Para 10 aosExiste una probabilidad de 10% para que alcance un caudal de82.70m3/sg.Para 20 aosExiste una probabilidad de 5% para que alcance un caudal de97.81m3/sg.Para 30 aosExiste una probabilidad de 3.30% para que alcance un caudal de106.51m3/sg.Para 40 aosExiste una probabilidad de 2.5% para que alcance un caudal de112.64m3/sg.Para 50 aosExiste una probabilidad de 2.0% para que alcance un caudal de117.38m3/sg.Para 100 aosExiste una probabilidad de 1.0% para que alcance un caudal de132.04m3/sg.Para 200 aosExiste una probabilidad de 0.50% para que alcance un caudal de146.65m3/sg.Para 500 aosExiste una probabilidad de 0.2% para que alcance un caudal de165.93m3/sg.PRECIPITACION TOTAL ANUAL (en mm.)UBICACIN DE ESTACIONES MAS CERCANAS AL PUNTO EN ESTUDIOCUADRO N 03NESTACIONDISTRITOLONGITUDLATITUDALT. (msnm)1CHUSCHICHUSCHI74 21'13 35'3,141.002VILCASHUAMANVILCASHUAMAN73 57'13 39'3,150.003HUANCAPIHUANCAPI74 04'13 45'3,081.004VISCHONGOVISCHONGO74 00'13 35'3,141.005PARASPARAS74 38'13 33'3,330.006ALLPACHAKACHIARA74 16'13 23'3,600.00ESTACION DE TAMBILLONAOMx.MensualMn.MensualMedia Mensual11,992193.3010.1062.0521,993192.5012.4681.4331,994167.905.2069.3441,995148.901.0061.6551,996186.500.3056.7661,997195.600.0079.2671,998181.900.0059.7381,999165.900.0060.0192,000225.035.0765.12102,001188.375.8565.75112,002187.721.8268.99122,003181.170.0054.71132,004168.107.5056.32PROMEDIO183.303.7964.70FUENTE: Proyecto Especial Ro CachiMx. Abs.225.03por mesMn. Abs.0.00por mes

&L Elaborado Por: Ing. TORBISCO

Mt. GumbelII: METODO HIDROLOGICOPara este Mtodo es necesario saber el rea de la cuenca, utilizando la carta Nacional ESC. 1/100,000Lminas: AYACUCHO 27- y HUANCAPI 28-, se trazo la lnea de divortium Acuarium (lneas de altas cumbres).y con la ayuda de Planmetro se calcula el rea.AREA DE LA CUENCA =27.48Km22.1: LEY DE GUMBEL: La distribucin de valor extremo, ha sido demostrado como la que ms se ajusta alfenmeno de los mximos (precipitacin, crecidas, etc.).Esta distribucin puede expresarse en la forma (VEN TE CHOW).X=Xm + K*GxDONDE:X: Precipitacin con probabilidad dadaXm: Media de la serie de precipitacin mximo.K: factor de frecuencias (funcin de probabilidad orig. en X)Gx: Desviacin estndar de la serieK = (Y-Yn-m)/GxnY=-Ln(-Ln(1-P))P=1/TrAl tabular X para diferentes perodos de retorno (escala logartmica), se obtiene una linea que tiene a la recta.Con esta ecuacin es posible hallar los valores de precipitacin con perodos de ocurrencias grandes.2.2SIMILITUD HIDROLOGICO: Por falta de datos hidrolgicos en el punto de inters se ha recurrido a datoscoherentes existentes, de tal manera sea representativo y se ha comprobado su consistencia con la Curva deDOBLE MASA.JUSTIFICACION E INTERPRETACION DE LOS CALCULOS:*Del CUADRO N 01, se tiene que los valores de la media y desviacin estndar son 44.234 y 21.764 respectivamente.Utilizando estos valores en la ecuacin de GUMBEL, se calculan los caudales pico para diferentes periodos deretorno, segn se muestra en el CUADRO N 02.**Los caudales de mxima avenida para el punto en estudio, para diferentes perodos de retorno, se obtienemultiplicando a los valores del CUADRO N 02 por el caudal medio anual del punto en estudio(Rosaspata); segnse muestra en el CUADRO N 04.***Para obtener los caudales se ha utilizado el promedio ponderado de las estaciones ms cercanas al proyecto y sedescart los dems estaciones.****Con estas justificaciones el proyectista asume el caudal Q = 78.01 m3/sg. con una probabilidad de 5% para unretorno de 20 aos.ASUMIR : Q= 78.01 m3/sg.

Mt. ImpricoCALCULO HIDROLOGICO DEL PROYECTOI : METODO IMPIRICOCALCULO DEL TIRANTE MAXIMO EN FUNCION AL CAUDAL DE MAXIMA AVENIDADebido a la falta de informacin hidrometereolgica en determinadas zonas que justifiquen el diseo hidraulico de lasestructuras proyectadas, se plantean metodos de calculo empircos en base a observaciuones y parametros determinadosde acuerdo a las caractersticas geomorfolgicas y de cobertura vegetal de la zona donde se ubica el proyecto.Con la finanlidad de obtener la altura maxima que tendr la estrucutra se calcularan los caudales instantaneos ,por medio de diferentes metodos empiricos; de esta forma determinaremos el maximo caudal ,Luego con este caudal calculado utililizando la formula de Maning obtendremos una nueva altura de agua, queser mayor a la marca de la huella dejada por el agua en una mxima avenida.A.-METODO DE LA SECCION Y LA PENDIENTEPara aplicar el siguiente mtodo debe realizarse los siguientes trabajos de campo:1-Seleccin de varios tramos del ro2-Levantamiento topogrfico de las secciones tranversales seleccionadas ( 3 secciones mnimas )3-Determinacin de la pendiente de la superficie de agua con las marcas o huellas dejadas por las aguasde mximas avenidas4-Elegir un valor de coeficiente de rugosidad ( n ) el ms ptimo.5-Aplicar clculos en la formula de Manning.Qmax. = A * R^(2/3) * S^(1/2) / nA:rea de la seccin humeda ( m2)R:rea de la seccin humeda/ perimetro mojadoS:pendiente de la superficie del fondo de caucen: rugosidad del cauce del ro.La siguiente tabla nos muestra los distinto valores de "n" que se adoptaran:SEGUN COWAN:Condiciones del ro:material del cauce:AterrosoBrocosoCgravoso finoDgravoso gruesomaterial del cauce adoptado:D=0.028Grado de irregularidad:AningunaBleveCregularDseveroGrado de irregularidad adoptado:C=0.01SeccionesAleveVariablesBregularCseverovariacin de la secccin adoptada:B=0.005Efecto de las obstrucciones:AdespreciablesBmenorCapreciableDseveroEfecto de las obstrucciones adoptado:B=0.01vegetacin:AningunaBpocoCregularDaltavegetacin adoptada:B=0.01grado de sinuosidad:AInsignificanteBregularCconsiderablegrado de sinuosidad adoptado:B=1.15valor de " n " adoptado segn COWAM n =0.07245Aa : Area de la seccin del ro en la avenida:21.840m2P : perimetro mojado de la avenida:20.394mS : pendiente de la superficie del fondo de cauce:0.0065m/kmn : rugosidad del cauce del ro.:0.07245Qmax. = A * R^(2/3) * S^(1/2) / n=25.44m3/seg.SEGUN SCOBEY:Condiciones del ro:n = 0.025Cauce de tierra natural limpios con buen alineamiento con o sin algo de vegetacin en los taludes y gravillas dispersasen los taludesn = 0.030Cauce de piedra fragmentada y erosionada de seccin variable con algo de vegetacin en los bordes y considerable pendiente( tpico de los ros de entrada de ceja de selva )n = 0.035Cauce de grava y gravilla con variacin considerable de la seccin transversal con algo de vegetacin en los taludes ybaja pendiente.( tpico de los ros de entrada de ceja de selva )n = 0.040-0.050Cauce con gran cantidad de canto rodado suelto y limpio, de seccin transversal variable con o sin vegetacion en los taludes( tpicos de los ros de la sierra y ceja de selva )n = 0.060-0.075Cauce con gran crecimiento de maleza, de seccin obstruida por la vegetacin externa y acutica de lineamiento y seccinirregular. ( tpico de los ros de la selva )valor de " n " adoptado segn SCOBEY n =0.05Seleccionando el menor valor de "n" de estos dos criterios0.05Cota de N.A.M.E dejada por las huellas:2,550.00m.s.n.mAa : Area de la seccin del ro en la avenida:21.84m2P : perimetro mojado de la avenida:20.39mS : pendiente de la superficie del fondo de cauce:0.0065n : rugosidad del cauce del ro.:0.05Qmax. = A * (A/P)^(2/3) * S^(1/2) / nQmax.=36.86m3/sB.-METODO DE LA VELOCIDAD Y AREAPara aplicar el siguiente mtodo debe realizarse los siguientes trabajos de campo:1-Seleccin de 2 tramos del ro2-Medir la profundidad actual en el centro del ro ( h )3-Levantamiento topogrfico de las secciones tranversales seleccionadas indicando marcas o huellasdejadas por las aguas de mximas avenidas.4-Medir la velocidad superficial del agua ( Vs ) que discurre tomando en cuenta el tiempo que demora un objetoflotante en llegar de un punto a otro en una seccin regularmente uniforme, habindose previamentedefinido la distancia entre ambos puntos.5-Calcular el rea de la seccin transversal del ro durante la avenida dejadas por las huellas ( Aa ).el rea se puede calcular usando la regla de Simpson o dibujando la seccin en papel milimetrado.6-Aplicar clculos en las siguientes formulas:Ha =( coef.)* Aa / BaHa:Altura mxima de agua en la avenidaAa:Area de la seccin del ro en la avenidaBa:Ancho mximo del espejo de agua en la avenida.coef.:Coeficiente de amplificacin adoptadoBa =0.00mcoef. =1.3Aa21.84m2Ha =( coef.)* Aa / BaHa =1.20mVa = Vs * Ha / hVa:Velocidad de agua durante la avenidaVs:Velocidad superficial del agua actualHa:Altura mxima de agua en la avenidah:Profundidad actual en el centro del roVs=1.1m/sh=0.35mHa=1.200m( debera ser mayor que h )Va=Vs * Ha / h=3.771m/sCaudal de avenida: Qmax=Va * Aa=82.37m3/sC.-METODO DE LA FORMULA RACIONALPara aplicar el siguiente mtodo emprico debe realizarse el siguiente trabajo de gabinete:1-Determinar el rea de influencia de la cuenca en hctareas.2-Estimar una intensidad de lluvia mxima ( mm/h )3-Aplicar clculos con la frmula racionalQ= C * i * A / 360Q:Caudal mximo de escorrentia que provocara una mxima avenida. (m3/s )u:Coeficiente de escorrentiaA:Area de influencia de la cuenca.(ha)( < 500 has )i:intensidad mxima de lluvia (mm/h)coeficiente escorrentia (C):Acultivos generales en topografa ondulada ( S = 5 a 10 % )Bcultivos generales en topografa inclinada ( S = 10 a 30 % )Ccultivos de pastos en topografa ondulada ( S = 5 a 10 % )Dcultivos de pastos en topografa inclinada ( S = 10 a 30 % )Ecultivos de bosques en topografa ondulada ( S = 5 a 10 % )Fcultivos de bosques en topografa inclinada ( S = 10 a 30 % )Gareas desnudas en topografa ondulada ( S = 5 a 10 % )Hareas desnudas en topografa inclinada ( S = 10 a 30 % )indicar la letra correspondiente al coeficiente seleccionadocoeficiente escorrentia adoptado ( C ) :C=0.36Area de la cuenca adoptada ( A ) =0hasEl rea es mucho mayorintensidad mxima de lluvia adoptada ( i ) =140mm/hCaudal mximo: Qmax=C* i * A / 360 =0.00m3/sDe los tres caudales mximos calculados se adoptaran lo siguiente:1.- el mximo de los caudales2.- el promedio de los caudales3.- la media ponderada1CAUDAL MAXIMO SELECCIONADO Qmax=82.37m3/sLuego con el caudal mximo adoptado se ingresara nuevamente en la formula de Manning y se hallara el nuevo valor de la alturade agua de mximas avenidas.Qmax. = A * (A/P)^(2/3) * S^(1/2) / nQmax.= A^(5/3) * S^(1/2)P^(2/3) * nQmax.= ( Aa+ &A)^(5/3) * S^(1/2)(1.1P)^(2/3) * n&A=[ Qmax * n * (1.1P)^(2/3) / S^(1/2) ]^(3/5) - Aa&A=14.915m2&A= (Ba+&H)*&H=14.915m2INCREMENTE EL N.A.M.E EN &H=0.00mNUEVA COTA DE N.A.M.E.=0.00m.s.n.mCAUDAL MAXIMO Qmax=82.4m3/sELABORADO POR : Ing TORBISCO LISARME

&CPgina (&P)&RElaborado Por: Ing. TORBISCO

Mt. Hidroliga (h=2)Clculo de la Seccin Estable o Amplitud de CauceSE ASUMIR CAUDAL SEGN ESTUDIO HIDROLOGICOQ=97.81m3/sega) Empleando las ecuaciones del rgimen estable de BLENCH-ALTUNINB=1.81((QFb)/Fs)1/2Donde :Fb=Fbo(1+0.12C)H=1.02((QFs)/Fb)1/3Fbo=(D50)1/3S=(0.55Fb5/6Fs1/12)/((1+(C/233))KDm1/6)K=6.6g/g1/4)Dm=Dimetro medianoB=Ancho medio de la seccinFb=Factor de fondoFb=1.2 material gruesoFb=Dm1/3 para gravasFs=Factor de orilla (Ver Tablas)Fs=0.2 para material ligeramente cohesivoS=Pendiente Hidrulica (%)Q=Caudal de diseo (m3/seg)g=GravedadK=Factor secundarioH=Profundidad media (m)C=Concentracin de material de fondo en 10-5i) Para caso de gravas D50=5mmReemplazando valores y segn condiciones del ro D50=5mmFbo=(D50)1/3==>>Fbo=1.71Fb=Fbo(1+0.12C)==>>Fb=1.72Segn Tabla de Factor de Orilla (Diseo y Construccin de Defensa Riberea de Ing Rubn Tern A)Fs=0.10Valores Aproximados de Fs (Factor de Orilla)Tipo de OrillaFsOrilla de barro y arena0.10Orilla de barro - arcilla - fangosa0.20Orilla de material muy cohesivo0.30B=1.81((QFb)/Fs)1/2==>>B=74.24mUSAR B=80.00mii) Para caso si el material slo fuera de arrastreFs=0.20para material orilla ligeramente cohesivo.Fb=1.20Factor fondo material grueso.Luego reemplazando valores se tiene la seccin estable mnima B ser:B=1.81((QFb)/Fs)1/2==>>B=43.85mUSAR B=50.00mb) Empleando la frmula de SIMONS y ALBERTSONB=K1*(Q)1/2Donde: K1Condiciones de fondo de ro.Condiciones de Fondo de RoK1Fondo y orillas de arena5.7Fondo de arena y orillas de material cohesivo4.2Fondo y orillas de material cohesivo3.6Fondo y orillas de grava2.9Fondo de arena y orillas de material no cohesivo2.8Para nuestro caso es un ro con fondo de arena y orillas de material no cohesivoK1=2.8Reemplazando valores:B=27.69USAR B=30.00mc) Profundidad MediaEs la profundidad necesaria para la estructura y se cumple la siguiente relacin:H=1.02((QFs)/Fb2)1/3DondeFs=0.10Fb=1.72Reemplazando valores:H=1.52mUSAR H=2.00md) Pendiente HidralicaPara las condiciones del ro y las carctersiticas del material y aplicando la frmula, se tiene:S=(0.55Fb5/6Fs1/12)/((1*C/233)KQ1/6)DondeC=500.00K=6.6*g/g1/4Dondeg=Gravedad m2/seg.9.81m2/segY=Peso especfico del agua1003.3Kg/m3Reemplazando valores:K=11.50S=0.0134633398e) Clculo del Tirante de Avenida MximaTeniendo en cuenta al avenida de diseo del proyecto, la pendiente promesio de la zona del proyecto, el coeficiente derugosisdad de Maning y la seccin estable de ro, se determina el tirante mximo segn la relacin. Frmula deManing Strickler.t=(Q/(Ks*bo*S1/2))3/5Donde:Q=Caudal de diseo m3/seg98Ks=Valor obtenido de Tablas27bo=Seccin estable (B)80.00S=Caudal de diseo m3/seg0.0134633398DescripcinKsLechos naturales de ro con fondo slido sin irregularidades40Lechos naturales de ro con acarreo regular33 - 35Lechos naturales de ro con vegetacin30 - 35Lechos naturales de ro con derrubio e irrigularidades30Lechos naturales de ro con fuerte transporte de acarreo.28Torrentes con derrubios gruesos (piedra de tamao de una cabeza) con acarreo inmvil.25 - 28Torrentes con derrubio grueso, con acarreo mvil.19 - 22Fuente: Bretschneider, curso sobre regulacin de ros.Reemplazando valores:t=0.5686mTirante normalUSAR t=0.80mf) Clculo de la Profundidad de SocavacinSe determina, con el mtodo propuesto por L.L.LIST VAN LEBEDIEV, para cauces naturales:i) Para Suelo CohesivoTeniendo en cuenta la relacin:a=Q/(t5/3xbo)Donde:Q=Caudal de diseo m3/segt=Tirante normalbo=Seccin estable (B)Reemplazando valoresa=1.77Aplicando la frmula de ts, para suelo cohesivo, se obtiene los datos de las tablas y cuadros ( Peso especfico de la arenahmeda = 1.80, 1/(1+X)=0.78 , Coeficiente de socavacin B=0.82 y luego empleando frmula tendremos:ts=((a*t5/3/(0.6*g1.18*B))1/(1+x)Donde:a=Coeficiente obtenidot=Tirante normalB=Coeficiente de socavacin que depende de la frecuen-0.82cia con que se repite la avenida que se estudia segnefecto de erosin.g=Peso especfico del suelo que se encuentra a la1.80profundidad Hs en Ton/m3X=Exponente para material no cohesivo en funcin deldimetro caractersitico.Reemplazando valorests=1.18mLuego la profundidad de socavacin ser:Hs= ts - tDonde:ts=Tirante que correspnde a la profundidad que se desea evaluar lavelocidad erosiva (m).t=Tirante normal (m).Reemplazando valoresHs=0.38mUSARHs=0.50mProfundidad de socavacin.Clculo de la Altura del MuroUtilizando la frmula de Manning Strickler:Vm=KsR2/3S1/2Donde :Vm= Velocidad mediaR= Radio hidralicoS= PendienteKs= Coeficiente de rugosidad que depende del lecho natural del ro.DescripcinKsLechos naturales de ro con fondo slido sin irregularidades40Lechos naturales de ro con acarreo regular33 - 35Lechos naturales de ro con vegetacin30 - 35Lechos naturales de ro con derrubio e irrigularidades30Lechos naturales de ro con fuerte transporte de acarreo.28Torrentes con derrubios gruesos (piedra de tamao de una cabeza) con acarreo inmvil.25 - 28Torrentes con derrubio grueso, con acarreo mvil.19 - 22Fuente: Bretschneider, curso sobre regulacin de ros.Considerando valores de acarreo para secciones o ancho (bo) mayores de 30m, se tiene:t=(Q/(Ks*bo*S1/2))3/5Donde:Q=Caudal de diseo m3/seg98Ks=Valor obtenido de Tablas22bo=Seccin estable (B)80.00S=Pendiente en m/mil0.0065Reemplazando valores:t=0.7999mTirante normalUSAR t=0.85mLa altura del muro ser:HM= t + BLDonde:BL=f(V2/2g)f=Coeficiente en funcin de la mxima des-carga y pendiente, para el caso segntabla:1.4Caudal Mx. m3/segFV=3.9m/seg3000 - 40002.002000 - 30001.701000 - 20001.40500 - 10001.20100 - 5001.10Fuente: Diseo y Construccin de Defensas Ribereas de Ing Rubn TernLuego reemplazando valoresBL=1.09mHM=1.94mUSAR HM=2.00mClculo de la Estabilidad del Muro de GavionesDatos Generales:Altura total del muro (h) =2.00mAltura de Socavacin =0.50mAltura colchn =0.30mLongitud de Colchn =0.00mLcolchn= 1.50xHsHs=0.50Ancho de la base =2.00mAncho corona =1.50mPeso Especfico Mat.(g) =2.20Ton/m3Seccin Muro S/C =3.50m2Angulo de friccin =30Capacidad portante suelo =1.50Kg/cm20.501.501.00mNCochn1.00mM0.30mA1.001.001.002.00Para determinar el valor de empuje se utiliza la teora de Coulomb, adoptando en el estado lmite activo del terreno.a) Clculo de empuje activo:Ea=0.50*g*h2*KaDonde Ka=0.26Ea=1.144Tn/mPunto de aplicacin del empuje:d = h/3 ==>>d=0.67ma-1) Componente vertical:EV= EaSen(90+d - b )Donded=F=30Angulo de friccin del terrenob=90Angulo formado por plano de empuje y horizontal.Reemplazando valores:EV=0.57Ton/ma-2) Componente Horizontal:EH= EaCos(90+d - b )Reemplazando valores:EH=0.99Ton/mb) Clculo de estabilidad del muro:La estabilida estar garantizado para : n>1.50n = [(W+Ev)cosa + EHSena )tg f + (W+Ev)sen a]/[EHcos a]Donde:W:Peso de la estructuraa :Angulo del talud del material sobre murog :Peso del materialArea=3.5m2 a :0W=Area*g====>>>g :2.20Tn/m3W=7.70Tn/mReemplazando valores:n=4.82Como4.82>1.5OKc) Clculo de Verificacin al Volteo:Para este caso se debe cumplir la siguiente condicin :Mr/Mv>1.5DondeMr: Momento resistenteMv: Momento al volteoMv=EH*d =Reemplazando valoresMv=0.660Ton/mSumatoria de Momentos resistentes con respecto al punto "A":Peso del material =2.2Tn/m3ElementoPesoBrazoMomentoM4.401.004.40N3.301.254.13Componente VerticalEV=0.572.001.14Sumatoria Total de momentoMr=9.67Se debe cumplir la sigueinte condicin :Mr/Mv>1.59.669=14.64>1.50OK0.660e) Clculo de Excentrecidad de la resultante:Se verificar con la siguiente relacine= b/2 - (Mr - Mv)/N< b/6Dondeb=2.00mN=(W+Ev)cos a+ EHSen a====>>N=8.27TnReemplazando datos en la ecuacin:e=-0.0890342682>d1=3.031Tn/m2 ===>=0.303Kg/cm2d2=(N/b)(1 - 6e/b) =====>>d2=5.241Tn/m2 ===>=0.524Kg/cm2Por lo tanto, segn dato de campo la capacidad portante del suelo es ====>>>1.50Kg/cm2Como0.303>Segn tabla N 05 de Manning-StricklerA=b*Y+Y^2Reemplazando valoresA=21.84m2El permetro mojado P=b+2*Y*21/2Reemplazando valoresP=20.39mRadio hidralico es R=A/PReemplazando valoresR=1.07Clculo de caudal mximo instantneoQ=Ks*A*R2/3*S1/2==>> Q=51.61m3/segQ=51.61m3/segEste caudal instantneo representa un valor para una frecuencia de cada diez aos aproximadamente, luego por consideracionesde diseo ste se recomienda incrementarlo en un 80% ms: (Diseo y Construccin de Defensa Riberea de Ing Rubn Tern A.)Qfinal=1.80xQQ=93m3/segRESUMEN DE CAUDALES1).- Mtodo de Maninng - Strickler.Q=92.89m3/seg2).- Mtodo de Cowan.Q=25.44m3/seg3).- Mtodo de Scobey.Q=36.86m3/seg4).- Mtodo de Velocidad y Area.Q=82.37m3/seg5).- Mtodo de Gumbel.Q=97.81m3/segSE ASUMIR EL MAYOR CAUDALQ=97.81m3/segClculo de la Seccin Estable o Amplitud de Caucea) Empleando las ecuaciones del rgimen estable de BLENCH-ALTUNINB=1.81((QFb)/Fs)1/2Donde :Fb=Fbo(1+0.12C)H=1.02((QFs)/Fb)1/3Fbo=(D50)1/3S=(0.55Fb5/6Fs1/12)/((1+(C/233))KDm1/6)K=6.6g/g1/4)Dm=Dimetro medianoB=Ancho medio de la seccinFb=Factor de fondoFb=1.2 material gruesoFb=Dm1/3 para gravasFs=Factor de orilla (Ver Tablas)Fs=0.2 para material ligeramente cohesivoS=Pendiente Hidrulica (%)Q=Caudal de diseo (m3/seg)g=GravedadK=Factor secundarioH=Profundidad media (m)C=Concentracin de material de fondo en 10-5i) Para caso de gravas D50=5mmReemplazando valores y segn condiciones del ro D50=5mmFbo=(D50)1/3==>>Fbo=1.71Fb=Fbo(1+0.12C)==>>Fb=1.72Segn Tabla de Factor de Orilla (Diseo y Construccin de Defensa Riberea de Ing Rubn Tern A)Fs=0.10Valores Aproximados de Fs (Factor de Orilla)Tipo de OrillaFsOrilla de barro y arena0.10Orilla de barro - arcilla - fangosa0.20Orilla de material muy cohesivo0.30B=1.81((QFb)/Fs)1/2==>>B=74.25mUSAR B=100.00mii) Para caso si el material slo fuera de arrastreFs=0.20para material orilla ligeramente cohesivo.Fb=1.20Factor fondo material grueso.Luego reemplazando valores se tiene la seccin estable mnima B ser:B=1.81((QFb)/Fs)1/2==>>B=43.85mUSAR B=60.00mb) Empleando la frmula de SIMONS y ALBERTSONB=K1*(Q)1/2Donde: K1Condiciones de fondo de ro.Condiciones de Fondo de RoK1Fondo y orillas de arena5.7Fondo de arena y orillas de material cohesivo4.2Fondo y orillas de material cohesivo3.6Fondo y orillas de grava2.9Fondo de arena y orillas de material no cohesivo2.8Para nuestro caso es un ro con fondo de arena y orillas de material no cohesivoK1=2.8Reemplazando valores:B=27.69USAR B=40.00mc) Profundidad MediaEs la profundidad necesaria para la estructura y se cumple la siguiente relacin:H=1.02((QFs)/Fb2)1/3DondeFs=0.10Fb=1.72Reemplazando valores:H=1.52mUSAR H=2.00md) Pendiente HidralicaPara las condiciones del ro y las carctersiticas del material y aplicando la frmula, se tiene:S=(0.55Fb5/6Fs1/12)/((1*C/233)KQ1/6)DondeC=500.00K=6.6*g/g1/4Dondeg=Gravedad m2/seg.9.81m2/segY=Peso especfico del agua1003.3Kg/m3Reemplazando valores:K=11.50S=0.0134632252e) Clculo del Tirante de Avenida MximaTeniendo en cuenta al avenida de diseo del proyecto, la pendiente promesio de la zona del proyecto, el coeficiente derugosisdad de Maning y la seccin estable de ro, se determina el tirante mximo segn la relacin. Frmula deManing Strickler.t=(Q/(Ks*bo*S1/2))3/5Donde:Q=Caudal de diseo m3/seg98Ks=Valor obtenido de Tablas27bo=Seccin estable (B)100.00S=Caudal de diseo m3/seg0.0134632252DescripcinKsLechos naturales de ro con fondo slido sin irregularidades40Lechos naturales de ro con acarreo regular33 - 35Lechos naturales de ro con vegetacin30 - 35Lechos naturales de ro con derrubio e irrigularidades30Lechos naturales de ro con fuerte transporte de acarreo.28Torrentes con derrubios gruesos (piedra de tamao de una cabeza) con acarreo inmvil.25 - 28Torrentes con derrubio grueso, con acarreo mvil.19 - 22Fuente: Bretschneider, curso sobre regulacin de ros.Reemplazando valores:t=0.4974mTirante normalUSAR t=0.80mf) Clculo de la Profundidad de SocavacinSe determina, con el mtodo propuesto por L.L.LIST VAN LEBEDIEV, para cauces naturales:i) Para Suelo CohesivoTeniendo en cuenta la relacin:a=Q/(t5/3xbo)Donde:Q=Caudal de diseo m3/segt=Tirante normalbo=Seccin estable (B)Reemplazando valoresa=1.42Aplicando la frmula de ts, para suelo cohesivo, se obtiene los datos de las tablas y cuadros ( Peso especfico de la arenahmeda = 1.80, 1/(1+X)=0.78 , Coeficiente de socavacin B=0.82 y luego empleando frmula tendremos:ts=((a*t5/3/(0.6*g1.18*B))1/(1+x)Donde:a=Coeficiente obtenidot=Tirante normalB=Coeficiente de socavacin que depende de la frecuen-0.82cia con que se repite la avenida que se estudia segnefecto de erosin.g=Peso especfico del suelo que se encuentra a la1.80profundidad Hs en Ton/m3X=Exponente para material no cohesivo en funcin deldimetro caractersitico.Reemplazando valorests=1.00mLuego la profundidad de socavacin ser:Hs= ts - tDonde:ts=Tirante que correspnde a la profundidad que se desea evaluar lavelocidad erosiva (m).t=Tirante normal (m).Reemplazando valoresHs=0.20mProfundidad de socavacin.Clculo de la Altura del MuroUtilizando la frmula de Manning Strickler:Vm=KsR2/3S1/2Donde :Vm= Velocidad mediaR= Radio hidralicoS= PendienteKs= Coeficiente de rugosidad que depende del lecho natural del ro.DescripcinKsLechos naturales de ro con fondo slido sin irregularidades40Lechos naturales de ro con acarreo regular33 - 35Lechos naturales de ro con vegetacin30 - 35Lechos naturales de ro con derrubio e irrigularidades30Lechos naturales de ro con fuerte transporte de acarreo.28Torrentes con derrubios gruesos (piedra de tamao de una cabeza) con acarreo inmvil.25 - 28Torrentes con derrubio grueso, con acarreo mvil.19 - 22Fuente: Bretschneider, curso sobre regulacin de ros.Considerando valores de acarreo para secciones o ancho (bo) mayores de 30m, se tiene:t=(Q/(Ks*bo*S1/2))3/5Donde:Q=Caudal de diseo m3/seg98Ks=Valor obtenido de Tablas22bo=Seccin estable (B)100.00S=Caudal de diseo m3/seg0.0065Reemplazando valores:t=0.6997mTirante normalUSAR t=1.00mLa altura del muro ser:HM= t + BLDonde:BL=f(V2/2g)f=Coeficiente en funcin de la mxima des-carga y pendiente, para el caso segntabla:1.4Caudal Mx. m3/segFV=3.9m/seg3000 - 40002.002000 - 30001.701000 - 20001.40500 - 10001.20100 - 5001.10Fuente: Diseo y Construccin de Defensas Ribereas de Ing Rubn TernLuego reemplazando valoresBL=1.09mHM=2.09mUSAR HM=2.10mClculo de la Estabilidad del Muro de GavionesDatos Generales:Altura total del muro (h) =4.00mAltura de Socavacin =1.89mAltura colchn =0.30mLongitud de Colchn =5.00mLcolchn= 1.50xHsHs=0.20Ancho de la base =3.00mAncho corona =1.50mPeso Especfico Mat.(g) =2.60Ton/m3Seccin Muro S/C =9.00m2Angulo de friccin =30Capacidad portante suelo =1.50Kg/cm20.500.501.501.00mY1.00mX1.00mN1.00mM0.30A1.002.002.001.001.001.003.00Para determinar el valor de empuje se utiliza la teora de Coulomb, adoptando en el estado lmite activo del terreno.a) Clculo de empuje activo:Ea=0.50*g*h2*KaDonde Ka=0.26Ea=5.408Tn/mPunto de aplicacin del empuje:d = h/3 ==>>d=1.33ma-1) Componente vertical:EV= EaSen(90+d - b )Donded=F=30Angulo de friccin del terrenob=90Angulo formado por plano de empuje y horizontal.Reemplazando valores:EV=2.70Ton/ma-2) Componente Horizontal:EH= EaCos(90+d - b )Reemplazando valores:EH=4.68Ton/mb) Clculo de estabilidad del muro:La estabilida estar garantizado para : n>1.50n = [(W+Ev)cosa + EHSena )tg f + (W+Ev)sen a]/[EHcos a]Donde:W:Peso de la estructuraa :Angulo del talud del material sobre murog :Peso del materialArea=9.0m2 a :0W=Area*g====>>>g :1.7Tn/m3W=15.30Tn/mReemplazando valores:n=2.22Como2.22>1.5OKc) Clculo de Verificacin al Volteo:Para este caso se debe cumplir la siguiente condicin :Mr/Mv>1.5DondeMr: Momento resistenteMv: Momento al volteoMv=EH*d =Reemplazando valoresMv=6.245Ton/mSumatoria de Momentos resistentes con respecto al punto "A":Peso del material =1.7Tn/m3ElementoPesoBrazoMomentoM5.101.507.65N4.251.757.44X3.402.006.80Y2.552.255.74Componente VerticalEV=2.703.008.11Sumatoria Total de momentoMr=35.74Se debe cumplir la sigueinte condicin :Mr/Mv>1.535.737=5.72>1.50OK6.245e) Clculo de Excentrecidad de la resultante:Se verificar con la siguiente relacine= b/2 - (Mr - Mv)/N< b/6Dondeb=3.00mN=(W+Ev)cos a+ EHSen a====>>N=18.00TnReemplazando datos en la ecuacin:e=-0.1380929414>d1=4.344Tn/m2 ===>=0.434Kg/cm2d2=(N/b)(1 - 6e/b) =====>>d2=7.659Tn/m2 ===>=0.766Kg/cm2Por lo tanto, segn dato de campo la capacidad portante del suelo es ====>>>1.50Kg/cm2Como0.434