drenaje_piura.pdf

GOBIERNO REGIONAL PIURA GERENCIA REGIONAL DE INFRAESTRUCTURA

UNIDAD FORMULADORA

“MEJORAMIENTO DE LA AV. VICE TRAMO SANCHEZ CERRO – ANDRES AVELINO CACERES DISTRITO Y PROVINCIA DE PIURA”

ESTUDIO HIDROLOGICO

ING. MARIO GUILLERMO CASTRO GALLO

PIURA - 2012

ORIGINAL

L

MEJORAMIENTO DE LA AV. VICE TRAMO SANCHEZ CERRO – ANDRES AVELINO CACERES DISTRITO Y PROVINCIA DE PIURA

INDICE DE CONTENIDO

“MEJORAMIENTO DE LA AV. VICE TRAMO SANCHEZ CERRO – ANDRES AVELINO CACERES

DISTRITO Y PROVINCIA DE PIURA”

ESTUDIO HIDROLOGICO

1. GENERALIDADES

2. EVALUACION DE ESTUDIOS ANTERIORES

3. VISITA DE CAMPO Y RECONOCIMIENTO DE ZONA DEL PROYECTO

4. RECOLECCION Y ANALISIS DE INFORMACION METEOROLOGICA

5. CARACTERIZACION HIDROLOGICA DE LA CUENCA

6. SELECCIÓN DE METODO DE ESTIMACION DE CAUDALES DE DISEÑO

7. ESTIMACION DE CAUDALES MAXIMOS METODO HIDROGRAMA UNITARIO TRIANGULAR

7.1 ESTIMACION DE LA FRECUENCIA DE RECURRENCIA

7.2 ESTIMACION DE LA INTENSIDAD METODO FACTOR FRECUENCIA

7.3 ESTIMACION DE LAS ECUACIONES PARAMETRICAS INTENSIDAD-FRECUENCIA-

DURACION

7.4 ESTIMACION DE LA TORMENTA DE DISEÑO

7.5 ESTIMACION DEL TIEMPO DE CONCENTRACION

7.6 ESTIMACION DEL AREA DE CUENCA

7.7 CARACTERISTICAS DEL HIDROGRAMA TRIANGULAR

7.8 ESTIMACION DE LA PRECIPITACION EFECTIVA

7.9 TRANSITO DE AVENIDA Y CAUDAL MAXIMO DE AVENIDA

8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

9. ANEXOS

9.1 PANEL FOTOGRAFICO

9.2 PLANO DE DELIMITACION DE CUENCAS

9.3 PERFIL DEL COLECTOR AL RIO PIURA


ESTUDIO HIDROLÓGICO HABILITACION URBANA COSCOMBA- LOS POLVORINES

1.0 GENERALIDADES

La ciudad de Piura, así como toda la región norte de nuestro país, ha sufrido la ocurrencia de dos fenómenos del Niño durante los últimos 20 años, los cuales han sido de grandes proporciones y funestas consecuencias, con un saldo trágico de pérdidas humanas y grandes pérdidas económicas, en distintos campos de la actividad regional; entre los principales sectores que mayor efecto negativo causaron, los fenómenos, tenemos a los sectores: transporte (destrucción de carreteras y puentes), agricultura (colapso de los sistemas de riego y aniego de campos de cultivo), urbano (destrucción de pistas y colapso de los sistemas de agua potable y alcantarillado), pesquero, infraestructura costera, comercio, industria, salubridad y otras actividades conexas. Específicamente, la ciudad de Piura es la que mayores efectos negativos ha sufrido en el sector urbano; así, en el año 1983 durante la ocurrencia del fenómeno, se produjeron grandes desbordes de ríos, que arrasaron con viviendas, mercados, destruyeron pistas, veredas e infraestructura de saneamiento básico, entre otras nefastas consecuencias.

El problema de inundaciones pluviales, en la ciudad de Piura, se agrava debido a que no existe una pendiente topográfica significativa; la napa freática, llega a la superficie del terreno en zonas bajas durante los periodos lluviosos y, los drenes no pueden ser dirigidos por gravedad hacia el Río Piura, porque el nivel del agua en éste superan los niveles topográficos de la ciudad. El sistema de drenaje de la ciudad de Piura aún después del año 1997, donde ya se contaba con obras de prevención, no se dio abasto para el nivel de precipitaciones del evento FEN; lo que trajo consigo consecuencias desastrosas en muchos sectores de la ciudad. A lo largo de la cuenca del Río Piura, la precipitación total anual varía desde valores muy bajos, inferiores a 50mm., en las partes bajas (Piura, Sechura), hasta alrededor de 1000 mm en las partes altas (Morropón, Bigote, Canchaque). Pero en los años del Fenómeno El Niño, en algunos puntos de la cuenca baja, se alcanzan valores superiores a los 4000 mm. En la ciudad de Piura la variabilidad también es enorme: de unas pocas decenas de mm., en los años secos, a algunos cientos de mm., en Fenómenos de El Niño "normal" y, por encima de 2000 mm en Fenómenos de El Niño extraordinarios, como los ocurridos en los años 1983 y 1998.


Bajo estas características naturales, la evacuación de agua pluvial en la ciudad de Piura es un problema muy difícil de resolver, por lo que requiere un tratamiento amplio. 2.0 EVALUACION DE ESTUDIOS ANTERIORES

Con motivo de la presencia del Fenómeno El Niño de 1998, el ex CTAR Piura realizó un estudio, Diseño y Planeamiento del Drenaje Pluvial Superficial de la Ciudad de Piura (1999); estudios Geológicos, Hidrológicos y de Mecánica de Suelos realizados por la Universidad Nacional de Piura (2001); IDESUNI (2002), realizó un estudio para la Municipalidad de Piura, con la finalidad de mitigar el efecto de las inundaciones provocadas por los Fenómenos El Niño.

En los estudios hidrológicos realizados por el Ing. Milutin Miloradovich, (2001 ciudad de Piura), se llevó a cabo el Planeamiento de Evacuación de Aguas Pluviales; la ciudad quedó dividida en ocho cuencas, de acuerdo a sus cualidades topográficas y geomorfológicas, directamente asociadas al comportamiento del drenaje pluvial de la ciudad.

El proceso de planeamiento, contempló la identificación de las áreas a drenar y la delimitación de las cuencas hidrográficas del área de la Ciudad de Piura; la evaluación de sus posibles escorrentías; los hidrogamas de escorrentía (descargas en función del tiempo); caudales máximos para diferentes períodos de retorno; con esta información se diseñó la infraestructura de drenaje, dimensionamiento y caudales de evacuación de la red de drenaje de la ciudad.

Las denominaciones de las ocho cuencas provienen del nombre del dren:

Cuenca del Dren Pajarito.

Cuenca del Dren Petroperu.

Cuenca del Dren Nueva Esperanza.

Cuenca del Dren Jr. Miguel Checa.

Cuenca del Dren Av. Marcavelica.

Cuenca del Dren Av. Cesar Vallejo.

Cuenca de la Av. Gullman.

Cuenca del Dren Av. Sullana Todos estos sistemas de evacuación pluvial de la ciudad de Piura y de áreas rurales, descargan sus aguas en el Dren Sechura; el mismo que pertenece al dren troncal del Sistema de Drenaje del Valle Bajo Piura. Este dren recorre aproximadamente 64 KM., atraviesa las provincias de Piura y Sechura, y desemboca en el Mar.


El Dren Sechura, drena aproximadamente 36,000 has del Valle Bajo Piura y, es receptor del efluente de otro dren importante, el Dren 13.08. Otro estudio importante realizado por la Municipalidad Provincial de Piura el año 2002 es el denominado proyecto “INTEGRAL DE EVACUACION DE AGUAS PLUVIALES DE LA CIUDAD DE PIURA – COTAS Y RASANTES”, de mucha utilidad para llevar adelante el presente estudio hidrológico. 3.0 VISITA DE CAMPO Y RECONOCIMIENTO DE ZONA DEL PROYECTO

El área de la microcuenca se encuentra en cercado de Piura que involucra la zona antigua industrial de la ciudad y parte de la Urbanización San Ramón, la microcuenca está delimitada por las Av. Sánchez Cerro, Av. Andrés Avelino Caceres, Jr. H y un trazo irregular por los Jirones C y D. Las escorrentías superficiales se inician en los Jrs. D y C que son los puntos de mayor altitud de la cuenca urbana y los drenajes naturales o escorrentía superficiales son los siguientes Jrs. Uno, Dos, Tres, Víctor Andrés Belaunde, Los Laureles y las Amapolas. Uno de estos jirones será el curso principal que permitirá medir el tiempo de concentración de la microcuenca En el plano de curvas de nivel de la ciudad de Piura, se puede apreciar que el sentido del drenaje de la zona en estudio, es hacia la intersección de las Av. Andrés Avelino Cáceres y la Avenida C, punto de menor depresión frente a la Urbanización Ignacio Merino, sin embargo, la construcción del cerco perimétrico alrededor de un predio privado (Real Plaza) desde años atrás, ha creado una barrera artificial que durante la ocurrencia de un FEN genera una gran laguna que no permite el tránsito vehicular y peatonal. De las vistas aéreas a través del Google Earth se aprecia un gran porcentaje de impermeabilización en toda la microcuenca, en consideración a la gran área techada que presentan las manzanas residenciales e industriales. 4.0 RECOLECCIÓN Y ANÁLISIS DE INFORMACIÓN METEOROLÓGICA Del Departamento de Hidrometeorología de la DEPECHP, se ha obtenido información sobre precipitaciones máximas diarias anuales y bandas pluviográficas de la estación Miraflores, siendo la más representativa para la realización del presente estudio.


Con la finalidad de verificar la consistencia de la información de precipitaciones máximas diarias anuales de la estación Miraflores, se ha realizado un Análisis Doble Masa Regional entre las estaciones Mallares, Chilaco, resultando consistente la información de las tres estaciones; se tomó como estación patrón la estación Mallares, para efectuar el análisis de doble masa puntual con la estación Miraflores. El cuadro 01 se muestra el registro histórico de 28 años de información de las tormentas más significativas registradas en la estación Miraflores. En el cuadro N° 01 se aprecia que el registro máximo de intensidades se dio en el año 1998 (96 mm/h), año en que ocurrió el Fenómeno El Niño, así mismo, podemos señalar que en los años 1983 y 1992 se han registrado valores significativamente altos de intensidades de precipitación, que superan los 55 mm/h.

5.0 CARACTERIZACION HIDROLOGICA DE LAS MICROCUENCAS

En el área de estudio se han identificado una microcuencas, a continuación detallaremos las características hidrológicas: Microcuenca Avenida Vice, se le da esta denominación, porque es la vía que recepciona toda el agua pluvial que se produce en el área de aportación en estudio. En el presente trabajo de hidrología, los límites de la cuenca llegaran hasta el Jr. H, la Av. Sánchez Cerro, la Av. Andrés Avelino Cáceres y los Jirones C y D, con la finalidad de recepcionar el agua pluvial de la zona comercial del Real Plaza. Los parámetros geomorfológicos que presenta la microcuenca de la Av. Vice son:

PARAMETROS GEOMORFOLOGICO UNIDAD

DE MEDIDA

MAGNITUD

Área de la cuenca Km2 0.404 Perímetro Km 2.568 Longitud Mayor de la escorrentía Km 0.698 Ancho promedio de la cuenca Km 0.579 Pendiente del cauce principal m/m 0.006 Índice de compacidad 1.139


6.0 SELECCIÓN DE METODO DE ESTIMACION DEL CAUDAL MAXIMO DE DISEÑO

El método para determinar el escurrimiento, depende de la aplicabilidad del área en cuestión, la cantidad y tipos de datos disponibles, los detalles requeridos en la respuesta final y la exactitud deseada. La aplicabilidad depende de las características del área particular y, de las suposiciones con las cuales se desarrolla el método. La cantidad y tipo de datos disponibles se refiere a la extensión, detalle y cobertura de los registros hidrológicos, que pueden ser de precipitación o caudal. En la determinación de inundaciones, puede encontrarse un ejemplo de la variación de los detalles sobre el resultado final. En algunos métodos sólo se indica el escurrimiento máximo, mientras que otros dan el hidrograma completo. La exactitud está limitada por el costo y por las suposiciones planteadas en el desarrollo del método. Para efectos de diseño, de un sistema de recolección de aguas de lluvia, tendremos en cuenta cinco factores básicos: 1.- Características de la zona. 2.- Topografía. 3.- Intensidad - duración y frecuencia de la lluvia. 4.- Tiempo de concentración de las aguas de escorrentía a un determinado punto. 5.- Estimación del caudal. Hidrograma Unitario Triangular

El hidrograma de crecidas como triángulos, se presenta con la simplificación del trabajo: 2.08 A h

Qp = -----------------

Tp

TL : tiempo de retardo, en horas

Tc : tiempo de concentración en horas

A : área de a cuenca km2

TL = 0.6 Tc

Tp = D/2 + TL

Tr = 1.67 Tp

D

D/2

Tp Tr

Tb

TL

Qp

HIDROGRAMA TRIANGULAR

h h : lluvia neta,en pulg o cm.

Qp : caudal pico m3/s

Tp : tiempo al pico, en horas = D/2 + TL

Tr : tiempo después del pico, en horas

Tb : tiempo base del hidrograma

D : periodo de lluvia neta, en horas


7.0 ESTIMACION DE CAUDALES MAXIMOS METODO HIDROGRAMA UNITARIO TRIANGULAR

7.1 ESTIMACION DE LA FRECUENCIA DE RECURRENCIA

La frecuencia de diseño, la determinaremos de acuerdo a la importancia de la población y con los daños, perjuicios o molestias que las inundaciones periódicas puedan ocasionar al público, comercio, industria e instituciones de la población. La frecuencia promedio de ocurrencia de lluvias, que se usará en el diseño, determina el grado de protección que se pueda brindar al sistema proyectado, para tal efecto, podemos mencionar que varios autores han escrito al respecto, según Ing. Eduardo Arias Govea en su libro Alcantarillado y Drenaje Pluvial existen datos (que se muestran en el siguiente cuadro), que muestran rangos sobre los valores de frecuencia que se deben asumir de acuerdo a la importancia de las zonas urbanizadas.

ZONAS URBANIZADAS FRECUENCIA

Áreas residenciales Áreas comerciales y zonas de alto valor Áreas que requieren protección especial

de 1 a 5 años de 5 a 25 años

50 años

Otro autor, Ing. Ricardo López Cualla indica algunos valores guías para la determinación de la frecuencia de diseño, según el tipo de zona y el área drenada:

Frecuencia de diseño en función del tipo de zona

DESCRIPCION DE LA ZONA FRECUENCIA (año)

Áreas residenciales Áreas comerciales e industrial Colectores Principales

3 - 10 10 - 50

10 - 100

Frecuencia de diseño según el área drenada

AREAS DRENADA (Ha) FRECUENCIA (años)

Menor de 3 Ha Entre 3 y 10 Ha Mayor de 10 Ha

3 5 10

La zona en estudio comprende áreas del tipo residencial, comercial e industrial; así mismo, de los análisis realizados en campo y gabinete del área aportante, podemos catalogar a este drenaje pluvial de relativa importancia, con regular capacidad de transporte de agua, lo que nos lleva a tener en cuenta frecuencias de 5,10 y 25 años de recurrencia, que nos garantice seguridad a la población, a los bienes inmuebles de


importancia económica y, a su vez, garantizar la rentabilidad económica social del proyecto y su posterior ejecución. 7.2 ESTIMACION DE LA INTENSIDAD METODO FACTOR FRECUENCIA La determinación de la intensidad de la precipitación, requiere de un buen manejo de los registros históricos de precipitaciones y de las tormentas más significativas, que se han presentado hasta el año 2008.

Lo ideal en este tipo de estudios, es que la información se encuentre lo más cerca posible del área de estudio, pero esta premisa no siempre se cumple o si ésta existe, carece de autenticidad. La información producida en la estación Miraflores es fidedigna y consistente, pero sobre todo, cuenta con una amplia gama de datos medidos en equipos modernos, que permiten obtener bandas pluviográficas de tipo semanal, de fácil lectura e interpretación. Las tormentas más significativas se muestran en el cuadro N° 01.


CUADRO N° 01

TORMENTAS MAS SIGNIFICATIVAS PARA DIFERENTES DURACIONES

ESTACION : MIRAFLORES - PIURA

INTENSIDADES MAXIMAS : mm./h.

Intensidades (mm/h) para diferentes duraciones (min)

FECHA I 10 I 15 I 30 I 60 I 120 I 180 I 360 I 720 I 1440

1972 24,30 24,30 24,30 24,30 19,20 14,40 9,70 5,40 2,70

1973 34,50 34,50 23,60 12,70 10,10 7,10 4,00 2,30 1,50

1974 4,80 4,80 3,60 2,30 1,30 0,90 0,40 0,20 0,10

1975 4,20 4,20 4,20 3,60 2,70 1,90 1,00 0,50 0,30

1976 18,10 18,10 18,10 13,80 7,30 5,20 3,00 1,50 0,80

1977 11,20 11,20 10,20 8,60 4,80 3,40 2,30 1,20 0,60

1978 21,40 21,40 21,40 14,60 9,40 7,90 4,60 2,60 1,30

1979 12,10 10,80 6,50 4,00 2,10 1,40 0,70 0,40 0,20

1980 17,30 17,30 15,70 13,30 7,50 6,40 4,80 2,40 1,20

1981 11,80 11,80 11,80 8,00 6,40 5,40 2,80 1,40 0,70

1983 55,50 55,50 44,60 34,20 32,80 29,50 16,50 9,30 4,60

1984 7,80 7,80 7,80 5,80 5,00 4,10 2,40 1,20 0,60

1987 25,70 25,70 23,00 17,30 9,60 7,70 5,60 2,90 1,50

1988 6,30 6,30 4,60 3,80 2,60 1,80 0,90 0,50 0,20

1989 18,30 17,70 14,40 8,10 4,40 2,90 1,60 0,80 0,50

1991 9,00 6,30 3,70 2,10 1,10 0,70 0,40 0,30 0,10

1992 60,00 50,00 40,00 35,00 29,50 24,60 14,60 8,70 4,50

1993 20,40 15,90 11,40 8,60 6,10 5,00 2,60 1,30 0,80

1994 27,60 19,20 13,70 12,40 7,40 5,00 2,80 1,80 1,40

1995 5,60 5,60 5,60 3,50 1,90 1,30 0,70 0,30 0,20

1997 13,20 13,20 11,20 8,60 6,10 5,20 3,00 1,50 0,70

1998 96.0 96.0 96.0 62,10 34.60 33,40 22,80 12,40 6,20

1999 19,00 19,00 19,00 12,00 7,20 5,20 3,00 1,70 1,00

2000 3,60 3,60 3,60 3,00 2,40 1,80 1,00 0,50 0,30

2001 33,20 33,20 33,20 33,20 28,50 10,40 11,40 6,60 3,30

2002 38,70 38,10 38,10 38,10 25,20 20,00 13,40 7,40 3,70

2003 26,80 24,50 22,20 12,80 7,00 5,30 2,60 1,30 0,70

2008 14,80 14,80 14,80 10,60 5,30 3,50 2,90 1,70 1,00


DISTRIBUCION LOG PEARSON TIPO III

El presente método, tiene por objeto determinar la intensidad de la precipitación a partir de un registro histórico de precipitaciones, usando relaciones y análisis estadísticos de lluvia. Previo al desarrollo del presente tema, se ha hecho uso de la prueba de ajuste chi cuadrado para ver la adaptación de los datos a la distribución LOG PEARSON TIPO III. Después de realizado el test los resultados han sido positivos, en consecuencia, procederemos con total confianza a la aplicación de la metodología propuesta. En esta distribución, el primer paso es tomar los logaritmos de la información hidrológica, y = log x. Calculando la media y, la desviación estándar s, y el coeficiente

de asimetría Cs para los logaritmos del registro histórico, cuando Cs 0 ------

Media: log x = log x /n -------

√ ( log x - log x )

Desviación Estándar: log x = ------------------------------- n . 1 ------

n ( log x - log x ) Coeficiente de asimetría: Cs = -------------------------------

(n-1) (n-2)( log x ) El valor de x para cualquier nivel de probabilidad se puede calcular según la ecuación: -------

log x = log x + K Donde K es un valor tabulado, que se obtiene sabiendo el valor del coeficiente de asimetría o desarrollando el siguiente procedimiento: KT = z + ( z2 -1 ) k + 1/3 ( z3 - 6z ) k2 - (z2 - 1) k3 - zk4 + 1/3 k5 Donde:


k = Cs / 6 2.515517 + 0.802853 w + 0.010328 w2 z = w - ---------------------------------------------------------------- 1+ 1.432788 w + 0.189269 w2 + 0.001308 w3

w = [ln ( 1 / p2 )]1/2 para 0< p 0.5 , cuando p > 0.5 se sustituye p por 1- p YT = y + KT sy

En los cuadros Nº 02 al Nº 10 se presentan los resultados del análisis de frecuencias para cada período de duración y, en el cuadro Nº 11 se muestra el resumen para distintos períodos de retorno El análisis estadístico de frecuencias de intensidades máximas horarias, se realizará mediante la distribución de probabilidad la Log-Pearson Tipo III por haber pasado la prueba de ajuste chi cuadrado, (para realizar el test de adaptación se tomaron los valores de intensidades para una duración de cinco minutos).


ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE INTENSIDADES MÁXIMAS

CUADRO N° 02 ESTACION MIRAFLORES (Td = 10 MIN.)

INTENSIDAD (mm./h.)

LOG (X)

96.00 1,982271

60,00 1,778151

55,50 1,744293

38,70 1,587711

34,50 1,537819

33,20 1,521138

27,60 1,440909

26,80 1,428135

25,70 1,409933

24,30 1,385606

21,40 1,330414

20,40 1,309630

19,00 1,278754

18,30 1,262451

18,10 1,257679

17,30 1,238046

14,80 1,170262

13,20 1,120574

12,10 1,082785

11,80 1,071882

11,20 1,049218

9,00 0,954243

7,80 0,892095

6,30 0,799341

5,60 0,748188

4,80 0,681241

4,20 0,623249

3,60 0,556303

MEDIA 1,222940

DESV.EST. 0,34968610

COEF.ASIM -0,0293308

Coef. De Asimetría = Cs = -0,02933079

YT = Y + KT SY

MEDIA = Y = 1,222940

DESV.EST. = SY = 0,349686


KT = z + ( z2 - 1)k + (1/3) (z3 - 6z)k2 - (z2 - 1)k3 - zk4 + (1/3) k5

K = Cs/6

z = w + (( 2,515517 + 0,802853w + 0,010328w2)/(1 + 1,432788w + 0,189269w2 + 0,001308w3))

w = [ ln(1/p2)]1/2 ( 0 < p < 0,5) SI P > 0,5 SE SUSTITUYE POR 1- P

PARA UN PERIODO DE RECURENCIA T = 5 P = 1/T = 0,2

w = 1,79412258

z = 0,841458

k = Cs/6 = -0,00488847

KT = 0,84284968

YT = 1,51767282

XT = 33 mm/h

T W Z k KT YT XT

5 1.79412258 0.841458 -0.0048885 0.842849677 1.517672817 33

10 2.14596603 1.28173005 -0.0048885 1.278543181 1.670028781 47 15 2.32725168 1.50138649 -0.0294850 1.462808744 1.714991723 52

20 2.44774683 1.64521274 -0.0294850 1.593362276 1.759347810 57

25 2.53727248 1.75107783 -0.0048885 1.740936240 1.831721208 68

50 2.79714962 2.054189876 -0.0048885 2.038421748 1.935747756 86

65 2.8894246 2.160489077 -0.0048885 2.142537089 1.972155443 94

100 3.03485426 2.326786610 -0.0048885 2.305198890 2.029036015 107


CUADRO N° 03

ESTACION MIRAFLORES (Td = 15 MIN.)

INTENSIDAD (mm./h.)

LOG (X)

69,80 1,982271

55,50 1,744293

50,00 1,698970

38,10 1,580925

34,50 1,537819

33,20 1,521138

25,70 1,409933

24,50 1,389166

24,30 1,385606

21,40 1,330414

19,20 1,283301

19,00 1,278754

18,10 1,257679

17,70 1,247973

17,30 1,238046

15,90 1,201397

14,80 1,170262

13,20 1,120574

11,80 1,071882

11,20 1,049218

10,80 1,033424

7,80 0,892095

6,30 0,799341

6,30 0,799341

5,60 0,748188

4,80 0,681241

4,20 0,623249

3,60 0,556303

MEDIA 1,201171

DESV.EST. 0,34750166

COEF.ASIM 0,0417640

Coef. De Asimetría = Cs = 0,04176398

YT = Y + KT SY

MEDIA = Y = 1,201171

DESV.EST. = SY = 0,347502


KT = z + ( z2 - 1)k + (1/3) (z3 - 6z)k2 - (z2 - 1)k3 - zk4 + (1/3) k5

K = Cs/6

z = w + (( 2,515517 + 0,802853w + 0,010328w2)/(1 + 1,432788w + 0,189269w2 + 0,001308w3))


PARA UN PERIODO DE RECURENCIA T= 10 P = 1/T = 0,1

w = 2,14596603

z = 1,28173005

k = Cs/6 = 0,00696066

KT = 1,28611418

YT = 1,6480983

XT = 44 mm/h

T W Z k KT YT XT

5 1.79412258 0.841458 0.0069607 0.839354028 1.492848410 31

10 2.14596603 1.28173005 0.0069607 1.286114176 1.648098304 44

15 2.32725168 1.50138649 -0.0192914 1.476503023 1.694084667 49

20 2.44774683 1.64521274 -0.0192914 1.611627427 1.739646766 55

25 2.53727248 1.75107783 0.0069607 1.765376792 1.814642859 65

50 2.79714962 2.054189876 0.0069607 2.076540941 1.922772918 84

65 2.8894246 2.160489077 0.0069607 2.185971062 1.960800067 91

100 3.03485426 2.326786610 0.0069607 2.357487012 2.020402145 105


CUADRO N° 04


INTENSIDAD (mm./h.)

LOG (X)

69.00 1,982271

44,60 1,649335

40,00 1,602060

38,10 1,580925

33,20 1,521138

24,30 1,385606

23,60 1,372912

23,00 1,361728

22,20 1,346353

21,40 1,330414

19,00 1,278754

18,10 1,257679

15,70 1,195900

14,80 1,170262

14,40 1,158362

13,70 1,136721

11,80 1,071882

11,40 1,056905

11,20 1,049218

10,20 1,008600

7,80 0,892095

6,50 0,812913

5,60 0,748188

4,60 0,662758

4,20 0,623249

3,70 0,568202

3,60 0,556303

3,60 0,556303

MEDIA 1,140608

DESV.EST. 0,36175350

COEF.ASIM 0,0603160


YT = Y + KT SY

MEDIA = Y = 1,140608

DESV.EST. = SY = 0,361753

KT = z + ( z2 - 1)k + (1/3) (z3 - 6z)k2 - (z2 - 1)k3 - zk4 + (1/3) k5


K = Cs/6

z = w + (( 2,515517+0,802853w+0,010328w2)/(1 + 1,432788w + 0,189269w2 + 0,001308w3))


PARA UN PERIODO DE

RECURENCIA T = 25 P = 1/T = 0,04

w = 2,537272482

z = 1,751077827

k = Cs/6 = 0,010052666

KT = 1,77167422

YT = 1,781517685

XT =

60 mm/h

T W Z k KT YT XT

5 1.79412258 0.841458003 0.0100527 0.838373431 1.443892860 28

10 2.14596603 1.281730055 0.0100527 1.288003440 1.606548089 40 15 2.32725168 1.501386488 -0.0177101 1.478594068 1.654657784 45

20 2.44774683 1.645212737 -0.0177101 1.614429412 1.702336573 50

25 2.53727248 1.751077827 0.0100527 1.771674220 1.781517685 60

50 2.79714962 2.054189876 0.0100527 2.086429924 1.895381662 79

65 2.8894246 2.160489077 0.0100527 2.197258665 1.935474347 86

100 3.03485426 2.326786610 0.0100527 2.371107992 1.998364949 100


CUADRO N° 05


INTENSIDAD (mm./h.)

LOG (X)

62,10 1,793092

38,10 1,580925

35,00 1,544068

34,20 1,534026

33,20 1,521138

24,30 1,385606

17,30 1,238046

14,60 1,164353

13,80 1,139879

13,30 1,123852

12,80 1,107210

12,70 1,103804

12,40 1,093422

12,00 1,079181

10,60 1,025306

8,60 0,934498

8,60 0,934498

8,60 0,934498

8,10 0,908485

8,00 0,903090

5,80 0,763428

4,00 0,602060

3,80 0,579784

3,60 0,556303

3,50 0,544068

3,00 0,477121

2,30 0,361728

2,10 0,322219

MEDIA 1,009132

DESV.EST. 0,38212555

COEF.ASIM 0,0486524

Coef.DeAsim

etría=

Cs = 0,04865236

YT = Y + KT SY

MEDIA = Y = 1,009132

DESV.EST. = SY = 0,382126


KT = z + ( z2 - 1)k + (1/3) (z3 - 6z)k2 - (z2 - 1)k3 - zk4 + (1/3) k5

K = Cs/6

z = w + (( 2,515517 + 0,802853w + 0,010328w2)/(1 + 1,432788w + 0,189269w2 + 0,001308w3))


PARA UN PERIODO DE RECURENCIA

T = 50 P = 1/T = 0,02

w = 2,797149623

z = 2,054189876

k = Cs/6 = 0,008108727

KT = 2,080215633

YT = 1,804035266

XT = 64 mm/h

T W Z K KT YT XT

5 1.79412258 0.841458003 0.0081087 0.838993229 1.329732469 21

10 2.14596603 1.281730055 0.0081087 1.286819854 1.500858466 32 15 2.32725168 1.501386488 0.0059518 1.508784348 1.583608951 38

20 2.44774683 1.645212737 0.0059518 1.655306506 1.639447309 44

25 2.53727248 1.751077827 0.0081087 1.767718972 1.684622307 48

50 2.79714962 2.054189876 0.0081087 2.080215633 1.804035266 64

65 2.8894246 2.160489077 0.0081087 2.190164509 1.846049541 70

100 3.03485426 2.326786610 0.0081087 2.362545759 1.911920821 82


CUADRO N° 06


INTENSIDAD (mm./h.)

LOG (X)

34.60 1,539076

32,80 1,515874

29,50 1,469822

28,50 1,454845

25,20 1,401401

19,20 1,283301

10,10 1,004321

9,60 0,982271

9,40 0,973128

7,50 0,875061

7,40 0,869232

7,30 0,863323

7,20 0,857332

7,00 0,845098

6,40 0,806180

6,10 0,785330

6,10 0,785330

5,30 0,724276

5,00 0,698970

4,80 0,681241

4,40 0,643453

2,70 0,431364

2,60 0,414973

2,40 0,380211

2,10 0,322219

1,90 0,278754

1,30 0,113943

1,10 0,041393

MEDIA 0,822919

DESV.EST. 0,40983276

COEF.ASIM 0,0995235

Coef.DeAsim

etría=

Cs = 0,0995235

YT = Y + KT SY

MEDIA = Y = 0,822919

DESV.EST. = SY = 0,409833


KT = z + ( z2 - 1)k + (1/3) (z3 - 6z)k2 - (z2 - 1)k3 - zk4 + (1/3) k5

K = Cs/6

z = w + (( 2,515517 + 0,802853w + 0,010328w2)/(1 + 1,432788w + 0,189269w2 + 0,001308w3))


PARA UN PERIODO DE RECURENCIA T = 65 P = 1/T = 0,015384615

w = 2,889424604

z = 2,160489077

k = Cs/6 = 0,016587249

KT = 2,221045461

YT = 1,733175835

XT = 54 mm/h

T W Z k KT YT XT

5 1.79412258 0.841458003 0.0165872 0.836208260 1.165624186 15

10 2.14596603 1.281730055 0.0165872 1.291877651 1.352372429 23 15 2.32725168 1.501386488 0.0185708 1.524022503 1.450421937 28

20 2.44774683 1.645212737 0.0185708 1.676273951 1.513031590 33

25 2.53727248 1.751077827 0.0165872 1.784870915 1.554417218 36

50 2.79714962 2.054189876 0.0165872 2.107245528 1.686536895 49

65 2.8894246 2.160489077 0.0165872 2.221045461 1.733175835 54

100 3.03485426 2.326786610 0.0165872 2.399856281 1.806458367 64


CUADRO N° 07


INTENSIDAD (mm./h.)

LOG (X)

33,40 1,523746

29,50 1,469822

24,60 1,390935

20,00 1,301030

14,40 1,158362

10,40 1,017033

7,90 0,897627

7,70 0,886491

7,10 0,851258

6,40 0,806180

5,40 0,732394

5,30 0,724276

5,20 0,716003

5,20 0,716003

5,20 0,716003

5,00 0,698970

5,00 0,698970

4,10 0,612784

3,50 0,544068

3,40 0,531479

2,90 0,462398

1,90 0,278754

1,80 0,255273

1,80 0,255273

1,40 0,146128

1,30 0,113943

0,90 -0,045757

0,70 -0,154902

MEDIA 0,689448

DESV.EST. 0,42906610

COEF.ASIM 0,0900551


YT = Y + KT SY

MEDIA = Y = 0,689448

DESV.EST. = SY = 0,429066


KT = z + ( z2 - 1)k + (1/3) (z3 - 6z)k2 - (z2 - 1)k3 - zk4 + (1/3) k5

K = Cs/6

z = w + (( 2,515517 + 0,802853w + 0,010328w2)/(1 + 1,432788w + 0,189269w2 + 0,001308w3))


PARA UN PERIODO DE RECURENCIA T

= 100 P = 1/T = 0,01

w = 3,034854259

z = 2,32678661

k = Cs/6 = 0,015009187

KT = 2,39291876

YT = 1,716168344

XT = 52 mm/h

T W Z k KT YT XT

5 1,79412258 0,841458003 0,0150092 0,836742658 1,048465931 11

10 2,14596603 1,281730055 0,0150092 1,290956834 1,243353837 18 15 2.32725168 1.501386488 0.0150092 1.519783801 1.341535731 22

20 2.44774683 1.645212737 0.0150092 1.670416580 1.406167150 25

25 2,53727248 1,751077827 0,0150092 1,781698077 1,453914269 28

50 2,79714962 2,054189876 0,0150092 2,102229289 1,591443346 39

65 2,8894246 2,160489077 0,0150092 2,215309815 1,639962366 44

100 3,03485426 2,326786610 0,0150092 2,392918760 1,716168344 52


CUADRO N° 08


INTENSIDAD (mm./h.)

LOG (X)

22,80 1,357935

16,50 1,217484

14,60 1,164353

13,40 1,127105

11,40 1,056905

9,70 0,986772

5,60 0,748188

4,80 0,681241

4,60 0,662758

4,00 0,602060

3,00 0,477121

3,00 0,477121

3,00 0,477121

2,90 0,462398

2,80 0,447158

2,80 0,447158

2,60 0,414973

2,60 0,414973

2,40 0,380211

2,30 0,361728

1,60 0,204120

1,00 0,000000

1,00 0,000000

0,90 -0,045757

0,70 -0,154902

0,70 -0,154902

0,40 -0,397940

0,40 -0,397940

MEDIA 0,464909

DESV.EST. 0,46834440

COEF.ASIM 0,0179788


YT = Y + KT SY

MEDIA = Y = 0,464909

DESV.EST. = SY = 0,468344


KT = z + ( z2 - 1)k + (1/3) (z3 - 6z)k2 - (z2 - 1)k3 - zk4 + (1/3) k5

K = Cs/6

z = w + ((2,515517+0,802853w+0,010328w2)/(1+1,432788w+0,189269w2+0,001308w3))


PARA UN PERIODO DE

RECURENCIA T = 100 P = 1/T = 0,01

w = 3,034854259

z = 2,32678661

k = Cs/6 = 0,002996475

KT = 2,340008657

YT = 1,5608386

XT = 36 mm/h

T W Z k KT YT XT

5 1,79412258 0,841458003 0,0029965 0,840569867 0,858584841 7

10 2,14596603 1,281730055 0,0029965 1,283639552 1,066094047 12 15 2.32725168 1.501386488 0.0029965 1.505127685 1.169826773 15

20 2.44774683 1.645212737 0.0029965 1.650310633 1.237822394 17

25 2,53727248 1,751077827 0,0029965 1,757253932 1,287908688 19

50 2,79714962 2,054189876 0,0029965 2,063826582 1,431490272 27

65 2,8894246 2,160489077 0,0029965 2,171470573 1,481904732 30

100 3,03485426 2,326786610 0,0029965 2,340008657 1,560838600 36


CUADRO N° 09


INTENSIDAD (mm./h.)

LOG (X)

12,40 1,093422

9,30 0,968483

8,70 0,939519

7,40 0,869232

6,60 0,819544

5,40 0,732394

2,90 0,462398

2,60 0,414973

2,40 0,380211

2,30 0,361728

1,80 0,255273

1,70 0,230449

1,70 0,230449

1,50 0,176091

1,50 0,176091

1,40 0,146128

1,30 0,113943

1,30 0,113943

1,20 0,079181

1,20 0,079181

0,80 -0,096910

0,50 -0,301030

0,50 -0,301030

0,50 -0,301030

0,40 -0,397940

0,30 -0,522879

0,30 -0,522879

0,20 -0,698970

MEDIA 0,196427

DESV.EST. 0,47543750

COEF.ASIM 0,0919842


YT = Y + KT SY

MEDIA = Y = 0,196427

DESV.EST. = SY = 0,475437


KT = z + ( z2 - 1)k + (1/3) (z3 - 6z)k2 - (z2 - 1)k3 - zk4 + (1/3) k5

K = Cs/6

z = w + (( 2,515517 + 0,802853w + 0,010328w2)/(1 + 1,432788w + 0,189269w2 + 0,001308w3))



= 100 P = 1/T = 0,01

w = 3,034854259

z = 2,32678661

k = Cs/6 = 0,015330701

KT = 2,394332478

YT = 1,334782814

XT = 22 mm/h

T W Z k KT YT XT

5 1,79412258 0,841458003 0,0153307 0,836634375 0,594194723 4

10 2,14596603 1,281730055 0,0153307 1,291145206 0,810286217 6 15 2.32725168 1.501386488 0.0153307 1.520168460 0.919172459 8

20 2.44774683 1.645212737 0.0153307 1.670947312 0.990858380 10

25 2,53727248 1,751077827 0,0153307 1,782345243 1,043821134 11

50 2,79714962 2,054189876 0,0153307 2,103251852 1,196392169 16

65 2,8894246 2,160489077 0,0153307 2,216478853 1,250224531 18

100 3,03485426 2,326786610 0,0153307 2,394332478 1,334782814 22


CUADRO N° 10


INTENSIDAD (mm./h.)

LOG (X)

6.20 0.79239169

4.60 0.66275783

4.50 0.65321251

3.70 0.56820172

3.30 0.51851394

2.70 0.43136376

1.50 0.17609126

1.50 0.17609126

1.40 0.14612804

1.30 0.11394335

1.20 0.07918125

1.00 0.00000000

1.00 0.00000000

0.80 -0.09691001

0.80 -0.09691001

0.70 -0.15490196

0.70 -0.15490196

0.70 -0.15490196

0.60 -0.22184875

0.60 -0.22184875

0.50 -0.30103000

0.30 -0.52287875

0.30 -0.52287875

0.20 -0.69897000

0.20 -0.69897000

0.20 -0.69897000

0.10 -1.00000000

0.10 -1.00000000

MEDIA -0.07957301

DESV.EST. 0.48141292

COEF.ASIM -0.10925718

Coef. De Asimetría = Cs = -0,1092572

YT = Y + KT SY

MEDIA = Y = -0,079573

DESV.EST. = SY = 0,481413


KT = z + ( z2 - 1)k + (1/3) (z3 - 6z)k2 - (z2 - 1)k3 - zk4 + (1/3) k5

K = Cs/6

z = w + (( 2,515517 + 0,802853w + 0,010328w2)/(1 + 1,432788w + 0,189269w2 + 0,001308w3))



= 100 P = 1/T = 0,01

w = 3,034854259

z = 2,32678661

k = Cs/6 = -0,01820953

KT = 2,24628658

YT = 1,00181838

XT = 10 mm/h

T W Z k KT YT XT

5 1.79412258 0.841458 -0.0182095 0.846280210 0.327837219 2

10 2.14596603 1.28173005 -0.0182095 1.269410854 0.531537779 3 15 2.32725168 1.50138649 -0.0182095 1.477934595 0.631923803 4

20 2.44774683 1.64521274 -0.0182095 1.613545340 0.697208568 5

25 2.53727248 1.75107783 -0.0182095 1.712896430 0.745037467 6

50 2.79714962 2.05418988 -0.0182095 1.995175723 0.880930366 7

65 2.8894246 2.16048908 -0.0182095 2.093405506 0.928219453 8

100 3.03485426 2.32678661 -0.0182095 2.246286581 1.001818378 10


CUADRO N° 11

INTENSIDADES MAXIMA HORARIAS

Td Tr = 5 Tr = 10 Tr = 15 Tr = 20 Tr = 25 Tr =50 Tr = 65 Tr =100

10 33 47 52 57 68 86 94 107

15 31 44 49 55 65 84 91 105

30 28 40 45 50 60 79 86 100

60 21 32 38 44 48 64 70 82

120 15 23 28 33 36 49 54 64

180 11 18 22 25 28 39 44 52

360 7 12 15 17 19 27 30 36

720 4 6 8 10 11 16 18 22

1440 2 3 4 5 6 7 8 10


7.3 ESTIMACION DE LAS ECUACIONES I = F[TD], INTENSIDAD- FRECUENCIA - DURACIÓN.

Para el análisis y determinación de la función frecuencia intensidad - duración, se ha utilizado la ecuación paramétrica: a I = -------------- (td + c)b Donde:

I : Intensidad en mm./hora td : Duración en minutos. Para encontrar a, b y c tomamos tres puntos representativos, los dos primeros son obtenidos del cuadro N°15 perteneciente a la intensidad máxima y el tercer punto representativo correspondiente a la máxima precipitación diaria, los tres puntos corresponden al mismo período de retorno o sea: Para T = 5 años

Pto 1 10 min. 33.00 mm/h

Pto 2 60 min. 2 21.00 mm/h

Pto 3 1440 min. 2 mm/h

Tabulando la función I = f(td) por los puntos 1, 2 y 3 Tomando logaritmos a la ecuación paramétrica se tiene:

log I1= log a – b log(td1 + c) log I2= log a – b log(td2 + c) log I3= log a – b log(td3 + c)


1440 + c 0.179 60 + c [--------------] = [ ----------- ]

10+c 10 + c Resolviendo el sistema de ecuaciones se obtuvieron los siguientes valores para los parámetros: a = 3067.546 b = 1.001 c = 85.540 La tormenta de diseño tendrá una función intensidad duración I = f(td) dada por: 3067.546 I = -------------------------------------- (td + 85.540) 1.001 De manera similar se obtienen las funciones Intensidad – Duración – Frecuencia para 10, 15, 20, 25, 50, 65 y 100 años de período de retorno respectivamente: 16,483.235 I = -------------------------------------- (td + 149.561) 1.168 12,137.043 I = -------------------------------------- (td + 139.73) 1.089 26,586.071 I = -------------------------------------- (td + 189.961) 1.160 18.151.764 I = -------------------------------------- (td + 177.894) 1.085


730,696.621 I = -------------------------------------- (td + 375.928) 1.540 1,535,346.782 I = -------------------------------------- (td + 433.073) 1.614 28,683,276.680 I = -------------------------------------- (td + 660.657) 1.944 Para tales períodos de retorno el gráfico Nº 01 presenta los resultados obtenidos.


010

2030

4050

6070

8090

100

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420

INT

EN

SID

AD

(m

m/h

)

DURACION (minutos)

CURVA - INTENSIDAD - DURACION - FRECUENCIAGRAFICO N° 01

TR = 25

TR = 10

TR = 5

TR=50

TR=65

TR=100


7.4 ESTIMACION DE LA TORMENTA DE DISEÑO En este caso, se ha adoptado el concepto de tormenta de diseño, debido a las dificultades que se presentan para estimar la relación caudal – frecuencia; para cuencas sin estaciones o con un registro corto, generalmente, se supone que la probabilidad de la tormenta de diseño es igual al de la avenida. El empleo de la tormenta de diseño, es únicamente aplicable, en aquellos casos en los cuales se ha tomado la decisión de diseñar la estructura para el evento máximo probable. En los cuadros N°12, N°13, N°14, N° 15, N° 16 y N°17 se presentan los valores de la tormenta de diseño (T=10 años), (T=15 años) y (T= 20 años) ordenados por incrementos en el tiempo de duración (td) en el primero y, según una distribución simétrica en el tiempo en el segundo.

CUADRO N°12

TORMENTA DE DISEÑO (PERIODO DE RETORNO: 10 AÑOS)

td. mm./h. T(min)

ACUMULADO P(m.m) DT DP Ip(m.m./h)

5 45.67 5 3.806 5 3.81 45.67

10 44.00 10 7.333 5 3.53 42.33

15 42.44 15 10.611 5 3.28 39.33

20 40.98 20 13.661 5 3.05 36.61

25 39.62 25 16.507 5 2.85 34.14

30 38.33 30 19.165 5 2.66 31.90

35 37.12 35 21.653 5 2.49 29.86

40 35.98 40 23.986 5 2.33 27.99

45 34.90 45 26.175 5 2.19 26.28

50 33.88 50 28.234 5 2.06 24.71

55 32.92 55 30.173 5 1.94 23.26

60 32.00 60 32.000 5 1.83 21.93

65 31.13 65 33.725 5 1.72 20.70

70 30.30 70 35.355 5 1.63 19.56

75 29.52 75 36.896 5 1.54 18.50

80 28.77 80 38.357 5 1.46 17.52

85 28.05 85 39.741 5 1.38 16.61

1440 3.00 1440 72.000 1355 33.64 1.49


CUADRO N°13 TORMENTA DE DISEÑO

(PERIODO DE RETORNO: 15 AÑOS)

td. mm./h. T(min)


5 53.96 5 4.497 5 4.50 53.96

10 52.00 10 8.667 5 4.17 50.04

15 50.17 15 12.543 5 3.88 46.52

20 48.47 20 16.155 5 3.61 43.34

25 46.87 25 19.528 5 3.37 40.47

30 45.37 30 22.683 5 3.16 37.86

35 43.95 35 25.640 5 2.96 35.49

40 42.63 40 28.417 5 2.78 33.32

45 41.37 45 31.028 5 2.61 31.34

50 40.19 50 33.488 5 2.46 29.52

55 39.06 55 35.808 5 2.32 27.84

60 38.00 60 38.000 5 2.19 26.30

65 36.99 65 40.073 5 2.07 24.88

70 36.03 70 42.037 5 1.96 23.57

75 35.12 75 43.899 5 1.86 22.35

80 34.25 80 45.667 5 1.77 21.21

85 33.42 85 47.347 5 1.68 20.16

1440 4.00 1440 96.000 1355 48.65 2.15

CUADRO N°14

TORMENTA DE DISEÑO (PERIODO DE RETORNO: 20 AÑOS)

td. mm./h. T(min)


5 58.70 5 4.892 5 4.89 58.70

10 57.00 10 9.500 5 4.61 55.30

15 55.39 15 13.848 5 4.35 52.17

20 53.86 20 17.954 5 4.11 49.28

25 52.41 25 21.839 5 3.88 46.61

30 51.03 30 25.517 5 3.68 44.14

35 49.72 35 29.004 5 3.49 41.84

40 48.47 40 32.312 5 3.31 39.71

45 47.27 45 35.456 5 3.14 37.72

50 46.13 50 38.445 5 2.99 35.87

55 45.04 55 41.290 5 2.84 34.14

60 44.00 60 44.000 5 2.71 32.52

65 43.00 65 46.584 5 2.58 31.01

70 42.04 70 49.050 5 2.47 29.59

75 41.12 75 51.405 5 2.36 28.26

80 40.24 80 53.656 5 2.25 27.01

85 39.39 85 55.809 5 2.15 25.83

1440 5.00 1440 120.000 1355 66.34 2.94


0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

680 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 680

ip(m

m./h.)

Parc

ial

DT Min.

GRAFICO N°2HISTOGRAMA DE LA TORMENTA DE DISEÑO

CUADRO N° 15

TORMENTA DE DISEÑO ORDENADA (10 años)

EN EL TIEMPO

( SIMETRICA)

DT Min

T Acumulado ip (mm./h.)

Parcial DP

m.m P(m.m.)

acumulado

680 10 1.49 16.88 16.88

5 685 17.52 1.46 18.34

5 690 19.56 1.63 19.97

5 695 21.93 1.83 21.80

5 700 24.71 2.06 23.86

5 705 27.99 2.33 26.19

5 710 31.90 2.66 28.85

5 715 36.61 3.05 31.90

5 720 42.33 3.53 35.43

5 725 45.67 3.81 39.23

5 730 39.33 3.28 42.51

5 735 34.14 2.85 45.36

5 740 29.86 2.49 47.85

5 745 26.28 2.19 50.04

5 750 23.26 1.94 51.97

5 755 20.70 1.72 53.70

5 760 18.50 1.54 55.24

5 765 16.61 1.38 56.62

680 1440 1.49 16.88 73.51


0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

680 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 680

ip(m

m./h.)

Parc

ial

DT Min.


CUADRO N°16


EN EL TIEMPO

( SIMETRICA)

DT Min


Parcial DP

m.m P(m.m.)

acumulado

680 10 2.15 24.42 24.42

5 685 21.21 1.77 26.18

5 690 23.57 1.96 28.15

5 695 26.30 2.19 30.34

5 700 29.52 2.46 32.80

5 705 33.32 2.78 35.58

5 710 40.47 3.37 38.95

5 715 46.52 3.88 42.83

5 720 53.96 4.50 47.32

5 725 50.04 4.17 51.49

5 730 43.34 3.61 55.10

5 735 37.86 3.16 58.26

5 740 35.49 2.96 61.22

5 745 31.34 2.61 63.83

5 750 27.84 2.32 66.15

5 755 24.88 2.07 68.22

5 760 22.35 1.86 70.08

680 1440 2.15 24.42 94.50


0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

680 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 680

ip(m

m./h.)

Parc

ial

DT Min.


CUADRO N°17


EN EL TIEMPO

( SIMETRICA)

DT Min


Parcial DP

m.m P(m.m.)

acumulado

680 10 2.94 33.29 33.29

5 685 27.01 2.25 35.55

5 690 29.59 2.47 38.01

5 695 32.52 2.71 40.72

5 700 35.87 2.99 43.71

5 705 39.71 3.31 47.02

5 710 44.14 3.68 50.70

5 715 49.28 4.11 54.80

5 720 55.30 4.61 59.41

5 725 58.70 4.89 64.30

5 730 52.17 4.35 68.65

5 735 46.61 3.88 72.54

5 740 41.84 3.49 76.02

5 745 37.72 3.14 79.17

5 750 34.14 2.84 82.01

5 755 31.01 2.58 84.60

5 760 28.26 2.36 86.95

5 765 25.83 2.15 89.10

680 1440 2.94 33.29 122.40


7.5 DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE CONCENTRACIÓN El tiempo de concentración, se define como el tiempo máximo que tarda la partícula más alejada del área, en ser drenada hasta el punto de recolección, medición o entrada de una estructura hidráulica menor. Otra definición del tiempo de concentración de la cuenca, es el tiempo de recorrido del agua del punto hidráulicamente más distante de la cuenca hasta el punto de interés. Para el diseño de los colectores de aguas de lluvia en zonas urbanas, este tiempo de concentración representa la suma de dos tiempos. A) El tiempo que tarda la partícula más alejada en escurrir sobre la superficie hasta el

sistema admisión del sistema de drenaje B) El tiempo de traslado que existe en una cierta longitud de colector comprendida

entre dos sumideros consecutivos. El cálculo del tiempo de concentración para la premisa a), está dada mediante la siguiente relación:

Tc = 0.0195 ( L 3 / H ) 0.385 Donde: Tc : Tiempo de concentración en minutos L : Longitud del curso de agua más largo en metros. H : Diferencia de elevación en metros

7.6 DETERMINACION DEL AREA DE LA MICROCUENCA Para la determinación de la superficie de la cuenca, se ha obtenido información cartográfica del plano a curvas de nivel de la ciudad de Piura escala 1/2500. La delimitación de la cuenca se ha definido teniendo en cuenta las cotas de máxima altitud (divortiun acuarum), las mismas que han sido unidas mediante una polilínea perpendicular a las curvas de nivel, cerrando hacia el punto de descarga o de interés, en el curso de agua. El cálculo del área de la microcuenca, se ha determinado mediante autocad.


Para el efecto se adjunta un CD ROM que contiene el plano con la delimitación total de la microcuenca de la Av. Vice..

7.7 CARACTERISTICAS DEL HIDROGRAMA TRIANGULAR En los siguientes cuadros, se muestran características de los hidrogramas triangulares unitarios, para duraciones de lluvia de 5 minutos de la cuenca Vice, ver cuadros N° 18 y 19.

CUADRO N° 18 CARACTERÍSTICAS DE HIDROGRAMA TRIANGULAR DEL

ESCURRIMIENTO HASTA EL SISTEMA DE ADMISIÓN Hidrograma Triangular Unitario de: Microcuenca Av. Vice

Hidrograma del escurrimiento sobre la cuenca natural

CUENCA

VICE

PARA 5

MIN.

Tiempo de retardo TL 13.00

Tiempo de concentración Tc 21.66

Tiempo De Recesión Tr 25.91

Tiempo De Ocurrencia Del Pico Tp 15.52

Caudal qp 3.25

2.50

3.25

HIDROGRAMA TRIANGULAR PARA h = 1 cm D = 5 min

1

13.00

5.00

25.91 15.52 41.43


7.8 ESTIMACION DE LA PRECIPITACION EFECTIVA

Precipitación Excedente o Escurrimiento Superficial

Cuando se produce una lluvia, una parte inicial de esta es retenida: en la cobertura vegetal, como intercepción y en las depresiones del terreno, como almacenamiento superficial. Al continuar la lluvia, el suelo se cubre de una delgada capa de agua, conocida como detención superficial y escorrentía superficial. Inmediatamente debajo de la superficie, tiene lugar la escorrentía subsuperficial; las dos escorrentías, la superficial y la subsuperficial, constituyen la escorrentía directa. La infiltración, viene a ser el paso del agua a través de la superficie del suelo hacia el interior de la tierra; la percolación, es el movimiento del agua dentro del suelo; ambos fenómenos, la infiltración y la percolación, están muy relacionados, esto ocurre porque la primera no puede continuar sino no se da la segunda. El agua infiltrada en exceso, de la escorrentía subsuperficial, puede formar parte del agua subterránea, la que eventualmente puede llegar a los cursos del agua. Generalmente, constituye una preocupación, la obtención de la escorrentía directa, entendiéndose esta como una lluvia específica en un determinado lugar. Por la presencia de los fenómenos de infiltración y percolación, el agua de lluvia llega hasta el nivel del agua subterránea, pero no a un ritmo constante. La tasa de infiltración disminuye a medida que progresa la tormenta, dado que se van llenando los espacios capilares del suelo. La capacidad de infiltración, viene a ser la tasa máxima a la cual puede penetrar agua a un suelo, en un área dada y, con una tasa de abastecimiento suficiente. Al inicio de una tormenta es máxima y, se aproxima a una tasa mínima a medida que el suelo se satura. El valor límite está controlado por la permeabilidad del suelo. Existen diversas fórmulas para determinar la infiltración, la mayor parte de ellas señalan que la capacidad de infiltración es una función exponencial del tiempo. La forma de obtener la escorrentía directa, por separación en el histograma, es aparentemente sencilla. En primer lugar, se necesita de una estación con pluviógrafo; en segundo lugar, el suelo de la cuenca no es homogéneo; y en tercer lugar, la determinación de la retención presenta ciertas complicaciones. Factores de la Infiltración La capacidad de infiltración depende de muchos factores: tipo de suelo, contenido de materia orgánica, contenido de humedad, cobertura vegetal y, época del año.


De todas las características del suelo, que afectan la infiltración, la porosidad es probablemente la más importante. La porosidad, define la capacidad de almacenamiento y, también influye en la resistencia al flujo. La infiltración, tiende a aumentar con el aumento de la porosidad. El incremento del contenido de materia orgánica, tiende a incrementar la capacidad de infiltración, debido principalmente al aumento que produce en la porosidad. La infiltración, para un mismo tipo de suelo, es menor en un suelo húmedo que en un suelo seco y, esta disminución es más notoria en los momentos iniciales. El efecto de la cobertura vegetal, en la capacidad de infiltración, es difícilmente determinable, puesto que también influye en la intercepción. La presencia de vegetación, incrementa la capacidad de infiltración; esto lo podemos corroborar a través de una comparación con un suelo desnudo. Esto obedece a que: retarda el flujo de superficie, dando al agua más tiempo para que penetre en el suelo; los sistemas de raíces hacen al suelo más permeable; el follaje protege al suelo de la erosión causada por las gotas de agua y, disminuye la compactación de la superficie del suelo. En el presente estudio se utilizará el método de abstracción de la precipitación de una tormenta, desarrollado por el Servicio de Conservación de Suelos (SCS) de los Estados Unidos. Para la tormenta como un todo, la profundidad de exceso de precipitación o escorrentía directa Pe, es siempre menor o igual a la profundidad de precipitación P; de manera similar, después de que la escorrentía se inicia, la profundidad adicional del agua retenida en la cuenca Fa, es menor igual a alguna retención potencial máxima S . Existe una cierta cantidad de precipitaciones “Ia” (Abstracción inicial antes del encharcamiento) para la cual no ocurrirá escorrentía, luego la escorrentía potencial es la diferencia entre Pe y Ia. La hipótesis del método SCS, consiste en que las relaciones de las dos cantidades reales y las dos cantidades potenciales son iguales es decir: Fa Pe ------- = ----------- S P- Ia Del principio de continuidad P = Pe + Ia + Fa Combinando estas dos ecuaciones, Pe resulta


( P - Ia)2 Pe = -------------------- P - Ia + S La cual es la ecuación básica para el cálculo de la profundidad de exceso de precipitación o escorrentía directa de una tormenta utilizando el método SCS. Al estudiar los resultados obtenidos para muchas cuencas experimentales pequeñas se desarrolló una relación empírica: Ia = 0.2 S

(P - 0.2S)2 Pe = -------------------

P + 0.8S

1.- Asignar a la cuenca una de las curvas de escorrentía un número en escala de 100

a cero, según los tipos de suelo y de cubierta vegetal. 2.- Hallar la lámina de escorrentía directa que es de esperar ocurra en dicha cuenca,

después de una lluvia intensa y prolongada P. Para el cálculo de las pérdidas por infiltración y almacenamiento inicial y, por tanto, determinación de la precipitación excedente o escurrimiento superficial se empleó la fórmula propuesta, el cual consiste en la determinación de la capacidad de almacenamiento del suelo (S) en pulgadas según la expresión:

S = 1000 - 10


CN Y luego Pe = (P - 0.2S)2 P + 0.8S

Fa = P - Pe En donde:

Q: Escurrimiento superficial o precipitación excedente en pulgadas. P: Precipitación total en pulgadas. S: Capacidad de almacenamiento del suelo en pulgadas. F: Infiltración en pulgadas. El valor de CN = 86, corresponde a la descripción del uso de la tierra en aéreas comerciales, industriales y residenciales, calles pavimentadas, veredas y aéreas abiertas (jardines y zonas con césped etc) etc., para grupo hidrológico de suelo B de arenas poco profundas, depositados por el viento y marga arenosas. Así mismo, para los períodos de retorno de 10, 15 y 20 años le corresponde una precipitación acumulada de 72.21 mm. (24 horas) para TR = 10, P = 94.50 mm para TR = 15 y P= 120.24 mm para TR 20, ver resultado en el cuadro N° 19.

En los cuadros N° 21 al N° 23 se presenta el hietograma de la tormenta de diseño para las estaciones Miraflores.

CUADRO N° 19 ESCURRIMIENTO SUPERFICIALES

ESTACION MIRAFLORES

TR CN S Pe F P

5 86 8.13 39.13 24.86 72.12

10 86 8.13 58.72 27.65 94.50

25 86 8.13 82.27 29.84 120.24

CN: Curva Número.

Pe: Escurrimiento superficiales en mm.

P: Precipitaciones Totales en mm.

F: Infiltración en m.

S: Capacidad de almacenamiento del Suelo en mm.


CUADRO N° 20

NÚMEROS DE CURVA DE ESCORRENTÍA PARA USOS SELECTOS DE TIERRA. AMC II. Descripción del uso

de la tierra Detalles de

la descripción Tratamiento

o uso Condición hidrológica

Grupo hidrológico de suelo

A B C D

Tierra cultivada

baldío filas rectas no aplicable 77 86 91 94

general sin tratamientos

de conservación no disponible 72 81 88 91

cultivos en filas

filas rectas pobre 72 81 88 91

bueno 67 78 85 89

en contorno pobre 70 79 84 88

bueno 65 75 82 86

en contorno y terraza pobre 66 74 80 82

bueno 62 71 78 81

general con tratamientos

de conservación no disponible 62 71 78 81

granos pequeños

filas rectas pobre 65 76 84 88

bueno 63 75 83 87


bueno 61 73 81 84


bueno 59 70 78 81

grano cerrado filas rectas pobre 66 77 85 89

grano cerrado: legumbres

o pradera de rotación

filas rectas bueno 58 72 81 85


bueno 55 69 78 83


bueno 51 67 76 80

Pastizales o campo de animales

pobre 68 79 86 89

aceptable 49 69 79 84

bueno 39 61 74 80

en contorno

pobre 47 67 81 88


bueno 6 35 70 79

Vegas de ríos y praderas

bueno 30 58 71 78

Bosques

troncos delgados,

cubierta pobre,

sin hierbas

pobre 45 66 77 83


bueno 25 55 70 77

Haciendas

no disponible

59 74 82 86

Calles y carreteras

pavimentados con

cunetas y

alcantarillados1

95 95 95 95

superficie dura 74 84 90 92

grava 76 85 89 91

tierra 72 82 87 89


Áreas abiertas

césped, parques,

campos de golf,

cementerios, etc.

bueno (cubierto

de pasto 75%+) 39 61 74 80

aceptable (cubierto

de pasto 50% - 75%) 49 69 79 84

Áreas comerciales de negocios

85% impermeables

no disponible

89 92 94 95

Distritos industriales 72% impermeables 81 88 91 93

Residencial

1/8 acre o menos 65% impermeable 77 85 90 92

1/4 acre 38% impermeable 61 75 83 87



1 acre 65% impermeable 51 68 79 84

Parqueadores pavimentados, techos, accesos, etc.

98 98 98 98


CUADRO Nº 21 CALCULO DE LA PRECIPITACION EFECTIVA Tr = 10 AÑOS

ESTACION MIRAFLORES

GRAFICON°05

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

680 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

680

Ie (

mm

/h)

DURACION (min.)

HIETOGRAMA DE PRECIPITACIONES EFECTIVAS

Series1

Δt i (mm/hr) P(mm) P acum (mm) Abs acumulada

Pe acum (mm) Pe (mm) Ie (mm/hr) Ia Fa

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

680 1.49 16.88 16.88 8.133 7.201 1.550 1.550 0.14

5 17.52 1.46 18.34 8.133 8.162 2.050 0.500 6.00

5 19.56 1.63 19.97 8.133 9.171 2.670 0.621 7.45

5 21.93 1.83 21.80 8.133 10.230 3.439 0.768 9.22

5 24.71 2.06 23.86 8.133 11.341 4.386 0.948 11.37

5 27.99 2.33 26.19 8.133 12.506 5.554 1.168 14.01

5 31.90 2.66 28.85 8.133 13.725 6.993 1.439 17.27

5 36.61 3.05 31.90 8.133 15.001 8.768 1.775 21.30

5 42.33 3.53 35.43 8.133 16.333 10.964 2.196 26.35

5 45.67 3.81 39.23 8.133 17.623 13.479 2.515 30.18

5 39.33 3.28 42.51 8.133 18.629 15.750 2.271 27.25

5 34.14 2.85 45.36 8.133 19.434 17.791 2.040 24.48

5 29.86 2.49 47.85 8.133 20.091 19.622 1.831 21.97

5 26.28 2.19 50.04 8.133 20.637 21.266 1.644 19.73

5 23.26 1.94 51.97 8.133 21.096 22.745 1.479 17.75

5 20.70 1.72 53.70 8.133 21.488 24.078 1.333 16.00

5 18.50 1.54 55.24 8.133 21.825 25.283 1.205 14.46

5 16.61 1.38 56.62 8.133 22.117 26.375 1.092 13.10


CUADRO Nº 22 CALCULO DE LA PRECIPITACION EFECTIVA Tr = 15 AÑOS

ESTACION MIRAFLORES

GRAFICON°06

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

680 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

680

Ie (

mm

/h)

DURACION (min.)


Series1

Δt i (mm/hr) P(mm) P acum (mm) Abs acumulada

Pe acum (mm) Pe (mm) Ie (mm/hr) Ia Fa

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

680 2.15 24.42 24.42 8.133 11.627 4.656 4.656 0.41

5 21.21 1.77 26.18 8.133 12.502 5.550 0.894 10.72

5 23.57 1.96 28.15 8.133 13.413 6.602 1.052 12.63

5 26.30 2.19 30.34 8.133 14.363 7.844 1.242 14.90

5 29.52 2.46 32.80 8.133 15.353 9.313 1.469 17.63

5 33.32 2.78 35.58 8.133 16.385 11.058 1.745 20.94

5 40.47 3.37 38.95 8.133 17.531 13.285 2.227 26.72

5 46.52 3.88 42.83 8.133 18.721 15.972 2.687 32.24

5 53.96 4.50 47.32 8.133 19.956 19.233 3.261 39.13

5 50.04 4.17 51.49 8.133 20.984 22.375 3.142 37.71

5 43.34 3.61 55.10 8.133 21.795 25.176 2.801 33.61

5 37.86 3.16 58.26 8.133 22.451 27.675 2.499 29.99

5 35.49 2.96 61.22 8.133 23.025 30.058 2.383 28.59

5 31.34 2.61 63.83 8.133 23.503 32.191 2.133 25.60

5 27.84 2.32 66.15 8.133 23.907 34.108 1.917 23.00

5 24.88 2.07 68.22 8.133 24.252 35.837 1.729 20.74

5 22.35 1.86 70.08 8.133 24.550 37.401 1.564 18.77

680 2.15 24.42 94.50 8.133 27.647 58.720 21.319 1.88


CUADRO Nº 23

CALCULO DE LA PRECIPITACION EFECTIVA Tr = 20 AÑOS ESTACION MIRAFLORES

Δt i (mm/hr) P(mm) P acum (mm) Abs acumulada Pe acum

(mm) Pe (mm) Ie (mm/hr)

Ia Fa

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

680 2.94 33.29 33.29 8.133 15.544 9.618 9.618 0.85

5 27.01 2.25 35.55 8.133 16.374 11.038 1.420 17.04

5 29.59 2.47 38.01 8.133 17.223 12.655 1.617 19.40

5 32.52 2.71 40.72 8.133 18.091 14.498 1.843 22.12

5 35.87 2.99 43.71 8.133 18.976 16.602 2.104 25.25

5 39.71 3.31 47.02 8.133 19.878 19.009 2.407 28.88

5 44.14 3.68 50.70 8.133 20.796 21.769 2.759 33.11

5 49.28 4.11 54.80 8.133 21.730 24.941 3.173 38.07

5 55.30 4.61 59.41 8.133 22.679 28.601 3.659 43.91

5 58.70 4.89 64.30 8.133 23.588 32.584 3.983 47.80

5 52.17 4.35 68.65 8.133 24.322 36.198 3.614 43.37

5 46.61 3.88 72.54 8.133 24.926 39.478 3.280 39.36

5 41.84 3.49 76.02 8.133 25.431 42.459 2.981 35.77

5 37.72 3.14 79.17 8.133 25.860 45.174 2.715 32.58

5 34.14 2.84 82.01 8.133 26.228 47.651 2.477 29.73

5 31.01 2.58 84.60 8.133 26.546 49.917 2.266 27.19

5 28.26 2.36 86.95 8.133 26.824 51.993 2.077 24.92

5 25.83 2.15 89.10 8.133 27.069 53.901 1.908 22.89

GRAFICO N °07

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

680 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

680

Ie (

mm

/h)

DURACION (min.)


TR 50


7.9 TRANSITO DE AVENIDA Y CAUDAL MAXIMO DE AVENIDA El hidrograma unitario, puede ser considerado como un impulso unitario en un sistema lineal. Por esta razón, es aplicable el principio de superposición; 2,00cm de escorrentía producirán un hidrograma con todas las ordenadas dos veces más grandes, que aquellas del hidrograma unitario, o sea, la suma de dos hidrogramas unitarios. Matemáticamente, el hidrograma unitario es la función kernel U= (t - T) que aparece en

q(t)= i(t)U(t – T) dt donde q(t) es el hidrograma de salida, e i(t) es el hietograma de entrada. La convulsión del hidrograma unitario y, el exceso de precipitación originan la escorrentía directa del hidrograma de una tormenta. Aplicando los valores de los cuadros N° 21 al N°23, como impulsos en intervalos de tiempos y las funciones de transformación de los hidrogramas unitarios, se obtienen como respuesta los hidrogramas resultantes que se muestran en los cuadros N°24 al N° 26 y gráficos del N° 08 al N° 10. En los cuadros N° 27 a 29 se entrega el resumen de los gastos de avenida obtenidos por el método del hidrogama triangular para la microcuenca Av Vice: Hidrograma de escurrimiento de la microcuenca natural y de hidrograma incluyendo el colector de descarga al río Piura.


CUADRO N° 24 MICROCUENCA VICE

HIDROGRAMA TRIANGULAR RESULTANTE TR=10

min. Hidrograma Unitario

Pe 0.500 0.621 0.768 0.948 1.168 1.439 1.775 2.196 2.515 2.271 2.040 1.831 1.644 1.479 1.333 1.205 1.092 mm

Q (m3/s) INTERVALO 0.050 0.062 0.077 0.095 0.117 0.144 0.178 0.220 0.252 0.227 0.204 0.183 0.164 0.148 0.133 0.120 0.109 cm

0 0 - 0.00

0 5 1.05 0.000 0.00

5 10 2.09 0.052 0.000 0.05

10 15 3.14 0.105 0.065 0.000 0.17

15 20 2.69 0.157 0.130 0.080 0.000 0.37

20 25 2.06 0.134 0.195 0.161 0.099 0.000 0.59

25 30 1.43 0.103 0.167 0.241 0.198 0.122 0.000 0.83

30 35 0.81 0.072 0.128 0.206 0.298 0.245 0.151 0.000 1.10

35 40 0.18 0.040 0.089 0.158 0.255 0.367 0.301 0.186 0.000 1.40

40 45 0.050 0.110 0.195 0.314 0.452 0.372 0.230 0.000 1.72

45 50 0.062 0.136 0.241 0.387 0.558 0.460 0.263 0.000 2.11

50 55 0.076 0.167 0.297 0.477 0.690 0.527 0.238 0.000 2.47

55 60 0.094 0.206 0.366 0.590 0.790 0.476 0.214 0.000 2.74

60 65 0.116 0.255 0.452 0.676 0.713 0.427 0.192 0.000 2.83

65 70 0.143 0.315 0.518 0.610 0.641 0.383 0.172 0.000 2.78

70 75 0.177 0.361 0.468 0.548 0.575 0.344 0.155 0.000 2.63

75 80 0.203 0.326 0.420 0.492 0.516 0.310 0.140 0.000 2.41

80 85 0.183 0.293 0.377 0.442 0.465 0.279 0.126 0.000 2.16

85 90 0.165 0.263 0.339 0.398 0.419 0.252 0.114 1.83

90 95 0.148 0.236 0.305 0.358 0.379 0.229 1.43

95 100 0.133 0.212 0.275 0.324 0.343 0.94

100 105 0.119 0.191 0.248 0.293 0.56

105 110 0.108 0.173 0.225 0.28

110 115 0.097 0.157 0.10

115 120 0.000 0.00


GRAFICO N° 08

0.0

1.0

2.0

3.0

5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 105 115

CA

UD

AL

(M

3/S

)

TIEMPO (MIN)

HIDROGRAMA TRIANGULAR RESULTANTE TR=10Q=2.83 m3/s

0.050

0.062

0.077

0.095

0.117

0.144

0.178

0.220

0.252

0.227

0.204

0.183

0.164

0.148

0.133

0.120

Q (m3/s)





Pe 0.894 1.052 1.242 1.469 1.745 2.227 2.687 3.261 3.142 2.801 2.499 2.383 2.133 1.917 1.729 1.564 mm

Q (m3/s) INTERVALO 0.089 0.105 0.124 0.147 0.174 0.223 0.269 0.326 0.314 0.280 0.250 0.238 0.213 0.192 0.173 0.156 cm

0 0 - 0.00

0 5 1.05 0.094 0.09

5 10 2.09 0.187 0.110 0.30

10 15 3.14 0.281 0.220 0.130 0.63

15 20 2.69 0.240 0.331 0.260 0.154 0.98

20 25 2.06 0.184 0.283 0.390 0.308 0.183 1.35

25 30 1.43 0.128 0.217 0.334 0.462 0.365 0.233 1.74

30 35 0.81 0.072 0.151 0.256 0.395 0.548 0.466 0.281 2.17

35 40 0.18 0.016 0.085 0.178 0.303 0.469 0.700 0.563 0.341 2.65

40 45 0.019 0.100 0.211 0.360 0.599 0.844 0.683 0.329 3.14

45 50 0.022 0.119 0.250 0.459 0.722 1.024 0.658 0.293 3.55

50 55 0.026 0.141 0.319 0.554 0.877 0.987 0.587 0.262 3.75

55 60 0.031 0.180 0.385 0.672 0.845 0.880 0.523 0.249 3.77

60 65 0.040 0.217 0.468 0.648 0.753 0.785 0.499 0.223 3.63

65 70 0.048 0.263 0.451 0.577 0.672 0.748 0.447 0.201 3.41

70 75 0.058 0.253 0.402 0.515 0.640 0.670 0.401 0.181 3.12

75 80 0.056 0.226 0.358 0.491 0.573 0.602 0.362 0.164 2.83

80 85 0.050 0.202 0.342 0.440 0.515 0.543 0.328 2.42

85 90 0.045 0.192 0.306 0.395 0.465 0.491 1.89

90 95 0.043 0.172 0.275 0.356 0.421 1.27

95 100 0.038 0.155 0.248 0.322 0.76

100 105 0.034 0.139 0.224 0.40

105 110 0.031 0.126 0.16

110 115 0.028 0.03


GRAFICO N° 09

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 105 115

CA

UD

AL

(M

3/S

)

TIEMPO (MIN)

HIDROGRAMA TRIANGULAR RESULTANTE TR=15Q= 3.77 m3/s

0.089

0.105

0.124

0.147

0.174

0.223

0.269

0.326

0.314

0.280

0.250

0.238

0.213

0.192

0.173

0.156

Q (m3/s)





Pe 1.420 1.617 1.843 2.104 2.407 2.759 3.173 3.659 3.983 3.614 3.280 2.981 2.715 2.477 2.266 2.077 1.908 mm

Q (m3/s) INTERVALO 0.142 0.162 0.184 0.210 0.241 0.276 0.317 0.366 0.398 0.361 0.328 0.298 0.271 0.248 0.227 0.208 0.191 cm

0 0 - 0.00

0 5 1.05 0.149 0.15

5 10 2.09 0.297 0.169 0.47

10 15 3.14 0.446 0.339 0.193 0.98

15 20 2.69 0.382 0.508 0.386 0.220 1.50

20 25 2.06 0.293 0.435 0.579 0.441 0.252 2.00

25 30 1.43 0.204 0.333 0.495 0.661 0.504 0.289 2.49

30 35 0.81 0.115 0.232 0.380 0.566 0.756 0.578 0.332 2.96

35 40 0.18 0.025 0.130 0.264 0.434 0.647 0.867 0.664 0.383 3.42

40 45 0.029 0.149 0.302 0.496 0.742 0.997 0.766 0.417 3.90

45 50 0.033 0.170 0.345 0.569 0.853 1.149 0.834 0.378 4.33

50 55 0.038 0.194 0.396 0.654 0.984 1.251 0.757 0.343 4.62

55 60 0.043 0.223 0.455 0.754 1.071 1.135 0.687 0.312 4.68

60 65 0.049 0.256 0.525 0.821 0.971 1.030 0.624 0.284 4.56

65 70 0.057 0.295 0.571 0.745 0.882 0.936 0.568 0.259 4.31

70 75 0.066 0.321 0.518 0.676 0.801 0.853 0.519 0.237 3.99

75 80 0.071 0.291 0.470 0.614 0.730 0.778 0.474 0.217 3.65

80 85 0.065 0.265 0.427 0.559 0.666 0.712 0.435 0.200 3.13

85 90 0.059 0.240 0.389 0.511 0.609 0.652 0.400 2.46

90 95 0.053 0.219 0.355 0.467 0.558 0.599 1.65

95 100 0.049 0.200 0.325 0.428 0.513 1.00

100 105 0.044 0.183 0.298 0.393 0.52

105 110 0.041 0.168 0.274 0.21

110 115 0.037 0.154 0.04

115 120 0.034 0.00


GRAFICO N° 10

0.0

1.5

3.0

4.5

6.0

5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 105 115

CA

UD

AL

(M

3/S

)

TIEMPO (MIN)

HIDROGRAMA TRIANGULAR RESULTANTE TR=20Q=4.68 m3/s

0.142

0.162

0.184

0.210

0.241

0.276

0.317

0.366

0.398

0.361

0.328

0.298

0.271

0.248

0.227

0.208

Q (m3/s)


CUADRO N° 27

CAUDAL DE AVENIDA PARA T= 10 AÑOS

MICROCUENCA Tp

(min) A

(Km2) Q

(m3/s) AV. VICE 65 0.404 2.83

CUADRO N° 28

CAUDAL DE AVENIDA PARA T= 15 AÑOS

MICROCUENCA Tp

(min) A

(Km2) Q

(m3/s) AV. VICE 60 0.404 3.77

CUADRO N° 29

CAUDAL DE AVENIDA PARA T=20 AÑOS

MICROCUENCA Tp

(min) A

(Km2) Q

(m3/s) AV. VICE 60 0.404 4.68

8.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES A este nivel del estudio se está en condiciones de concluir lo siguiente: 1. La cuenca de la avenida Vice se encuentra dentro del radio de acción de la

Estación Meteorológica Miraflores, que tiene un registro histórico de 28 años, de datos pluviográficos y pluviométricos que se han utilizado en el presente estudio.

2.- El aporte de la escorrentía superficial en la avenida Vice, tiene un área

superficial de drenaje de 0.404 Km2

3. La caracterización hidrológica de la microcuencas de la avenida Vice, corresponde al grupo hidrológico de suelo B, de arenas poco profundas, suelos depositados por el viento, marga arenosa; por el uso de la tierra, la microcuenca está dividida aéreas: comercial, industrial, residencial, en calles, jardines y zonas con césped, correspondiéndoles una Curva Número ponderada de 86.

4. El cauce principal de la microcuenca de la avenida Vice tiene una extensión de

de 0.69822 KM de longitud, un desnivel 4.17 m y una pendiente de 0.6%.

5. El tiempo de concentración de la microcuenca natural de la avenida Vice es de 21.66 minutos.


6. La lámina de escorrentía directa, posterior a una lluvia intensa y prolongada de P=7.21 cm, P=9.45 y P=12.02 cm, es de Pe=3.91 cm, Pe=5.87cm y Pe=8.23 cm., para TR=10, TR=15 y TR=20 respectivamente.

7. El tiempo que transcurre, hasta que se produzca el máximo pico de la onda en la microcuenca estudiada es de 60 minutos.

8. La descarga máxima de la microcuenca estudiada para TR de 10, 15 y 20 años, en el punto final de concentración de las agua pluviales, son los siguientes:

MICROCUENCA AVENIDA VICE

METODO DESCARGA MÁXIMA Q(m3/s)

TR=10 Años TR=15 Años TR=20 Años

Hidrograma Unitario 2.83 3.77 4.68

Para el análisis hidráulico del sistema de drenaje de la avenida Vice, recomendamos usar la magnitud que se evidencie se haya producido en los años 1983 y 1993.


9 ANEXOS

9.1 PANEL FORTOGRAFICO

9.2 PLANO DE DELIMITACIÓN DE CUENCAS 9.3 PERFIL LOGITUDINAL DELCOLECTOR AL RIO PIURA


9.1 PANEL FOTOGRAFICO

Foto Nº 01: Vista de la avenida Vice después de una lluvia en la ciudad de Piura, es una cuenca ciega sin drenaje

natural.

Foto Nº 02: Cisternas de la Municipalidad de Piura evacuando el agua pluvial retenida en la avenida Vice después de

tres días continuos de lluvias moderadas.


Foto Nº 02: La avenida Vice durante el FEN del año 1998, el agua cubre todo el ancho de la vía, la inundación es total.


Foto Nº 04: Vista aérea de la microcuenca de la Avenida Vice, se aprecia los límites de su extensión superficial.

JIRONES C Y D

AV. CACERES

AV. VICE

JIRON H

AV. SANCHEZ CERRO


1850, 24.3

0

5

10

15

20

25

30

35

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

ALTI

TUD

LONGITUD

PERFIL LOGITUDINALCOLECTOR AL RIO PIURA

NIVEL DE TERRENO RASANTE DEL CANAL CLAVE DEL TUBO

Foto Nº 04: Perfil longitudinal del colector hacia el río, datos tomados del levantamiento topográfico elaborado por la Unidad Formuladora del Gobierno Regional Piura Sede Central

Documents

drenaje_piura.pdf