Estudio Hidrologico de Carretera

VIA USME - SAN JUAN DE SUMAPAZSECTOR K34+200 - K72+000 ESTUDIOS Y DISEÑOS DEL

DRENAJE Y SUBDRENAJE

ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULlCO

rt-: CARRETERA SAN JUAN DE SUMAPAZ (KO+OOO) - USME (K38+000)<;~

~

1. OBJETIVO DEL ESTUDIO Y LOCALlZACION DEL AREA DEL PROYECTO

El presente trabajo contiene el informe final del estudio hidrológico e hidráulico, como

base para la realización de los diseños de la rectificación y pavimentación de la carretera

Usme - San Juan de Sumapaz.

El área estudiada comprende aproximadamente 38 kilómetros de la vía, entre San Juan

de Sumapaz y Usme, al sur de Santafé de Bogotá. Hidráulicamente el área de drenaje

pertenece a las sub-cuencas del Río Santa Rosa y de la Quebrada Honda. Las

condiciones hidroclimáticas del área de estudio corresponden a una zona de páramo,

Holdrige, 1984; con paisaje, clima y vegetación de páramo por estar a alturas que oscilan

entre los 3400 y 3800 m.s.n.m, siendo por demás un área de recarga, que se caracteriza

-..j por presentar un sin número de pequeñas lagunas y gran cantidad de corrientes

,~~ superficiales.

n2. ANTECEDENTES Y ANALlSIS DE LA INFORMACION EXISTENTE

De la región se tienen datos hidrometereológicos que son recopilados por la Empresa de

Acueducto y Alcantarillado de Bogotá en las estaciones:

• Santa Rosa - Boquerón, 3502701

• La Cárcel, 2120952

• Quebrada Los Amarillos - La Unión, 3502731

• Chisacá - La Toma, 2120746

1UNJON TEMPORAL V/AS SIGLO XXI


DRENAJE y SUBDRENAJE

La información adquirida para el presente estudio se basó principalmente en el registro de

caudales medios e instantáneos del Río Santa Rosa, en razón a que presenta una serie

de datos de varios años, y puede ser representativa del comportamiento hídrico de la

mayor parte del área de influencia de este proyecto. En cuanto a la cartografía, se

consultó las planchas topográficas a escala 1:100000 (246 Y265) y 1:25000 (246 IV - B,

246 IV - D, 265 11 - B, 265 11 ~ D, 265 11 - C) deIIGAC.

En resumen, existe poca información hidrometeorológica representativa del área de

estudio, especialmente en el tramo comprendido entre San Juan de Sumapaz y la

derivación de la vía a Nazaret. Los registros son incompletos y las estaciones

pluviométricas están fuera de servicio.

3. ALCANCE DE LOS ESTUDIOS

El alcance del estudio hidrológico e hidráulico, comprende la determinación de caudales

para la revisión de la capacidad hidráulica de las estructuras principales como puentes y

pontones; el inventario de obras existentes y su diagnostico; la recomendación de las

obras de drenaje por construir (superficiales y subsuperficiales), y en general, las

recomendaciones pertinentes a la presente disciplina, para garantizar una mayor

estabilidad de la banca de la vía.

4. METODOLOGIA

Una vez recopilada y analizada la información existente de la zona de interés, se

efectuaron dos visitas técnicas al área de proyecto, con el fin de reconocer las

condiciones hidrológicas, geológicas y geotécnicas de la zona, que permitieron realizar el

inventario de los cauces naturales atravesados por la vía.

Con base en tos registros hidrometeorológicos de la estación seleccionada (Santa Rosa),

se efectuó la determinación de los caudales para las diferentes microcuencas

intersectadas por el corredor vial. Los caudales máximos esperados para períodos de

UNION TEMPORAL VIAS SIGLO XXI 2



retorno de 25, 50 Y 100 años del área de drenaje del Río Santa Rosa hasta el sitio de

aforo, se determinaron a través del método de Gumbel, y teniendo en cuenta el área de

drenaje de las demás microcuencas se determinaron los caudales para cada una de ellas.

Mediante la ecuación de Manning se chequeo la capacidad hidráulica de las estructuras

existentes.

5. INVENTARIO DE OBRAS EXISTENTES

Con el fin de conocer la cantidad y el estado de las obras existentes a lo largo de la vía,

se realizaron visitas técnicas de campo, durante las cuales se tomaron las dimensiones

de la sección hidráulica de cada estructura (Cuadro No. 1); Y la localización de las mismas

se efectuó con base en el abscisado de los planos del Diseño Geométrico.

CUADRO 1.-INVENTARIO DE OBRAS DE ARTE EXISTENTES

OBRA No. ABSCISA LONGITUD (m) TIPO OBSERVACIONES

1 KO+100 16.01 Alcantarilla «1> 24"2 KO+257 12.20 Alcantarilla <1> 24"3 KO+545 6.35 Alcantarilla <1> 24" Tapada por derrumbe4 KO+690 5.97 Alcantarilla <1> 24" Tapada5 K0+930 7.68 Alcantarilla <1> 24"6 K1+190 7.52 Alcantarilla <1> 24"7 K1+542 6.00 Alcantarilla «1> 24"8 K1+760 10.63 Alcantarilla. <1> 24"9 K1+972 6.52 Alcantarilla <1> 24"10 K2+097 6.06 Alcantarilla «1> 24"11 K2+182 14.29 Alcantarilla <1> 24"12 K2+665 7.53 Alcantarilla <1> 24"13 K2+820 6.21 Alcantarilla <1> 24"14 K2+910 6.09 Alcantarilla «1> 24"15 K2+997 6.20 Alcantarilla <1> 24t1 Descole colmatado16 K3+145 7.00 Alcantarilla <1> 24" Colmatado 60%17 K3+280 6.18 Alcantarilla «1> 24"18 K3+510 6.11 Alcantarilla <1> 24t119 K3+640 7.16 Alcantarilla <1> 24" Colmatado 50%20 K3+750 6.30 Alcantarilla <1> 24t1

UN/ON TEMPORAL VIAS SIGLO XXI 3

VIA USME - SAN JUAN DE SUMAPAZSECTOR K34+200 ~K72+000 ESTUDIOS Y DISEÑOS DEL


21 K3+830 6.35 Alcantarilla cP 24"22 K3+987 6.94 Alcantarilla <P 24" Colmatado 50%23 K4+085 6.63 Alcantarilla <p 24" Alcantarilla tapada24 K4+245 6.33 Alcantarilla $ 24"25 K4+470 6.49 Alcantarilla ~ 24" Cabezote averiado26 K4+590 6.77 Alcantarilla <P 24"27 K4+750 6.95 Alcantarilla~ 24"28 K4+853 6.71 Alcantarilla $ 24"29 K4+973 6.43 Alcantarilla cP 24"30 K5+155 6.54 Alcantarilla cP 24" Colmatada 20%31 K5+250 6.54 Alcantarilla cP 24"32 K5+622 7.00 AlcantarillaA> 24"33 K5+725 8.00 Alcantarilla cP 24"34 K5+793 6.54 Alcantarilla ~ 24"35 K5+870 6.60 Alcantarilla <P 24"36 K5+979 6.18 Alcantarilla cP 24"37 K6+139 6.18 Alcantarilla <p 24"38 K6+213 6.01 Alcantarilla el> 24"39 K6+315 5.52 Alcantarilla ~ 24"40 K6+405 6.15 Alcantarilla ~ 24"41 K6+495 6.50 Alcantarilla~ 24"42 K6+575 7.86 Alcantarilla cP 24"43 K6+650 6.15 Alcantarilla el> 24" Colmatada 50%44 K6+855 9.46 Alcantarilla. <!l24"45 K7+117 6.03 Alcantarilla el> 24"46 K7+270 5.99 Alcantarilla ~ 24"47 K7+390 5.97 Alcantarilla cP 24"48 K7+530 10.50 Alcantarilla <!l24"Muro en gavión con tubo

de descole en concreto49 K7+628 7.72 Alcantarilla <!l.24" Muro alcantarilla50 K7+690 7.63 Alcantarilla~ 24"51 K7+840 4.04 Alcantarilla el> 24" Colmatado (tapado por

derrumbe)Dos tubos 24",

52 K8+042 6.74 Alcantarilla 4> 24" parcialmente tapadabloques

53 K8++118 6.91 Alcantarilla $ 24"54 K8+240 5.98 Alcantarilla 4> 24"55 K8+385 5.95 Alcantarilla ~ 24"56 K8+483 6.03 Alcantarilla $ 24"57 K8+575 6.17 Alcantarilla $ 24"58 K8+670 6.12 Alcantarilla $ 24"59 K8+755 6.40 Alcantarilla el> 24"

UNtON TEMPORAL V/AS SIGLO XXI 4

V/A USME - SAN JUAN DE SUMAPAZSECTOR K34+200 - K72+000 ESTUDIOS Y DISEÑOS DEL


60 K8+830 7.02 Alcantarilla <1> 24"2 tubos 24", tapada con

bloques61 K8+883 6.55 Alcantarilla <1> 24" 2 tubos 24"62 K9+023 6.40 Alcantarilla 4> 24"

63 K9+210 6.58 Alcantarilla <1> 24"Alcantarilla tres tubos

24", socavación de orillas64 K9+272 6.27 Alcantarilla 4> 24"

65 K9+352 6.20 Alcantarilla 4> 24"3 tubos 24" I cambiar

dirección66 K9+473 7.85 Alcantarilla 4> 24"67 K9+640 7.62 Alcantarilla 4> 24"

68 K9+755 14.08 Alcantarilla 4> 24"No tiene cabezote, salida

en gavión69 K9+885 7.14 Alcantarilla 4> 24" Colmatada70 K10+075 6.16 Alcantarilla <1> 24"71 K10+270 7.18 Alcantarilla 4> 24"72 K10+315 7.97 Alcantarilla 4> 24"73 K10+346 7.92 Alcantarilla <1> 24"74 K10+485 6.26 Alcantarilla _ci 24"75 K10+578 6.25 Alcantarilla <1>24"76 K10+640 6.25 Alcantarilla <1>24"768 K10+710 15.00 Puente Qda. Honda77 K10+930 6.19 Alcantarilla 4>24"78 K11+247 6.28 Alcantarilla <1> 24" Colmatada79 K11+448 10.51 Boxculvert 2 m. x 2 m. Oda. Hondita80 K11+537 6.09 Alcantarilla <1>24"80a K12+350 6.30 Alcantarilla<l> 24"81 K12+759 7.10 Alcantarilla ~ 24"82 K12+875 6.15 Alcantarilla <1>24"83 K13+030 6.05 Alcantarilla ~ 24"84 K13+248 6.38 Alcantarilla 4> 24"85 K13+430 8.55 Alcantarilla <1>24" 2 tubos 24"86 K13+716 8.55 Alcantarilla _~24" 2 tubos 24"87 K13+777 6.49 Alcantarilla <1>24"88 K14+022 7.62 Alcantarilla <1>24" 3 tubos 24"89 K14+144 6.29 Alcantarilla <1>24"90 K14+210 6.14 Alcantarilla A> 24"91 K14+285 6.36 Alcantarilla ~ 24"92 K14+390 6.18 Alcantarilla <1>24"93 K14+472 5.70 Alcantarilla <1> 24"94 K14+776 6.20 Alcantarilla <1>24"95 K14+885 6.82 Alcantarilla <1>24"96 K14+956 6.13 Alcantarilla <1>24"

UN/ON TEMPORAL V/AS SIGLO XXI 5



97 K15+078 6.25 Alcantarilla <1>24"98 K15+232 7.25 Alcantarilla <1>24"99 K15+464 8.59 Alcantarilla el>24"100 K15+888 6.07 Alcantarilla _<jl24"101 K16+172 6.30 Alcantarilla <1>24" Colmatada 50%102 K16+400 8.16 Alcantarilla <1>24"103 K16+618 15.64 Alcantarilla el>.24"104 K16+745 6.07 Alcantarilla ~ 24"105 K16+827 6.95 Alcantarilla <1>24"106 K16+950 5.95 Alcantarilla el>24"107 K17+020 5.35 Alcantarilla A> 24"108 K17+114 5.58 Alcantarilla ~ 24"109 K17+294 6.78 Alcantarilla <1>24"110 K17+718 6.42 Alcantarílla <1>24"111 K17+900 6.12 Alcantarillael> 24"112 K17+982 6.16 Alcantarilla <1>24"

113 K18+076 6.28 Alcantarilla el>24" Colmatada 50%,cabezote averiado

114 K18+196 7.18 Alcantarilla <1>24"115 K18+314 6.96 Alcantarilla el>24"116 K18+440 6.25 Alcantarillacj> 24"117 K18+508 5.90 Alcantarilla A 24" Semicolmatada118 K18+578 6.34 Alcantarilla <1>24" Semicolmatada119 K18+766 7.16 Alcantarilla <1>24" Semicolmatada120 K18+862 6.64 Alcantarilla 4>24" Colmatada121 K19+010 7.40 Alcantarilla <1>24"122 K19+192 6.22 Alcantarilla <1>24" Semicolmatada123 K19+272 6.84 Alcantarilla</> 24"124 K19+480 6.79 Alcantarilla <1>24"125 K19+593 7.16 Alcantarilla <1>24" Semicolmatada126 K19+700 6.25 Alcantarillaq, 24"127 K19+766 6.72 Alcantarilla ~ 24"128 K19+814 7.92 Alcantarilla 4> 24"129 K19+926 5.99 Alcantarilla cj>24"130 K20+104 5.60 Alcantarilla JP_24"131 K20+216 6.04 Alcantarilla <1>24"132 K20+335 6.15 Alcantarilla 4>24"133 K20+511 6.21 Alcantarillacj> 24"134 K20+626 9.11 Alcantarilla <1>24"135 K20+782 6.93 Alcantarilla <1>24"136 K20+857 5.12 Alcantarilla 4> 24"137 K20+948 7.20 Alcantarilla 4>24"

UNtON TEMPORAL VIAS SIGLO XXI 6

VIA USME· SAN JUAN DE SUMAPAZSECTOR K34+200 •K72+000 ESTUDIOS Y DISEÑOS DEL


138 K21+051 6.17 Alcantarilla 4>24"139 K21+129 5.73 Alcantarilla 4> 24" Semicolmatada140 K21+194 5.01 Alcantarilla 4>24"141 K21+309 6.30 Alcantarilla 4>24"142 K21+364 4.90 Alcantarilla 4>24"143 K21+495 6.20 Alcantarilla .4>..24"144 K21+560 6.20 Alcantarilla 4>24"145 K21+630 6.30 Alcantarilla~ 24"146 K21+695 6.51 Alcantarilla ~ 24"147 K21+892 6.19 Alcantarilla ~ 24" Semicolmatada148 K21+968 7.17 Alcantarilla 4>24" Semicolmatada149 K22+022 9.02 Alcantarilla 4>24"150 K22+079 13.36 Alcantarilla 4>24" 2 tubos 24"151 K22+125 8.48 Alcantarilla 4>24"152 K22+21 O 8.48 Alcantarilla .4>24" Semicolmatada153 K22+280 6.25 Alcantarilla 4>24"154 K22+382 5.51 Alcantarilla 4>24" Semicolmatada155 K22+450 9.90 Alcantarilla ~ 24"156 K22+511 6.37 Alcantarilla <1> 24" Semicolmatada157 K22+593 6.40 Alcantarilla 4>24"158 K22+714 6.35 Alcantarilla 4>24"159 K22+796 6.97 Alcantarilla 4>24" Semicolmatada160 K22+847 6.35 Alcantarilla j> 24" Semicolmatada161 K22+950 6.10 Alcantarilla ~ 24" Semicolmatada162 K23+024 6.31 Alcantarilla ~ 24" Semicolmatada163 K23+096 7.70 Alcantarilla 4>24"164 K23+150 7.00 Alcantarilla ~ 24" Semicolmatada165 K23+235 6.25 Alcantarilla 4> 24" Semicolmatada166 K23+290 6.34 Alcantarilla 4>24" Semicolmatada167 K23+380 6.90 Alcantarilla 4>24" Semicolmatada168 K23+459 6.49 Alcantarilla 4>24" Semicolmatada169 K23+550 8.43 Alcantarilla 4>24"170 K23+696 6.51 Alcantarilla 4>24"171 K23+752 9.80 Alcantarilla 4>24" 2 tubos, Oda. Taquecita172 K23+880 6.41 Puente Qda. Media Naranja173 K23+951 6.58 Alcantarilla <1> 24" Semicolmatada174 K24+059 5.75 Alcantarilla <1> 24" Semicolmatada175 K24+105 15.51 Alcantarilla ~ 24"176 K24+160 5.77 Alcantarilla 4>24"177 K24+213 5.94 Alcantarilla <1> 24"178 K24+316 6.17 Alcantarilla 4>24"179 K24+359 6.35 Alcantarilla 4>24" Semicolmatada

UNlON TEMPORAL VIAS SIGLO XXI 7

V/A USME - SAN JUAN DE SUMAPAZSECTOR K34+200 - K72+000 ESTUDIOS Y D/SEÑOS DEL


180 K24+426 6.30 Alcantarilla ~ 24" Semicolmatada181 K24+486 6.38 Alcantarilla 4> 24" Semicolmalada182 K24+576 6.16 Alcantarilla <\>24" Semicolmatada183 K24+626 10.19 Alcantarilla <\>24"184 K24+673 5.93 Alcantarilla <\>24"185 K24+766 5.73 Alcantarilla <\>24" Semicolmatada186 K24+838 6.25 Box culvert187 K24+978 6.09 Alcantarilla <\>24" Semicolmatada188 K25+172 6.28 Alcantarilla <1>24" Semicolmatada189 K25+289 6.30 Alcantarilla .4>.24" Semicolmatada190 K25+360 5.79 Alcantarilla Jl. 24" Semicolmatada191 K25+457 5.85 Alcantarilla 4> 24" Semicolmatada192 K25+528 6.25 Alcantarilla 4>24" Semicolmatada193 K25+604 6.19 Alcantarilla <1>2411 Semicolmatada194 K25+667 6.20 Alcantarilla 4>24" Semicolmatada

195 K25+776 8.22 Alcantarilla 4>24"2 tubos 24",

semicolmatada196 K25+834 6.15 Alcantarilla <\>24" Semicolmatada197 K25+908 8.93 Alcantarilla <1>24" 2 tubos 24"198 K25+978 6.37 Alcantarilla Jl. 24" Semi colmatada199 K26+051 6.10 AlcantarillaJ>. 24"200 K26+174 5.87 Alcantarilla 4> 24"201 K26+272 6.43 Alcantarilla 4>24"202 K26+339 6.11 Alcantarilla <1>24" Semicolmatada203 K26+422 6.00 Alcantarilla <1>24"204 K26+524 6.25 Alcantarilla 4>24"205 K26+594 6.25 Alcantarilla 4> 24"206 K26+670 15.00 Puente Q. Romeral207 K26+789 5.71 Alcantarülaó 24"208 K26+875 6.34 Alcantarillalj> 24"209 K26+952 5.90 Alcantarilla <1>24"210 K27+039 6.29 Alcantarilla 4>24"211 K27+092 6.39 Alcantarilla <1>24"212 K27+160 6.54 Alcantarilla <1>24" Semicolmatada213 K27+218 6.52 Alcantarilla <1>24" Semicolmatada214 K27+239 5.67 Alcantarilla <1>24"215 K27+334 6.22 Alcantarilla A.24" Semicolmatada216 K27+391 6.39 Alcantarilla A.24"217 K27+445 6.23 Alcantarilla <1>24"218 K27+580 6.47 Alcantarilla <1>24"219 K27+632 6.21 Alcantarilla <1>24" Colmatada220 K27+792 6.27 Alcantarilla 4>24" Colmatada

UN/ON TEMPORAL V/AS SIGLO XXI 8



221 K27+854 6.14 Alcantarilla <P~24"222 K27+902 6.43 Alcantarilla 4> 24" Colmatada223 K27+992 6.46 Alcantarilla <1> 24"224 K28+134 6.01 Alcantarilla <1> 24"225 K28+235 6.29 Alcantarilla <J>.24" Colmatada226 K28+377 6.05 Alcantarilla el> 24"227 K28+533 6.41 Alcantarilla el> 24"228 K28+715 6.09 Alcantarilla .<1> 24" Colmatada229 K28+818 6.27 Alcantarilla~<p24" Colmatada230 K28+921 8.05 Alcantarilla ~ 24"231 K29+004 6.71 Alcantarilla <1> 24"232 K29+100 8.15 Alcantarilla <1> 24"233 K29+238 6.21 Alcantarilla~ 24"234 K29+325 6.11 Alcantarilla ~ 24" Colmatada235 K29+429 6.43 Alcantarilla <1> 24" Colmatada236 K29+747 7.86 Alcantarilla <1> 24" Colmatada237 K29+785 8.69 Alcantarilla ~ 24"238 K29+862 15.9 Alcantarilla -.i 24"238A K29+958 8.38 Alcantarilla <1> 24"

239 K30+030 9.0 Pontón 2 m. x3 m. CANOARBOLITO

240 K30+150 6.53 Alcantarilla <1> 24"241 K30+218 7.42 Alcantarilla -.i 24"242 K30+262 4.98 Alcantarilla <1> 24" Colmatada por derrumbe243 K30+317 6.34 Alcantarilla <1> 24" Colmatada244 K30+343 8.05 Alcantarilla <1> 24" Colmatada245 K30+385 9.39 Alcantarilla el> 24"246 K30+497 6.22 Alcantarilla <P 24" Colmatada247 K30+576 7.53 Alcantarilla ~~24"248 K30+662 6.36 Alcantarilla el> 24"249 K30+769 5.92 Alcantarilla 4> 24"250 K30+873 6.22 Alcantarilla <1> 24"251 K30+955 6.52 Alcantarilla-.i 24"252 K31+114 6.0 Alcantarilla el> 24"253 K31+210 11 Alcantarilla <1> 24" 2 Tubos 24", CANO 5254 K31+370 6.0 Alcantarilla <jl24"255 K31+428 5.50 Alcantarilla el> 24"256 K31+508 6.0 Alcantarilla <1> 24" Averiada257 K31+590 6.0258 K31+659 6.0 Alcantarilla el> 24" Averiada259 K31+720 6.0260 K31+769 6.0

UNtON TEMPORAL V/AS SIGLO XXI 9



261 K31+848 5.0 Cabezote averiado262 K31+923 8.50 Alcantarilla ~ 24"263 K31+987 5.50 Alcantarilla ~ 24"264 K32+067 6.0 Alcantarilla <1>24"265 K32+114 5.50 Alcantarilla <1>24"266 K32+204 6.0 Alcantarilla q. 24" Colmatada267 K32+269 5.50 Alcantarilla«/> 24"268 K32+327 6.20 Alcantarilla.~_ 24" CAÑO 4269 K32+390 6.0 Alcantarilla ~ 24"270 K32+440 6.50 Alcantarilla_cp_24" Colmatada271 K32+517 14 Alcantarilla <1>24" Colmatada272 K32+570 6.0 Alcantarílla ó 24" Colmatada273 K32+663 5.0 Alcantarilla <1>24" Colmatada274 K32+771 6.0 Alcantarilla <1>24"275 K32+850 9.0 Box culvert 2 m. x 2 m. CANO 3276 K32+909 5.50 Alcantarilla«/> 24"277 K32+995 6.50 Pontón 1,4m. x 1.7m.278 K33+092 6.20 Alcantarilla«/> 24" Colmatada279 K33+167 6.0 Puente Oda. Tambomaco280 K33+237 5.0 Alcantarilla <1>24"281 K33+350 10 Aleta averiada282 K33+435 6.5 Alcantarilla«/> 24" Colmatada283 K33+550 6.09 Alcantarilla <1>24"284 K33+626 5.52 Alcantarilla_~ 24"285 K33+747 6.20 Alcantari"a_~ 24"286 K33+846 6.26 Alcantarilla <1>24"287 K33+927 6.34 Alcantarilla«/> 24"288 K33+980 6.61 Alcantarilla -.t 24"289 K34+060 11.76 Alcantarilla <1>24" Muro de gaviones,

tubería acero290 K34+137 4.30 Alcantarilla <1>24"291 K34+213 13.73 Alcantarilla«/> 24"292 K34+359 9.26 Alcantarilla ~ 60" Oda. Sede del Medio

Ambiente293 K34+457 6.40 Alcantarilla ~ 24" Colmatada

294 K34+554 7.33 2 Tubos 0=1.70 m. y 0=1.5 m.Oda. Santa Rosa

295 K35+298 7.0 Alcantarilla <1>24" Averiada296 K36+049 7.0 Alcantarilla«/> 24" Cabezote averiado297 K36+147 7.05 Alcantarilla <1>24" Averiada298 K36+51O 8.0 Alcantarilla <1>24" Averiada299 K36+706 6.42 Alcantarilla«/> 24" Semicolmatada300 K37+055 6.57 Alcantarilla«/> 36" Río Santa Rosa (Oda.




y Tubo Los Tunjos)semicirculard=1.5 m.

301 K37+384 5.95 Alcantarilla Q> 24"302 K37+612 8.97 Alcantarilla Q> 24"303 K38+014 7.95 Alcantarilla Q> 24"

6. ANALlSIS DE CAUDALES

El análisis hidrológico se basó fundamentalmente en los registros de la estación

limnimétrica Santa Rosa - Boquerón (3502701), perteneciente a la corriente del Río Santa

Rosa (Anexo No. 1). En esta estación, los valores medios mensuales de caudales son de

13.19 m3/s, con máximos instantáneos hasta de 19.59 m3/s.

El comportamiento de los caudales máximos instantáneos (Figura No. 1), muestran una

tendencia de caudales máximos entre los 15 y los 19 m3/s, la cual se ve interrumpida en el

lapso 1988 -1992, que corresponde con la época en la cual se presentó el Fenómeno del

Niño.

V·<.'"(? 15e

1980 1985 1990año

1995 2000

FIGURA No. 1.- CAUDALES MAXIMOS INSTANTANEOS, 1982 - 2000

Analizando el comportamiento de los caudales máximos durante el año (Figura No. 2), se

resume que la distribución es bimodal, y que los períodos de lluvia corresponden a los

meses de Marzo a Abril y Agosto a Octubre, siendo mayores los del primer período. Los

meses más secos del año son los de Diciembre a Febrero.

UNtON TEMPORAL VIAS SIGLO XXI 11



Mes

o 2 3 4 5

FIGURA No. 2.- CAUDALES MAXIMOS MENSUALES

Mediante el método de Gumbel, se calcularon los caudales pico o de crecientes,

utilizando los valores máximos anuales registrados entre 1982 y el año 2000 (Cuadro

No.2). La frecuencia, de acuerdo a la distribución de Gumbel está dada por la expresión:

Donde:

F (%) = 100*«2n-1)/(2N»

F = Frecuencia con que un determinado caudal no es superado

n :: Número de orden de cada dato

N = Número total de datos

En la determinación de las crecientes máximas de los cauces principales cruzados por la

vía, se hallaron las características morfométricas de cada una de las microcuencas: área

de drenaje, longitud del cauce natural, y pendiente media longitudinal (Cuadro No. 3).

Usando la gráfica de distribución Gumbel (Figura No. 3), se obtuvieron los caudales

máximos para períodos de retorno de 10, 25, 50 Y 100 años.




CUADRO No. 2.-FRECUENCIAS DE CAUDALES MAXIMOS EN LA SUBCUENCA

AFORADA DEL RIO SANTA ROSA

ANO QMAX (n) F%1991 0.83 1 3.1251993 8.13 2 9.3751990 8.15 3 15.6251985 8.38 4 21.8751987 8.65 5 28.1251982 14.02 6 34.3751995 14.87 7 40.6252000 15.35 8 46.8751997 15.61 9 53.1251994 15.66 10 59.3751996 15.71 11 65.6251998 16.03 12 71.8751999 16.03 13 78.1251984 16.59 14 84.3751983 17.42 15 90.6251986 19.59 16 96.875

N:; 16

CUADRO No 3.-PARAMETROS FISICOS DE LAS MICROCUENCAS ESTUDIADAS

CAUCE ABSCISA AREA LONGITUD PENDIENTE(Km21 CAUCE (Km) (m/m)

Quebrada Honda K10+710 13.50 5.0 0.100Quebrada Hondita K11+448 0.064 1.6 0.100Quebrada Taquecita K23+752 0.074 1.8 0.140Quebrada Media Naranja K23+880 5.670 2.0 0.137Quebrada Romeral K26+670 8.710 4.5 0.055Caño Arbolíto K30+030 1.830 1.9 0.236Caño 5 K31+210 1.350 1.7 0.205Caño 4 K32+327 0.960 1.7 0.220Caño 3 K32+850 1.380 2.0 0.175Quebrada Tambomaco K33+167 4.880 3.0 0.125Quebrada Sede Medio Ambiente K34+359 4.000 2.3 0.125Quebrada Santa Rosa K34+554 4.320 2.7 0.024'Tembladerales)Río Santa Rosa (Qda. Los Tunjos) K37+055 4.250 4.0 0.040


10 20 30 40 50 50 70 80F%

90 95 95 97 98 99

4

o 10 25 ---/só 100

VV.

->8

V·V.6

VVV. V

4

VV~""2V

Vr=-'"O )..;"

V»:V

VV¡.¿~ ~ .'

./ VV

~Vo

FIGURA No. 3.: GRAF'lCA DE GUMBELL, DlSTRIBUCION DE,CAUDALES, MICROCUENCA PARTE ALTA RIO SANTAROSA

(PARAMO DE SUMAPAZ)

V/A USME - SAN JUAN DE SUMAPAZSECTOR K34+200 - K72+000 ESTUDIOS Y DISENO S DEL


El caudal obtenido para un período de retorno de 100 años en el punto de aforo del Río

Santa Rosa fue de 21.6 m3/s, el cual corresponde a un área de drenaje de 93.7 Km2, este

caudal se extrapoló a cada una de las microcuencas intersectadas por la carretera en el

tramo estudiado, y se obtuvieron los resultados que se muestran en el cuadro No. 4.

Se aclara que la mayoría de las microcuencas analizadas son afluentes del Río Santa

Rosa; tan solo la Quebrada Honda corresponde a otra subcuenca.

CUADRO No. 4.-CAUDALES DE DRENAJE OBTENIDOS DE LAS MICROCUENCAS

INTERSECTADAS POR LA VIA, PARA DIFERENTES PERIODOS DE RETORNO

CAUDAL CAUDAL CAUDAL CAUDAL CAUDALÁREA TR10 TR25 TR50 TR 100CAUCE Km2 (Actual) años años años añosm3/s m3/s m3/s m3/s M3/s

Quebrada Honda 13.50 2.530 2.580 2.780 2.970 3.11Quebrada Hondita 0.064 0.013 0.012 0.013 0.014 0.015Quebrada Taquecita 0.074 0.016 0.015 0.016 0.017 0.018Quebrada Media 5.670 1.000 1.090 1.170 1.250 1.310NaranjaQuebrada Romeral 8.790 1.600 1.680 1.810 1.930 2.030Caño Arbolito 1.830 0.340 0.390 0.380 0.400 0.420Caño 5 1.350 0.250 0.290 0.280 0.280 0.310Caño 4 0.960 0.180 0.180 0.200 0.210 0.220Caño 3 1.380 0,260 0.260 0.280 0.300 0.320Quebrada Tambomaco 4.480 0.850 0.870 0.920 0.990 1.030Quebrada Sede Medio 4.000 0.760 0.760 0.830 0.880 0.920~mbienteQuebrada Santa Rosa 4.320 0.820 0.830 0.890 0.950 1.000[(Tembladerales)Río Santa Rosa 4.250 0.800 0.810 0.880 0.930 0.980l/Quebrada Los Tunjos)

CALCULO TOTAL DEL CAUDAL DE LA CUENCA DELRIO SANTA ROSA

Río Santa Rosa 93.70 17.59 17.90 19.30 20.60 21.60




En consecuencia, los caudales determinados de cada una de las microcuencas y para los

diferentes períodos de retomo, son relativamente pequeños, lo que comprueba que los

datos de la estación limnimétrica del Río Santa Rosa son incompletos, y por lo tanto, el

uso de los mismos deberá ser afectado por un factor de seguridad.

7. EVALUACION DE LA CAPACIDAD HIDRAULlCA DE LAS OBRAS DEDRENAJE

El chequeo de la capacidad hidráulica de las estructuras se efectuó con base en la

creciente máxima esperada para un período de retomo de 100 años. Se adoptó un factor

de seguridad de tres (3), teniendo en cuenta la incertidumbre existente con respecto al

comportamiento hidrometereológico de la zona, debido a la falta de registros completos yconfiables; razón por la cual, los valores máximos obtenidos, se afectaron por el factor de

seguridad mencionado (Cuadro No. 5).

CUADRO No. 5.-CAUDAL DE DISEÑO ESTIMADO DE LAS DIFERENTES MICROCUENCAS.

MICROCUENCACAUDAL 100 años CAUDAL DE DISEÑO

m3/s m3/sQuebrada Honda 3.11 9.33Quebrada Hondita 0.015 0.045Quebrada Taquecita 0.018 0.054Quebrada Media Naranja 1.307 3.92Quebrada Romeral 2.026 6.08Caño Arbolito 0.42 1.26CañoS 0.311 0.93Caño 4 0.221 0.66Caño 3 0.318 0.95Quebrada Tambomaco 1.033 3.10Quebrada Sede Medio 0.922 2.77AmbienteQuebrada Santa Rosa 0.980 2.94Río Santa Rosa (Quebrada 0.996 2.99Los Tunjos)


VIA USME - SAN JUAN DE SUMAPAZSECTOR K34+200 •K72+000 ESTUDIOS Y DISEÑOS DEL


Se consideraron como obras principales los puentes, pontones, box culvert y algunas

alcantarillas dobles que permiten el drenaje de quebradas importantes. La calibración de

la sección hidráulica de las obras se efectuó mediante la Ecuación de Manníng, la cual

toma en cuenta los siguientes parámetros: área de la sección hidráulica (rrr'), pendiente S

(mzm), radio hidráulico R (m) y el coeficiente de rugosidad de Manning (n).

Q = (1.0/n) A R2I3 S1/2

En el cuadro No. 6, se presentan los resultados obtenidos de la revisión de la capacidad

hidráulica de las obras de drenaje existentes, y en el Anexo No. 2 se presenta la memoria

de cálculos con el respectivo registro fotográfico de cada obra.

CUADRO No. 6.-CAPACIDAD HIDRAuLlCA DE LAS OBRAS DE ARTE PRINCIPALES

CAPACIDAD TIPO DE ESTRUCTURACORRIENTE MAXIMA(m3

)EXISTENTE

Quebrada Honda 557.17 PuenteQuebrada Hondita 10.900 Box culvert 2 x 2Quebrada Taquecita 0.8100 Pontón, 2 tubos 24"Quebrada Media Naranja 128.34 PuenteQuebrada Romeral 230.06 PuenteCaño Arbolito 6.0000 Box culvert 2 x 2Caño 5 1.2000 Alcantarilla, 2 tubos 24"Caño 4 1.2000 Alcantarilla, 2 tubos 24"Caño 3 6.5400 Box culvert 2 x 2Quebrada Tambomaco 82.350 PuenteQuebrada Sede del Medio 4.8700 Alcantarilla, 1 tubo 0=1.6 m.AmbienteQuebrada Santa Rosa 3.1500 Alcantarilla, 2 tubos 0=1.5 m.Río Santa Rosa - Quebrada 1.6900 Alcantarilla, 2 tubos (36" yLos Tunjos media sección)

En las Figuras Nos. 4 a 14 se muestran las curvas de calibración de caudales de las

principales obras de drenaje, teniendo en cuenta el nivel de inundación. También se

señalan los caudales de diseño para una eventual avenida (línea amarilla).




Ro Santa Ibsa - 107+055

3499.603499.403499.203499.003498.803498.603498.40

1" fc¡,:> ,"..

... ::,:.;,::". . .. "~,'o ;

,

~O

FIGURA No. 4.- CAPACIDAD DE LAALCANTARILLA EN EL RIO SANTA ROSA

Q::Ja Sede Medio Ambiente -K34+359

3475.00

3474.50

3474.00

3473.50

3473.00 till18iliSlliIiill!0.00

Eeti)

E

6.00\2.00 4.00

FIGURA No. 6.- CAPACIDAD DE LAALCANTARILLA EN LA ODA. SEDE MEDIO

r QCaño 3 -K32..a50

oro í.co zco aco 4.m sro 6.aJ ri»Caudal- m' lseg

FIGURA NO. 8.- CAPACIDAD DEL BOXCUL VERT EN EL CAÑO 3

FIGURA No. 5.- CAPACIDAD DE LAALCANTARILLA EN LA QDA. SANTA

Q:Ia Tambornaoo- K33t167

3381.00

E 3380.00e

l

E, 3379.003378.00

~ ssni»U

0..00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.

Caudal - m3/seg

FIGURA NO. 7.- CAPACIDAD DEL PUENTEEN LA ODA. TAMBORNACO

Caño Arbolito - KJ0-+0303466.50

E 3466.00:¡¡ 3465.50E 3465.00

I~ 3464.50'" 3464.00

3463.50

lFIGURA No. 9.- CAPACIDAD DEL BOXCULVERT EN EL CAÑO ARBOLITO


l



Q R>meral -1<26+670

0..00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00

Caudal m3/seg I

FIGURA No. 10.- CAPACIDAD DEL PUENTEEN LA QDA ROMERAL

~780', :760c:El 3587.40, 3587.20.~o 358700

3686.80+4--'--'----'-+"""'""--

000 020 0..40 060 0..80 1.00

Caudal - m3/seg

FIGURA No. 12.- CAPACIDAD DE LAALCANTARILLA EN LA QDA TAQUECITA

Q. Media Naranja-K23+8!Il

3590.503590.00

E 3589.50~ 3589.00

lE 3588.50S 3588008 358750

I358700 fY'·'c· .". :"'358650

I

o. 00 50.00 100.00

. Caudal - m3/seg

150.00

FIGURA No. 11.- CAPACIDAD DEL PUENTEEN LA QDA MEDIA NARANJA

3725.50E 3725.00c: 3724.50UlE 3724.00,!ti 3723.50.•..•o 3723.00o

3722.5000. 2.0. 4.0. 6.0. 8.0. 10.0. 12.0.

FIGURA No. 13.- CAPACIDAD DEL BOXCULVERT EN LAQDA HONDITA

00 20.0..0. 40.0..0. 60.0..0.

Caudal - m3fi.;eg

FIGURA No. 14.- CAPACIDAD DEL PUENTE EN LAQUEBRADA HONDA




8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

En general, las obras de drenaje principal, presentan capacidad hidráulica suficiente para

transitar una creciente de diseño con período de retomo de 100 años, con excepción del

ponteadero del Río Santa Rosa (K37+055), el cual debe ser reemplazado por un box

culvert de 2m x 2m.

No es probable la socavación de fondo, gracias al solado de concreto simple que existe

en todas las obras de drenaje; sin embargo, la socavación de orillas si se presenta en

algunos sectores, como en la quebrada Santa Rosa; este tema en particular se trata en el

estudio geotécnico.

Las alcantarillas existentes de la vía son de 24"; aunque la capacidad hidráulica de las

mismas en general es suficiente para evacuar los caudales de escorrentía superficial,

presentan sedimentación y por lo tanto se deben limpiar periódicamente.

Se recomienda retirar los bloques de roca de la estructura hidráulica localizada a la altura

de la abscisa K30+030 (Caño Arbolito), y la limpieza de las alcantarillas relacionadas en

el cuadro 1 (obras colmatadas y/o semicolmatadas).

Se recomienda reemplazar las alcantarillas dobles (24") existentes a la altura de las

abscisas K24+626 y K25+908, por box Culvert de 1.50 m. x 1.50 m. (ver fotos 16 y 17 del

Anexo 2).

Se sugiere la construcción de alcantarillas de 36" en las abscisas relacionadas en el

cuadro siguiente, con el fin de captar las aguas de las cunetas de la vía (ver esquema de

alcantarilla tipo en el Anexo 3). Como obra de sección hidráulica mínima, se recomienda

la alcantarilla de 36" de diámetro, por facilidad de limpieza; aunque desde el punto de

vista hidráulico la alcantarilla de 24" de diámetro es suficiente.

UNJON TEMPORAL VIAS SIGLO XXI 20



CUADRO No. 7.-RELACION ALCANTARILLAS RECOMENDADAS

No ABSCISA OBSERVACIONES1 K 0+ 6402 K 0+ 7453 K2+ 2954 K 3+ 3855 K 5+ 3856 K 5+ 552 Reemplazar7 K 7+017 Descole tipo I8 K 7+ 892 10m, disipador9 K 8+ 833 Cambia de diámetro10 K 11+100 Longitud 11 m11 K 11+780 Descole tipo 1112 K 12+52013 K13+910 Descole tipo I14 K15+350 Descole tipo I15 K15+62016 K16+47017 K16+68018 K17+49019 K18+92020 K24+576 Reemplaza existente21 K27+28022 K28+29023 K28+71024 K29+45025 K30+22026 K31+61027 K32+35028 K32+60029 K33+50030 K36+970 Trinchera y descole

Se recomienda la construcción de disipadores de energía o canales de entrega de las

aguas provenientes de las alcantarillas por construir, con el objeto de evitar inestabilidad

en la ladera de aguas abajo o talud inferior de la vía (ver esquema de disipadores tipo en

el Anexo No. 3).

UNJON TEMPORAL V/AS SIGLO XXI 21



Para proteger la calzada de la vía, se recomienda la construcción de cunetas (ver

esquema de cuneta tipo en el Anexo No. 3), principalmente la de la berma interna. En el

Anexo No. 4 se relacionan los tramos de la vía donde se considera importante la

construcción de estas obras de arte.

Se recomienda la construcción de filtros laterales en la berma interna de la vía (bajo la

cuneta), en los tramos de la vía relacionados en el cuadro siguiente, con el objeto de

drenar las aguas subsuperficiales, controlar la estabilidad de la estructura del pavimento y

de la banca de la vía en general (ver esquema de filtro tipo en el Anexo No. 3).

CUADRO No. 9.-RELAC/ON FIL TROS LA TERALES RECOMENDADOS

ABSCISA ABSCISA LADO IZQUIERDO (U)INICIO FINAL LADO DERECHO (LO)KO+640 KO+740 LIK4+080 K4+200 LIK6+41 O K6+550 LOK7+710 K7+900 LOK8+180 K8+240 LOK8+380 K8+480 LOK8+530 K8+580 LOK9+760 K9+960 LOK13+050 K13+150 LIK17+500 K17+640 LIK18+520 K18+578 LIK20+560 K20+620 LIK22+075 K22+100 LOK22+480 K22+900 LIK23+130 K23+220 LIK24+160 K24+300 LIK24+360 K24+426 LIK24+630 K25+350 LIK25+600 K25+720 LIK25+860 K25+940 LIK26+070 K26+270 LIK26+520 K26+700 LIK26+730 K26+980 LIK27+200 K27+260 LIK27+295 K27+360 LIK28+170 K28+290 LI




K29+990 K30+090 LIK31+887 K31+987 LIK32+670 K32+870 LIK33+967 K34+147 LI

En sectores en los cuales existen lagunas a los lados de la vía, se recomienda la

construcción de pantallas impermeables en suelo-cemento, con geomembrana (ver

esquema de pantalla tipo en el Anexo No. 3), con el fin de mantener la estabilidad de la

estructura del pavimento y de los terraplenes en general.

CUADRO No. 10.-RELAC/ON DE PANTALLAS IMPERMEABLES RECOMENDADAS

ABSCISA ABSCISA LADO IZQUIERDO (L1)INICIO FINAL LADO DERECHO (LO)K3+080 K3+120 LIK13+475 K13+525 LD

Se recomienda prolongar las obras de drenaje existentes cuando se realice la rectificación

de la carretera y efectuar los vertimientos mediante descoles adecuados.


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Estudio Hidrologico de Carretera