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Informe hidrologia, hidraulica y drenaje (i)

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Informe hidrologia, hidraulica y drenaje (i)

  1. 1. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ ESTUDIO DEFINITIVO Y LA EJECUCION DE LA OBRA DEL MANTENIMIENTO PERIODICO DE LA CARRTERA ILAVE (EMP. R3S) – MAZOCRUZ, TRAMO: CHECCA – MAZOCRUZ (Km 10+000 AL Km 83+000) DEPARTAMENTO DE PUNO CHECCA - MAZOCRUZ INFORME DE HIDROLOGIA E HIDRAULICA INDICE 5.1. INTRODUCCION 5.1.1 Generalidades 5.1.2 Objetivos 5.2 MATERIALES Y METODOS MATERIALES Información Cartográfica Información Meteorológica Equipos Programas de Cómputo 5.2.1 Metodología a) Hidrología b) Drenaje 5.2.1.1 Caracterización de las cuencas 5.2.1.2 Hidrología 5.2.1.2.1 Características de las cuencas 5.2.1.2.2 Análisis de la precipitación máxima de 24 horas 5.2.1.2.3 Selección de la función de distribución de probabilidad 5.2.1.2.4 Lluvia de diseño 5.2.1.2.5 Estimulación de caudales máximos 5.2.1.2.6 Calibración del modelo 5.2.1.2.6.1 Descarga máxima de observación 5.2.1.2.6.2 Descarga máxima de estimación INFORME N° 01
  2. 2. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ a) Principales parámetros morfológicos de la sub cuenca b) Principales parámetros iniciales del modelo c) Secuencia sobre el empleo de Hec – HMS c1) Modelo de la cuenca c2) Modelo meteorológico c3) Modelo de control de especificaciones 5.2.1.2.7 Hidrograma de salida de la cuenca de calibración 5.2.1.2.8 Estimación de caudales máximos e las quebradas 5.2.1.2.9 Resumen y elección de los caudales máximos de diseño para las estructuras de cruce, obtenidos por los métodos, Clark, Snyder y SCS 5.2.1.3 Método Racional 5.2.1.4 Drenaje 5.2.1.4.1 El sistema de drenaje actual 5.2.1.4.2 Sistema de drenaje y obras de arte proyectadas 5.2.2 Evaluación de obras de arte 5.2.2.1 Cunetas 5.2.2.1.1 Cálculo del caudal de diseño de las cunetas a) Consideraciones para la selección de la cuneta b) Pendiente longitudinal de la cuneta c) Rugosidad de la cuneta d) Longitud del tramo e) Entrega de cunetas f) Estructura de la cuneta hacia el terreno natural g) Estructura de entrega de cuneta hacia las alcantarillas 5.3 RESULTADOS 5.3.1 Precipitación instantánea 5.3.2 Selección de la función de distribución 5.3.3 Lluvia de diseño. 5.3.4 Resultado de los caudales máximos de las quebradas de intercepción con la vía INFORME N° 01
  3. 3. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ 5.1. INTRODUCCIÓN 5.1.1. Generalidades El presente documento es el Informe Final (IF) del estudio de hidrología y drenaje para la Elaboración del Estudio Definitivo y la Ejecución de la Obra del Mantenimiento Periódico de la Carretera Ilave (EMP.R3S) – Mazocruz, Tramo: Checca - Mazocruz (Km 10+00 al 83+000). El proyecto está elaborado por la El Consorcio San Marcos – Mazocruz. El proyecto está ubicado políticamente entre los distritos de Checca y Mazocruz, en la provincia de Collao y departamento de Puno, geográficamente se encuentra entre las coordenadas UTM: (430425.821-E, 8211983.746-N,) y (432322.59-E, 8148923.88-N). 5.1.2. Objetivos • Calcular los caudales de diseño de las obras de drenaje transversal y longitudinal, del la Elaboración del Estudio Definitivo y la Ejecución de la Obra del Mantenimiento Periódico de la Carretera Ilave (EMP.R3S) – Mazocruz, Tramo: Checca - Mazocruz (Km 10+00 al 83+000). • Evaluación y planteamiento del sistema drenaje para el control del flujo de agua superficial en los eventos extraordinarios. 5.2. MATERIALES Y METODOS MATERIALES Información Cartográfica Se dispuso de la siguiente información cartográfica, proveniente del Instituto Geográfico Nacional (IGN). Descripción Escala Mapa Físico Político del Perú 1 / 1 000 000 INFORME N° 01
  4. 4. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL Longitud Latitud Altitud (msnm) Ilave Collao Pluviométrica 69°38'00" W 16°05' S 3850 1998/2007(10) Periodo de RegistroEstación Provincia Tipo Coordenadas ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Mapa Vial del Perú 1 / 2 000 000 Mapa Departamental de Puno 1 / 1 000 000 Cartas Nacionales 33 -x, 34 -x. 1 / 100 000 Información Meteorológica La información hidrológica utilizada en el estudio es la hidrometeorológica, la precipitación máxima de 24 horas, de 10 años de registro histórico de la estación Ilave que se encuentra en la provincia del mismo nombre, Fuente, Oficina General de Estadística e Informática SENAMHI. Con fines de calibración del modelo Hidrológico “Hydrologic Modeling System HEC-HMS”, se ha considerado la cuenca del río Ilave, teniendo como punto de control, el puente del mismo Nombre. La estación pluviométrica utilizada de la fuente es la estación Ilave, cuyo registro histórico será utilizado previo análisis de consistencia y ajuste de las funciones de distribución para eventos máximos extraordinarios y, aplicados al modelo HYDROLOGIC MODEL SYSTEM HEC-HMS. Ver el plano de ubicación PU-1. Cuadro N° 2.1, Ubicación de la Estación Hidrológica FUENTE: SENAMHI Equipos • GPS 12: 12 Channel – GARMIN • Cámara fotográfica • Wincha de 5m y 50m • Scanner • Microcomputador • Impresora Programas de Cómputo • Hydrologic Modeling System HEC-HMS v.2.2.2 INFORME N° 01
  5. 5. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ • Smada v.6.4.3 For Window • Arc View V.3.2 • ArcInfo V.3.3.1 • AutoCAD 2006 • Microsoft Office 5.2.1. Meteorología La metodología seguida para el presente trabajo comprende en dos bloques principales: a) Hidrológico b) Drenaje. a) Hidrológico.- Comprende en el análisis de la información hidrometeorológico y cartográfico de la cuenca. El primero comprende en la recolección y compra de registros pluviométricos y descargas disponible, de manera que para el presente estudio no se contó con la información de descarga máxima mensual para la calibración del modelo, por lo que se ha generado el caudal observado hidráulicamente por el método sección pendiente, según las medidas tomadas del puente Ilave como punto de control, ya que la zona de estudio se encuentra ubicado en la cuenca del río del mismo nombre. Una vez calibrado dicho modelo se generan las descargas a partir de la precipitación máxima de 24 horas, según el tipo de la estructura previo análisis y selección de las mismas para eventos extremos máximos y luego someter a una prueba de bondad de ajuste de las funciones de distribución por el método analítico de error cuadrático mínimo. Por otro lado el análisis cartográfico consiste en la determinación de parámetros geomorfológicos de la cuenca o del modelo de aplicación HEC-HMS. Obtenidos, dichos parámetros se simulan las descargas de diseño y luego se calibra el modelo para su aplicación. b) Drenaje.- Comprende el inventario de las quebradas con descargas y/o secas para la proyección de estructuras de cruce, para garantizar el buen sistema de drenaje vial y mejorar la transitabilidad de la misma. INFORME N° 01
  6. 6. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Teniendo los resultados de la primera parte y definidas los tipos de estructura de drenaje se calculan las capacidades de las mismas para cada uno de ellos Metodología de Trabajo I(HIDROLOGICO) II(DRENAJE) 5.2.1.1. Caracterización del área de estudio Se identifica como área de estudio, al contexto físico – geográfico, hidrográfico y climatológico, en el cual se desarrolla la Hidrología y Drenaje del Elaboración del Estudio Definitivo y la Ejecución de la Obra del Mantenimiento Periódico de la INFORME N° 01 NO SI SIMULACIÓN DEL MODELO HMS PARAMETROS DE LA CUENCA NO PROCESAMIENTO DE DATOS PLUVIOGRAFICOS REGISTRO DE LLUVIA MÁXIMA SELECCIONADA ANÁLISIS DE DISTRIBUCIÓN Probabilística ELECCIÓN DE UNA DISTRIBUCIONPRUEBA DE BONDAD DE AJUSTE SI CONDICIONES INICIALES DEL MODELO HMS OBTENCIÓN DE LLUVIA DE DISEÑO CAUDAL DE DISEÑO (Q) CARACTERÍSTICAS DEL AREA DE ESTUDIO INFORMACION HIDROMETEOROLOGICO I N F O R M A C I O N INVENTARIO DE OBRAS DE DRENAJE VIAL OBRAS PROYECTADAS CALIBRACION DEL MODELO HEC-HMS DISEÑO HIDRAULICO DE OBRAS DE DRENAJE VIAL SELECCIÓN O. A. D. DPROYECTADOS
  7. 7. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTACION : ILAVE Latitud: 16°05' S Depto : Puno Longitud: 69°38'W Prov. : El Collao Altitud: : 3850 msnm Dist. : Ilave PARAMETRO: Precipitación máxima en 24 horas AÑOS ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC Máx. anual 1998 13.50 20.60 19.50 18.50 0.00 4.50 0.00 0.10 3.20 12.20 16.20 10.00 20.6 1999 10.50 26.70 27.60 26.00 14.60 0.60 1.50 3.90 12.20 39.70 11.80 12.10 39.7 2000 26.10 18.40 27.60 9.20 3.30 2.20 9.30 3.40 2.80 18.00 1.00 20.30 27.6 2001 36.20 25.70 26.50 11.50 1.50 0.10 8.00 8.60 4.80 27.70 19.10 30.80 36.2 2002 26.80 29.10 23.70 19.70 9.90 12.00 13.80 4.80 4.40 16.50 18.50 33.20 33.2 2003 24.50 8.70 26.10 5.50 9.40 0.50 0.00 5.00 16.70 6.10 6.60 19.80 26.1 2004 28.00 28.70 10.00 6.00 10.20 1.60 8.50 16.80 10.00 1.00 5.70 18.40 28.7 2005 22.60 17.50 14.40 10.00 8.30 0.00 0.00 0.00 5.20 23.00 10.80 22.20 23.0 2006 46.00 21.80 26.90 12.40 2.40 3.00 0.00 7.00 16.20 12.80 25.60 19.70 46.0 2007 20.20 26.90 29.30 28.70 2.00 2.10 7.30 5.20 7.50 9.00 9.20 19.40 29.3 OFICINA GENERAL DE ESTADISTICA E INFORMATICA-SENAMHI ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Carretera Ilave (EMP.R3S) – Mazocruz, Tramo: Checca - Mazocruz (Km 10+00 al 83+000). El proyecto vial en su integridad, se ubica entre las coordenadas geográficamente UTM: (430425.821-E, 8211983.746-N,) y (432322.59-E, 8148923.88-N). El eje vial en estudio atraviesa una zona de relieve casi llano con ondulaciones suaves en ciertos tramos y con pendientes poco pronunciados, donde el trazo se emplaza a través de vía existente con terraplenes en relleno sobre superficies con suaves ondulaciones. 5.2.1.2. Hidrología 5.2.1.2.1. Características de las cuencas Hidrográficamente el área de estudio se encuentra en la Sub cuenca del río Ilave que constituye uno de los tributarios de la cuenca de lago Titicaca. El río Ilave nace en las confluencias de Uncallame y rio Grande que tiene una longitud de 70 Km. que recorre a lo largo de la zona alto andina en el que la precipitación es de carácter estacional, el inicio de lluvias es en el mes de Diciembre generalmente y se extiende hasta fines del mes de Marzo, cuya régimen pluvial es variable e irregular, se tiene la presencia de años húmedos seguidos de años secos y eventos extremos. CUADRO N° 2.2 INFORME N° 01
  8. 8. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL Hietograma de Precipitación Máxima de 24 h 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Años Precipitación(mm) Año P.Max 24 horas 10 15 30 60 120 180 240 1998 20.60 5.9 6.6 7.8 9.3 11.1 12.2 13.2 1999 39.70 11.5 12.7 15.1 17.9 21.3 23.6 25.4 2000 27.60 8.0 8.8 10.5 12.5 14.8 16.4 17.6 2001 36.20 10.5 11.6 13.8 16.4 19.4 21.5 23.1 2002 33.20 9.6 10.6 12.6 15.0 17.8 19.7 21.2 2003 26.10 7.5 8.3 9.9 11.8 14.0 15.5 16.7 2004 28.70 8.3 9.2 10.9 13.0 15.4 17.1 18.3 2005 23.00 6.6 7.3 8.7 10.4 12.4 13.7 14.7 2006 46.00 13.3 14.7 17.5 20.8 24.7 27.4 29.4 2007 29.30 8.5 9.4 11.1 13.2 15.7 17.4 18.7 Lluvias Máximas de la Estación Ilave( mm) Duración en minutos ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Graf. : N°02, Curva de histograma de precipitación máxima de 24 horas 5.2.1.2.2. Análisis de la precipitación máxima de 24 horas A partir de la precipitación máxima de 24 horas se ha determinado la precipitación máxima instantánea para un periodo de duraciones de 10, 15, 30, 60, 120, 180 y 240 minutos a través de DYCK PESCHKE y WEIBULL, la cual fue sometida a un análisis de ajuste de frecuencia de las funciones de distribución para eventos extremos máximos por: Normal, Log normal-2P, Log normal-3P, Pearson-III, Logpearson–III y Gumbel, que fue seleccionado por el método analítico de error cuadrático mínimo. CuadroNº2.3, Transformación, precipitación diaria para diferentes periodos duración Fuente: Elaboración propia INFORME N° 01
  9. 9. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL N° orden T (años) 10 15 30 60 120 180 240 1 11.00 13.28 14.70 17.48 20.78 24.72 27.35 29.39 2 5.50 11.46 12.68 15.08 17.94 21.33 23.61 25.37 3 3.67 10.45 11.56 13.75 16.36 19.45 21.52 23.13 4 2.75 9.58 10.61 12.61 15.00 17.84 19.74 21.21 5 2.20 8.46 9.36 11.13 13.24 15.74 17.42 18.72 6 1.83 8.28 9.17 10.90 12.97 15.42 17.07 18.34 7 1.57 7.97 8.82 10.49 12.47 14.83 16.41 17.63 8 1.38 7.53 8.34 9.92 11.79 14.02 15.52 16.68 9 1.22 6.64 7.35 8.74 10.39 12.36 13.68 14.70 10 1.10 5.95 6.58 7.83 9.31 11.07 12.25 13.16 Lluvia máxima aplicado a Weimbull(mm) Duración en minutos ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Cuadro Nº 2.4 Profundidad de precipitación por Weibull Fuente: Elaboración propia Una vez que se ha asignado periodo de retorno a cada año de la lluvia máxima anual de registro, se procede a buscar la función de distribución de probabilidad teórica de mejor ajuste a los datos de la información, la cual es seleccionada a través del método analítico del error cuadrático mínimo. 5.2.1.2.3. Selección de la función de distribución de probabilidad Para seleccionar la función de distribución para eventos extremos máximos existen dos métodos, gráfico y analítico, el primer método consiste en inspeccionar una gráfica donde se haya ploteado cada una de los diferentes funciones junto con los puntos medidos. La función de distribución de probabilidad que se selecciona será la que se apegue visualmente mejor a los datos medidos. El segundo método analítico, es el método de error cuadrático mínimo, consiste en calcular, para cada función de distribución el error cuadrático. ( ) 2 1 1 2 0       −= ∑= n i e ii xxC Donde iex es el i-ésimo dato estimado y i x0 es el i-ésimo dato calculado con la función de distribución bajo análisis, la función seleccionada será el de menor valor tal INFORME N° 01
  10. 10. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL 10' 15' 30' 60' 120' 180' 240' Años Log-Pearson III Log-Pearson III Log-Pearson III Log-Pearson III Log-Pearson III Log-Pearson III Log-Pearson III 250 19.72 21.80 25.94 30.83 36.69 40.58 43.60 100 17.59 19.45 23.14 27.51 32.73 36.21 38.91 50 16.03 17.73 21.09 25.08 29.83 33.00 35.46 25 14.50 16.04 19.08 22.68 26.98 29.85 32.08 10 12.48 13.81 16.43 19.54 23.23 25.71 27.63 5 10.91 12.08 14.37 17.09 20.32 22.49 24.16 3 9.68 10.72 12.75 15.16 18.03 19.95 21.44 2 8.59 9.51 11.30 13.45 15.99 17.69 19.01 PROFUNDIDAD DE LLUVIA DE DISEÑO mm DURACIONES CURVAS DE PRECIPITACION DE DISEÑO 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 250 100 50 25 10 5 3 2 PERIODO DE RETORNO (AÑOS) PROFUNDIDADDEPRECIPITACION (mm) 10' 15' 30' 60' 120' 180' 240' ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ como se presenta en los cuadros de resultados Cuadro N°3.2, al Cuadro N°3.8, donde se muestra las precipitaciones máximas determinadas con cada uno de los modelos de distribución y para cada uno de los periodos de duración. La información se ajusta mejor a la función de distribución LOG-PEARSON III, por lo que se tomará recomienda utilizar esta función para el fines de diseño hidráulico. 5.2.1.2.4. Lluvia de diseño La lluvia de diseño para diferentes tiempos de retorno de 2 a 250 años se ilustra en el cuadro N°2.5, donde se aprecia que la profundidad de lluvia de diseño son mayores para periodos de duración y tiempo de retorno mayores y viceversa para período de duración y tiempo de retornos menores la profundidad de lluvia es menor. Cuadro N° 2.5 Fuente: Elaboración Propia Grafico N° 2.1 INFORME N° 01
  11. 11. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ 5.2.1.2.5. Estimación de caudales máximos El conocimiento adecuado de los valores del caudal máximo de descarga es importante para definir el diseño de las obras hidráulicas y el comportamiento de las mismas. Para ello se ha utilizado el modelo hidrológico matemático HYDROLOGIC MODELING SYSTEM (HEC-HMS) lo cual ha sido empleado para la determinación de los caudales de diseño a partir de las precipitaciones máximas de diseño, previa calibración del mismo. La calibración del modelo se efectuó tomando como punto de control el puente Ilave, para ello se ha considera las huellas y señales alcanzadas en las épocas extraordinarias con apoyo de los señores del lugar, los datos tomados en el campo son: Luz L= 149 m, alto h = 6.30 m, donde la huella alcanzada en los muros es 3.30 m, la rugosidad estimado del lecho es n = 0.023 y la pendiente promedio aproximado del cauce en el eje es 0.0025. Por cuanto el caudal en el punto de intercepción es 2359.84 m3 /s, según el calculo hidráulico, sección - pendiente. 5.2.1.2.6. Calibración del modelo 5.2.1.2.6.1. Descarga máxima de observación Descarga (Qo)= 2359.84 m3 /s (punto de control) La descarga máxima considerado para la calibración, es el resultado de la evaluación según los datos tomados en campo, puente Ilave, como punto de control de la sub- cuenca del río del mismo nombre. Para ello se ha hecho el cálculo hidráulico por el método, Sección – Pendiente, haciendo uso el SOFTWARE HCHANNEL, tal como presenta la hoja de reporte: INFORME N° 01
  12. 12. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ 5.2.1.2.6.2. Descarga máxima de estimación a) Principales parámetros morfológicos de la Sub-Cuenca. Teniendo como punto de control el “Puente Ilave” se tiene los datos morfológicos de la Sub-Cuenca del río del mismo nombre: Área de Influencia (A) = 6070.67 km2 Longitud del cauce principal (Lc) = 118042 m. Pendiente promedio de la cuenca (s) = 0.008 m/m Tiempo de Concentración (Tc) = 13.70 hs Rugosidad del lecho (n) =0.023 INFORME N° 01
  13. 13. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CUENCA DEL RIO ILAVE Otros datos de la cuenca: Tipo de suelo: Tipo C, arena fina, alto contenido de arcilla. CN= 86 (cobertura pastizal con pendiente mayor de 1 % ) La permeabilidad 77 % por ser suelo cubierto de pastos natrales. b) Principales parámetros iniciales del modelo. Los principales parámetros del modelo con fines de calibración se resumen en el siguiente cuadro N°2.6. INFORME N° 01 RIO ILAVE PTE. ILAVE
  14. 14. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Cuadro N°2.6 Parámetros Iniciales del Modelo Fuente: Elaboración propia c) Secuencia sobre el empleo de HEC- HMS El HYDROLOGIC MODELING SYSTEM (HEC-HMS), utiliza tres tipos de archivos: Modelo de Cuenca, Modelo Meteorológico y Control de especificaciones, cada uno de estos archivos requieren parámetros de cuenca y del modelo propiamente dicho, donde existen parámetros variables y constantes dependiendo del tipo de estudio. Para nuestro caso específico los parámetros relacionados a la permeabilidad y tipo de suelo se consideran constantes por presentarse desde el punto de control similares características fisiográficas y edafológicas, pero los parámetros relacionados al comportamiento hidrológico y meteorológico son variables según la altitud o piso ecológico. c1) Modelo de la cuenca Para nuestro caso consideramos las áreas de influencia de los diferentes puntos de intercepción de la Sub-cuenca del río Ilave que constituye uno de las vertientes del lago Titicaca. Para la delimitación del área de influencia se utilizó la carta nacional teniendo como apoyo el Mapa Hidrográfico del estudio de la ONERN, escalas de 1/100,000 y 1/350,000 respectivamente, las cuales constituyen informaciones cartográficas para determinar los parámetros morfológicos de la cuenca. • Tasa de pérdidas INFORME N° 01 TASA DE PERDIDAS FLUJO BASE SCS Recesión iB iA Perd. Inicial SCS Curve N° %Imp. SCS Lag Const. Inicial Ta Const Umbral Km2 mm N % Hr cm. Cm Qi 6070.6 8.26 86 77 13.70 0.01 0.10 0.01
  15. 15. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Para determinar la tasa de pérdidas se utilizó el método del Servicio de Conservación Suelos (SCS), es decir los valores de CN asignados, que fueron extraídos del manual de referencia técnicas del HEC-HMS según las características fisiográficas de la zona. El valor de CN para la zona es 86, por el tipo de suelo poco permeable y según las condiciones fisiográficos del lugar, corresponde suelo de tipo C. • Pérdidas iniciales Las perdidas iniciales, se determinaron a partir de las relaciones: SIa 2.0= ( ) CN CN S 25425400 − = Donde: =aI Perdidas iniciales (mm) =S Retención máxima potencial =CN Número de Curva A nivel de la cuenca existe variación fisiográfica, para nuestro caso se ha considerado un promedio para toda el área de influencia que es 77% impermeable. • Transformación de lluvia Los métodos seleccionados para la transformación de la lluvia a escurrimiento, es SCS. Sin embrago se han utilizado otros dos métodos mas, Zinder y Clark a manera de comparación según se detallan a continuación. El método de Clark, es un método que cuenta con dos parámetros: tiempo de concentración “ cT ” y el coeficiente de almacenamiento, siendo éste último 3 veces el tiempo de concentración según las recomendación de Seth R. Ahrens, M.S.E (1999), por lo que se ha considerado 3 veces el tiempo de concentración. El tiempo de concentración “ cT ” es el tiempo que demora en viajar una partícula de agua desde el punto mas lejano de la cuenca hasta el punto de control. Comprende el lapso entre el final de la lluvia y el momento en que se seca el escurrimiento INFORME N° 01
  16. 16. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ superficial, y es calculado por método de Kirpich y Kerby’s, del cual, lo más recomendable según la experiencia es el segundo, cuya formula es: 467.0 2/1       = S L cT n c cT = Tiempo de concentración (min.) =L Longitud de la corriente principal (m) =S Pendiente de la corriente principal (m/m) =c Rugosidad de retardo, según la cobertura vegetal y tipo de suelo. =A Área de cuenca (Km2 ) Método de escorrentía directa Clark, deriva del hidrograma unitario de la cuenca para este caso el área de influencia de la cuenca es a través de los procesos de transformación del exceso de precipitación a escorrentía. La transformación o movimiento del exceso de precipitación puede llevarse acabo por dos vías, 1) Traslación del exceso de precipitación desde el origen a la salida de la cuenca y 2) Reducción o atenuación del exceso de descarga en almacenamiento a lo largo de la cuenca. El hidrograma de traslación puede ser convenientemente derivado desde una relación área-tiempo, para el cual, la superficie, es la acumulación desde la salida de la cuenca, y el tiempo de viaje, es definido por las isócronas (curva de área tiempo). El segundo método empleado es el Hidrograma Triangular Unitario Sintético del S. U. Soil Conservation Service (Método SCS o de la Curva Número, CN). Es un método utilizado para la estimación de la lluvia en exceso ocasionado por una tormenta, y es la consolidación de diversos procedimientos, se aplica principalmente en los estudios de avenidas máximas en cuencas sin aforos. El método SCS, esta en función de CN y el tiempo de retardo Tp de la descarga (hr). INFORME N° 01
  17. 17. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ c2) Modelo metereológico Para determinar la precipitación máxima de diseño se consideró la serie de registro hidrometeorológico de la estación San Juan, con registros de los años 1998/2007, luego se hizo el análisis y transformación a periodos de duración menores a una hora por DYCK PESCHKE, se hizo análisis de distribuciones a través del programa Smada v.6.4.3 (Wiley y Sons) y la representación probabilística correspondiente, consiste en el ajuste y selección mas aproximado por error cuadrático mínimo, según se aprecia en los cuadros de los resultados N°3.2 al N°3.8. Las precipitaciones máximas determinadas para periodos de retorno de 2, 5, 10, 25, 50, 100 250 años, cuyas áreas de influencia son considerados por encima del punto de control, lo cual es ponderado en la determinación de la precipitación a través del modelo HMS. INFORME N° 01
  18. 18. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Fig. N° 2.3 Ingreso de las precipitaciones por frecuencia de ocurrencia c3) Modelo de control de especificaciones En este módulo se introducen las fechas y horas de inicio y fin de la simulación del intervalo de tiempo para el cálculo del hidrograma de escurrimiento, para este caso la fecha de simulación es 16 de enero de 2006, de 03:00 horas hasta las 18:55 horas del mismo día con intervalos de control de 5 minutos. Luego de corrida del método, se tiene el hidrograma de salida a través del HEC-HMS, lo cual nos permite analizar los valores de los resultados. El modelo básicamente utiliza dos parámetros: tiempo de concentración y el coeficiente de almacenamiento, siendo el primero determinado por el método de Kerby’s. Fig. N° 2.4 Control de Especificaciones INFORME N° 01
  19. 19. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ 5.2.1.2.7. Hidrograma de salida de la cuenca de calibración El resultado de la calibración es Q = 2357.90 m3 /s, según se presenta en el reporte, en el cuadro N°2.7 de resultados. Fig. N° 2.5 Hidrograma de Salida del modelo Cuadro N°2.7, Reporte del hidrograma de salida del modelo INFORME N° 01
  20. 20. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Según se observan, los valores del caudal estimado y observado son bien cercanos, que hace una diferencia de 1.94 que, (Observ. (Qo =2359.80 m3 /s) - Est.(Qe = 2357.90 m3 /s))= 1.94 m3 /s. Luego de la calibración del modelo se determina la descarga en la quebrada de intercepción con la vía, que constituye una sola donde esta ubicado el pontón existente en la progresiva 7+868 Km., según como se presenta en el cuadro N°2.11, las descargas determinadas por los métodos CLARK, SNYDER y SOIL CONSERVATION SERVICE (SCS). 5.2.1.2.8. Estimación de caudales máximos de las quebradas Una vez calibrada el modelo se determinan las descargas de las quebradas de intercepción con la carretera a través del Modelo HYDROLOGIC MODELING SYSTEM (HEC-HMS) ya que presentan áreas grandes, por los métodos Hidrograma Triangular Unitario Sintético de U.S. SOIL CONSERVATION SERVICE (SCS), Snyder y Clark, para el caso de áreas de escurrimiento pluvial pequeñas, como las cunetas se utilizó el método RACIONAL. Cuadro N°2.8 Configuración de los Modelos de Cuenca en el HEC-HMS MODELOS TASA PERDIDAS TRANSFORMACIÓN FLUJO BASE MODELO-I Inicial/Constante Clark Recesión MODELO-II Inicial/Constante Snyder Recesión MODELO-III SCS Curva Nº SCS Recesión Fuente: Elaboración propia Cuadro N°2.9 Parámetros iniciales del Modelo de Cuenca-I. TASA DE PERDIDAS TRANSFORM FLUJO BASE Inicial/Const. Clark Recesión iB iA Perd. Inicial Const. Inf. %Imp. Tc Coef. Almact. Const. Inicial Ta Const Umbral Km2 mm mm/h % Hr Hr cm. Cm Qi 0.87 8.26 4.19 77 1.15 3.45 0.01 0.10 0.01 Fuente: Elaboración propia Cuadro N°2.10 Parámetros iniciales del Modelo Cuenca-II. INFORME N° 01
  21. 21. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL PROGRESIVA MICRO AREA CUENCAS Km2 SCS CLARK SNYDER 07+868.00 Locotuyo 0.87 2.970 0.87 2.82 HEC-HMS (m 3 /s) METODO PARA PERIODO DE RETORNO DE 50 AÑOS CARACTERISTICAS ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ TASA DE PERDIDAS TRANSFORM FLUJO BASE Inicial/Const. Snyder Recesión iB iA Perd. Inicial Const. Inf. %Imp. Tp Coef. Pico.Cp Const.Inicial Ta Const Umbral Km2 mm mm/h % Hr cm. Cm Qi 3.77 15.17 4.16 77 1.18 0.60 0.01 0.10 0.01 Fuente: Elaboración propia Cuadro N°2.11 Parámetros del Modelo Cuenca-III TASA DE PERDIDAS FLUJO BASE SCS Recesión iB iA Perd. Inicial SCS Curve N° %Imp. SCS Lag Const. Inicial Ta Const Umbral Km2 mm N % Hr cm. Cm Qi 0.87 8.26 86 77 1.18 0.01 0.10 0.01 Fuente: Elaboración propia 5.2.1.2.9. Resumen y elección de los caudales máximos de diseño para las estructuras de cruce, obtenidos por los métodos, Clark, Snyder y SCS Los cálculos fueron realizados a través del modelo calibrado HYDROLOGIC MODELING SYSTEM (HEC-HMS), por los métodos SOIL CONSERVATION SERVICE (SCS), CLARK Y SNYDER. Según como se presenta el cuadro resumen siguiente. Cuadro N° 2.12 Se recomienda utilizar para el diseño de las obras de drenaje el método de SOIL CONSERVATION SERVICE (SCS), por ser más conservador con respecto a los otros métodos. 5.2.1.3. Método racional INFORME N° 01
  22. 22. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Refieren WRIGHT – PAQUETTE que “Uno de los métodos más comunes para calcular el escurrimiento en un área de drenaje de menor superficie es el Método Racional, M.R.; la gran aceptación que ha tenido se debe al hecho de que combina juicios de ingeniería con cálculos hechos a partir de análisis, mediciones u otros cálculos, el método tiene como base la relación directa entre la lluvia y el escurrimiento”. El Método Racional, M.R, y todos los métodos empíricos derivados, se usan “para diseñar drenes de tormenta, alcantarillas y otras estructuras conductoras de aguas de escurrimiento de pequeñas áreas” (LINSLEY); pero “pueden involucrar grandes errores, en caso de áreas grandes, siendo el proceso de escurrimiento es muy complejo como para resumirlo en una fórmula de tipo directa, en la que solo intervienen el área de la cuenca y un coeficiente de escurrimiento” (VILLÓN). Por otro lado, se refiere LINSLEY que “Si las lluvias se aplicaran con una velocidad o ritmo constante a una superficie impermeable, el escurrimiento de la superficie eventualmente llevaría a tener un ritmo igual al de la lluvia. El tiempo necesario para llegar a este equilibrio es el tiempo de concentración, Tc, y para pequeñas áreas impermeables o permeables, se puede considerar que si la lluvia persiste con un ritmo uniforme durante un período mínimo de una duración de Tc, el máximo del escurrimiento será igual al ritmo de la lluvia”. Esta es la base de la fórmula del Método Racional, M.R. A C Q = Donde: Q es el ritmo máximo de escurrimiento (L3 /T), C es un coeficiente de escurrimiento (se obtiene de tablas o se calcula), y I es la intensidad de la lluvia (L/T). “El área límite – según LINSLEY - más allá de la cual las consideraciones del M.R. son inadecuadas, depende de la pendiente, tipo de superficie, forma de la cuenca y precisión exigida; debe usarse con cautela para áreas mayores de 100 acres (1 acre = 4 047 m2 ), y probablemente, nunca debe utilizarse en áreas mayores a 1 200 acres (485,63 ha /4,9 km2 )”. INFORME N° 01
  23. 23. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ 6.3 CIA Q = Donde: Q = Escurrimiento o caudal máximo (m3 /s); C = Coeficiente de escurrimiento de 0,1 a 1, de acuerdo a las características propias de la cuenca. I = Intensidad de la lluvia para una frecuencia o período de retorno dado (mm/hr). A = Área de cuenca (km2 ); El coeficiente 1/3.6, corresponde a la transformación de unidades. 5.2.1.4. DRENAJE 5.2.1.4.1. Evaluación del sistema de drenaje actual De acuerdo a los Términos de Referencia, se adjunta una relación detallada de las obras de arte, como son Alcantarillas, Puentes, Badenes y Pontones que forman parte del tramo en estudio, a continuación se detalla todas las existentes (Ver Estudio de Estructuras y Obras de Arte, item 6) INFORME N° 01
  24. 24. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Nº Progresiva Estructura Estado Accion 1 10+018.50 Alcantarilla ARNCO con concreto Buen Estado Limpieza 2 10+677.45 Alcantarilla de piedra cemento Buen Estado Limpieza 3 12+324.35 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza 4 12+455.70 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 5 12+686 Alcantarilla de piedra cemento Buen Estado Limpieza 5 13+930.40 Alcantarilla de concreto Buen Estado Limpieza y construcción de muro de mampostería 6 14+356.00 Alcantarilla de piedra y concreto Buen Estado Limpieza 7 14+535.50 Alcantarilla de piedra Regular Limpieza y Reparación 8 15+016.30 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza 9 16+087.00 Alcantarilla ARNCO Colmatada Limpieza 16+574.60 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza total 10 17+842.20 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza 11 18+369.70 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 18+697.21 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza 12 19+219.20 Alcantarilla Buen Estado Limpieza 13 20+018.40 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 14 20+376.20 Alcantarilla Buen Estado Limpieza 15 20+713.40 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 16 22+499.00 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza 17 23+184.70 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza 18 23+408.00 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza 19 23+447.70 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza 23+504 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 20 23+996.00 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza 24+218.80 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza 21 24+517.50 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 22 24+884.80 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 23 25+092.50 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 24 25+478.90 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 25 26+566.40 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 16+162.20 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 26 26+616.20 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 27 26+724.00 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza 28 26+958.00 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 29 27.280.00 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 30 27+670.00 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 31 28+082.00 Alcantarilla de piedra Acolmatada Limpieza 28+542.00 Ponton piedra con concreto Buen Estado Limpieza y Mantenimiento 32 28+840.60 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 33 29+034.50 Alcantarilla de piedra Acolmatada Limpieza 34 29+225.80 Alcantarilla de Concreto Buen Estado Limpieza 35 30+445.60 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 36 31+122.00 Alcantarilla de piedra Acolmatada Limpieza y rehabilitación INFORME N° 01
  25. 25. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ 37 31+613.20 Alcantarilla de Concreto Malo Limpieza y rehabilitación 38 34+151.00 Alcantarilla de piedra concreto Buen Estado Limpieza 39 36+155.80 Ponton en Curva de Piedra y loza de C° Limpieza y rehabilitación 40 36+590.30 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza 41 36+990.40 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 42 37+677.00 Alcantarilla Piedra Colmatada Limpieza y rehabilitación 43 38+015.60 Alcantarilla Piedra y Concreto Malo Reparación total 44 39+302.60 Alcantarilla piedra Colmatada Limpieza 45 39+532.00 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 46 39+723.40 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza 47 40+141.80 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza 48 40+841.00 Alcantarilla de piedra Malo Construir alcantarilla 49 41+108.00 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 50 41+362.30 Alcantarilla de concreto Buen Estado Limpieza 51 41+672.80 Alcantarilla Buen Estado Limpieza 52 41+757.00 Alcantarilla Buen Estado Limpieza 53 42+116.00 Alcantarilla Buen Estado Limpieza 54 42+383.30 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 55 42+812.00 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 56 42+965.60 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza 57 43+775.30 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 58 43+936.80 Inicio Puente Regular Reforzar Cimentación Estribo 59 43+972.20 Fin Puente Izquierdo Aguas Arriba 60 44+152.40 Alcantarilla proyectada 61 44+420.00 Alcantarilla proyectada 62 44+685.70 Alcantarilla Colmatada Limpieza total 63 46+760.00 Alcantarilla proyectada 64 47+003.50 Ponton en Curva de Piedra y loza de Concreto Regular Limpieza y reforzar con aliviaderos 65 47+189.40 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza 66 47+328.00 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza total 67 47+498.00 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza total 68 47+685.70 Alcantarilla Piedra y Concreto Malo Construir Alcantarilla 69 47+857.50 Alcantarilla Piedra y Concreto Malo Construir Alcantarilla 70 47+882.30 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza Total 71 48+343.80 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 72 48+569.60 Inicio Badén Tierra Regular Cambiar de losa por rajaduras limpieza total 73 48+573.60 Inicio Badén Regular Cambiar de losa por rajaduras limpieza total 74 48+577.30 Eje Badén Regular Cambiar de losa por rajaduras limpieza total 75 48+725.40 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza total 76 48+936.60 Ponton piedra y concreto Buen Estado Limpieza 77 49+162.00 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza 78 50+389.80 Inicio Puente Buen Estado 79 50+451.40 Fin Puente Untabe Buen Estado 80 50+608.70 Inicio Badén Tierra Regular Cambiar de losa por rajaduras limpieza total INFORME N° 01
  26. 26. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ 81 50+615.10 Inicio Badén Regular Cambiar de losa por rajaduras limpieza total 82 50+621.70 Eje Badén Regular Cambiar de losa por rajaduras limpieza total 83 50+792.00 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza y Mantenimiento 84 50+870.50 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza total 85 51+054.80 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza Total 86 51+186.00 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 87 51+744.70 Inicio Badén Tierra Regular Cambiar de losa por rajaduras limpieza total 88 51+751.20 Inicio Badén Regular Cambiar de losa por rajaduras limpieza total 89 51+758.80 Eje Badén Regular Cambiar de losa por rajaduras limpieza total 90 51+906.00 Alcantarilla Malo Construir Alcantarilla 91 52+051.00 Alcantarilla Malo Construir Alcantarilla 92 52+265.00 Alcantarilla de piedra dos Conductos Buen Estado Limpieza de cauce 93 52+680.00 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza total 93 53+360.00 Alcantarilla Malo Construir Alcantarilla 94 53+468.00 Alcantarilla Malo Construir Alcantarilla 95 53+971.00 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 96 54+137.80 Alcantarilla de piedra Regular Limpieza y construcción de muro de mampostería 97 54+745.80 Inicio Badén Regular Cambiar de losa por rajaduras limpieza total 98 54+751.80 Eje Badén Regular Cambiar de losa por rajaduras limpieza total 99 54+757.90 Fin Badén Regular Cambiar de losa por rajaduras limpieza total 100 54+898.70 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza y Mantenimiento 55+676 Alcantarilla proyectada 57+038.8 Alcantarilla proyectada 101 57+297.30 Inicio Puente Buen Estado Reforzamiento de estribos con gaviones 102 57+311.50 Fin Puente Buen Estado Reforzamiento de estribos con gaviones 103 57+662.40 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza total 104 58+123.00 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza 105 58+473.00 Alcantarilla ARNCO y piedra Colmatada Limpieza en lado de piedra 106 58+638.50 Alcantarilla Concreto Buen Estado Limpieza 107 58+736.50 Alcantarilla Malo Construir Alcantarilla 58+958.2 Alcantarilla Concreto Buen Estado Limpieza 108 58+993.30 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza y Mantenimiento 109 59+183.00 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza INFORME N° 01
  27. 27. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ 110 59+385.40 Alcantarilla Concreto Buen Estado Limpieza 111 59+455.60 Alcantarilla de piedra Regular Limpieza y colocación de muro de mampostería 60+117.40 Alcantarilla de piedra Buen estado Limpieza 112 60+460.00 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza y Mantenimiento 113 60+542.20 Alcantarilla Concreto Buen Estado Limpieza y mejoramiento de base 114 60+818.20 Alcantarilla de piedra Regular Limpieza y Mantenimiento 115 60+966.60 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 116 61+241.20 Alcantarilla Malo Construir Alcantarilla 117 61+280.00 Alcantarilla concreto Buen Estado Limpieza 118 61+700.00 Alcantarilla Malo Construir Alcantarilla 119 61+750.00 Alcantarilla Malo Construir Alcantarilla con L=6.50 120 61+940.00 Inicio Badén Regular Cambiar de losa por rajaduras limpieza total 121 61+946.00 Eje Badén Regular Cambiar de losa por rajaduras limpieza total 122 61+953.70 Fin Badén Regular Cambiar de losa por rajaduras limpieza total 123 62+767.20 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza total 124 62+852.00 Alcantarilla de piedra Regular Limpieza y Mantenimiento 124 63+034 Alcantarilla de piedra Malo Construir Alcantarilla 125 63+160.00 Alcantarilla de piedra Regular Limpieza y Mantenimiento 126 63+731.30 Alcantarilla piedra con cemento Buen Estado Limpieza 127 64+158.50 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza 64+218.00 Alcantarilla de piedra y concreto Buen Estado Limpieza y Mantenimiento 128 65+411.00 Alcantarilla Concreto Malo Construir alcantarilla 129 67+384.70 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza y Mantenimiento 130 67+509.00 Alcantarilla Buen Estado Limpieza 131 67+970.30 Alcantarilla Concreto Regular Limpieza y reconstrucción 132 68+024.90 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza total 68+602.2 Alcantarilla de piedra con cemento Buen Estado Limpieza 133 68+662.80 Alcantarilla de piedra Colmatada Limpieza 134 69+644.30 Inicio Puente Regular Reforzar Estribos 135 69+776.30 Fin Puente Buen Estado Limpieza 136 70+086.70 Alcantarilla de piedra con cemento Buen Estado Limpieza 137 70+140.00 Alcantarilla de piedra y concreto Buen Estado Limpieza 70+259 Alcantarilla de piedra y concreto Buen Estado Limpieza 70+532 Alcantarilla de Concreto Buen Estado Limpieza 70+571.6 Alcantarilla de Concreto Buen Estado Limpieza 138 72+603.21 Alcantarilla piedra con cemento Malo Construir Alcantarilla 72+986.50 Ponton Buen Estado INFORME N° 01
  28. 28. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ 139 73+142.50 Alcantarilla de piedra con cemento Regular Limpieza y Mantenimiento 140 73+723.40 Alcantarilla Colmatada Limpieza 74+423.40 Alcantarilla de concreto Colmatada Limpieza 74+444 Alcantarilla de concreto Buen Estado Limpieza 74+622 Alcantarilla de concreto Buen Estado Limpieza total 74+770.40 Alcantarilla de concreto Buen Estado Limpieza 141 75+012.00 Alcantarilla de concreto Buen Estado Limpieza y Mantenimiento 142 75+166.40 Alcantarilla de concreto Buen Estado Limpieza 143 75+263.30 Alcantarilla de concreto Acolmatada Limpieza 144 75+586.00 Alcantarilla de concreto Regular Limpieza y Reposición de techo 145 75+962.00 Alcantarilla de concreto Buen Estado Limpieza 146 76+208.10 Alcantarilla de concreto Buen Estado Limpieza 77+008.7 Alcantarilla de Concreto Buen Estado Limpieza 147 77+713.00 Alcantarilla de Concreto Acolmatada Limpieza y Mantenimiento 148 77+891.00 Alcantarilla de piedra con cemento Buen Estado Limpieza y Refaccionamiento de cabezales 149 78+361.80 Alcantarilla de piedra con cemento Buen Estado Limpieza 150 78+649.00 Alcantarilla de concreto Buen Estado Limpieza y Mantenimiento 151 78+806.60 Alcantarilla de piedra con cemento Buen Estado Limpieza 152 79+257.40 Alcantarilla de concreto Buen Estado Limpieza y Mantenimiento 153 79+442.80 Alcantarilla de concreto Regular Limpieza y emboquillado 154 79+657.50 Alcantarilla de piedra con cemento Buen Estado Limpieza 155 79+760.00 Alcantarilla de piedra Buen Estado Limpieza y reparación 156 80+040.00 Alcantarilla Malo Construir Alcantarilla 80+228 Alcantarilla de piedra Buen estado Limpieza y reparación de techo 157 80+718.70 Alcantarilla de concreto Regular Encauzamiento ambos lados y refaccionamiento 158 81+153.50 Alcantarilla de concreto Regular Encauzamiento ambos lados 159 81+914.00 Alcantarilla de concreto Regular Limpieza y refaccionamiento de parapeto 82+134.3 Alcantarilla de concreto Acolmatada Cambio de loza 161 82+657.80 Alcantarilla de concreto Buen Estado Encauzamiento ambos lados 162 82+978.00 Alcantarilla de concreto Regular Limpieza y rehabilitación de parapeto 163 83+090 Alcantarilla ARNCO de 4 ojos Buen Estado Limpieza 5.2.1.4.2. Sistema de drenaje y obras de arte proyectadas INFORME N° 01
  29. 29. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ La correspondiente relación de obras de arte proyectadas, se encuentra detallada en el Estudio de Estructuras y Obras de Arte (item Nº 6), donde se detallan las progresivas, ubicación y tipo de obra de arte. Debemos poner en conocimiento que de acuerdo con las reuniones de coordinación realizadas entre PROVIAS NACIONAL, Arruta & Tapia como Supervisor del Estudio, y el Consorcio, se ha priorizado las obras de arte, en una primera etapa. Consideramos recomendable, que PROVIAS NACIONAL, programe dentro de sus actividades la culminación total de estas obras de arte para asegurar el correcto funcionamiento de la carretera. 5.2.2. EVALUACION DE OBRAS DE ARTE 5.2.2.1. Cunetas 5.2.2.1.1. Cálculo del caudal de diseño de las cunetas 6.3 CIA Q = Donde: Q = 146.61 l/s. C = 0.35 (según las características morfológicas que presenta cuenca y la intensidad de precipitación de la misma) I = 60.32 mm/hr (para tiempo de concentración de 15 min y periodo recurrencia de 10 años de la transformación de la profundidad de diseño de la precipitación) A = 0.0250 Km2 ; (considerando la longitud de la cuneta 250 m y la superficie adyacente de ancho 100 m). El coeficiente 1/3,6, corresponde a la transformación de unidades. Para el caso en que el área se expresara en Km2 ). a) Consideraciones para la Sección de la Cuneta Para la sección propuesta: INFORME N° 01
  30. 30. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ H = 0,40 m; Zi = 2/1, Ze =0.5/1, es Variable, será de sección triangular (L= 0.80 m y H=0.40m) de talud interno de Zi =2/0.5 (H:V =0.80: 0.40) y talud externo de Ze =1/0.5 (V:H =0.40: 0.20), siendo esta última variable de acuerdo al tipo de suelo. Se tendría una capacidad de conducción suficiente para drenar las aguas provenientes de las zonas aledañas y de los taludes adyacentes cuyas dimensiones finales de la cuneta de sección triangular será: • Ancho total superficial = 0.80 m. • Ancho superficial = 0.80 m. • Profundidad = 0.40 m. • Talud interno = 2/1 (H/V) Existen dos tipos de estructuras de entrega, definidas según la evaluación del proyecto las cuales pueden ser, terreno natural y alcantarillas. b) Pendiente longitudinal de la cuneta La pendiente longitudinal de la cuneta tiende a adoptar la pendiente del trazo, pero cuando esta es muy pronunciada (mayor de 4%) la longitud del tramo de la cuneta se acorta entre 150 m a 200 m aproximadamente dependiendo de la intensidad de la precipitación que presenta en la zona de estudio. Se tomaría dicha decisión para evitar velocidades muy altas que a su vez provoquen erosión en la cuneta. c) Rugosidad de la cuneta Debido a las consideraciones adoptadas, es necesario controlar el efecto erosivo que pueda presentar por la velocidad con que discurren las aguas dentro de la cuneta. Dicho control se podría prever con el revestimiento de concreto de f’c =175 kg/cm2 y piedra mediana (emboquillado) en las partes de pendientes mayores de 4 % con el fin de evitar la erosión. d) Longitud del tramo INFORME N° 01
  31. 31. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ La longitud del tramo de la cuneta que se ha adoptado para el presente proyecto es de 250 m. dependiendo de varios factores: ubicación de entregas naturales (quebradas, ríos, etc.), ubicación de puntos bajos que presenta el perfil de la carretera y pendiente muy pronunciada. En caso de pendientes mayores de 4 % y en zonas de alta precipitación se acortaran las longitudes a 150 - 200 m, con el fin de evitar la erosión en las cunetas. Para el presente proyecto no se ha considerado estos criterios del reglamento, por que la zona presenta un clima seca de humedad de alta presencia de la precipitación. e) Entrega de cunetas Se denomina así a las estructuras que permiten la entrega de las aguas que conducen las cunetas a los cauces naturales, taludes protegidos, etc., para su evacuación final. Existen dos tipos de estructuras de entrega, definidas según su punto de evaluación del proyecto las cuales son: f) Estructura de entrega de la cuneta hacia terreno natural Se obtiene ante la inevitable necesidad de desfogar las cunetas en terreno natural contando para ello con una estructura de entrega adecuada. Dicha estructura cuenta con una transición de mampostería de piedra asentado en concreto f’c = 140 Kg/cm2 para lograr una sección trapecial, cuyas características son: • Ancho superior = 0.80 m. • Profundidad = 0.25 m. • Base = 0.40 • Angulo de talud = 45º ó 1/ 2 (H/V) g) Estructura de entrega de cuneta hacia las alcantarillas En este caso las cunetas vierten directamente el agua pluvial que conducen a las estructuras de entrada y salida de las alcantarillas. De esta forma se evita tener mayores lugares de desfogue que pueden derivar en zonas de erosión potencial. Para el caso de las estructuras de entrada de las alcantarillas, las cunetas solas podrán verter el agua pluvial en las estructuras del tipo buzón y tipo alero recto. INFORME N° 01
  32. 32. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL Ze= 0.5 Zi= 2 n= 0.02 H bl y A P R S Q (m) (m) (m) (m) (m) (m) (lt/s) 0.40 0.05 0.35 0.153 1.174 0.130 0.010 196 0.40 0.05 0.35 0.153 1.174 0.130 0.020 278 0.40 0.05 0.35 0.153 1.174 0.130 0.030 340 0.40 0.05 0.35 0.153 1.174 0.130 0.040 393 0.40 0.05 0.35 0.153 1.174 0.130 0.050 439 0.40 0.05 0.35 0.153 1.174 0.130 0.060 481 0.40 0.05 0.35 0.153 1.174 0.130 0.070 520 0.40 0.05 0.35 0.153 1.174 0.130 0.080 556 0.40 0.05 0.35 0.153 1.174 0.130 0.090 589 0.40 0.05 0.35 0.153 1.174 0.130 0.100 621 0.40 0.05 0.35 0.153 1.174 0.130 0.110 652 0.40 0.05 0.35 0.153 1.174 0.130 0.120 681 0.40 0.05 0.35 0.153 1.174 0.130 0.130 708 0.40 0.05 0.35 0.153 1.174 0.130 0.140 735 0.40 0.05 0.35 0.153 1.174 0.130 0.150 761 CARRETERA ILAVE-MAZO CRUZ, TRAMO: ILAVE - CHECCA HIDROLOGIA Y DRENAJE CALCULO HIDRAULICO DE LA CAPACIDAD DE LA CUNETA TRIANGULAR Caudal vs. Tirante 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 Pendiente Caudal(m3 /s) H=0.40 ZiZe 11 TI=1/Zi TD=1/Zd L=0.80 Variable n, para terreno natural ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Cuadro N° 2.16 5.3. RESULTADOS 5.3.1. Precipitación instantánea La precipitación instantánea se determinó, a partir de la serie histórica de precipitación máxima de 24 horas, aplicando la formula de DYSCK PESCHKE, para diferentes periodos de duración. INFORME N° 01
  33. 33. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL N° orden T (años) 10 15 30 60 120 180 240 1 11.00 13.28 14.70 17.48 20.78 24.72 27.35 29.39 2 5.50 11.46 12.68 15.08 17.94 21.33 23.61 25.37 3 3.67 10.45 11.56 13.75 16.36 19.45 21.52 23.13 4 2.75 9.58 10.61 12.61 15.00 17.84 19.74 21.21 5 2.20 8.46 9.36 11.13 13.24 15.74 17.42 18.72 6 1.83 8.28 9.17 10.90 12.97 15.42 17.07 18.34 7 1.57 7.97 8.82 10.49 12.47 14.83 16.41 17.63 8 1.38 7.53 8.34 9.92 11.79 14.02 15.52 16.68 9 1.22 6.64 7.35 8.74 10.39 12.36 13.68 14.70 10 1.10 5.95 6.58 7.83 9.31 11.07 12.25 13.16 Lluvia máxima aplicado a Weimbull(mm) Duración en minutos ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Cuadro Nº 3.1 Transformación de precipitación diaria a diferentes periodos de duración Fuente: Elaboración propia 5.3.2. Selección de la función de distribución La selección de la función de distribución de mejor ajuste para cada uno de los periodos de duración de 10, 15, 30, 60, 120, 180 y 240 minutos de precipitación instantánea de 10 años de registro; se ha efectuado por el método analítico de error cuadrático mínimo. Se probaron 6 funciones de distribución para eventos extremos máximos como la Normal, Lognormal-2p, Lognormal -3p, Gumbel, Pearson-III y Logpearson –III, la distribución de mejor ajuste fue, la función de distribución Log Pearson III como se aprecian en los siguientes cuadros: INFORME N° 01
  34. 34. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL Pearson-III T Años (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 11.00 13.28 11.97 1.71 12.10 1.39 12.07 1.46 13.60 0.10 12.14 1.30 12.69 0.35 5.50 11.46 11.01 0.20 10.88 0.34 10.94 0.27 11.74 0.08 10.78 0.46 11.13 0.11 3.67 10.45 10.32 0.02 10.09 0.13 10.18 0.07 10.58 0.02 9.93 0.27 10.18 0.07 2.75 9.58 9.74 0.02 9.47 0.01 9.57 0.00 9.71 0.02 9.28 0.09 9.46 0.02 2.20 8.46 9.22 0.58 8.94 0.23 9.04 0.34 8.97 0.26 8.75 0.09 8.86 0.16 1.83 8.28 8.70 0.17 8.45 0.03 8.53 0.06 8.32 0.00 8.28 0.00 8.33 0.00 1.57 7.97 8.18 0.05 7.97 0.00 8.03 0.00 7.69 0.08 7.85 0.01 7.82 0.02 1.38 7.53 7.60 0.00 7.48 0.00 7.51 0.00 7.07 0.22 7.42 0.01 7.32 0.05 1.22 6.64 6.91 0.07 6.94 0.09 6.91 0.07 6.39 0.06 6.98 0.12 6.79 0.02 1.10 5.95 5.95 0.00 6.24 0.09 6.12 0.03 5.54 0.17 6.48 0.28 6.13 0.03 2.8 2.31 2.31 1.00 2.64 0.83 1.68 1.52 1.52 1.00 1.62 0.91 Normal Log-Normal-2P Log-Normal-3P Elección de la función de distribución por método de error cuadrático minimo-periodo de duración de 10 min Gumbel Log-Pearson-III ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Cuadro N° 3.2 Fuente: Elaboración propia Actual Data Distribution Log Pearson Type III Weibull Probability Value 0 5 10 15 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 INFORME N° 01
  35. 35. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Cuadro N° 3.3 Pearson-III T Años (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 11.00 14.70 13.25 2.09 13.39 1.70 13.36 1.78 15.05 0.13 13.44 1.58 14.05 0.42 5.50 12.68 12.18 0.25 12.04 0.41 12.11 0.33 12.99 0.09 11.93 0.57 12.33 0.12 3.67 11.56 11.42 0.02 11.17 0.16 11.27 0.09 11.71 0.02 10.99 0.33 11.27 0.09 2.75 10.61 10.79 0.03 10.48 0.02 10.60 0.00 10.74 0.02 10.28 0.11 10.47 0.02 2.20 9.36 10.20 0.70 9.89 0.28 10.00 0.41 9.93 0.32 9.69 0.11 9.81 0.20 1.83 9.17 9.63 0.21 9.35 0.03 9.44 0.07 9.20 0.00 9.17 0.00 9.22 0.00 1.57 8.82 9.05 0.05 8.82 0.00 8.89 0.01 8.52 0.09 8.68 0.02 8.66 0.02 1.38 8.34 8.41 0.01 8.28 0.00 8.31 0.00 7.82 0.27 8.21 0.02 8.11 0.05 1.22 7.35 7.65 0.09 7.68 0.11 7.65 0.09 7.07 0.08 7.73 0.15 7.51 0.03 1.10 6.58 6.59 0.00 6.91 0.11 6.78 0.04 6.13 0.20 7.17 0.35 6.78 0.04 3.5 2.83 2.82 1.22 3.22 0.99 1.86 1.68 1.68 1.11 1.79 1.00 Normal Log-Pearson-IIIGumbelLog-Normal-3PLog-Normal-2P Elección de la función de distribución por método de error cuadrático minimo-periodo de duración de 15 min Fuente: Elaboración propia Actual Data Distribution Log Pearson Type III Weibull Probability Value 0 5 10 15 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 INFORME N° 01
  36. 36. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL T Años (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 11.00 17.48 15.75 2.98 15.92 2.42 15.89 2.52 17.89 0.17 15.98 2.24 16.70 0.60 5.50 15.08 14.49 0.35 14.32 0.58 14.40 0.47 15.45 0.13 14.19 0.80 14.65 0.19 3.67 13.75 13.58 0.03 13.28 0.22 13.40 0.12 13.93 0.03 13.07 0.47 13.40 0.12 2.75 12.61 12.83 0.05 12.47 0.02 12.60 0.00 12.78 0.03 12.22 0.15 12.45 0.03 2.20 11.13 12.13 1.00 11.76 0.39 11.89 0.58 11.81 0.46 11.52 0.15 11.66 0.28 1.83 10.90 11.46 0.31 11.12 0.05 11.23 0.11 10.95 0.00 10.90 0.00 10.96 0.00 1.57 10.49 10.76 0.08 10.49 0.00 10.57 0.01 10.13 0.13 10.33 0.02 10.30 0.03 1.38 9.92 10.00 0.01 9.85 0.00 9.88 0.00 9.30 0.38 9.77 0.02 9.64 0.08 1.22 8.74 9.10 0.13 9.13 0.15 9.10 0.13 8.41 0.11 9.19 0.20 8.93 0.04 1.10 7.83 7.83 0.00 8.22 0.15 8.06 0.05 7.29 0.29 8.53 0.50 8.06 0.05 4.93 4.00 3.98 1.73 4.55 1.43 2.22 2.00 2.00 1.31 2.13 1.19 Log-Normal-2PNormal Elección de la función de distribución por método de error cuadrático mínimo-periodo de duración de 30 min Log-Pearson-IIIPearson-IIIGumbelLog-Normal-3P ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Cuadro N° 3.4 Fuente: Elaboración propia Actual Data Distribution Log Pearson Type III Weibull Probability Value 0 5 10 15 20 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 INFORME N° 01
  37. 37. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL T Años (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 11.00 20.78 18.73 4.21 18.93 3.43 18.90 3.55 21.28 0.25 19.01 3.14 19.87 0.83 5.50 17.94 17.23 0.50 17.03 0.82 17.13 0.65 18.37 0.19 16.87 1.14 17.43 0.26 3.67 16.36 16.16 0.04 15.80 0.31 15.94 0.17 16.56 0.04 15.54 0.66 15.94 0.17 2.75 15.00 15.25 0.06 14.83 0.03 14.99 0.00 15.19 0.04 14.54 0.21 14.81 0.04 2.20 13.24 14.43 1.42 13.99 0.57 14.15 0.83 14.05 0.66 13.70 0.21 13.87 0.40 1.83 12.97 13.62 0.43 13.22 0.06 13.36 0.15 13.02 0.00 12.97 0.00 13.04 0.01 1.57 12.47 12.80 0.11 12.48 0.00 12.58 0.01 12.04 0.18 12.28 0.04 12.25 0.05 1.38 11.79 11.89 0.01 11.71 0.01 11.75 0.00 11.06 0.54 11.62 0.03 11.47 0.10 1.22 10.39 10.82 0.18 10.86 0.22 10.82 0.18 10.00 0.15 10.93 0.29 10.62 0.05 1.10 9.31 9.32 0.00 9.77 0.21 9.58 0.07 8.67 0.41 10.14 0.69 9.59 0.08 6.96 5.66 5.63 2.46 6.42 1.99 2.64 2.38 2.37 1.57 2.53 1.41 Pearson-IIILog-Normal-3PNormal Gumbel Log-Pearson-IIILog-Normal-2P Elección de la función de distribución por método de error cuadrático mínimo-período de duración de 60 min ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Cuadro N° 3.5 Fuente: Elaboración propia Actual Data Distribution Log Pearson Type III Weibull Probability Value 0 5 10 15 20 25 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 INFORME N° 01
  38. 38. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL T Años (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 11.00 24.7 22.28 5.93 22.51 4.86 22.47 5.04 25.31 0.35 22.6 4.47 23.63 1.18 5.50 21.3 20.49 0.71 20.26 1.15 20.37 0.92 21.85 0.27 20.06 1.61 20.73 0.36 3.67 19.4 19.21 0.06 18.79 0.44 18.96 0.24 19.7 0.06 18.48 0.94 18.95 0.25 2.75 17.8 18.14 0.09 17.63 0.04 17.82 0.00 18.07 0.05 17.28 0.31 17.61 0.05 2.20 15.7 17.16 2.01 16.64 0.81 16.82 1.16 16.7 0.92 16.29 0.30 16.49 0.56 1.83 15.4 16.2 0.61 15.72 0.09 15.88 0.21 15.48 0.00 15.42 0.00 15.5 0.01 1.57 14.8 15.22 0.15 14.84 0.00 14.95 0.01 14.32 0.26 14.6 0.05 14.57 0.07 1.38 14.0 14.14 0.01 13.93 0.01 13.98 0.00 13.16 0.75 13.81 0.05 13.63 0.15 1.22 12.4 12.87 0.26 12.92 0.32 12.87 0.26 11.89 0.22 13 0.41 12.63 0.07 1.10 11.1 11.08 0.00 11.62 0.30 11.4 0.11 10.31 0.57 12.06 0.98 11.4 0.11 9.83 8.01 7.96 3.46 9.13 2.81 3.14 2.83 2.82 1.86 3.02 1.68 Log-Normal-2PNormal Pearson-IIIGumbelLog-Normal-3P Log-Pearson-III Elección de la función de distribución por método de error cuádratico mínimo-período de duración de 120 min ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Cuadro N° 3.6 Fuente: Elaboración propia Actual Data Distribution Log Pearson Type III Weibull Probability Value 0 5 10 15 20 25 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 INFORME N° 01
  39. 39. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL Normal Gumbel Pearson-III Log-Pearson-III T Años (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 11.00 27.35 24.65 7.30 24.91 5.96 24.87 6.16 28.01 0.43 25.01 5.48 26.14 1.47 5.50 23.61 22.67 0.88 22.41 1.43 22.54 1.14 24.17 0.32 22.20 1.98 22.94 0.44 3.67 21.52 21.26 0.07 20.79 0.54 20.98 0.30 21.80 0.08 20.45 1.15 20.97 0.31 2.75 19.74 20.07 0.11 19.51 0.05 19.72 0.00 20.00 0.07 19.13 0.37 19.49 0.06 2.20 17.42 18.99 2.46 18.41 0.98 18.62 1.44 18.49 1.14 18.03 0.37 18.26 0.70 1.83 17.07 17.93 0.75 17.40 0.11 17.58 0.27 17.13 0.00 17.06 0.00 17.16 0.01 1.57 16.41 16.84 0.18 16.42 0.00 16.55 0.02 15.85 0.31 16.16 0.06 16.12 0.08 1.38 15.52 15.65 0.02 15.41 0.01 15.47 0.00 14.56 0.92 15.29 0.05 15.09 0.18 1.22 13.68 14.24 0.32 14.29 0.38 14.24 0.32 13.16 0.27 14.39 0.51 13.98 0.09 1.10 12.25 12.26 0.00 12.86 0.37 12.62 0.14 11.41 0.70 13.35 1.21 12.62 0.14 12.08 9.84 9.77 4.24 11.20 3.49 3.48 3.14 3.13 2.06 3.35 1.87 Log-Normal-3PLog-Normal-2P Elección de la función de distribución por método de error cuadrático mínimo-período de duración de 180 min Actual Data Distribution Log Pearson Type III Weibull Probability Value 0 5 10 15 20 25 30 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Cuadro N° 3.7 Fuente: Elaboración propia INFORME N° 01
  40. 40. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL Actual Data Distribution Log Pearson Type III Weibull Probability Value 0 5 10 15 20 25 30 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ Cuadro N° 3.8 Normal Log-Normal-2P Log-Normal-3P Gumbel Pearson-III Log-Pearson-III T Años (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 11.00 29.39 26.49 8.42 26.77 6.87 26.72 7.14 30.10 0.50 26.88 6.31 28.09 1.69 5.50 25.37 24.36 1.01 24.09 1.63 24.22 1.31 25.98 0.38 23.86 2.27 24.65 0.51 3.67 23.13 22.85 0.08 22.34 0.62 22.54 0.35 23.42 0.08 21.98 1.32 22.54 0.35 2.75 21.21 21.57 0.13 20.97 0.06 21.19 0.00 21.49 0.08 20.55 0.44 20.94 0.07 2.20 18.72 20.40 2.82 19.78 1.12 20.00 1.64 19.86 1.30 19.37 0.42 19.62 0.81 1.83 18.34 19.26 0.85 18.7 0.13 18.89 0.31 18.41 0.01 18.33 0.00 18.44 0.01 1.57 17.63 18.10 0.22 17.64 0.00 17.78 0.02 17.03 0.37 17.37 0.07 17.32 0.10 1.38 16.68 16.82 0.02 16.56 0.01 16.62 0.00 15.65 1.05 16.43 0.06 16.21 0.22 1.22 14.70 15.30 0.37 15.36 0.44 15.30 0.37 14.14 0.31 15.46 0.58 15.02 0.11 1.10 13.16 13.17 0.00 13.82 0.43 13.55 0.15 12.26 0.81 14.34 1.39 13.56 0.16 13.91 11.32 11.28 4.88 12.86 4.03 3.73 3.36 3.36 2.21 3.59 2.01 Elección de la funcion de fistribución por método de error cuadratico mínimo-período de duracion de 240 min Fuente: Elaboración propia INFORME N° 01
  41. 41. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL 10' 15' 30' 60' 120' 180' 240' Años Log-Pearson III Log-Pearson III Log-Pearson III Log-Pearson III Log-Pearson III Log-Pearson III Log-Pearson III 250 19.72 21.80 25.94 30.83 36.69 40.58 43.60 100 17.59 19.45 23.14 27.51 32.73 36.21 38.91 50 16.03 17.73 21.09 25.08 29.83 33.00 35.46 25 14.50 16.04 19.08 22.68 26.98 29.85 32.08 10 12.48 13.81 16.43 19.54 23.23 25.71 27.63 5 10.91 12.08 14.37 17.09 20.32 22.49 24.16 3 9.68 10.72 12.75 15.16 18.03 19.95 21.44 2 8.59 9.51 11.30 13.45 15.99 17.69 19.01 PROFUNDIDAD DE LLUVIA DE DISEÑO mm DURACIONES CURVAS DE PRECIPITACION DE DISEÑO 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 250 100 50 25 10 5 3 2 PERIODO DE RETORNO (AÑOS) PROFUNDIDADDEPRECIPITACION (mm) 10' 15' 30' 60' 120' 180' 240' ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ 5.3.3. Lluvia de diseño La lluvia de diseño para diferentes tiempos de retorno de 2 a 250 años se ilustra en el cuadro N°3.90, donde se aprecia que la profundidad de lluvia de diseño son mayores para periodos de duración y tiempo de retorno mayores y viceversa para período de duración y tiempo de retornos menores la profundidad de lluvia es menor. Cuadro N° 3.9 Fuente: Elaboración Propia Grafico N° 3.1 INFORME N° 01
  42. 42. CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ INFORME FINAL PROGRESIVA MICRO AREA CUENCAS Km2 SCS CLARK SNYDER 07+868.00 Locotuyo 0.87 2.970 0.87 2.82 HEC-HMS (m 3 /s) METODO PARA PERIODO DE RETORNO DE 50 AÑOS CARACTERISTICAS ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ 5.3.4. Resultado de los caudales máximos de las quebradas de intercepción con la vía Según la carta nacional se tiene una quebrada representativa ubicada en la progresiva 7+868 Km, para ello se tiene determinado por tres métodos. Ver cuadro N°3.10. Cuadro N° 3.10 Se recomienda utilizar para el diseño de las obras de drenaje el método de SOIL CONSERVATION SERVICE (SCS), por ser más conservador con respecto a los otros métodos. INFORME N° 01

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