Anexo 1 hidrología

7/29/2019 Anexo 1 hidrologa

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Anexo 1 - HidrologaANEXO N 01

HIDROLOGA

1. CLCULO DE CAUDALES DE ESCURRIMIENTOa. Los caudales de escurrimiento sern calculados por lo menos segn:

El Mtodo Racional, aplicable hasta reas de drenaje no mayores

a 13 Km2.

Tcnicas de hidrogramas unitarios podrn ser empleados para

reas mayores a 0.5 Km2, y definitivamente para reas mayores a

13 Km2.

b. Metodologas ms complejas como las que emplean tcnicas de transito

del flujo dentro de los ductos y canalizaciones de la red de drenaje,

tcnicas de simulacin u otras, podrn ser empleadas a discrecin deldiseador.

2. MTODO RACIONAL

a. Para reas urbanas, donde el rea de drenaje est compuesta de subreas

o subcuencas de diferentes caractersticas, el caudal pico proporcionado

por el mtodo racional viene expresado por la siguiente forma:

donde:

Q es el caudal pico m3/s, I la intensidad de la lluvia de diseo enmm/hora, Aj es el rea de drenaje de la j-sima de las subcuencas enKm2, y Cj es el coeficiente de escorrenta para la j-sima subcuencas, ym es el nmero de subcuencas drenadas por un alcantarillado.

b. Las subcuencas estn definidas por las entradas o sumideros a los ductos

y/o canalizaciones del sistema de drenaje.

c. La cuenca est definida por la entrega final de las aguas a un depsito

natural o artificial, de agua (corriente estable de agua, lago, laguna,

reservorio, etc).

2.1. Coeficiente de Escorrenta

a. La seleccin del valor del coeficiente de escorrenta deber sustentarse

en considerar los efectos de:

Caractersticas de la superficie.

Tipo de rea urbana.

Intensidad de la lluvia (teniendo en cuenta su tiempo de retomo). Pendiente del terreno.


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Condicin futura dentro del horizonte de vida del proyecto.

b. El diseador puede tomar en cuenta otros efectos que considere

apreciables: proximidad del nivel fretico, porosidad del subsuelo,

almacenamiento por depresiones del terreno, etc.

c. Las tablas 1a, 1b, 1c pueden usarse para la determinacin de los

coeficientes de escorrenta.d. El coeficiente de escorrenta para el caso de reas de drenaje con

condiciones heterogneas ser estimado como un promedio ponderado de

los diferentes coeficientes correspondientes a cada tipo de cubierta

(techos, pavimentos,reas verdes, etc.), donde el factor de ponderacin es

la fraccin del rea de cada tipo al rea total.

2.2. Intensidad de la Lluvia

e. La intensidad de la lluvia de diseo para un determinado punto del

sistema de drenaje es la intensidad promedio de una lluvia cuya duracines igual al tiempo de concentracin del rea que se drena hasta ese punto,

y cuyo periodo de retorno es igual al del diseo de la obra de drenaje.

Es decir que para determinarla usando la curva intensidad - duracin -

frecuencia (IDF) aplicable a la zona urbana del estudio, se usa una

duracin igual al tiempo de concentracin de la cuenca, y la frecuencia

igual al recproco del periodo de retorno del diseo de la obra de drenaje.

f. La ruta de un flujo hasta un punto del sistema de drenaje est constituido

por:

La parte donde el flujo fluye superficialmente desde el punto ms

remoto del terreno hasta su punto de ingreso al sistema de ductos

y/o canalizaciones.

La parte donde el flujo fluye dentro del sistema de ductos y/o

canalizaciones desde la entrada en l hasta el punto de inters.

g. En correspondencia a las partes en que discurre el flujo, enunciadas en el

prrafo anterior, el tiempo de concentracin a lo largo de una ruta hasta

un punto del sistema de drenaje es la suma de:

El tiempo de ingreso al sistema de ductos y canalizaciones, t0.

El tiempo del flujo dentro de alcantarillas y canalizaciones desde

la entrada hasta el punto, tf. Siendo el tiempo de concentracin a

lo largo de una ruta hasta el punto de inters es la suma de:

d. El tiempo de ingreso, t0, puede obtenerse mediante observaciones

experimentales de campo o pueden estimarse utilizando ecuaciones como

la presentadas en las Tablas 2a y 2b.

e. La seleccin de la ecuacin idnea para evaluar t0 ser determinada

segn sta sea pertinente al tipo de escorrenta superficial que se presente

en cada subcuenca. Los tipos que pueden presentarse son el predominio

de flujos superficiales tipo lmina o el predominio de flujos concentrados

en correnteras, o un rgimen mixto. La Tabla 2 informa acerca de la

pertinencia de cada frmula para cada una de las formas en que puede

presentarse el flujo superficial.


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f. En ningn caso el tiempo de concentracin debe ser inferior a 10

minutos.

g. El tiempo de flujo, tf, est dado por la ecuacin:

Donde:

Li = Longitud del i-simo conduccin (ducto o canal) a lo largo de latrayectoria del flujo

Vi = Velocidad del flujo en el ducto o canalizacin.

h. En cualquier punto de ingreso al sistema de ductos y canalizaciones, al

menos una ruta slo tiene tiempo de ingreso al sistema de ductos, t0. Si

hay otras rutas estas tienen los dos tipos de tiempos t0. y tf.

i. El tiempo de concentracin del rea que se drena hasta un punto deinters en el sistema de drenaje es el mayor tiempo de concentracin

entre todas las diferentes rutas que puedan tomar los diversos flujos que

llegan a dicho punto.

2.3. rea de Drenaje

a. Debe determinarse el tamao y la forma de la cuenca o subcuenca bajo

consideracin utilizando mapas topogrficos actualizados. Los intervalos

entre las curvas de nivel deben ser lo suficiente para poder distinguir la

direccin del flujo superficial.b. Deben medirse el rea de drenaje que contribuye al sistema que se est

diseando y las subreas de drenaje que contribuyen a cada uno de los

puntos de ingreso a los ductos y canalizaciones del sistema de drenaje.

c. El esquema de la divisoria del drenaje debe seguir las fronteras reales de

la cuenca, y de ninguna manera las fronteras comerciales de los terrenos

que se utilizan en el diseo de los alcantarillados de desages.

d. Al trazar la divisoria del drenaje debern atenderse la influencia de las

pendientes de los pavimentos, la localizacin de conductos subterrneos

y parques pavimentados y no pavimentados, la calidad de pastos,

cspedes y dems caractersticas introducidas por la urbanizacin.

2.4. Periodo de Retorno

e. El sistema menor de drenaje deber ser diseado para un periodo de

retorno entre 2 y 10 aos. El periodo de retorno est en funcin de la

importancia econmica de la urbanizacin, correspondiendo 2 aos a

pueblos pequeos.

f. El sistema mayor de drenaje deber ser diseado para el periodo de

retorno de 25 aos.

g. El diseador podr proponer periodos de retorno mayores a los

mencionados segn su criterio le indique que hay mrito para postular un


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mayor margen de seguridad debido al valor econmico o estratgico de

la propiedad a proteger.

2.5. Informacin PluviomtricaCuando el estudio hidrolgico requiera la determinacin de las curvas intensidad

duracin - frecuencia (IDF) representativas del lugar del estudio, se procederde la siguiente manera:

h. Si la zona en estudio esta en el entorno de alguna estacin pluviogrfica,

se usar directamente la curva IDF perteneciente a esa estacin.

i. Si para la zona en estudio slo existe informacin pluviomtrica, se

encontrar la distribucin de frecuencia de la precipitacin mxima en 24

horas de dicha estacin, y luego junto con la utilizacin de la

informacin de la estacin pluviogrfica ms cercana se estimarn las

precipitaciones

para duraciones menores de 24 horas y para el perodo de retorno que se

requieran. La intensidad requerida quedar dada por I(t,T) = P(t,T)/t, dondeI(t,T) es la intensidad para una duracin t y periodo de retorno T

requeridos; y P(t,T) es la precipitacin para las mismas condiciones.

j. Como mtodo alternativa para este ltimo caso pueden utilizarse curvas

IDF definidas por un estudio regional. De utilizarse el estudio regional

Hidrologa del Per IILA - UM SENAMHI 1983 modificado, las

frmulas IDF respectivas son las mostradas en las Tablas 3 a y 3 b.

k. Si el mtodo racional requiere de intensidades de lluvia menores de una

hora, debe asegurarse que la curva o relacin IDF sea vlida para esa

condicin.

2. METODOS QUE USAN TCNICAS DE HIDROGRAMASUNITARIOS

3.1. Hietograma de Diseoa. En sitios donde no se disponga de informacin que permita establecer la

distribucin temporal de la precipitacin durante la tormenta

(hietograma), el hietograma podr ser obtenido en base a tcnicas

simples como la distribucin triangular de la precipitacin o la tcnica de

bloques alternantes.

b. La distribucin triangular viene dado por las expresiones:

h= 2P /T, altura h del pico del hietograma, donde P es la precipitacin

total.

r= ta/Td, coeficiente de avance de la tormenta igual al tiempo al pico, ta,entre la duracin total. tb =Td - ta = (1 - r)

Td, tiempo de recesin.

Donde:

"r" puede estimarse de las tormentas de estaciones pluviogrficas

cercanas o tomarse igual a 0,6 dentro de un criterio conservador.

c. La duracin total de la tormenta para estos mtodos simplificados ser 6,

12 o 24 horas segn se justifique por informacin de registros

hidrolgicos o de encuestas de campo.

3.2. Precipitacin Efectiva


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d. Se recomienda realizar la separacin de la precipitacin efectiva de la

total utilizando el mtodo de la Curva Nmero (CN); pero pueden usarse

otros mtodos que el diseador crea justificable.

3.3. Descarga de Diseo

e. Determinado el hietograma de diseo y la precipitacin efectiva se

pueden seguir los procedimientos generales de hidrologa urbana

establecidos por las tcnicas de hidrogramas unitarios y que son descritas

en las referencias de la especialidad, con el fin de determinar las

descargas de diseo.

Tabla 1.aCoeficientes de escorrenta para ser utilizados en el

Mtodo Racional

CARACTERSTICAS DE LASUPERFICIE

PERIODO DE RETORNO (AOS)

2 5 10 25 50 100 500

REAS URBANASAsfalto

Concreto/Techos

0.73

0.75

0.77

0.80

0.81

0.83

0.86

0.88

0.90

0.92

0.95

0.97

1.00

1.00

Zonas verdes (jardines, parques, etc)Conduccin pobre (cubierta de pasto menor del 50% del rea)

Plano 0-2%

Promedio 2-7%Pendiente Superior a 7%

0.32

0.370.40

0.34

0.400.43

0.37

0.430.45

0.40

0.460.49

0.44

0.490.52

0.47

0.530.55

0.58

0.610.62

Condicin promedio (cubierta de pasto menor del 50% al 75% del rea)

Plano 0-2%

Promedio 2-7%

Pendiente Superior a 7%

0.25

0.33

0.37

0.28

0.36

0.40

0.30

0.38

0.42

0.34

0.42

0.46

0.37

0.45

0.49

0.41

0.49

0.53

0.53

0.58

0.60

Condicin buena (cubierta de pasto mayor del 75% del rea

Plano 0-2%

Promedio 2-7%

Pendiente superior a 7%

0.21

0.29

0.34

0.23

0.32

0.37

0.25

0.35

0.40

0.29

0.39

0.44

0.32

0.42

0.47

0.36

0.46

0.51

0.49

0.56

0.58

REAS NO DESARROLLADAS

rea de CultivosPlano 0-2%

Promedio 2-7%


0.31

0.35

0.39

0.34

0.38

0.42

0.36

0.41

0.44

0.40

0.44

0.48

0.43

0.48

0.51

0.47

0.51

0.54

0.57

0.60

0.61

PastizalesPlano 0-2%

Promedio 2-7%

Pendiente Superio a 7%

0.25

0.33

0.37

0.28

0.36

0.40

0.30

0.38

0.42

0.34

0.42

0.46

0.37

0.45

0.49

0.41

0.49

0.53

0.53

0.58

0.60

BosquesPlano 0-2% 0.2 0.25 0.28 0.31 0.35 0.39 0.48


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Promedio 2-7%


0.31

0.35

0.34

0.39

0.36

0.41

0.40

0.45

0.43

0.48

0.47

0.52

0.56

0.58

Tabla 1.bCoeficientes de escorrenta promedio para reas urbanas

Para 5 y 10 aos de Periodo de Retorno

Caractersticas de la SuperficieCoeficiente deEscorrenta

Calles

Pavimento Asftico 0,70 a 0,95

Pavimento de concreto 0,80 a 0,95

Pavimento de Adoquines 0,70 a 0,85

Veredas 0,70 a 0,85

Techos y Azoteas 0,75 a 0,95

Csped, suelo arenoso

Plano (0-2%) Pendiente 0,05 a 0,10

Promedio (2-7% Pendiente 0,10 a 0,15

Pronunciado (7%) Pendiente 0,25 a 0,35

Praderas 0,20

Tabla 1.cCoeficientes de Escorrenta en reas no

desarrolladas en funcin del tipo de suelo

Topografa y VegetacinTipo de Suelo

Tierra Arenosa Limo arcilloso Arcilla Pesada

BosquesPlano

Ondulado

Pronunciado

PraderaPlano

Ondulado

Pronunciado

Terrenos de CultivoPlano

Ondulado

Pronunciado

0.10

0.25

0.30

0.10

0.16

0.22

0.30

0.40

0.52

0.30

0.35

0.50

0.30

0.36

0.42

0.50

0.60

0.72

0.40

0.50

0.60

0.40

0.55

0.60

0.60

0.70

0.82


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NOTA:

Plano ( 0 - 5% ) Pendiente

Ondulado ( 5 - 10%) Pendiente

Pronunciado >10% Pendiente

Tabla 2.aResumen de Ecuaciones de Tiempo de Concentracin

nFlujo Tipo Lmina

Flujo Concentrado en Correnteras oCanales

Flujo en Tube

Resistencia Pendiente LongitudDato deentrada

Resistencia Pendiente LongitudDato deEntrada

Resistencia PendienteLo

X X X

X X X

X X X X

X X X

X X

X X

X X X

X X X

X X X

Y : Altitud en msnm

Dc : Distancia a la cordillera en Km

Dm : Distancia al mar en Km

Frmula IILA Modificada

i(t,T) = a x (1 + K x Log T) x (t + b)n-1

Para t < 3 horas

Donde:i = intensidad de la lluvia (mm/hora)a = parmetro de intensidad (mm)K= parmetro de frecuencia (adimensional)

b = parmetro (hora)


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n = parmetro de duracin (adimensional)t = duracin (hora)

P24 = g x (1 + K x logT)

a = (1/ tg )n x g

Donde:P24= Mxima Precipitacin en 24 horasT = tiempo de retornotg= duracin de la lluvia diaria, asumido en promedio de 15,2 para Per.K= Kgb = 0,5 horas (Costa, centro y sur)

0,4 horas (Sierra)

0,2 horas (Costa norte y Selva)

g= Parmetro para determinar P24


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Tabla 3.aSubdivisin el Territorio en Zonas y Subzonas

Pluviomtricas y Valores de los Parmetros Kgy o que definen la distribucin de

probabilidades de hg en cada punto

ZONA K'g Subzona g

123 K'g=0,553 1231123212331234123512361237

12381239

g=85,0

g=75,0

g=100-0,022Y

g=70-0,019Y

g=24,0

g=30,5

g=-2+0,006 Yg=26,6


10/11

12310123111231212313

g=23,3

g=6+0,005Y

g=1+0,005Y

g=75,0

g=704 K'g=0,861 41 g=20

5a K'g=11 . g-0,85

5a15a25a35a45a55a65a75a85a95a105a115a125a135a14

g=-7,6+0,006Y (Y>2300)

g=32-0,177Dc

g=-13+0,10Y (Y>2300)

g=3,8+0,0053 Y (Y>1500)

g=-6+0,007Y (Y>2300)

g=1,4+0,0067

g=-2+0,007Y (Y>2000)

g=24+0,0025Y

g=9,4+0,0067 Y

g=18,8+0,0028Y

g=32,4+0,004Y

g=19,0+0,005Y

g=23,0+0,0143Y

g=4,0+0,010Y

5b K'g=130 . g-1,4

5b15a25a3

5a45a5

g=4+0,010 (Y>1000)

g=41,0

g=23,0+0,143Y

g=32,4+0,004Yg=9,4+0,0067Y

6 K'g=5,4 . g-0,6 61 g=30-0,50Dc

9 K'g=22,5 . g-0,85

919293

g=61,5

g=-4,5+0,323Dm(30XDmx110)

g=31+0,475 (Dm-110) Dmx110

10 K'g=1,45 61 g=12,5+0,95Dm

Tabla 3.bValores de los parmetros a y n que junto con K,

definen las curvas de probabilidad

Pluviomtrica en cada punto de las subzonas

SUBZONA ESTACINN TOTAL DEESTACIONES

VALOR DE"n"

VALOR DE "a"

1231 321-3852 0.357 32.2

1233 384-787-805 3 0.405 a=37,85-0,0083Y

12313 244-193 2 0.432

1235 850-903 2 0.353 932


11/11

1236 840-913-918

958

4 0.380 11.0

1238 654-674-679

709-713-714

732-745-752

9 0.232 14.0

1239 769 1 0.242 12.1

12310 446-557-594

653-672-696

708-711-712

715-717-724

757-773

14 0.254 a=3,01+0,0025Y

12311 508-667-719

750-771

5 0.286 a=0,46+0,0023Y

5a2 935-968 2 0.301 a=14,1-0,078Dc

5a5 559 1 0.303 a=-2,6+0,0031Y

5a10 248 1 0.434 a=5,80+0,0009Y

Califica este artculo:

20

40

60

80

100

Ningn voto an
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