Calculo Hidraulico Para Exped. Sector Nazca

8/13/2019 Calculo Hidraulico Para Exped. Sector Nazca

1/23

Nombre:

50.00

1,976

Ao Caudal (QX) (QX- QP) (QX- QP) Ln (QX)1,976 60.00 0 0 4.

1,977 18.50 1,668 -68,130 2.

1,978 5.00 2,953 -160,480 1.

1,979 5.00 2,953 -160,480 1.

1,980 20.00 1,548 -60,896 3.

1,981 25.00 1,179 -40,504 3.

1,982 50.00 87 -815 3.

1,983 45.00 206 -2,950 3.

1,984 80.00 427 8,815 4.

1,985 140.00 6,506 524,726 4.

1,986 100.00 1,653 67,208 4.

1,987 80.00 427 8,815 4.1,988 50.00 87 -815 3.

1,989 80.00 427 8,815 4.

1,990 79.25 396 7,889 4.

1,991 150.00 8,219 745,092 5.

1,992 8.00 2,636 -135,342 2.

1,993 90.00 940 28,814 4.

1,994 60.00 0 0 4.

1,995 18.00 1,709 -70,663 2.

1,996 60.00 0 0 4.

1,997 8.50 2,585 -131,427 2.

1,998 120.00 3,679 223,178 4.

1,999 90.00 940 28,814 4.

2,000 80.00 427 8,815 4.

2,001 30.00 861 -25,264 3.2,002 50.00 87 -815 3.

Suma = 1,602.25 42,601 802,400 100.9

Informacion Basica

Tiempo de Retorno (TR)

Inicio de Medicion de Caudales (Ao)

ANALISIS ESTADISTICO DE MAXIMAS DESCARG

RIO INGENIO SECTOR LA ANGOS


2/23

Media (Qp) Desv. Estandar Coef. Asimetria Coef. VariacionQp SX CS Cv

59.343 40.479 0.503 0.682QY SY CSY CvY

3.738 0.987 -0.940 0.264

N = 27.00QX = 59.34SX= 40.48CS= 0.50

Cv = 0.68

QY= 3.74SY= 0.99

CSY

= -0.94CvY= 0.26

K = F(1-1/TR)K = F 0.98

K = 2.05QESP = Exp (QY+ K SY)QESP = 318.83

183.82 553.01

2 0.5000 0.50005 0.2000 0.8000 0.8416

10 0.1000 0.9000 1.281625 0.0400 0.9600 1.750750 0.0200 0.9800 2.053775 0.0133 0.9867 2.2164100 0.0100 0.9900 2.3263150 0.0067 0.9933 2.4747200 0.0050 0.9950 2.5758300 0.0033 0.9967 2.7131400 0.0025 0.9975 2.8070500 0.0020 0.9980 2.8782

1000 0.0010 0.9990 3.0902

N = 27.00QX = 59.34SX= 40.48CS= 0.50

Cv = 0.68

QY= 3.74SY= 0.99

CSY= -0.94Cv

Y= 0.26

K1= TR/(TR-1)K1= 1.0204

Ln(Ln(K )) = 3 90

DISTRIBUCION LOGNORMAL DE DOS PARA

Parametros EstadisticosCampo Normal

Campo Transformado

PARAMETROS ESTADISTICOS

QE

DISTRIBUCION DE GUMBEL O EXTREMA

TR (Aos) Probabilidad K = Z(1-1/TR)

Parametros Estadisticos

Iintervalo de Confianza

Campo Normal

Campo Transformado

y = 133.141ln(x) - 145.339R = 0.953

0

100

200

300

400

500600

700

800

900

1,000

1,100

1,200

1,300

1,400

1,500

1 10

C

audal(m3/s)

Periodo de R

LOGNO

y = 32.739ln(x) + 34.759R = 0.9991

300

400

500

600

700

800

900

1,000

Caudal(m3/s)

METODO D


3/23

2 0.5000 -0.3665 -0.16 55 0.2000 -1.4999 0.72 810 0.1000 -2.2504 1.30 1125 0.0400 -3.1985 2.04 1450 0.0200 -3.9019 2.59 1675 0.0133 -4.3108 2.91 17

100 0.0100 -4.6001 3.14 18150 0.0067 -5.0073 3.45 19200 0.0050 -5.2958 3.68 20300 0.0033 -5.7021 4.00 22400 0.0025 -5.9902 4.22 23500 0.0020 -6.2136 4.39 23

1000 0.0010 -6.9073 4.94 25

DISTRIBUCION LOG - PEARSON III O GAMA DE TRES PARAMETROS

N = 27.00CS= 0.50

Cv = 0.68

QY= 3.74SY= 0.99

CSY= -0.94K = F(1-1/TR)

K = F 0.9800

Z = 2.05Z -1= 3.22

Z -6Z= -3.66CSY/6 = -0.16

KT= 1.534QESP = Exp(QY+ KTSY)QESP = 190.82

120.38 302.49Factor de Frecuencia

KT= Z + (Z -1) (CS/ 6) + (1/3) (Z- 6Z) (CS/ 6)

- (Z -1) (CS/ 6)+ Z (CS/ 6)

2 0.5000 0.1527 45 0.2000 0.8416 0.8502 910 0.1000 1.2816 1.1385 1225 0.0400 1.7507 1.3943 16

50 0.0200 2.0537 1.5335 1975 0.0133 2.2164 1.6004 20100 0.0100 2.3263 1.6426 21150 0.0067 2.4747 1.6960 22200 0.0050 2.5758 1.7300 23300 0.0033 2.7131 1.7732 24400 0.0025 2.8070 1.8010 24500 0.0020 2.8782 1.8210 25

1000 0.0010 3.0902 1.8758 26

METODO R2 Q(m3/s)LOG NORMAL 0.95259 318.83

GUMBEL 0.99912 164.27 16LOG PEARSON 0.97751 190.82

MEJOR AJUSTE 0 99912 164 00 16

Parametros EstadisticosCampo Normal

Campo Transformado

Iintervalo de Confianza

QESP

RESULTADOS CAUDAL DE DISEO

KT QESPTR (Aos) Probabilidad Z

KTLn Ln TR/(TR-1)TR (Aos) Probabilidad

y = 93.347Ln(x) + 84.273R2= 0.9965

0

100

200

300

400

500

1 10

Caudal(m3/s)

Pariodo de Retorn

LOG-PEARS


4/23

Nombre:

ELV*

Alcantarillado para carreteras

5 10

10 25

50 100

Puentes de carreteras

10 50

50 100

Drenaje agricola

5 10

5 50

Drenaje urbano1 25

25 50

Aeropuertos

5 10

10 25

50 100

Diques

2 50

50 100

Presas con probabilidad de perdidas de vidas (baja amenaza)

50 100

+ de 100 50100%

Presas con probabilidad de perdidas de vidas (amenaza significativa)

+ de 100 50%

50 - 100 %

100%

Presas con probabilidad de perdidas de vidas (Alta amenaza)

50 - 100 %

100%

100%

50

ELV: Valor limite estimado, es la maxima manitud posible de un evento hidrologico

en un lugar dado utilizando la mejor informacion disponible.

2 5 10 25 50

0.73 0.77 0.81 0.86 0.9

0.75 0.8 0.83 0.86 0.92

0.32 0.34 0.37 0.4 0.44

0.37 0.4 0.43 0.46 0.49

0.4 0.43 0.45 0.49 0.52

0.25 0.28 0.3 0.34 0.37

0.33 0.36 0.38 0.42 0.45

Condicion prom. (cubierta de pasto 50 - 75 % del area)Plano (0 - 2) %

Promedio (2 - 7) %

Condicion pobre (cubierta de pasto >>>>>>>>>

COEFICIENTE DE ESCORRENTIA "C"

Caracteristicas de la SuperficiePeriode de retorno en aos

* Presas Intermedias

* Presas grandes

Presas pequeas

Presas intermedias

* Presas pequeas

* Presas intermedias* Presas grandes

* Presas pequeas

* Volumenes intermedios

* Volumenes altos

* En fincas

* Alrededor de las ciudades

* Culverts

* Alcantarilas en ciudades pequeas

* Alcantarillas en ciudades grandes

* Volumenes bajos

* Volumenes de trafico Altos

* Sistema secundario

* Sistema primario

* Surcos

Tipo de estructura Periodo de Retorno T(aos)

* Volumenes de trafico bajos

* Volumenes de trafico intermedios

ESTIMACION DE CAUDALES MAXIMOS POR METODOS EMPIRICOSIng. Emilse Benavides C.

SELECCIN DE UN TIEMPO PARA PERIODO DE RETORNO (T)EN FUNCION AL TIPO DE ESTRUCTURA


5/23

Tc = Tiempo de concentracion(horas)L = 75.00 Longitud de cauce principal (Km)SJ= 0.0200 Pendiente media del tramo (m/100 m)

Tc = 10.3389 horas

Tc = (0.871( L3/H))0.385

Tc = Tiempo de concentracion(horas)H = 1,500.00 Diferencia de Cotas (m)L = 75.00 Longitud de cauce principal (Km)

Tc = 8.3140 horas

Tc = 0.06628 (L0.77)(Sk-0.385)L = 75.00 Longitud del cauce (Km)H = 1,500.00 Diferencia de cotas extremas (m)

Sk = 0.0200 Pendiente media cauce principal (manning)

Tc = 8.3039 horas

Tc (Horas)

Formula de R. Temez 10.3389

Soil Conservation service of Califormia 8.3140

Formula de Kirpich 8.3039

Promedio 8.9856

8.8800

Sustentar:

I = 2.6934T0.2747Tc0.3679

T = 50.00 T. de retorno (aos)

Tc = 8.88 T. de concentracion (horas)

I = 79.45 Intensidad

(*) Para su aplicasion en la formula Tc a sido convertido a minutos

Q = 0.001C I A0.58S0.45

C = 0.44 Coeficiente de Escorrentia

A = 48,000.00 Area de la cuenca (Ha)

S = 200.0000 Pendiente (m/1000)

I = 79.45 Intensidad (mm/hora)QMAX= 196.86 Caudal Max. Diseo (m /s)

Formula de Mac Math

METODO DE MAC MATH

La seleccin de la intensidad de la precipitacion esta en funcion a un periodo de retorno y un tiempo de concentracion

CALCULO DE LA INTENSIDAD (I)

CAUDAL DE DISEO

SELECCIONAR e INGRESAR Tc >>>>>>>>>>

Formula de la Soil Conservation Service of California

Formula de Kirpich

Metodo

EVALUACION RESULTADOS


6/23

OBRA:

SECTOR :

Q(m3/s) = 170.00 CAUDAL MINMO

Q(m3/s) = 196.86 CAUDAL MAXIMO

S = 0.2000 Pendiente (Manning)

QMax(m3/s) = 196.86 Caudal

S* = 0.02 Pendiente Tramo (Manning)

QINST= QMAX (1 + 2.66/A0.3) 1

QINST= QMAX (1 +0.8 Lg T) 2

1.00

Q(m3/s) = 196.86 Caudal

A = 480.00 Area de la Cuenca en Km2

QINST= 279.01 Caudal Instantaneo

Q(m3/s) = 279.00 Caudal de Diseo

Q (M3/S)

3000

2400

1500

1000

500

279.00 B2 = 70.00

( * ) Aplicable caudales mayores 100 m3/s

B = 4.44 Q0.5

QM3/S= 196.86 Caudal de Diseo (m3/s)

B = Ancho Estable del Cauce (m)

B = 74.16 m.

B = K1Q1/2

CONDICIONES DE FONDO DE RIO K1

Fondo y orillas de arena 5.70

Fondo arena y orillas de material cohesivo 4.20Fondo y orillas de material cohesivo 3.60

Fondo y orillas de grava 2.90

190

METODO DE SIMONS Y HENDERSON

HOJA DE CALCULO PARA LA DEFENSA RIBEREA

INGRESAR EL CAUDAL Y PENDIENTE

INFORMACION BASICA

METODO DE PETITS

RECOMENDACIN PRACTICA

70

CANTAYO - TIERRAS BLANCAS

CONSTRUCCION Y AMPLIACION DE DEFENSAS RIBEREAS EN ZONASVULNERABLES EN LA MARGEN IZQUIERDA DEL RIO TIERRAS BLANCASSECTOR DE CANTAYO Y EN LA MARGEN IZQUIERDA DEL RIO AJA, PRO

NAZCA - ICA

USAR SOLO CON LA MEDIA DE LOS CAUDALES DIARIOS DE CADA AO

ANCHO ESTABLE ( B2 )

120

CAUDAL INSTANTANEO - Metodo de Fuller

100

SELECCIONAR FORMULA >>>> (1) (2)

200

SECCION ESTABLE O AMPLITUD DE CAUCE ( B )


7/23

QM3/S= 279.00 Caudal de Diseo (m3/s)

B = Ancho Estable del Cauce (m)

B = 70.15 m.

Fb = Fbo(1+0.12C)

Fbo = D501/3

B = 1.81(Q Fb/Fs)1/2

QM3/S= Caudal de Diseo (m3/s)

Fb = Factor de fondo de cauce del Rio (Tabla)

Fs = Factor de Orilla de cauce de Rio (Tabla)

Factor de Fondo Fb

Material Fino 0.80

Material Grueso 1.20

SELECCIONAR >>>>>>>>>> >>>>>> Fb = 1.20

Factor de Orilla Fs

Materiales sueltos (Barro y arena) 0.10Materiales ligeramente cohesivos (barro arc. Fang.) 0.20

Materiales cohesivos 0.30

SELECCIONAR >>>>>>>>>>>>>>>> >>>>>> Fs = 0.20B = 74.06 m.

B = (Q1/2/S1/5) (n K 5/3 )3/(3+5m)

Q = 196.86 Caudal de Diseo (m3/s)

S = 0.02000 PendienteTramo Obra

n = Coeficiente de rugosidad

K = Coeficiente Material del Cauce (Tabla)

m = Coeficiente de Tipo de Rio (Tabla)

Valores rugosidad de Manning (n) nCauce con fondo solido sin irregularidades 0.025

Cauces de rio con acarreo irregular 0.030 - 0.029

Cauces de Rios con Vegetacion 0.033 - 0.029

Cauces naturales con derrubio e irregularidades 0.033

Cauces de Rio con fuerte transporte de acarreo 0.035

Torrentes con piedras de tamao de una cabeza 0.040 - 0.044

Torrentes con derrubio grueso y acarreo movil 0.045 - 0.050

SELECCIONAR >>>>>>>>>>>>>>>> >>>>> n = 0.0430

Descripcion K

Material de cauce muy resistente 3 a 4

Material facilmente erosionable 16 a 20

Material aluvial 8 a 12

Valor practico 10

SELECCIONAR >>>>>>>>>>>>>>>> >>>>>> K = 16.00

Descripcion mPara rios de montaa 0.5

Para cauces arenosos 0.7

Para cauces aluviales 1.0

SELECCIONAR >>>>>>>>>>>>>>>> >>>>> m = 0.70

B = 72.13 m.

B70.00

METODO DE MANNING

METODO DE BLENCH - ALTUNIN

Recomendacin Practica

SELECCIN DEL ANCHO ESTABLE


8/23

t =Q = 279.00 Caudal de diseo (m3/s)

Ks = Coeficiente de Rugosidad (Tabla)

Valores para Ks para Cauces Naturales Ks

Cauce con fondo solido sin irregularidades 70

Cauces de rio con acarreo irregular 33 - 35

Cauces de Rios con Vegetacion 30 - 35

Cauces naturales con derrubio e irregularidades 30

Cauces de Rio con fuerte transporte de acarreo 28

Torrentes con piedras de tamao de una cabeza 25 - 28

Torrentes con derrubio grueso y acarreo movil 19 - 22

SELECCIONAR >>>>>>>>>>>>>>>> >>>>> Ks = 27.00

B = 70.00 Ancho estable (m) 1

b = 70.00S = 0.02000 Pendiente del tramo (m/m)

t = Tirante hidraulico de diseo (m)

t = 1.026 m

INGRESAR TALUD >>>>>>>>> >>>>> >>>>>>>>>> Z = 1.50

Vm= Ks R2/3S1/2

Z = 1.50 Talud

Ks = 27.000 Coeficiente de rugosidad (Inversa de Manning)

t = 1.026 Tirante Hidraulico Maximob = 66.922 Plantilla (m)

P = 70.621 Perimetro Mojado (m)

A = 70.246 Area (m2)

R = 0.995 Radio hidraulico

S = 0.02000 Pendiente (Manning)

Vm= Velocidad ( m/s )m= 3.805 m/s

F = V/(g*A/T)

V = 3.805 Velocidad (m/s)g = 9.810 Aceleracio de la gravedad

A = 70.246 Area hidraulica (m2)

D = 1.004 Ancho del Cauce (m)F = 1.213

Q = 279.000 m3/s

Q1 = 232.272 m3/s

DIFERENCIA = 46.728 m3/s 16.75%

FLUJO SUPERCRITICO - Peligro-(1.5 xBl)

(Q/(Ks b S 0.5))3/5

VERIFICACION

Numero de Frode

METODO DE MANNING - STRICKLER (B > 30 M)

METODO DE MANNING - STRICKLER

TIRANTE DE DISEO ( t )

CALCULO DE LA VELOCIDAD y AJUSTES

REGIMEN DEL CAUDAL DEL RIO


9/23

Seleccionado Vm = 3.805 B = 70.00

a = Q/(t5/3B )

ts = ((a t5/3)/(0.68 D0.28))1/(x+1)

ts = ((a t5/3)/(0.60 w1.18))1/(x+1)

Q = 279.00 Caudal (m3/s)

t = 1.03 Tirante hidraulico (m)

B = 70.00 Ancho del Cauce (m)

= 0.99 Coeficiente Contraccion (Tabla)

a = 3.86

D = Diametro Medio de las particulas (mm)

w = Peso Especifico suelo (Tn/m3)

x = Valor obtenido de la Tabla

1/(x+1) = Valor obtenido de la Tabla = Coeficiente por Tiempo de Retorno

Peso especifico Tn/m3 x 1/(x +1) D (mm) x

0.80 0.52 0.66 0.05 0.43

0.83 0.51 0.66 0.15 0.42

0.86 0.50 0.67 0.50 0.41

0.88 0.49 0.67 1.00 0.40

0.90 0.48 0.68 1.50 0.39

0.93 0.47 0.68 2.50 0.38

0.96 0.46 0.68 4.00 0.370.98 0.45 0.69 6.00 0.36

1.00 0.44 0.69 8.00 0.35

1.04 0.43 0.70 10.00 0.34

1.08 0.42 0.70 15.00 0.33

1.12 0.41 0.71 20.00 0.32

1.16 0.40 0.71 25.00 0.31

1.20 0.39 0.72 40.00 0.30

1.24 0.38 0.72 60.00 0.29

1.28 0.37 0.73 90.00 0.28

1.34 0.36 0.74 140.00 0.27

1.40 0.35 0.74 190.00 0.26

1.46 0.34 0.75 250.00 0.25

1.52 0.33 0.75 310.00 0.241.58 0.32 0.76 370.00 0.23

1.64 0.31 0.76 450.00 0.22

1.71 0.30 0.77 570.00 0.21

1.80 0.29 0.78 750.00 0.20

1.89 0.28 0.78 1,000.00 0.19

2.00 0.27 0.79

SELECCIONE >>>>>> 6.000

x = 0.360 1/(x +1)

= 0.8416+0.03342 Ln (T)Periodo de Retorno

(Aos)Probabilidad de

Retorno (%)Coeficiente

0.772.00 50.00 0.82

5.00 20.00 0.86

>>>> D (Tn/m3) D(mm) =

SELECCIN DE x EN SUELOS COHESIVOS (Tn/m3) o SUELOS NO COHESIVOS (mm)

Valores del Coeficiente

METODO DE LL. LIST VAN LEVEDIEV

Suelos Cohesivos (1)

Tabla N 05

Suelos No Cohesivos (2)

Coeficiente de Contraccion,

CALCULO DE LA PROFUNDIDAD DE SOCAVACION (Hs)


10/23

Hs = ts - t

ts = 2.61 Tirante de socavacion (m)

t = 1.03 Tirante hidraulico con avenida de diseo (m)

Hs1 = Profundidad de socavacion

Hs = 1.59 m.

He = V2/2gVm= Velocidad del Caudal de Diseo (m/s)

g = Aceleracion de la Gravedad

He = 0.74Bl = He

3000.00 4000.00 2

2000.00 3000.00 1.7

1000.00 2000.00 1.4

500.00 1000.00 1.2

100.00 500.00 1.1

= 1.10

1= 1.62

m3/s Bl

> 200 0.80

200 a 500 0.81 1.62

500 a 2000 0.84 0.70

Bl2= 0.70

Bordo libre Menor Bl2= 0.70

Bordo libre Mayor Bl1= 1.62

Seleccin Bl = 0.70

HD= t + Blt = 1.03 Tirante de diseo (m)

Bl = 0.70 Bordo libre

Hm = 1.73 Hm = 3.00 (redondeado por seg

Lcolchon= . sLcolchon = 2.38 Lcolchon = 3.00 (redondeado por seg

DIMENSION (mm) d50

0.15 - 0.17 70 - 100 0.085 3.50

70 - 150 0.110 4.20

0.23 - 0.25 70 - 100 0.085 3.6070 - 150 0.125 4.50

0.30 70 - 120 0.100 4.20

100 - 150 0.125 5.00

0.50 100 - 200 0.150 5.80

120 - 250 0.190 6.40

Vm = 3.805 m/seg

Piedra de rrelleno = 70 - 120 mm

Espesor del colchon = 0.3

Abertura de la malla 10 X 12 cm

Diametro alambre malla 2.70 mm 2.5 x 1.0 x 1.0 = 2.50 mDiametro alambre

GAVION

El espesor del colchon ser en funcion a la velocidad que para este caso es:

COLCHON RENO

GAVIONES CAJA VOLUMEN DE GAVIONES

LONGITUD DEL COLCHON

TIPO ESPESOR (m)VELOC. CRITICA

m/s

PIEDRA DE RELLENO

PROFUNDIDAD DE SOCAVACION (Hs) EN TRAMOS RECTOS

Recomendaciones Practicas:

Energia Cinetica (m)

CALCULO DE ALTURA DEL MURO

Caudal maximo m3/s

CALCULO DE BORDO LIBRE DE LA DEFENSA (Bl1)


11/23

n = 0.043 R2/3 = 1.39Q = 279.00 QM.Max= 548.83

Riesgo = 26% 50.00 T. RetornoCalculado Ajustado

Altura muro Hm (m) = 1.73 3.00Tirante t (m) = 1.03 1.50Bordo Libre Bl (m) = 0.70 1.50Ancho de gavion B (m) = 2.50 2.50

Altura total Ht (m) = 1.73 3.00

DESCRIPCION


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14/23


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= ngulo de friccin del terreno 32Ka = Coeficiente activo de presin de tierra 0.307

s = Peso especifico del suelo (Tn/m3) 1.8B = Base del gavion (m) 2.50H = Altura de muro (m) 3.00

qa= Carga admisible del suelo kg/cm2 1.30

Luego: d = H/3 = 1.00

w = rea del muro 6.00

p= Peso especifico de relleno 1.80Tn/m3g= Peso especifico del gavin 1.82Tn/m3= ngulo de friccin del terreno 32

b = ngulo de rozamiento 35n = Porcentaje de vacios 0.30%

w1 = 4.55w2 = 3.64w3 = 2.73V = 10.92

Fr = 7.65SD = 3.07

Fd = 2.49

VERIFICACION DE LA SEGURIDAD AL VOLTEO

w X (m) M (Tn-m)4.55 1.25 5.69

3.64 1.5 5.462.73 1.75 4.78

Mr = 15.93

Mv = 2.49

Sv = 6.40 SI CUMPLE

PESO POR UNIDAD DE LONGITUD:

SI CUMPLE

CALCULO DE ESTABILIDAD DE GAVIONES:A) EMPUJE ACTIVO:

2.49Ea = Empuje Activo

B) SEGURIDAD AL DESLIZAMIENTO:


21/23

REACCIONES DEL SUELO

VERIFICANDO: e < B/6 SI CUMPLE

e = 0.020

CARGA ADMISIBLE

mx = 4.5744 Tn/m2

min = 4.1616 Tn/m2

mx = 0.45744 kg/cm2

min = 0.41616 Kg/cm2

qa= 1.30 Kg/cm2

< qa :

SI CUMPLE


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23/23

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Calculo Hidraulico Para Exped. Sector Nazca