Estudio Hidraulico

8/18/2019 Estudio Hidraulico

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EstudioHidráulicoPUENTE VEHICULARCHIJCHIHUAY – MUNICIPIO DEPALOS BLANCOS

I!" P#$lo M#rc%lo R%&ollo O'orto


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Tabla de contenido( Itroducci)*"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""+

, O$-%ti&os*"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""+

,"( O$-%ti&o .%%r#l""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""+,", O$-%ti&o Es'%ci/co"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""0

+ At%c%d%t%s Básicos*""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""0

+"( U$ic#ci) d%l 'ro1%cto*""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""0

0 Estudios Básicos"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""2

0"( L%t#3i%to To'o!rá/co""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""2

0", Aálisis Hidrol)!ico""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""2

0","( C#ud#l%s Má4i3os Ist#tá%os""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""5

0"+ Aálisis d% 6r%cu%ci#""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""7

2 Mod%l#ci) Hidráulic#*""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""7

2"( Itroducci)""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""7

2", Crit%rios .%%r#l%s '#r# l# Mod%l#ci)""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""7

2"+ Co%/ci%t% d% Ru!osid#d"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""8

9 Aálisis d% R%sult#dos""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""((

9"( Mod%l#ci) d% l# To'o!r#:;#*""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""((

"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" ((

9", R%sult#dos Mod%l#ci) HEC


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1 Introducción:Este informe se enmarca dentro de la consultoría “ESTUDIO CONSTRUCCIÓN PUENTE

VEHICU!R CHI"CHIHU!# DISTRITO DE TUCUPI $ %UNICIPIO DE P!OS &!NCOS'( )

*retende descri+ir el com*ortamiento ,idr-ulico del río en e.entos de crecida ) su interacci/n

con el rece*tor marino( así como tam+i0n entre1ar .aria+les ,idr-ulicas de dise2o3

En el *resente informe se e4*onen los resultados o+tenidos de la simulaci/n ,idr-ulica del rio

C,i5c,i,ua) *ara el *uente 6ue se desea im*lementar cerca del munici*io de Palos &lanco3

os caudales de dise2o con los cuales se reali7ara la modelaci/n est-n en +ase al estudio

,idrol/1ico3

De acuerdo a los caudales ) el le.antamiento to*o1r-fico se *odr- modelar el e5e ,idr-ulico

utili7ando el modelo unidimensional HEC8R!S ) se anali7ar-n diferentes escenarios

re*resentati.os de las crecidas del Río3 !dem-s( se inclu)e el c-lculo de la soca.aci/n1eneral *ara el tramo simulado ) soca.aci/n local *ara el dise2o de o+ra de *rotecci/n del

emisario3

2 Objetivos:,"( O$-%ti&o .%%r#l

• Descri+ir el com*ortamiento ,idr-ulico del Rio( mediante la modelaci/n

unidimensional en HEC8R!S3

,", O$-%ti&o Es'%ci/co• Determinaci/n de los caudales m-4imos instant-neos de crecida 9: m-43 inst3; ?( ?? )


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3 Antecedentes Básicos:+"( U$ic#ci) d%l 'ro1%cto*El 'ro1%cto s% %cu%tr# % c%rc#;# #l 3uici'io d% P#los Bl#cos? 'ro&ici#Sud Yu!#s" L#s coord%#d#s !%o!rá/c#s d%l rio so l#s si!ui%t%s*

Tabla 1 Coordenadas UTM Rio Chijchihuay

D%scri'ci) Nort% Est% Sist%3# d% Coord%#d#sR@O

CHIJCHIHUAY 7,52895 9758,(UTMD#tu3 .S70?

Huso (8s6u%t%* El#$or#ci) Pro'i#

Ilustración 1 Ubicación Rio Chijchihuay

6u%t%* .oo!l% E#rt

4 Estudios Básicos0"( L%t#3i%to To'o!rá/coCon el o+5eti.o de im*lementar un modelo de simulaci/n ,idr-ulico( se reali7/ un

le.antamiento to*o1r-fico con estaci/n total ) 6ue *ermiti/ re*resentar la morfolo1ía del

cauce del Río3 a informaci/n recolectada con la estaci/n total se la *roceso en el softAare

“!utodesB Ci.l D ' donde se reali7ar la modelaci/n de la to*o1rafía3

Como resultado se entre1an en el !ne4o > el *lano de *lanta( *erfiles trans.ersales )

lon1itudinales del río3

P á ! i # + > ,=


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Tabla !" Cur.a Variaci/n Estacional( Sa*ec,o( caudales en KmLsM3

#$R M#% &UN &UL #'( )E* (CT N(+ ,IC ENE -E$ M#RE.cedencia

/0

3 JJ?3= G?G3G 3 =


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3G =G3> G3>? >?G3J = ? >?3>J >>=3G J


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El desarrollo del estudio ,idr-ulico com*rende los si1uientes as*ectos;

• C-lculo de alturas del e5e ,idr-ulico( número de Froude ) otros *ar-metros delescurrimiento3

• C-lculo de la *rofundidad de la soca.aci/n en estri+os ) ce*as3

2", Crit%rios .%%r#l%s '#r# l# Mod%l#ci)Para el an-lisis del funcionamiento ,idr-ulico del sector se utili7ar- softAare de a*licaci/nes*ecífica del Hydrologic Engineering Center - U.S. Army Corps of Engineers, HEC-RAS(Hydraulic Engineering Center - River Analysis System) versión 3.11 año !!".

Para el comien7o de la iteraci/n se ocu*an la altura crítica( dado 6ue lascaracterísticas del escurrimiento así lo indica3 Dic,as características son; *endientealta( *oca sedimentaci/n( .elocidades de escurrimiento altas3

• En el caso del c-lculo de la altura normal( si no se conoce la *endiente de la línea deener1ía( se in1resa un .alor cercano a 0sta( 6ue es la *endiente del fondo del lec,oen caso de la altura crítica( e4iste la *osi+ilidad de 6ue el c-lculo matem-tico de esta

altura( *uede lle1ar a m-s de un .alor( *or lo 6ue se seleccionar- de a6uellos.alores 6ue d0 la menor altura o ener1ía3

• Es +-sico detectar en terreno( el ni.el ,ist/rico alcan7ado *or las a1uas( )a seaconsiderando los rastros 6ue de5/ en el cauce o los sedimentos en las *lanicies deinundaci/n( ) así *redecir crecidas futuras3

2"+ Co%/ci%t% d% Ru!osid#dDe lo o+ser.ado en terreno( ) al dis*oner del *lano to*o1r-fico de *lanta del sector( es*osi+le caracteri7ar el cauce desde el *unto de .ista de su ru1osidad3 Esto de acuerdo a larelación de COA! ( en los t0rminos esta+lecidos en la *u+licaci/n Open C"annel Hydraulics Ven Te C,oA( %craA8Hill >=( Ta+la =8=3 a cual estima el coeficiente deru1osidad de %annin1( a *artir de la se*araci/n de factores de incidencia;

n # m$ %n& ' n( ' n) ' n* ' n+ Donde;

n; coeficiente de ru1osidad de %annin13m$ ; factor de correcci/n *or sinuosidad del cauce 9meandros@3n& ; .alor +ase( su*oniendo cauce ideal3n(; .alor adicional *or irre1ularidades su*erficiales3n) ; .alor adicional *or .ariaciones de forma ) tama2o de las

secciones trans.ersales3

n*; .alor adicional *or o+strucciones3

n+; .alor adicional se1n *resencia de .e1etaci/n ) condicionesdel flu5o3

os .alores considerados( *ara cada uno de los factores de la e4*resi/n anterior fueron;

Tabla +alores ado=tados =ara el M>todo de Co?an

+#L(R *lanicie Cauce ==al@

P á ! i # 5 > ,=


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C(N,ICI(NE) ,EL C#UCE

Tierra ?3??

!lto ?3?? ?3?>=

Des*recia+le ?3???

EQECTO RE!TIVO DE !S e.e n ?3?>? ?3?>= ?3?>? ?3??=

O&STRUCCIONES !*recia+le ?3??

DENSID!D DE VEET!CION %edia n ?3?>? ?3?= ?3?>?

!lta ?3???

e.e >3???

QRECUENCI! DE %E!NDROS !*recia+le m >3>=? >3??? >3???

!lto >3??

Valor de n 3@35 3@3:A

P á ! i # 7 > ,=


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# Análisis de $esultados9"( Mod%l#ci) d% l# To'o!r#:;#*

Ilustración : To=oraBa del Cause del Rio Modelacion !,

Ilustración *lanta Ubicación del *uente

9", R%sult#dos Mod%l#ci) HEC ,=


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a altura del e5e ,idr-ulico result/ +astante +a5a en relaci/n con la rasante del camino*ro)ectada( esto se de+e a la alta *endiente encontrada3 ! continuaci/n( se *resentancuadros con los resultados del e5e ,idr-ulico3

Ilustración D !, de Eje idraulico

Ilustración A *erBil Lonitudinal Eje idr6ulico

Este e5e ,idr-ulico es su+crítico( de+ido a las condiciones de escurrimiento(.elocidades de flu5o +a5as( +astante sedimentaci/n( anc,os su*erficiales ) *endientelon1itudinal de cauce +a5a3 Se destaca 6ue el e5e ,idr-ulico al *asar *or el *uente( nosufre una alteraci/n en su altura( refle5ando 6ue la 1eometría de la estructura( esca*a7 de *ortear el caudal de dise2o3

P á ! i # (= > ,=


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Ilustración 4 Resultados =ara 33 a ,=

NAME P#r#

Pu%t%


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Ilustración 5 Resultados =ara 133 a>3G mm( a*reciado en la .isita a terreno3

Para el estudio de soca.aciones se em*lear- los caudales ) resultados corres*ondientesa >?? a2os de *eríodo de retorno3 as si1uientes ta+las resumen los resultados,idr-ulicos;

P á ! i # (, > ,=


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5"( Soc#ci) .%%r#l"a soca.aci/n 1eneral es a6uella *roducida *or un estrec,amiento artificial o natural delcauce( 6ue *ro.oca un descenso del lec,o en un determinado tramo( de+ido a undese6uili+rio de la tasa de salida ) entrada del sedimento3

En el caso del *uente en estudio se consider/ el estrec,amiento *ro.ocado *or el losestri+os del *uente en sus orillas3

Para ello se di.ide el *erfil trans.ersal del cauce donde se u+ica el *uente( en fran5as osecciones3

5"("( MGtodo d% N%ill"Para sedimentos 1ruesos como es el caso del *uente de este estudio se ocu*ar- lasi1uiente ecuaci/n;

33,0

81,1

−

⋅= Dhc

ghcVc

Donde;

Vc Velocidad crítica de arrastre3

,c altura de escurrimiento *ara la condici/n de arrastre crítico3

D Di-metro re*resentati.o del sedimento del lec,o3

1 aceleraci/n de 1ra.edad3

Para suelos 1ruesos; D d=? / dm3

a si1uiente fi1ura sacada del manual muestra la forma de reali7ar el c-lculo;

P á ! i # (+ > ,=


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-iura )ección =or Branjas

a soca.aci/n de la fran5a o su+8secci/n 5 denominada en la fi1ura S5( 6ueda definidacomo;

S5,c58,5

Donde;

,c5 altura de la fran5a soca.ada3

,c altura de la fran5a sin soca.ar3

Qinalmente i1ualando caudales la e4*resi/n anterior 6ueda;

855,0

33.081,1

⋅⋅=

D g

qjhcj

Donde 65( es el caudal *or unidad de anc,o( sacado de la si1uiente e4*resi/n;

Qn

nj

R

Rj j

Bj Bj

Qjqj ⋅

⋅

⋅

ΩΩ

⋅== 3

2

1

D/nde;

:5 Caudal total de la fran5a3

&5 !nc,o de la fran5a3

5 !rea de la fran5a

P á ! i # (0 > ,=


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R5 Radio Hidr-ulico

Bj

j Rj

Ω=

( R( n( : las mismas .aria+les anteriores( definidas *ara la secci/n total3

5"(", MGtodo d% Litsc>3G mm3

X >3?? *ara >?? a2os( inter*olado se1n ta+la 3J?J3?=!3

Y >3?( considerando un W >3?= se1n ta+la 3J?J3?=&3

Z ?3>3G suelo no co,esi.o se1n ta+la 3J?J3?=C

P á ! i # (2 > ,=


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Cuadro :" Resultado socavación eneraliFada

Neill

LischtvanG

Lev@

*unt

o H - hj nj bj

=m

j #j rhj Ji ;j Kj hcj )j hcj )j

7m9

7msn

m9

7msn

m9 7m9 7m9

>G3? >G3?

<G3< >G3??3

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G >G3?>3=

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G>3J >G3?

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>3J 3? G?3> >G3?3=>

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>?3G 3? 3= >3G

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G=3J >G3?3=G

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3== ?3<> 3J< G3?=3>

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J >=3G3?=3G

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=3G< J3=G

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?3?> ?3?

?3? ?3? ?3?

hma.

@D

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::23@1

2

)ma.

3@

3 )ma. 3@3

Resumen de socavaciones

Cuadro " Resumen de )ocavación 'eneral

M>todo )ocavación 'eneral7m9

Neill ?3?

isc,t.an8e.3 ?3?G

#do=tado 1@33

P á ! i # (5 > ,=


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7.2 Soc#ci) Loc#l

P á ! i # (7 > ,=


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Resumen de )ocavaciones"

Cuadro D" Resumen de socavaciones

Soca.aci/n 1enerali7ada 9m@ >3?

Soca.aci/n ocal en estri+os9m@

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