PRE-DISEÑOS DEL ALCANTARILLADO PLUVIAL DEL CASCO URBANO DEL MUNICIPIO DE CALAMAR GUAVIARE.
CARLOS ALBERTO LAGOS NARANJO
FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ DC 2014 1
PRE-DISEÑOS DEL ALCANTARILLADO PLUVIAL DEL CASCO URBANO DEL MUNICIPIO DE CALAMAR GUAVIARE.
CARLOS ALBERTO LAGOS NARANJO
PROYECTO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL
DIRECTOR: JOHN MICHAEL POLO INGENIERO CIVIL
FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ DC 2014 2
NOTA DE ACEPTACIร N
_______________________ _______________________ _______________________ _______________________ _______________________
_______________________ Presidente del Jurado
_______________________ Jurado
_______________________ Jurado
Bogotรก DC, Mayo 16 de 2013 3
DEDICATORIA
“Este trabajo como toda mi carrera está dedicada a dos grandes seres, que con su apoyo incondicional y mejores consejos en los momentos más difíciles de este proceso lograron motivarme a culminar esta excelente etapa en mi vida; a ellos, que con la más grande forma de educar al ser humano “el ejemplo”, el ejemplo de trabajo, ejemplo de luchar por lo que se quiere, el ejemplo de creer en que se puede y no hay metas imposibles, el ejemplo de vida; a ellos que con ese ejemplo me sirvieron como forma de vida lo único que les puedo dar son las gracias, gracias a ti mamá y papá.”
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AGRADECIMIENTOS
Principalmente darle gracias a Dios por todas las bendiciones recibidas, desde una excelente compañía familiar y buenos amigos hasta la tranquilidad espiritual que me permitió resolver todas las adversidades presentadas durante mi carrera. También darle gracias a mi director de tesis, el Ing. John Michael Polo por su paciencia y dedicación como supervisión en el desarrollo de este trabajo grado. Agradecerle al doctor Elmer Lozada Secretario de hacienda del municipio de Calamar Guaviare, por su apoyo incondicional en la elaboración del este trabajo.
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CAPÍTULO I: PROBLEMÁTICA……….……………………………………….…..14 1.1. INTRODUCCIÓN………………………………………………………………..14 1.2. ANTECEDENTES. ……………………………………………………….……..14 1.3. OBJETIVOS DEL PROYECTO. ………………………………………..……….15 1.3.1. Objetivo general. ……………………………………………………………..15 1.3.2. Objetivos específicos. ………………………………………………………...15 1.4. CARACTERÍSTICAS GENERALES. …………………………………………..15 1.5. ACTIVIDADES PRELIMINARES. ………………………………………….....17 1.5.1. Recolección y análisis de información básica.…………………………...…..18 1.6. ANÁLISIS DE LA TOPOGRAFÍA. ……………………………..………….…..19
CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO……………………….……..………………..…20 2.1. EVALUACIÓN DEL CAUDAL DE DISEÑO. …………….………………..…20 2.1.1. Distribución de Áreas Aferentes.……………….….…………………20 2.1.2. Información Meteorológica de la Zona.………………………..…..…21 2.1.3. Intensidad de Precipitación.…………………………………..………22 2.1.4. Periodo de Retorno de Diseño (Tr).…………………….…………..…23 2.1.5. Coeficiente de Escorrentía.……………………………………………23 2.1.6. Tiempo de Concentración……………………………………..………25 2.1.7. Calculo de Curvas IDF.………………………………………….……28 2.1.8. Caudal de Diseño.………………………………………..……………64 2.2. NORMAS DE DISEÑO.…………………………………………………………68 2.2.1. Diámetro Mínimo. …………………….………………………………68 2.2.2. Velocidades Máximas y Mínimas.…….………………………………68 2.2.3. Pendientes Máximas y Mínimas.……………...……………………….69 2.2.4. Profundidad Hidráulica Máxima..…………………………………..…69 6
2.2.5. Profundidad Mínima y Máxima a la Cota Clave……………………..…69
CAPÍTULO III: MODELACIÓN – DISEÑO HIDRAULICO EPA SWMM 5.0…...…71 3.1. INTRODUCCIÓN A EPA SWMM 5.0.………………………………………..…71 3.2. MODELACIÓN DEL PROYECTO. …………………………………………...…72 3.3. RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN...……………………………...…………78
CAPÍTULO IV: PREDISEÑO DE LA SOLUCIÓN..…………………………….……79 4.1. TUBERÍAS DE CONEXIÓN ENTRE POZOS……………………………………79 4.2. POZOS DE INSPECCIÓN. …….………………………………..……..…………87 4.3. DISIPADORES DE ENERGÍA. .……………………………………..…...………98 4.3.1. Cabezales De Descarga.... ……………………………………………….….…98 CAPITULO V PRESUPUESTO. …………………..………………………….………99 5.1 CANTIDADES DE OBRA. …………………………….……………..…………99 5.2 ANÁLISIS DE PRECIOS. ………………………………………….……………101 5.3 ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS APU………………..……………….…107 5.4 PRESUPUESTO FINAL. …………………………………………..……………111
CONCLUSIONES. ……………………………………………………………………113 RECOMENDACIONES.………………………………………………..……………114 ANEXOS.……………………………………………………………..………………115 BIBLIOGRAFÍA.……………………………………………………..………………132
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LISTA DE TABLAS
1. Nivel de complejidad para las curvas IDF……………………………….……….22 2. Periodo de retorno o grado de protección.………………………………….……..23 3. Coeficiente de escorrentía o impermeabilidad…………………………..….……..24 4. Tiempo de concentración……………….……………..…………………………...25 5. Valores máximos mensuales de precipitación. …………………………………...28 6. Registro pluviométrico estación el trueno – método gumbel.……………………..30 7. Calculo de las láminas de agua para distintas frecuencias. ……………………….32 8. Cociente de lluvia. ………………………………………………………….……..33 9. Precipitaciones máximas para diferentes tiempos de duración de lluvia…………..34 10. Intensidad de lluvia para diferentes tiempos de duración………………………….35 11. Periodo de retorno para T= 2 años. ……………..…………………………………37 12. Profundidad de la lamina de agua T= 2 años……………..………………………..39 13. Periodo de retorno para T= 5 años……………..………………………………..…40 14. Profundidad de la lamina de agua T= 5 años………………………………………42 15. Periodo de retorno para T= 10 años………………………………………………..43 16. Profundidad de la lamina de agua T= 10 años……………………………………..45 17. Periodo de retorno para T= 25 años……………………………………………….46 18. Profundidad de la lamina de agua T= 25 años…………………………………….48 19. Periodo de retorno para T= 50 años……………………………………………….49 20. Profundidad de la lamina de agua T= 50 años……………………………………51 21. Periodo de retorno para T= 75 años……………………………………………….52 22. Profundidad de la lamina de agua T= 75 años…………………….………………54 8
23. Periodo de retorno para T= 100 años………………………………………………55 24. Profundidad de la lamina de agua T= 100 años……………………………………56 25. Periodo de retorno para T= 500 años……………………………………..…….….58 26. Profundidad de la lamina de agua T= 500 años……………………………………59 27. Resumen de regresión potencial…………………………………………..……….61 28. Regresión potencial.……………………………………………………………….61 29. Intensidad, tiempo de duración – periodo de retorno.………………………….….63 30. Caudal de diseño………………………………………………………………..…65 31. Velocidades máximas permisibles…………………………………………………69 32. Tubería para el sistema de alcantarillado de aguas lluvias…………………………80 33. Pozos de inspección………………………………………………………………..88 34. Criterio de aplicación para instalación de pozos de inspección……………………92 35. Cantidades de obra………………………………………………………………..100 36. Precio promedio de la tubería………………………………………..……………106 37. Análisis de precios unitarios APU……………………………………..…………107 38. Presupuesto final……………………………………………………..………...…111
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LISTA DE GRAFICAS Y FIGURAS
1. Mapa del departamento del Guaviare………………………………………………16 2. Trazado de áreas aferentes………………………………..…..…………………....21 3. Regresión T= 2 años. ………………………………………………………………38 4. Hietograma para T= 2 años. ………………………..………………..……………40 5. Regresión T= 5 años. ………………………………………………………………41 6. Hietograma para T= 5 años. ………………………….……………………………43 7. Regresión T= 10 años. …………………………………….………………………44 8. Hietograma para T= 10 años. …………………………..…………………………46 9. Regresión T= 25 años. ………………………………..……..……………………47 10. Hietograma para T= 25 años. …………………………….………………………49 11. Regresión T= 50 años. ……………………………………………………………50 12. Hietograma para T= 50 años. …………………………….………………………52 13. Regresión T= 75 años. ………………………………………………………….…53 14. Hietograma para T= 75 años. ……………………………….…………………..…55 15. Regresión T= 100 años. ……………………………………………………………56 16. Hietograma para T= 100 años. …………………………….………………………57 17. Regresión T= 500 años. ……………………………………………..………….…59 18. Hietograma para T= 500 años. ………………………..…………..…………….…60 19. Constante de regresión. …………………………………..….………………….…62 20. Curva IDF…………………………………………………..…..……………….….64 21. Coordenadas geográficas en AUTOCAD………………………………………….73 22. Coordenadas geográficas en SWMM…………………………………………...….74 10
23. Croquis de pozos de inspección en SWMM……………………………………….74 24. Trazado de tuberías en SWMM…………………………………………………….75 25. Asignación del caudal en SWMM………………………………………………….76 26. Dimensionamiento de tuberías en SWMM………………………………………...77 27. Ubicación de cabezales de descarga en SWMM……………………………….…..78 28. Velocidades en sección de tubería 1-10……………………………………………84 29. Velocidades en sección de tubería 11-20…………………………………………..84 30. Velocidades en sección de tubería 21-31…………………………………………..84 31. Velocidades en sección de tubería 32-43……………………………………….….85 32. Velocidades en sección de tubería 44-57………………………………………..…85 33. Velocidades en sección de tubería 58-67…………………………………………..85 34. Velocidades en sección de tubería 68-79…………………………………………..86 35. Velocidades en sección de tubería 80-90………………………………………......86 36. Velocidades en sección de tubería 91-51-47…………………………………….....86 37. Esquema de escalera de acceso a los pozos…………………………………..……96 38. Esquema de bajantes para cámara de caídas……………………………………….97 39. Tarifas profesionales………………………………………...…..………………..102 40. Tarifas profesionales 2…………………………………….…….....…………….103 41. Cotización ALFA…………………………………………………………………104 42. Cotización PAVCO………………………………………………………………105
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SISTEMA DE UNIDADES
Q = Caudal de aguas lluvias (L/s)
C = Coeficiente de escorrentía (función de la permeabilidad del área de drenaje).
I = Intensidad de la lluvia (mm/hr).
A = Área tributaria (ha).
Hr: hora
Ha: Hectáreas.
Mm: Milímetro.
Cm: Centímetro.
M: Metro.
Mm2: Milímetro cuadrado.
Cm2: Centímetro cuadrado.
M2: Metro cuadrado.
Km2: Kilometro cuadrado.
Tc: Tiempo de Concentración (minutos).
P: Pendiente (porcentaje).
MPA: Mega Pascales (kg/cm2).
in: Pulgada.
Kg: kilogramos.
V: Velocidad (m/s).
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ABREVIATURAS
RAS: Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico.
SWMM: Storm Water Management Model (Modelo de Gestión de Aguas Pluviales).
EOT: Esquema de Ordenamiento Territorial.
IDEAM: Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia
CDA: Corporación para el Desarrollo Sostenible.
IDF: Intensidad Duración Frecuencia.
EAAB: Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá.
SISTEC: Proceso de Normalización Técnica.
F’c: Resistencia a la Compresión.
Fy: Resistencia a la Tracción.
MSNM: Metros Sobre el Nivel del Mar.
PAP-PDA: Agua Para la Prosperidad.
DANE: Departamento Administrativo Nacional de Estadística.
PLANTE:
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CAPÍTULO I: PROBLEMÁTICA La combinación de aguas lluvias con aguas residuales, y la ausencia total de un sistema eficiente para la evacuación de las aguas de escorrentía superficial en el casco urbano de Calamar permite que las aguas se estanquen en los barrios bajos, dando origen a inundaciones que perjudican la calidad de vida de sus habitantes y atenta la salubridad pública por la proliferación de vectores transmisores de enfermedades tales como el dengue y la fiebre amarilla.
1.1. INTRODUCCIÓN. Este informe presenta la metodología utilizada para el levantamiento de la información, los parámetros de diseño de acuerdo al Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS 2000 y las normas del la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá EAAB,
la metodología para el diseño de una red de
alcantarillado pluvial, la cual se diseña en el software de modelación EPA SWMM 5.0, las memorias de cálculo, el Pre-diseño hidráulico y estructural, presupuesto y planos del sistema de alcantarillado pluvial para el casco urbano de Calamar. 1.2. ANTECEDENTES. La alcaldía de Calamar consciente de las necesidades y requerimientos que en materia de sanidad pública tiene el casco urbano de Calamar debido al mal manejo de las aguas lluvias, y con el fin de mejorar la calidad de vida de sus habitantes, ha dispuesto realizar un convenio de cooperación entre la Fundación Universitaria Agraria de Colombia UNIAGRARIA y la alcaldía municipal de Calamar, con el fin de unir esfuerzos técnicos, logísticos, financieros, y administrativos para realizar una solución técnica y económica, motivo por el cual se ha previsto el desarrollo del presente proyecto que tiene como objetivo el Pre-diseño del sistema de alcantarillado pluvial del casco urbano del municipio de Calamar (Guaviare). El municipio de Calamar cuenta con un sistema de alcantarillado de aguas lluvias muy corto que no abarca la totalidad del casco urbano, y 14
su funcionamiento en este momento no es el correcto puesto que ésta sub-dimensionado. Para la realización de este proyecto se tomo como guía el diseño definitivo del sistema de alcantarillado de aguas lluvias del municipio de Puerto López META, ya que esta es una región topográficamente e hidrográficamente similar; también se tomo este diseño como guía, puesto que la elaboración de los cálculos y el diseño hidráulico fueron apoyados en un software de modelación matemática SewerCad que es similar y al software utilizado en este proyecto.
1.3. OBJETIVOS DEL PROYECTO. 1.3.1. Objetivo general. Realizar los Pre-diseños del sistema de alcantarillado pluvial, para el municipio de calamar (GUAVIARE). 1.3.2.
Objetivos específicos.
Recolectar y analizar la información existente.
Definir parámetros de diseños.
Realizar pre-diseño hidráulico (alcantarillado pluvial) y estructural.
Elaborar planos.
Elaborar presupuesto.
1.4. CARACTERÍSTICAS GENERALES. El municipio de CALAMAR es el tercer municipio del departamento del GUAVIARE, se encuentra localizado entre el municipio de Retorno y Miraflores sobre la margen derecha del río Unilla a 73 Kilómetros de la capital San José del Guaviare, la ubicación del municipio está guiada por las siguientes coordenadas: Latitud N 01°57'57, Longitud 15
W 72°33'14; limita al norte con el municipio de El Retorno Guaviare, al oriente con los municipios de El Retorno y Miraflores Guaviare, por el sur con los municipios de Solano Caqueta y Miraflores Guaviare, y al occidente con el municipio de la Macarena Meta y el departamento del Caqueta. Cuenta con una extensión total de 16.200 Km2, conformada por 4.860 Km2 de área urbana y 11.340 Km2 de área rural, en este territorio se encuentra el 25% del área de la serranía del Chibiriquete1.
Grafico N° 1 Mapa del departamento Guaviare (www.guaviare.gov.co)
1
http://www.guaviare.gov.co/mapas_municipio.shtml?apc=bcxx-1-&x=2316702
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Su relieve corresponde al de los llanos amazónicos conformado principalmente por tierras planas o ligeramente onduladas, a una altitud de 200 msnm; con temperaturas que oscilan entre los 27° y los 30°C a lo largo de todo el año, esta bañado por las aguas del río Unilla e Itilla que se unen más adelante para conformar el río Vaupés, además de numerosos caños y corrientes de caudal variable.2 El censo de población realizado por el Departamento Administrativo Nacional de Estadística DANE realizado en el año 2005 arrojo un total de población de 6.094, repartidos en 4.855 habitantes en la cabecera municipal y 1.239 habitantes en el resto del municipio, con una proyección de población de 10.161 para el año 2010, de los cuales 5.143 habitantes se ubicaran en el área urbana y 5.018 en el área rural; para un total de viviendas de 1.431 distribuidas en 1.210 viviendas cabecera municipal y 221 en el resto del municipio3.
1.5. ACTIVIDADES PRELIMINARES. Para alcanzar el objetivo propuesto, en lo concerniente al diseño hidráulico del sistema de alcantarillado Pluvial, se realizaron las actividades preliminares que se enumeran a continuación:
2
Recolección de Información básica y trabajos anteriores
Topografía Detallada
Definición de los parámetros de diseño
Evaluación de alternativas
Modelación del sistema
http://www.calamar-guaviare.gov.co/apc-aa-
files/39646364323661353339613135323161/PLAN_DE_DESARROLLO_2012_2015.pdf 3
http://www.dane.gov.co/files/censo2005/PERFIL_PDF_CG2005/95015T7T000.PDF
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1.5.1.
Recolección y análisis de información básica.
La información básica es fundamental para distinguir las características de la población, su organización social, su economía y sus costumbres, parámetros que afectan de una u otra forma las condiciones de funcionamiento de los sistemas de alcantarillado. Como información básica se tiene lo siguiente:
Esquema de Ordenamiento Territorial EOT.
Levantamientos topográficos del Municipio.
Información meteorológica del Municipio (IDEAM).
Como parte de la información para la realización de la modelación del alcantarillado del municipio de Calamar, se contó con el diagnostico elaborado en el Esquema de Ordenamiento Territorial realizado en Septiembre de 1997 en el marco del Convenio Interadministrativo No. 135-0-98 entre el Ministerio del Medio Ambiente, el PLANTE, el Departamento del Guaviare, la Corporación CDA, y el Municipio de San José. El comité directivo No 2 del mes de julio del 2010, aprobó la contratación del Plan Maestro de Acueducto y Alcantarillado del municipio de Calamar para establecer la pre inversión necesaria para la ejecución del PAP-PDA.
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1.6. ANÁLISIS DE LA TOPOGRAFÍA. La topografía detallada utilizada para el diseño de los sistemas de alcantarillado, contiene la siguiente información:
Manzaneo.
Líneas de nivel del terreno.
Fuentes hídricas.
La topografía utilizada en el desarrollo de este proyecto fue suministrada por la Alcaldía Municipal de Calamar Guaviare como se estipula en el convenio de colaboración entre UNIAGRARIA y él Municipio; los planos topográficos del terreno pueden no coincidir en todo con la realidad del terreno, puesto que fue sometido a manipulación por parte del estudiante de dos formas diferentes, en primera parte los planos fueron transformados de formato PDF a formato DWG, y de una segunda forma que fue hacer un proceso de escalado a los planos.
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CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO En el presente capítulo se establecen las condiciones para la definición y estimación de los parámetros de diseño que deben ser considerados; para el sistema de alcantarillado pluvial del casco urbano del municipio de Calamar, se manejaron los parámetros de diseño establecidos en el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS – 2000, en el titulo D; considerando que el Pre-diseño es para un sistema de alcantarillado pluvial, se tuvo en cuenta los parámetros dados por el reglamento en el numeral D.4. (REDES DE SISTEMA DE ALCANTARILLADO PLUVIAL). También encontrará la información meteorológica de la zona, utilizada en la elaboración de los cálculos en el dimensionamiento del sistema.
2.1. EVALUACIÓN DEL CAUDAL DE DISEÑO.
2.1.1.
Distribución de Áreas Aferentes.
Para la determinación de las áreas de drenaje, primero se realizó la evaluación de los límites de la cuenca a drenar obteniendo: por el oriente el caño calamar y por el norte zona de la zona de expansión establecida en el EOT, por el occidente hasta la carrera 13, y por el sur con el río Unilla. La zona que se acaba de enmarcar se considerará como la zona de estudio del proyecto y el objetivo es lograr drenar eficientemente el 100% de esta zona. En la delimitación del área de drenaje es necesario tener en cuenta el sistema de drenaje natural. El agua de precipitación y de escorrentía de las áreas perimetrales a la población es evacuada por el Norte por los pozos números 3 -27 - 30 - 38 según distribución inicial para los pozos, esta área perimetral corresponde a zona de expansión según EOT; por el sur el río Unilla; por el oriente en donde está proyectado en el EOT zona de expansión, la escorrentía de estas aguas se contempla su evacuación por el caño Calamar; y por el occidente el sistema de evacuación planteado en esta zona. Para la distribución de las áreas aferentes correspondientes a cada pozo se procederá trazando diagonales o bisectrices por las manzanas y trazando las respectivas áreas 20
aferentes a cada colector. La determinación de estas se harán por medición directa en planos teniendo en cuenta las redes de drenaje natural y sus pendientes, de esta manera se determina la dirección del flujo del agua y en cual pozo se unirá al sistema de drenaje artificial.
Grafico N° 2 Trazado de áreas aferentes.
2.1.2. Información Meteorológica de la Zona. La información meteorológica manejada fue adquirida en el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia (IDEAM); de la estación meteorológica llamada Trueno El, con código 3101501 ubicada en el municipio de san José del Guaviare, la información adquirida en esta entidad y utilizada para la elaboración de este proyecto corresponde a: Valores Totales Mensuales De Precipitación; Valores No Días Mensuales De Precipitación; Valores Máximos Mensuales De Precipitación En 24 Horas; Valores Medios Mensuales De Temperatura; Valores Totales Mensuales De Evaporación y Valores Totales Mensuales De Brillo Solar. Se decidió manejar esta estación por la cercanía a la zona del proyecto; como también por la similitud en las condiciones ambientales.
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Ver Anexo 1 CD “información obtenida en el Instituto De Hidrología, Meteorología Y Estudios Ambientales IDEAM”
2.1.3. Intensidad de Precipitación. La intensidad de precipitación que debe usarse en la estimación del caudal pico de aguas lluvias, corresponde a la intensidad media de precipitación dada por la curva IDF para el periodo de retorno de diseño definido y una precipitación equivalente al tiempo de concentración de la escorrentía, cuya estimación se define en el literal 2.1.4. Para el caso del diseño del alcantarillado del Casco Urbano del municipio de Calamar Guaviare, fue necesario el desarrollo de las curvas IDF, las cuales fueron realizadas con la información adquirida por el estudiante en el IDEAM. En la Tabla D.4.1 del numeral D.4.3 del reglamento RAS 2000, establece que para curvas IDF basadas en información pluviográfica regional, el nivel de complejidad debe ser medio alto. Tabla N° 1 Nivel De Complejidad Para Las Curva IDF. Nivel de Complejidad del Sistema Bajo y Medio Medio Alto Alto
Obtención mínima de curvas IDF Sintética Información Pluviografica Regional Información Pluviografica Local
Fuente: Ras-2000 titulo D “sistemas de recolección y evacuación de aguas residuales domesticas y pluviales”
Para el cálculo de la intensidad de precipitación se utilizo las curvas IDF ya realizadas, entrando con el tiempo de concentración y el periodo de retorno, datos que fueron calculados en los literales 2.1.4 y 2.1.2.2 respectivamente.
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2.1.4. Periodo de Retorno de Diseño (Tr). Se determino de acuerdo a la importancia de las áreas de drenaje que encontramos en nuestro sistema de alcantarillado; como resultado se obtuvo la existencia de áreas tributarias mayores a 10 hectáreas pero que a su vez menores a 1000 hectáreas. Por ello se tomo como periodo de retorno o grado de protección de 10 años, recomendado en la tabla D.4.2, literal D.4.3.4 del RAS. Tabla N° 2 Periodos De Retorno O Grados De Protección. Mínimo Características Del Área De Drenaje (años) Tramos iniciales en zonas residenciales con áreas tributarias menores a 2 ha. 2 Tramos iniciales en zonas comerciales o industriales, con áreas tributarias menores de 2 ha. 2 Tramos de alcantarillado con áreas tributarias mayores de 10 ha. 2 Tramos de alcantarillado con áreas tributarias entre 2 y 10 ha. 5 Canales abiertos en zonas planas y que drenan áreas mayores de 1000 ha*. 10
Aceptable Recomendado (años) (años)
Canales abiertos en zonas montañosas (alta velocidad) o a media ladera, que drenan áreas mayores a 1000 ha. 25 *Parte revestida a 10 años, mas borde libre a 100 años.
2
3
3
5
3
5
5
10
25
25
25
50
Fuente: Ras-2000 titulo D “sistemas de recolección y evacuación de aguas residuales domesticas y pluviales”
2.1.5. Coeficiente de Escorrentía. Ésta en función del tipo de suelo, del grado de permeabilidad de la zona, de la pendiente del terreno y otros factores que determinan la fracción de la precipitación que se convierte en escorrentía. En su determinación deben considerarse las pérdidas por infiltración en el suelo y otros efectos retardadores de la escorrentía. De igual manera, 23
debe incluir consideraciones sobre el desarrollo urbano, los planes de ordenamiento territorial y las disposiciones legales locales sobre uso del suelo.
Tabla N° 3 Coeficiente De Escorrentía O Impermeabilidad. Tipo de superficie Cubiertas Pavimentos asfalticos y superficies de concreto Vías adoquinadas Zonas comerciales o industriales Residencial, con casas continuas, predominio de zonas duras
C 0.75 – 0.95 0.70 – 0.95 0.70 – 0.85 0.60 – 0.95 0.75
Residencial multifamiliar, con bloques continuos y zonas duras entre éstos
0.60 – 0.75
Residencial unifamiliar, con casas continuas y predominios de jardines
0.40 – 0.60
Residencial, con casas rodeadas de jardines o multifamiliares apreciablemente separados
0.45
Residencial, con predominio de zonas y parquescementerios
0.30
Laderas sin vegetación Laderas con vegetación Parques recreacionales
0.60 0.30 0.20 – 0.35
Fuente: Ras-2000 titulo D “sistemas de recolección y evacuación de aguas residuales domesticas y pluviales”
Para el diseño del sistema de alcantarillado del casco urbano de Calamar Guaviare, se determino utilizar como Coeficiente de escorrentía o impermeabilidad un valor de 0.40, que es el producto del análisis de las condicione del terreno predominante del municipio.
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2.1.6. Tiempo de Concentración. Tiempo que tarda el agua en llegar desde el punto más alejado de la cuenca hasta el colector, es decir, es el tiempo requerido desde el comienzo de la lluvia para que toda el área este contribuyendo al colector en cuestión. En este proyecto se calculo el tiempo de concentración por el método de la Federal Aviation Administración (1970), y los datos fueron sacados de los planos topográficos existentes.
= minutos.
Ecuación N° 1
Donde: C: Coeficiente de escorrentía del método racional. L: Longitud del flujo superficial, en pies.
Tabla N° 4 Tiempo de concentración. ÁREA POZO (M2) N° PZ-01 9888,356 PZ-02 4937,937 PZ-03 97538,929 PZ-04 6017,949 PZ-05 3997,746 PZ-06 4335,489 PZ-07 8671,797 PZ-08 3086,782 PZ-09 2214,238 PZ-10 3808,542 PZ-11 8666,514 PZ-12 3074,653
TIEMPO DE CONCENTRACIÓN TC Longitud del flujo Pendiente ÁREA L Cota Cota (Hectareas) L pies metros Inicial m. Final m. 0,9888356 0,4937937 9,7538929 0,6017949 0,3997746 0,4335489 0,8671797 0,3086782 0,2214238 0,3808542 0,8666514 0,3074653
135,353 56,21 450,355 65,67 86,894 76,6 102 45,945 56,692 60,64 102,44 75,945
444,071523 184,416011 1477,54265 215,452756 285,085302 251,3 334,64567 150,738189 185,997376 198,950132 336,089239 249,163386
241,1 241,1 242,0 241,1 241,2 241,1 241,1 240,9 239,9 241,1 241,1 240,7
241,0 241,0 241,0 241,0 241,1 241,0 241,0 240,8 239,7 241,0 241,0 240,5
P%
TC Minutos
0,0739 0,1779 0,2220 0,1523 0,1151 0,1305 0,0980 0,2177 0,3528 0,1649 0,0976 0,2633
63,2 30,4 79,9 34,6 43,7 39,3 49,9 25,7 24,3 32,4 50,1 31,0
25
PZ-13 PZ-14 PZ-15 PZ-16 PZ-17 PZ-18 PZ-19 PZ-20 PZ-21 PZ-22 PZ-23 PZ-24 PZ-25 PZ-26 PZ-27 PZ-28 PZ-29 PZ-30 PZ-31 PZ-32 PZ-33 PZ-34 PZ-35 PZ-36 PZ-37 PZ-38 PZ-39 PZ-40 PZ-41 PZ-42 PZ-43 PZ-44 PZ-45 PZ-46 PZ-47 PZ-48 PZ-49 PZ-50 PZ-51 PZ-52
1983,395 8707,185 3074,653 4458,936 8652,972 3074,653 256,083 8464,025 3074,653 7558,918 2681,84 17340,841 7721,108 208507,11 7734,07 7458,647 21916,185 9380,707 27491,08
9345,488 6969,242 5450,542 133458,06 350 22596,216 0 6358,823 10877,731 11610,632 6922,5895 13791,529 14149,704 12175,27 9026,6005 9518,399 9338,682 6383,043
0,1983395 0,8707185 0,3074653 0,4458936 0,8652972 0,3074653 0,0256083 0,8464025 0,3074653 0,7558918 0,268184 0 1,7340841 0,7721108 20,8507105 0,773407 0,7458647 2,1916185 0,9380707 2,749108 0 0 0,9345488 0,6969242 0,5450542 13,345806 0,035 2,2596216 0 0,6358823 1,0877731 1,1610632 0,69225895 1,3791529 1,4149704 1,217527 0,90266005 0,9518399 0,9338682 0,6383043
57,7 101,85 75,945 109,054 102,45 75,945 30,378 102,74 75,945 102,59 45,94 162,79 138,73 783,811 90,89 102,76 173,029 107,59 135,72
90,58 91 89,58 590,3 26,95 231,605 0 86,42 107,28 97,48 103,25 116,93 122,52 130,43 87,51 107,07 115,49 113,54
189,304462 334,153544 249,163386 357,788714 336,122048 249,163386 99,6653545 337,073491 249,163386 336,581365 150,721785 0 534,087927 455,150919 2571,5584 298,195539 337,139108 567,680447 352,985565 445,275591 0 0 297,178478 298,556431 293,897638 1936,67979 88,4186353 759,858925 0 283,530184 351,968504 319,816273 338,74672 383,62861 401,968505 427,919948 287,1063 351,279528 378,9042 372,506562
240,8 241,1 240,3 240,5 240,1 240,0 239,9 240,1 239,8 240,1 239,5
240,3 241,0 240,2 240,0 240,0 239,8 239,7 240,0 239,7 240,0 239,4
0,8666 0,0982 0,1317 0,4585 0,0976 0,2633 0,6584 0,0973 0,1317 0,0975 0,2177
18,2 49,9 39,1 30,9 50,1 31,0 14,5 50,3 39,1 50,2 25,7
240,1 240,1 242,0 240,1 239,5 239,7 238,8 238,0
240,0 240,0 240,0 239,5 239,0 238,5 238,0 236,6
0,0614 0,0721 0,2552 0,6601 0,4866 0,6935 0,7436 1,0315
73,7 64,5 100,7 25,0 29,4 33,9 26,1 26,3
237,8 239,2 239,3 241,1 239,4 240,0 240,1 240,1 240,1 240,1 238,5 237,3 236,1 240,1 240,1 239,2 238,0
237,0 237,8 239,1 239,3 239,2 237,5 240,0 240,0 240,0 238,5 237,3 236,1 235,1 240,0 240,0 238,0 236,5
0,8832 1,5385 0,2233 0,3049 0,7421 1,0794 0,0000 0,1157 0,0932 0,1026 1,5496 1,0263 0,9794 0,7667 0,1143 0,0934 1,0391 1,3211
22,6 18,9 35,6 82,3 13,1 33,9 43,5 52,1 48,1 20,0 24,5 25,4 28,5 44,0 52,0 24,2 22,2
26
PZ-53 PZ-54 PZ-55 PZ-56 PZ-57 PZ-58 PZ-59 PZ-60 PZ-61 PZ-62 PZ-63 PZ-64 PZ-65 PZ-66 PZ-67 PZ-68 PZ-69 PZ-70 PZ-71 PZ-72 PZ-73 PZ-74 PZ-75 PZ-76 PZ-77 PZ-78 PZ-79 PZ-80 PZ-81 PZ-82 PZ-83 PZ-84 PZ-85 PZ-86 PZ-87
20933,909 2,0933909 226,028 741,561681 4733,751 0,4733751 108,11 354,691602 8552,532 0,8552532 87,24 286,220473 11051,331 1,10513305 95,94 314,76378 3944,823 0,3944823 109,75 360,072179 9957,8095 0,99578095 114,72 376,377953 12657,059 1,2657059 107,59 352,985565 7414,954 0,7414954 108,33 355,413386 4480,91 0,448091 55,68 182,677166 2992,692 0,2992692 62,36 204,593176 6140,9 0,61409 76,98 252,559056 13790,373 1,3790373 113,56 372,572179 7211,141 0,7211141 65,2 213,910761 9420,606 0,9420606 112,54 369,225722 8312,163 0,8312163 114,99 377,26378 5369,183 0,5369183 67,28 220,734908 3319,331 0,3319331 82,37 270,242783 9196,655 0,9196655 119,01 390,452756 9792,312 0,9792312 93,26 305,971129 6470,619 0,6470619 105,26 345,341208 8905,151 0,8905151 108,16 354,855644 12875,84 1,287584 107,13 351,476378 17691,578 1,7691578 117,62 385,892389 2437,979 0,2437979 66,74 218,963255 1444,164 0,1444164 109,88 360,498688 1647,153 0,1647153 40,34 132,349082 2300,53 0,230053 57,72 189,370079 6363,374 0,6363374 114,405 375,344489 2416,62 0,241662 76,15 249,835958 3269,172 0,3269172 86,46 283,661418 6564,155 0,6564155 85,19 279,494751 5583,27 0,558327 75,34 247,178478 18233,412 1,8233412 116,7 382,874016 8907,824 0,8907824 79,29 260,137796 14334,554 1,4334554 103,113 338,297245
239,3 240,1 240,1 240,1 240,1 239,9 239,1 239,5 239,1 239,1 239,9 239,6 240,1 240,0 239,2 240,1 240,0 238,9 238,0 240,0 239,5 238,0 236,6 240,0 240,0 239,0 238,3 237,3 237,4 236,8 236,9 236,6 239,8 239,9 238,0
238,3 240,0 240,0 240,0 239,9 239,1 237,0 238,8 239,0 239,0 239,2 239,4 240,0 239,4 238,9 240,0 239,4 238,0 236,6 239,6 238,4 236,1 236,5 239,1 238,9 238,3 237,1 237,0 236,8 236,7 236,2 235,9 239,5 239,2 236,6
0,4424 0,0925 0,1146 0,1042 0,1822 0,6974 1,9519 0,6462 0,1796 0,1604 0,9093 0,1761 0,1534 0,5331 0,2609 0,1486 0,7284 0,7562 1,5012 0,3800 1,0170 1,7735 0,0850 1,3485 1,0011 1,7353 2,0790 0,2622 0,7879 0,1157 0,8217 0,9291 0,2571 0,8828 1,3577
45,0 52,4 43,9 47,5 42,1 27,6 18,9 27,5 30,2 33,2 20,7 43,4 34,4 29,9 38,3 35,3 23,0 27,3 19,3 32,3 23,6 19,5 56,2 16,9 23,9 12,1 13,6 38,1 21,6 43,5 22,5 20,3 38,8 21,2 20,9
27
2.1.7. Calculo de Curvas IDF. Para el cálculo de la curva IDF se implementaron datos hidrográficos descritos en el literal 2.1.2 del presente documento, en la ejecución de las cuervas IDF se implementaron tablas de cálculo en formato Excel suministradas por el ingeniero JOHN MICHAEL POLO en donde se realizan los cálculos por el método Gumbel teniendo en cuenta datos de la D.F campos A. A continuación se hace el desarrollo para el cálculo de las curvas IDF.
TABLA N° 5 Valores Máximos Mensuales De Precipitación (Mms) En 24 Hrs. AÑO 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 MAX
ENE 46,0 26,4 52,5 31,0 8,5 7,0 4,0 1,0 36,0 10,0 5,0 35,0 35,0 20,0 4,0 45,0 2,0 20,0 52,5
FEB MAR ABR 10,0 42,0 50,0 53,0 83,0 53,7 3,3 15,4 22,7 47,0 60,0 50,0 87,5 78,0 87,0 132,0 35,0 56,0 65,0 20,0 91,0 90,0 11,0 42,0 89,0 20,0 25,0 38,0 14,0 31,0 77,0 68,0 35,0 70,0 44,0 38,0 45,0 33,0 78,0 46,0 45,0 60,0 59,0 40,0 20,0 45,0 9,0 109,0 31,0 87,0 32,0 55,0 6,5 82,0 32,0 78,0 95,0 47,0 50,0 25,0 87,0 109,0 132,0
MAY JUN 45,6 42,8 58,0 50,0 100,0 86,0 71,0 84,0 34,5 52,0 116,0 114,0 80,0 69,2 44,0 68,0 72,0 54,0 51,0 65,0 82,0 81,0 46,0 95,0 51,0 109,0 97,0 67,0 47,0 56,0 68,0 77,0 40,0 54,0 99,0 40,0 42,0 59,0
JUL AGO SEP OCT 73,5 20,0 62,5 74,8 80,0 134,0 90,0 46,2 84,0 89,0 49,0 47,0 82,0 32,0 33,0 60,0 68,0 104,0 45,9 64,0 87,0 87,0 68,5 39,0 85,0 75,0 58,0 36,0 54,0 41,0 47,0 75,0 47,0 87,0 37,0 60,0 93,0 91,0 82,0 60,0 104,0 60,0 57,0 53,0 82,0 35,0 35,0 31,0 146,9 42,0 63,0 51,0 85,0 19,0 39,0 29,0 48,0 68,0 73,0 45,0 60,0 98,0 87,0 23,0 78,0 70,0 86,0 36,0 63,0 57,0 82,0 57,0 85,0 93,0 60,8 92,0
NOV DIC ANUAL 74,8 53,0 41,0 134,0 23,0 20,7 100,0 102,0 102,0 87,5 42,0 65,0 132,0 23,0 36,0 114,0 69,0 25,0 91,0 78,0 63,0 89,0 34,8 30,0 93,0 41,0 56,0 104,0 85,0 48,0 85,0 50,0 77,0 146,9 57,0 40,0 109,0 24,0 41,0 67,0 45,0 21,0 73,0 35,0 21,0 109,0 42,0 23,0 87,0 56,0 31,0 99,0 34,0 26,0 95,0 50,0 114,0 116,0 104,0 134,0 90,0 146,9 102,0 77,0 146,9
Fuente: DIAM
28
En este capítulo se determinan los caudales de las cuencas y sub-cuencas por el método racional. Debido a la falta de fluviógrafos en las estaciones próximas al sitio de proyecto, que permitan una determinación directa de las curvas de intensidad - duración - frecuencia, se trabajó sobre la base de registros de máximas precipitaciones diarias.
ESTIMACION DE LA PRECIPITACION MAXIMA PROBABLE La precipitación máxima probable es aquella magnitud de lluvia que ocurre sobre una cuenca particular, en la cual generará un gasto de avenida, para el que virtualmente no existe riesgo de ser excedido. Los diversos procedimientos de estimación de la precipitación máxima probable no están normalizados, ya que varían principalmente con la cantidad y calidad de los datos disponibles; además, cambian con el tamaño de la cuenca, su emplazamiento y su topografía, con los tipos de temporales que producen las precipitaciones extremas y con el clima. Los métodos de estimación de fácil y rápida aplicación son los empíricos y el estadístico. Aunque existe un número importante de distribuciones de probabilidad empleadas en hidrología, son sólo unas cuantas las comúnmente utilizadas, debido a que los datos hidrológicos de diversos tipos han probado en repetidas ocasiones ajustarse satisfactoriamente a un cierto modelo teórico. Las lluvias máximas horarias o diarias por lo común se ajustan bien a la distribución de valores extremos tipo I o Gumbel, a la LogPearson tipo III y a la gamma incompleta. En este proyecto se empleó la distribución Gumbel. Se trabajará con la serie anual de máximos correspondiente a la estación El Trueno.
29
Tabla N° 6 Registro Pluviométrico Estación El Trueno – Método Gumbel. No
Año
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Mes Precipitación (mm) Max. Xi (xi - x)^2 Precip. Julio 74,8 503,90 Agosto 134,0 1350,74 Junio 100,0 7,58 Noviembre 102,0 22,59 Abril 87,5 95,02 Abril 132,0 1207,73 Mayo 114,0 280,64 Marzo 91,0 39,03 Abril 89,0 68,02 Octubre 93,0 18,04 Octubre 104,0 45,59 Noviembre 85,0 150,00 Octubre 146,9 2465,36 Mayo 109,0 138,12 Mayo 67,0 914,92 Agosto 73,0 587,95 Marzo 109,0 138,12 Febrero 87,0 105,01 Mayo 99,0 3,07 Marzo 95,0 5,05 Febrero 50,0 2232,34 Suma 2042,2 10378,81
Ecuación N° 2
Ecuación N° 3
30
Ecuación N° 4
Ecuación N° 5
=
Ecuación N° 6
Según el estudio de miles de estaciones - año de datos de lluvia, realizado por L. L. Welss, los resultados de un análisis probabilístico llevado a cabo con lluvias máximas anuales tomadas en un único y fijo intervalo de observación, al ser incrementados en un 13% conducían a magnitudes más aproximadas a las obtenidas en el análisis basado en lluvias máximas verdaderas. Por tanto el valor representativo adoptado para la cuenca será multiplicado por 1.13 para ajustarlo por intervalo fijo y único de observación.
31
Tabla N° 7 Cálculo De Las Láminas Para Distintas Frecuencias. Periodo
Variable
Precip.
Prob. de
Corrección intervalo Retorno Reducida (mm) ocurrencia fijo Años YT XT'(mm) F(xT) XT (mm) 2 0,3665 93,5055 0,5000 105,6612 5 1,4999 113,6371 0,8000 128,4099 10 2,2504 126,9659 0,9000 143,4715 25 3,1985 143,8070 0,9600 162,5019 50 3,9019 156,3006 0,9800 176,6197 75 4,3108 163,5624 0,9867 184,8255 100 4,6001 168,7020 0,9900 190,6333 500 6,2136 197,3598 0,9980 223,0166
Ecuación N° 7
Ecuación N° 8
Ecuación N° 9
Ecuación N° 10
Las relaciones o cocientes a la lluvia de 24 horas se emplean para duraciones de varias horas. D. F. Campos A. propone los siguientes cocientes:
32
Tabla N° 8 Cocientes De Lluvia. 1 0,30
2 0,39
3 0,46
Duraciones, en horas 4 5 6 7 0,52 0,57 0,61 0,65
11 0,77
12 0,80
13 0,82
14 0,84
21 0,955
22 0,970
23 0,985
24 1,00
15 0,86
16 0,87
17 0,89
8 0,68
9 0,71
10 0,74
18 0,91
19 20 0,925 0,940
Fuente: D. F. Campos A.
Estos datos serán obtenidos como un porcentaje de los resultados de la precipitación máxima probable para 24 horas, para cada período de retorno, diferentes porcentajes de este valor según los tiempos de duración de lluvia adoptados. La D.F campos A. solo establece coeficientes para las horas de duración 1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 – 8 – 12 – 18 – 24 los coeficientes para las horas 7 – 9 – 10 – 11 – 13 – 14 – 15 – 16 – 17 – 19 – 20 – 21 – 22 – 23 fueron obtenidos por el método de interpolación.
33
Tabla N° 9 Precipitaciones Máximas Para Diferentes Tiempos De Duración De Lluvias. Tiempo de Duración 24 hr 23 hr 22 hr 21 hr 20 hr 19 hr 18 hr 17 hr 16 hr 15 hr 14 hr 13 hr 12 hr 11 hr 10 hr 9 hr 8 hr 7 hr 6 hr 5 hr 4 hr 3 hr 2 hr 1 hr
Cociente
P.M.P. (mm) para diferentes tiempos de duración Sg. Periodo de Retorno 2 años
X24= 100% X23= 98.5% X22= 97% X21= 95.5% X20= 94% X19= 92.5% X18 = 91% X17= 89.2% X16 = 87.3% X15 = 85.5% X14= 83.7% X13 = 81.8% X12 = 80% X11= 77% X10= 74% X9=71% X8 = 68% X7 = 64.5% X6 = 61% X5 = 57% X4 = 52% X3 = 46% X2 = 39% X1 = 30%
5 años
10 años
25 años
50 años
75 años
100 años 500 años
105,6612 128,4099 143,4715 162,5019 176,6197 184,8255 190,6333 223,0166 104,0762 126,4837 141,3194 160,0644 173,9704 182,0532 187,7738 219,6713 102,4913 124,5576 139,1673 157,6268 171,3211 179,2808 184,9143 216,3261 100,9064 122,6314 137,0153 155,1893 168,6718 176,5084 182,0548 212,9808 99,3215 120,7053 134,8632 152,7518 166,0225 173,7360 179,1953 209,6356 97,7366 118,7791 132,7111 150,3142 163,3732 170,9636 176,3358 206,2903 96,1517 116,8530 130,5591 147,8767 160,7239 168,1912 173,4763 202,9451 94,2145 114,4988 127,9287 144,8975 157,4859 164,8028 169,9814 198,8565 92,2774 112,1446 125,2984 141,9183 154,2479 161,4143 166,4864 194,7678 90,3403 109,7904 122,6681 138,9391 151,0099 158,0258 162,9915 190,6792 88,4032 107,4363 120,0378 135,9599 147,7718 154,6374 159,4965 186,5905 86,4661 105,0821 117,4075 132,9807 144,5338 151,2489 156,0016 182,5019 84,5289 102,7279 114,7772 130,0015 141,2958 147,8604 81,3591 98,8756 110,4730 125,1265 135,9972 142,3157 78,1893 95,0233 106,1689 120,2514 130,6986 136,7709 75,0194 91,1710 101,8648 115,3763 125,4000 131,2261 71,8496 87,3187 97,5606 110,5013 120,1014 125,6814
152,5066 146,7876 141,0687 135,3497 129,6307
178,4133 171,7228 165,0323 158,3418 151,6513
68,1515
82,8244
92,5391 104,8137 113,9197 119,2125 122,9585 143,8457
64,4533 60,2269 54,9438 48,6041 41,2079 31,6984
78,3300 73,1936 66,7731 59,0685 50,0798 38,5230
87,5176 81,7787 74,6052 65,9969 55,9539 43,0414
99,1261 107,7380 112,7436 116,2863 136,0401 92,6261 100,6732 105,3506 108,6610 127,1195 84,5010 91,8423 96,1093 99,1293 115,9686 74,7509 81,2451 85,0198 87,6913 102,5876 63,3757 68,8817 72,0820 74,3470 86,9765 48,7506 52,9859 55,4477 57,1900 66,9050
El cálculo de las precipitaciones máximas para diferentes tiempos de duración de lluvias se realiza mediante la multiplicación de coeficiente en porcentaje con el dato de corrección de intervalo fijo (XT) de la tabla 6 para cada uno de los casos. Basándose en los resultados de la anterior tabla, y los tiempos de duración adoptados, calculamos la intensidad equivalente para cada caso, según:
34
Ecuación N° 11 Donde: P: Precipitación máxima para cada uno de los tiempos (mm). T: Tiempo de duración (hr).
Tabla N° 10 Intensidades De Lluvia Para Diferentes Tiempos De Duración. Tiempo de duración Hr
min
24 hr 23 hr 22 hr 21 hr 20 hr 19 hr 18 hr 17 hr 16 hr 15 hr 14 hr 13 hr 12 hr 11 hr 10 hr 9 hr 8 hr 7 hr 6 hr 5 hr 4 hr 3 hr 2 hr 1 hr
1440 1380 1320 1260 1200 1140 1080 1020 960 900 840 780 720 660 600 540 480 420 360 300 240 180 120 60
Intensidad de la lluvia (mm /hr) según el Periodo de Retorno 100 500 2 años 5 años 10 años 25 años 50 años 75 años años años 4,4025 5,3504 5,9780 6,7709 7,3592 7,7011 7,9431 9,2924 4,5251 5,4993 6,1443 6,9593 7,5639 7,9154 8,1641 9,5509 4,6587 5,6617 6,3258 7,1649 7,7873 8,1491 8,4052 9,8330 4,8051 5,8396 6,5245 7,3900 8,0320 8,4052 8,6693 10,1419 4,9661 6,0353 6,7432 7,6376 8,3011 8,6868 8,9598 10,4818 5,1440 6,2515 6,9848 7,9113 8,5986 8,9981 9,2808 10,8574 5,3418 6,4918 7,2533 8,2154 8,9291 9,3440 9,6376 11,2747 5,5420 6,7352 7,5252 8,5234 9,2639 9,6943 9,9989 11,6974 5,7673 7,0090 7,8312 8,8699 9,6405 10,0884 10,4054 12,1730 6,0227 7,3194 8,1779 9,2626 10,0673 10,5351 10,8661 12,7119 6,3145 7,6740 8,5741 9,7114 10,5551 11,0455 11,3926 13,3279 6,6512 8,0832 9,0313 10,2293 11,1180 11,6345 12,0001 14,0386 7,0441 8,5607 9,5648 10,8335 11,7746 12,3217 12,7089 14,8678 7,3963 8,9887 10,0430 11,3751 12,3634 12,9378 13,3443 15,6112 7,8189 9,5023 10,6169 12,0251 13,0699 13,6771 14,1069 16,5032 8,3355 10,1301 11,3183 12,8196 13,9333 14,5807 15,0389 17,5935 8,9812 10,9148 12,1951 13,8127 15,0127 15,7102 16,2038 18,9564 9,7359 11,8321 13,2199 14,9734 16,2742 17,0304 17,5655 20,5494 10,7422 13,0550 14,5863 16,5210 17,9563 18,7906 19,3811 22,6734 12,0454 14,6387 16,3557 18,5252 20,1346 21,0701 21,7322 25,4239 13,7360 16,6933 18,6513 21,1252 22,9606 24,0273 24,7823 28,9922 16,2014 19,6895 21,9990 24,9170 27,0817 28,3399 29,2304 34,1959 20,6039 25,0399 27,9769 31,6879 34,4408 36,0410 37,1735 43,4882 31,6984 38,5230 43,0414 48,7506 52,9859 55,4477 57,1900 66,9050
La representación matemática de las curvas Intensidad - Duración - Período de retorno, Sg. Bernard es:
35
Ecuación N° 12 Donde: I: Intensidad (mm/hr). t: Duración de la lluvia (min). T: Periodo de retorno (años). a,b,c: Parámetros de ajuste.
Realizando un cambio de variable:
Ecuación N° 13 En donde: Ecuación N° 14
36
Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 24
Tabla N° 11 Periodo de retorno para T= 2 años. Periodo de retorno para T = 2 años x Y ln x ln y ln x*ln y (lnx)^2 1440 4,4025 7,2724 1,4822 10,7790 52,8878 1380 4,5251 7,2298 1,5096 10,9144 52,2706 1320 4,6587 7,1854 1,5387 11,0564 51,6298 1260 4,8051 7,1389 1,5697 11,2057 50,9634 1200 4,9661 7,0901 1,6026 11,3628 50,2692 1140 5,1440 7,0388 1,6378 11,5284 49,5445 1080 5,3418 6,9847 1,6756 11,7033 48,7863 1020 5,5420 6,9276 1,7124 11,8625 47,9911 960 5,7673 6,8669 1,7522 12,0323 47,1548 900 6,0227 6,8024 1,7955 12,2139 46,2726 840 6,3145 6,7334 1,8429 12,4087 45,3387 780 6,6512 6,6593 1,8948 12,6180 44,3462 720 7,0441 6,5793 1,9522 12,8439 43,2865 660 7,3963 6,4922 2,0010 12,9908 42,1492 600 7,8189 6,3969 2,0565 13,1556 40,9207 540 8,3355 6,2916 2,1205 13,3414 39,5838 480 8,9812 6,1738 2,1951 13,5523 38,1156 420 9,7359 6,0403 2,2758 13,7465 36,4847 360 10,7422 5,8861 2,3742 13,9747 34,6462 300 12,0454 5,7038 2,4887 14,1949 32,5331 240 13,7360 5,4806 2,6200 14,3594 30,0374 180 16,2014 5,1930 2,7851 14,4629 26,9668 120 20,6039 4,7875 3,0255 14,4845 22,9201 60 31,6984 4,0943 3,4563 14,1511 16,7637 18000 218,4801 153,0490 49,3649 304,9434 991,8627
Ln(A) = 6,0202
A = 411,6605
B = -0,6215
37
Intensidad (mm/hr)
Regresión T= 2 años 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
y = 411,6605x-0,6215 R² = 0,9994
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Duración (min)
I Vs. t
Potencial (I Vs. t)
Grafico N° 3 Regresión T= 2 años.
38
Tabla N° 12 Profundidad de la lamina de agua T = 2 años. Serie T= 2 años x
y
1440 1380 1320 1260 1200 1140 1080 1020 960 900 840 780 720 660 600 540 480 420 360 300 240 180 120 60
4,4025 4,5251 4,6587 4,8051 4,9661 5,1440 5,3418 5,5420 5,7673 6,0227 6,3145 6,6512 7,0441 7,3963 7,8189 8,3355 8,9812 9,7359 10,7422 12,0454 13,7360 16,2014 20,6039 31,6984
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
profundidad acumulada
profundidad incremental
105,6612 104,0762 102,4913 100,9064 99,3215 97,7366 96,1517 94,2145 92,2774 90,3403 88,4032 86,4661 84,5289 81,3591 78,1893 75,0194 71,8496 68,1515 64,4533 60,2269 54,9438 48,6041 41,2079 31,6984
1,5849 1,5849 1,5849 1,5849 1,5849 1,5849 1,9371 1,9371 1,9371 1,9371 1,9371 1,9371 3,1698 3,1698 3,1698 3,1698 3,6981 3,6981 4,2264 5,2831 6,3397 7,3963 9,5095 31,6984
Ordenado Hietograma 1,58492 1,58492 1,58492 1,93712 1,93712 1,93712 3,16984 3,16984 3,69814 5,28306 7,39628 31,69835 9,50951 6,33967 4,22645 3,69814 3,16984 3,16984 1,93712 1,93712 1,93712 1,58492 1,58492 1,58492
39
Periodo de retorno para T = 2 años 35
Profundidad Incremental
30 25 20 15 10 5 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Horas
Grafico N° 4 Hietograma para T= 2 años.
Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
x 1440 1380 1320 1260 1200 1140 1080 1020 960 900 840 780 720 660 600 540
17
480
Tabla N° 13 Periodo de retorno para T = 5 años. Periodo de retorno para T = 5 años y ln x ln y ln x*ln y (lnx)^2 5,3504 7,2724 1,6772 12,1971 52,8878 5,4993 7,2298 1,7046 12,3241 52,2706 5,6617 7,1854 1,7337 12,4575 51,6298 5,8396 7,1389 1,7647 12,5977 50,9634 6,0353 7,0901 1,7976 12,7453 50,2692 6,2515 7,0388 1,8328 12,9009 49,5445 6,4918 6,9847 1,8705 13,0652 48,7863 6,7352 6,9276 1,9074 13,2133 47,9911 7,0090 6,8669 1,9472 13,3713 47,1548 7,3194 6,8024 1,9905 13,5403 46,2726 7,6740 6,7334 2,0378 13,7216 45,3387 8,0832 6,6593 2,0898 13,9165 44,3462 8,5607 6,5793 2,1472 14,1268 43,2865 8,9887 6,4922 2,1960 14,2567 42,1492 9,5023 6,3969 2,2515 14,4029 40,9207 10,1301 6,2916 2,3155 14,5682 39,5838 10,9148
6,1738
2,3901
14,7561
38,1156 40
18 420 19 360 20 300 21 240 22 180 23 120 24 60 24 18000
11,8321 13,0550 14,6387 16,6933 19,6895 25,0399 38,5230 265,5186
6,0403 5,8861 5,7038 5,4806 5,1930 4,7875 4,0943 153,0490
Ln(A) = 6,215
2,4708 2,5692 2,6837 2,8150 2,9801 3,2205 3,6513 54,0447
A = 500,29
14,9243 15,1224 15,3071 15,4280 15,4755 15,4180 14,9495 334,7864
36,4847 34,6462 32,5331 30,0374 26,9668 22,9201 16,7637 991,8627
B = -0,6215
Intensidad (mm/hr)
Regresión T= 5 años
42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
y = 500,2904x-0,6215 R² = 0,9994
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Duración (min)
Series1
Potencial (Series1)
Grafico N° 5 Regresión T= 5 años.
41
Tabla N° 14 Profundidad de la lamina de agua para T = 5 años. Serie T= 5 años x
y
1440 1380 1320 1260 1200 1140 1080 1020 960 900 840 780 720 660 600 540 480 420 360 300 240 180 120 60
5,3504 5,4993 5,6617 5,8396 6,0353 6,2515 6,4918 6,7352 7,0090 7,3194 7,6740 8,0832 8,5607 8,9887 9,5023 10,1301 10,9148 11,8321 13,0550 14,6387 16,6933 19,6895 25,0399 38,5230
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
profundidad acumulada
profundidad incremental
128,4099 126,4837 124,5576 122,6314 120,7053 118,7791 116,8530 114,4988 112,1446 109,7904 107,4363 105,0821 102,7279 98,8756 95,0233 91,1710 87,3187 82,8244 78,3300 73,1936 66,7731 59,0685 50,0798 38,5230
1,9261 1,9261 1,9261 1,9261 1,9261 1,9261 2,3542 2,3542 2,3542 2,3542 2,3542 2,3542 3,8523 3,8523 3,8523 3,8523 4,4943 4,4943 5,1364 6,4205 7,7046 8,9887 11,5569 38,5230
Ordenado Hietograma 1,92615 1,92615 1,92615 2,35418 2,35418 2,35418 3,85230 3,85230 4,49435 6,42049 8,98869 38,52296 11,55689 7,70459 5,13639 4,49435 3,85230 3,85230 2,35418 2,35418 2,35418 1,92615 1,92615 1,92615
42
Profundidad Incremental
Periodo de retorno para T = 5 años 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Horas
Grafico N° 6 Hietograma para un T= 5 años.
Tabla N° 15 Periodo de retorno para T = 10 años. Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
x 1440 1380 1320 1260 1200 1140 1080 1020 960 900 840 780 720 660 600 540 480
Y 5,9780 6,1443 6,3258 6,5245 6,7432 6,9848 7,2533 7,5252 7,8312 8,1779 8,5741 9,0313 9,5648 10,0430 10,6169 11,3183 12,1951
ln x 7,2724 7,2298 7,1854 7,1389 7,0901 7,0388 6,9847 6,9276 6,8669 6,8024 6,7334 6,6593 6,5793 6,4922 6,3969 6,2916 6,1738
Periodo de retorno para T = 10 años ln y ln x*ln y (lnx)^2 1,7881 13,0036 52,8878 1,8155 13,1260 52,2706 1,8446 13,2544 51,6298 1,8756 13,3894 50,9634 1,9085 13,5316 50,2692 1,9437 13,6815 49,5445 1,9815 13,8399 48,7863 2,0183 13,9816 47,9911 2,0581 14,1329 47,1548 2,1014 14,2948 46,2726 2,1487 14,4684 45,3387 2,2007 14,6551 44,3462 2,2581 14,8565 43,2865 2,3069 14,9768 42,1492 2,3624 15,1124 40,9207 2,4264 15,2660 39,5838 2,5010 15,4408 38,1156 43
18 420 19 360 20 300 21 240 22 180 23 120 24 60 24 18000
13,2199 14,5863 16,3557 18,6513 21,9990 27,9769 43,0414 296,6622
6,0403 5,8861 5,7038 5,4806 5,1930 4,7875 4,0943 153,0490
Ln(A) = 6,3261
2,5817 2,6801 2,7946 2,9259 3,0910 3,3314 3,7622 56,7065
15,5943 15,7752 15,9397 16,0359 16,0514 15,9490 15,4036 351,7609
A = 558,97
36,4847 34,6462 32,5331 30,0374 26,9668 22,9201 16,7637 991,8627
B = -0,6215
Intensidad (mm/hr)
Regresión T= 10 años 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
y = 558,9711x-0,6215 R² = 0,9994
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Duración (min)
I Vs. t
Potencial (I Vs. t)
Grafico N° 7 Regresión T= 10 años.
44
Tabla N° 16 Profundidad de la lamina de agua para T = 10 años. Serie T= 10 años profundidad profundidad acumulada incremental x y 1440 1380 1320 1260 1200 1140 1080 1020 960 900 840 780 720 660 600 540 480 420 360 300 240 180 120 60
5,9780 6,1443 6,3258 6,5245 6,7432 6,9848 7,2533 7,5252 7,8312 8,1779 8,5741 9,0313 9,5648 10,0430 10,6169 11,3183 12,1951 13,2199 14,5863 16,3557 18,6513 21,9990 27,9769 43,0414
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
143,4715 141,3194 139,1673 137,0153 134,8632 132,7111 130,5591 127,9287 125,2984 122,6681 120,0378 117,4075 114,7772 110,4730 106,1689 101,8648 97,5606 92,5391 87,5176 81,7787 74,6052 65,9969 55,9539 43,0414
2,1521 2,1521 2,1521 2,1521 2,1521 2,1521 2,6303 2,6303 2,6303 2,6303 2,6303 2,6303 4,3041 4,3041 4,3041 4,3041 5,0215 5,0215 5,7389 7,1736 8,6083 10,0430 12,9124 43,0414
Ordenado Hietograma 2,15207 2,15207 2,15207 2,63031 2,63031 2,63031 4,30414 4,30414 5,02150 7,17357 10,04300 43,04145 12,91243 8,60829 5,73886 5,02150 4,30414 4,30414 2,63031 2,63031 2,63031 2,15207 2,15207 2,15207
45
Profundidad Incremental
Periodo de retorno para T = 10 años 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Horas
Grafico N° 8 Hietograma para un T= 10 años.
Tabla N° 17 Periodo de retorno para T = 25 años. Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
x 1440 1380 1320 1260 1200 1140 1080 1020 960 900 840 780 720 660 600 540 480 420
y 6,7709 6,9593 7,1649 7,3900 7,6376 7,9113 8,2154 8,5234 8,8699 9,2626 9,7114 10,2293 10,8335 11,3751 12,0251 12,8196 13,8127 14,9734
ln x 7,2724 7,2298 7,1854 7,1389 7,0901 7,0388 6,9847 6,9276 6,8669 6,8024 6,7334 6,6593 6,5793 6,4922 6,3969 6,2916 6,1738 6,0403
Periodo de retorno para T = 25 años ln y ln x*ln y (lnx)^2 1,9126 13,9094 52,8878 1,9401 14,0265 52,2706 1,9692 14,1494 51,6298 2,0001 14,2786 50,9634 2,0331 14,4147 50,2692 2,0683 14,5582 49,5445 2,1060 14,7099 48,7863 2,1428 14,8445 47,9911 2,1827 14,9882 47,1548 2,2260 15,1420 46,2726 2,2733 15,3071 45,3387 2,3253 15,4846 44,3462 2,3826 15,6760 43,2865 2,4314 15,7854 42,1492 2,4870 15,9092 40,9207 2,5510 16,0496 39,5838 2,6256 16,2098 38,1156 2,7063 16,3466 36,4847 46
19 360 20 300 21 240 22 180 23 120 24 60 24 18000
16,5210 18,5252 21,1252 24,9170 31,6879 48,7506 336,0121
5,8861 5,7038 5,4806 5,1930 4,7875 4,0943 153,0490
Ln (A) = 6,4507
2,8046 2,9191 3,0505 3,2155 3,4559 3,8867 59,6958
16,5084 16,6501 16,7185 16,6982 16,5453 15,9136 370,8236
A = 633,114
34,6462 32,5331 30,0374 26,9668 22,9201 16,7637 991,8627
B = -0,6215
Intensidad (mm/hr)
Regresión T= 25 años
54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
y = 633,1144x-0,6215 R² = 0,9994
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Duración (min)
Series1
Potencial (Series1)
Grafico N° 9 Regresión T= 25 años.
47
Tabla N° 18 Profundidad de la lamina de agua para T = 25 años. Serie T= 25 años x
y
1440 1380 1320 1260 1200 1140 1080 1020 960 900 840 780 720 660 600 540 480 420 360 300 240 180 120 60
6,7709 6,9593 7,1649 7,3900 7,6376 7,9113 8,2154 8,5234 8,8699 9,2626 9,7114 10,2293 10,8335 11,3751 12,0251 12,8196 13,8127 14,9734 16,5210 18,5252 21,1252 24,9170 31,6879 48,7506
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
profundidad acumulada
profundidad incremental
162,5019 160,0644 157,6268 155,1893 152,7518 150,3142 147,8767 144,8975 141,9183 138,9391 135,9599 132,9807 130,0015 125,1265 120,2514 115,3763 110,5013 104,8137 99,1261 92,6261 84,5010 74,7509 63,3757 48,7506
2,4375 2,4375 2,4375 2,4375 2,4375 2,4375 2,9792 2,9792 2,9792 2,9792 2,9792 2,9792 4,8751 4,8751 4,8751 4,8751 5,6876 5,6876 6,5001 8,1251 9,7501 11,3751 14,6252 48,7506
Ordenado Hietograma 2,43753 2,43753 2,43753 2,97920 2,97920 2,97920 4,87506 4,87506 5,68757 8,12509 11,37513 48,75057 14,62517 9,75011 6,50008 5,68757 4,87506 4,87506 2,97920 2,97920 2,97920 2,43753 2,43753 2,43753
48
Profundidad Incremental
Periodo de retorno para T = 25 años 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Horas
Grafico N° 10 Hietograma para un T= 25 años.
Tabla N° 19 Periodo de retorno para T = 50 años. Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
x 1440 1380 1320 1260 1200 1140 1080 1020 960 900 840 780 720 660 600 540 480 420
y 7,3592 7,5639 7,7873 8,0320 8,3011 8,5986 8,9291 9,2639 9,6405 10,0673 10,5551 11,1180 11,7746 12,3634 13,0699 13,9333 15,0127 16,2742
ln x 7,2724 7,2298 7,1854 7,1389 7,0901 7,0388 6,9847 6,9276 6,8669 6,8024 6,7334 6,6593 6,5793 6,4922 6,3969 6,2916 6,1738 6,0403
Periodo de retorno para T = 50 años ln y ln x*ln y (lnx)^2 1,9959 14,5153 52,8878 2,0234 14,6288 52,2706 2,0525 14,7480 51,6298 2,0834 14,8733 50,9634 2,1164 15,0054 50,2692 2,1516 15,1446 49,5445 2,1893 15,2918 48,7863 2,2261 15,4216 47,9911 2,2660 15,5603 47,1548 2,3093 15,7087 46,2726 2,3566 15,8680 45,3387 2,4086 16,0393 44,3462 2,4659 16,2241 43,2865 2,5147 16,3263 42,1492 2,5703 16,4421 40,9207 2,6343 16,5738 39,5838 2,7089 16,7241 38,1156 2,7896 16,8498 36,4847 49
19 360 20 300 21 240 22 180 23 120 24 60 24 18000
17,9563 20,1346 22,9606 27,0817 34,4408 52,9859 365,2042
5,8861 5,7038 5,4806 5,1930 4,7875 4,0943 153,0490
Ln (A) = 6,534
2,8879 3,0024 3,1338 3,2989 3,5392 3,9700 61,6952
16,9987 17,1253 17,1751 17,1308 16,9441 16,2547 383,5740
A = 688,12
34,6462 32,5331 30,0374 26,9668 22,9201 16,7637 991,8627
B = -0,6215
Intensidad (mm/hr)
Regresión T= 50 años
58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
y = 688,1181x-0,6215 R² = 0,9994
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Duración (min)
I Vs. t
Potencial (I Vs. t)
Grafico N° 11 Regresión T= 50 años.
50
Tabla N° 20 Profundidad de la lamina de agua para T = 50 años. Serie T= 50 años x
Y
1440 1380 1320 1260 1200 1140 1080 1020 960 900 840 780 720 660 600 540 480 420 360 300 240 180 120 60
7,3592 7,5639 7,7873 8,0320 8,3011 8,5986 8,9291 9,2639 9,6405 10,0673 10,5551 11,1180 11,7746 12,3634 13,0699 13,9333 15,0127 16,2742 17,9563 20,1346 22,9606 27,0817 34,4408 52,9859
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
profundidad acumulada
profundidad incremental
176,6197 173,9704 171,3211 168,6718 166,0225 163,3732 160,7239 157,4859 154,2479 151,0099 147,7718 144,5338 141,2958 135,9972 130,6986 125,4000 120,1014 113,9197 107,7380 100,6732 91,8423 81,2451 68,8817 52,9859
2,6493 2,6493 2,6493 2,6493 2,6493 2,6493 3,2380 3,2380 3,2380 3,2380 3,2380 3,2380 5,2986 5,2986 5,2986 5,2986 6,1817 6,1817 7,0648 8,8310 10,5972 12,3634 15,8958 52,9859
Ordenado Hietograma 2,64930 2,64930 2,64930 3,23803 3,23803 3,23803 5,29859 5,29859 6,18169 8,83099 12,36338 52,98592 15,89577 10,59718 7,06479 6,18169 5,29859 5,29859 3,23803 3,23803 3,23803 2,64930 2,64930 2,64930
51
Profundidad Incremental
Periodo de retorno para T = 50 años 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Horas
Grafico N° 21 Hietograma para un T= 50 años.
Tabla N° 21 Periodo de retorno para T = 75 años. Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
x 1440 1380 1320 1260 1200 1140 1080 1020 960 900 840 780 720 660 600 540
y 7,7011 7,9154 8,1491 8,4052 8,6868 8,9981 9,3440 9,6943 10,0884 10,5351 11,0455 11,6345 12,3217 12,9378 13,6771 14,5807
ln x 7,2724 7,2298 7,1854 7,1389 7,0901 7,0388 6,9847 6,9276 6,8669 6,8024 6,7334 6,6593 6,5793 6,4922 6,3969 6,2916
Periodo de retorno para T = 75 años ln y ln x*ln y (lnx)^2 2,0414 14,8456 52,8878 2,0688 14,9571 52,2706 2,0979 15,0743 51,6298 2,1288 15,1975 50,9634 2,1618 15,3274 50,2692 2,1970 15,4643 49,5445 2,2347 15,6090 48,7863 2,2715 15,7362 47,9911 2,3114 15,8721 47,1548 2,3547 16,0177 46,2726 2,4020 16,1738 45,3387 2,4540 16,3418 44,3462 2,5114 16,5229 43,2865 2,5602 16,6211 42,1492 2,6157 16,7326 40,9207 2,6797 16,8595 39,5838 52
17 480 18 420 19 360 20 300 21 240 22 180 23 120 24 60 24 18000
15,7102 17,0304 18,7906 21,0701 24,0273 28,3399 36,0410 55,4477 382,1717
6,1738 6,0403 5,8861 5,7038 5,4806 5,1930 4,7875 4,0943 153,0490
Intensidad (mm/hr)
Ln (A) = 6,579
2,7543 2,8350 2,9334 3,0479 3,1792 3,3443 3,5847 4,0154 62,7851
17,0045 17,1241 17,2660 17,3843 17,4240 17,3667 17,1615 16,4406 390,5245
38,1156 36,4847 34,6462 32,5331 30,0374 26,9668 22,9201 16,7637 991,8627
A = 720,088 B = -0,6215
Regresión T= 75 años
60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
y = 720,0883x-0,6215 R² = 0,9994
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Duración (min) I Vs. t
Potencial (I Vs. t)
Grafico N° 13 Regresión T= 75 años.
53
Tabla N° 22 Profundidad de la lamina de agua para T = 75 años. Serie T= 75 años x
y
1440 1380 1320 1260 1200 1140 1080 1020 960 900 840 780 720 660 600 540 480 420 360 300 240 180 120 60
7,7011 7,9154 8,1491 8,4052 8,6868 8,9981 9,3440 9,6943 10,0884 10,5351 11,0455 11,6345 12,3217 12,9378 13,6771 14,5807 15,7102 17,0304 18,7906 21,0701 24,0273 28,3399 36,0410 55,4477
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
profundidad acumulada
profundidad incremental
184,8255 182,0532 179,2808 176,5084 173,7360 170,9636 168,1912 164,8028 161,4143 158,0258 154,6374 151,2489 147,8604 142,3157 136,7709 131,2261 125,6814 119,2125 112,7436 105,3506 96,1093 85,0198 72,0820 55,4477
2,7724 2,7724 2,7724 2,7724 2,7724 2,7724 3,3885 3,3885 3,3885 3,3885 3,3885 3,3885 5,5448 5,5448 5,5448 5,5448 6,4689 6,4689 7,3930 9,2413 11,0895 12,9378 16,6343 55,4477
Ordenado Hietograma 2,77238 2,77238 2,77238 3,38847 3,38847 3,38847 5,54477 5,54477 6,46889 9,24128 12,93779 55,44766 16,63430 11,08953 7,39302 6,46889 5,54477 5,54477 3,38847 3,38847 3,38847 2,77238 2,77238 2,77238
54
Profundidad Incremental
Periodo de retorno para T = 75 años 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Horas
Grafico N° 14 Hietograma T= 75 años.
Tabla N° 23 Periodo de retorno para T = 100 años. Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
x 1440 1380 1320 1260 1200 1140 1080 1020 960 900 840 780 720 660 600 540 480 420 360
y 7,9431 8,1641 8,4052 8,6693 8,9598 9,2808 9,6376 9,9989 10,4054 10,8661 11,3926 12,0001 12,7089 13,3443 14,1069 15,0389 16,2038 17,5655 19,3811
ln x 7,2724 7,2298 7,1854 7,1389 7,0901 7,0388 6,9847 6,9276 6,8669 6,8024 6,7334 6,6593 6,5793 6,4922 6,3969 6,2916 6,1738 6,0403 5,8861
Periodo de retorno para T = 100 años ln y ln x*ln y (lnx)^2 2,0723 15,0706 52,8878 2,0997 15,1808 52,2706 2,1289 15,2966 51,6298 2,1598 15,4184 50,9634 2,1927 15,5467 50,2692 2,2280 15,6821 49,5445 2,2657 15,8251 48,7863 2,3025 15,9505 47,9911 2,3423 16,0846 47,1548 2,3856 16,2281 46,2726 2,4330 16,3821 45,3387 2,4849 16,5478 44,3462 2,5423 16,7264 43,2865 2,5911 16,8220 42,1492 2,6467 16,9305 40,9207 2,7106 17,0542 39,5838 2,7852 17,1955 38,1156 2,8659 17,3110 36,4847 2,9643 17,4482 34,6462 55
20 300 21 240 22 180 23 120 24 60 24 18000
21,7322 24,7823 29,2304 37,1735 57,1900 394,1807
5,7038 5,4806 5,1930 4,7875 4,0943 153,0490
Ln (A) = 6,6103
3,0788 3,2101 3,3752 3,6156 4,0464 63,5277
17,5608 17,5936 17,5273 17,3096 16,5673 395,2598
A = 742,716
32,5331 30,0374 26,9668 22,9201 16,7637 991,8627
B = -0,6215
Intensidad (mm/hr)
Regresión T= 100 años
y = 742,7156x-0,6215 R² = 0,9994
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Duración (min)
I Vs. t
Potencial (I Vs. t)
Grafico N° 15 Regresión T= 100 años.
Tabla N° 24 Profundidad de la lamina de agua para T = 100 años. Serie T= 100 años x
y
1440 1380 1320 1260 1200 1140
7,9431 8,1641 8,4052 8,6693 8,9598 9,2808
1 2 3 4 5 6
profundidad acumulada
profundida incrmental
190,6333 187,7738 184,9143 182,0548 179,1953 176,3358
2,8595 2,8595 2,8595 2,8595 2,8595 2,8595
Ordenado Hietograma 2,85950 2,85950 2,85950 3,49494 3,49494 3,49494 56
Profundidad Incremental
1080 1020 960 900 840 780 720 660 600 540 480 420 360 300 240 180 120 60
9,6376 9,9989 10,4054 10,8661 11,3926 12,0001 12,7089 13,3443 14,1069 15,0389 16,2038 17,5655 19,3811 21,7322 24,7823 29,2304 37,1735 57,1900
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
173,4763 169,9814 166,4864 162,9915 159,4965 156,0016 152,5066 146,7876 141,0687 135,3497 129,6307 122,9585 116,2863 108,6610 99,1293 87,6913 74,3470 57,1900
3,4949 3,4949 3,4949 3,4949 3,4949 3,4949 5,7190 5,7190 5,7190 5,7190 6,6722 6,6722 7,6253 9,5317 11,4380 13,3443 17,1570 57,1900
5,71900 5,71900 6,67217 9,53167 13,34433 57,18999 17,15700 11,43800 7,62533 6,67217 5,71900 5,71900 3,49494 3,49494 3,49494 2,85950 2,85950 2,85950
Periodo de retorno para T = 100 años
61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Horas
Grafico N° 16 Hietograma para un T= 100 años.
57
Tabla N° 25 Periodo de retorno para T = 500 años. Nº x 1 1440 2 1380 3 1320 4 1260 5 1200 6 1140 7 1080 8 1020 9 960 10 900 11 840 12 780 13 720 14 660 15 600 16 540 17 480 18 420 19 360 20 300 21 240 22 180 23 120 24 60 24 18000
y 9,2924 9,5509 9,8330 10,1419 10,4818 10,8574 11,2747 11,6974 12,1730 12,7119 13,3279 14,0386 14,8678 15,6112 16,5032 17,5935 18,9564 20,5494 22,6734 25,4239 28,9922 34,1959 43,4882 66,9050 461,1410
Ln(A) = 6,767
Periodo de retorno para T = 500 años ln x| ln y ln x*ln y (lnx)^2 7,2724 2,2292 16,2116 52,8878 7,2298 2,2566 16,3151 52,2706 7,1854 2,2857 16,4240 51,6298 7,1389 2,3167 16,5385 50,9634 7,0901 2,3496 16,6591 50,2692 7,0388 2,3848 16,7864 49,5445 6,9847 2,4226 16,9209 48,7863 6,9276 2,4594 17,0374 47,9911 6,8669 2,4992 17,1620 47,1548 6,8024 2,5425 17,2954 46,2726 6,7334 2,5899 17,4386 45,3387 6,6593 2,6418 17,5926 44,3462 6,5793 2,6992 17,7587 43,2865 6,4922 2,7480 17,8406 42,1492 6,3969 2,8036 17,9342 40,9207 6,2916 2,8675 18,0413 39,5838 6,1738 2,9421 18,1642 38,1156 6,0403 3,0228 18,2587 36,4847 5,8861 3,1212 18,3717 34,6462 5,7038 3,2357 18,4557 32,5331 5,4806 3,3670 18,4534 30,0374 5,1930 3,5321 18,3421 26,9668 4,7875 3,7725 18,0608 22,9201 4,0943 4,2033 17,2096 16,7637 153,0490 67,2931 419,2723 991,8627
A = 868,88
B = -0.6215
58
Intensidad (mm/hr)
Regresión T= 500 años y = 868,8822x-0,6215 R² = 0,9994
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Duración (min)
Series1
Potencial (Series1)
Grafico N° 17 Regresión T= 500 años.
Tabla N° 26 Profundidad de la lamina de agua para T = 500 años. Serie T= 500 años x
y
1440 1380 1320 1260 1200 1140 1080 1020 960 900 840 780 720 660 600 540 480 420
9,2924 9,5509 9,8330 10,1419 10,4818 10,8574 11,2747 11,6974 12,1730 12,7119 13,3279 14,0386 14,8678 15,6112 16,5032 17,5935 18,9564 20,5494
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
profundidad acumulada
profundidad incremental
223,0166 219,6713 216,3261 212,9808 209,6356 206,2903 202,9451 198,8565 194,7678 190,6792 186,5905 182,5019 178,4133 171,7228 165,0323 158,3418 151,6513 143,8457
3,3452 3,3452 3,3452 3,3452 3,3452 3,3452 4,0886 4,0886 4,0886 4,0886 4,0886 4,0886 6,6905 6,6905 6,6905 6,6905 7,8056 7,8056
Ordenado Hietograma 3,34525 3,34525 3,34525 4,08864 4,08864 4,08864 6,69050 6,69050 7,80558 11,15083 15,61116 66,90497 20,07149 13,38099 8,92066 7,80558 6,69050 6,69050 59
360 300 240 180 120 60
22,6734 25,4239 28,9922 34,1959 43,4882 66,9050
19 20 21 22 23 24
136,0401 127,1195 115,9686 102,5876 86,9765 66,9050
8,9207 11,1508 13,3810 15,6112 20,0715 66,9050
4,08864 4,08864 4,08864 3,34525 3,34525 3,34525
Periodo de retorno para T = 500 años
Profundidad Incremental
71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Horas
Grafico N° 18 Hietograma para un T= 500 años.
Realizando una regresión potencial a cada uno de los periodos de retorno teniendo como variables conocidos los tiempos en minutos como X y la intensidad de lluvia para diferentes tiempos de duración como Y; obtenemos como resultados los parámetros de ajuste para cada periodo de retorno. Los cálculos de la regresión potencial como también los hietogramas de lluvia máxima de la sub-cuenca fueron realizados en tablas de Excel y pueden ser consultados en el CD adjunto de este documento.
60
Tabla N° 27 Resumen De Aplicación De Regresión Potencial. Periodo de Retorno (años)
Término ctte. de regresión (d)
Coef. de regresión [ c ]
2
411,66047117711
-0,6214994056
5
500,29039381493
-0,6214994056
10
558,97111454518
-0,6214994056
25 50 75 100 500 Promedio =
633,11436074744 688,11805626907 720,08830114453 742,71561313696 868,88223231658 640,48006789397
-0,6214994056 -0,6214994056 -0,6214994056 -0,6214994056 -0,6214994056 -0,6214994056
En función del cambio de variable realizado, se realiza otra regresión potencial entre las columnas del periodo de retorno (T) y el término constante de regresión (d), para obtener valores de la ecuación N°13.
Tabla N° 28 Regresión Potencial. Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 8
x 2 5 10 25 50 75 100 500 767
y 411,6605 500,2904 558,9711 633,1144 688,1181 720,0883 742,7156 868,8822 5123,84
ln x 0,6931 1,6094 2,3026 3,2189 3,9120 4,3175 4,6052 6,2146 26,8733
ln y 6,0202 6,2152 6,3261 6,4507 6,5340 6,5794 6,6103 6,7672 51,5030
ln x*ln y 4,1729 10,0030 14,5664 20,7638 25,5610 28,4064 30,4416 42,0555 175,9706
(lnx)^2 0,4805 2,5903 5,3019 10,3612 15,3039 18,6407 21,2076 38,6214 112,5074
61
Donde: A: Termino constante de regresión (a). B: Coeficiente de regresión (b).
Constante de Regresión d
C: Coeficiente de regresión (c).
1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100
y = 399,4847x0,1333 R² = 0,9773
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Período de Retorno (años) d Vs. T
Potencial (d Vs. T)
Grafico N° 19 Constante de Regresión.
Finalmente se tiene la ecuación de intensidad válida para la cuenca:
Ecuación N° 15 Donde: I: Intensidad de precipitación (mm/hr). T: Periodo de retorno (años). t: Tiempo de duración de precipitación (min).
62
Tabla N° 29 Intensidad - Tiempo De Duración - Periodo De Retorno. Frecuencia años 2 5 10 25
5 161,14 182,07 199,70 225,63
10 104,74 118,35 129,80 146,66
Duración en minutos 15 20 81,41 68,08 91,98 76,92 100,89 84,37 113,99 95,33
50 75 100 500
247,47 261,21 271,42 336,36
160,85 169,79 176,42 218,63
125,02 131,97 137,12 169,93
40 44,25 50,00 54,84 61,96 67,96 71,73 74,54 92,37
Duración en minutos 45 50 41,13 38,52 46,47 43,53 50,97 47,74 57,59 53,94 63,16 59,16 66,67 62,44 69,28 64,89 85,85 80,41
Frecuencia años 2 5 10 25 50 75 100 500
35 48,08 54,33 59,59 67,32 73,84 77,94 80,99 100,36
104,55 110,36 114,67 142,11
25 59,27 66,96 73,44 82,98
30 52,92 59,79 65,58 74,09
91,02 96,07 99,82 123,71
81,26 85,78 89,13 110,45
55 36,31 41,02 44,99 50,84 55,76 58,85 61,15 75,78
60 34,40 38,86 42,62 48,16 52,82 55,75 57,93 71,79
Graficando los datos de intensidad – frecuencia y duración de la tabla N°12 se obtienen las curvas IDF con la cual se calcula el caudal para un momento en particular de tiempo.
63
INTENSIDAD (mm/h)
375,00 350,00 325,00 Año 500 300,00 275,00 Año 100 250,00 Año 75 225,00 Año 50 200,00 Año 25 175,00 Año 10 150,00 Año 5 125,00 Año 2 100,00 75,00 50,00 25,00 0,00 0,00 5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
50,00
55,00
60,00
TIEMPO DE DURACION (min)
Grafico N° 20 Curva IDF.
2.1.8. Caudal de Diseño. Como nuestras áreas de drenaje son menores a 700 hectáreas, se manejara el método racional pues es el más adecuado para áreas de este tamaño. El método racional, calcula el caudal pico de aguas lluvias con base en la intensidad media del evento de precipitación con una duración igual al tiempo de concentración del área de drenaje y un coeficiente de escorrentía. La ecuación del método racional es:
Ecuación N° 16 Donde: 64
Q = Caudal de aguas lluvias (L/s) C = Coeficiente de escorrentía (función de la permeabilidad del área de drenaje). I = Intensidad de la lluvia (mm/hr). A = Área tributaria (ha).
De acuerdo con el método racional, el caudal pico ocurre cuando toda el área de drenaje está contribuyendo, y éste es una fracción de la precipitación media bajo las siguientes suposiciones:
1. El caudal pico en cualquier punto es una función directa de la intensidad y de la lluvia, durante el tiempo de concentración para ese punto. 2. La frecuencia del caudal pico es la misma que la frecuencia media de la precipitación. 3. El tiempo de concentración está implícito en la determinación de la intensidad media de la lluvia por la relación anotada en el punto 1 anterior. Tabla N° 30 Caudal de diseño.
CAUDAL DE DISEÑO POZO NUMERO PZ-01 PZ-02 PZ-03 PZ-04 PZ-05 PZ-06 PZ-07 PZ-08 PZ-09 PZ-10 PZ-11
ÁREA (M2)
ÁREA (Hectareas)
INTENSIDAD DE PRECIPITACIÓN mm/hr
CAUDAL Q L/S
9888,356 4937,937 97538,929 6017,949 3997,746 4335,489 8671,797 3086,782 2214,238 3808,542 8666,514
0,9888356 0,4937937 9,7538929 0,6017949 0,3997746 0,4335489 0,8671797 0,3086782 0,2214238 0,3808542 0,8666514
40 65,0 34,0 57,0 52,0 55 46,0 69 70 63 46
43,983 35,691 368,775 38,144 23,117 26,516 44,358 23,684 17,236 26,681 44,331
65
PZ-12 PZ-13 PZ-14 PZ-15 PZ-16 PZ-17 PZ-18 PZ-19 PZ-20 PZ-21 PZ-22 PZ-23 PZ-24 PZ-25 PZ-26 PZ-27 PZ-28 PZ-29 PZ-30 PZ-31 PZ-32 PZ-33 PZ-34 PZ-35 PZ-36 PZ-37 PZ-38 PZ-39 PZ-40 PZ-41 PZ-42 PZ-43 PZ-44 PZ-45 PZ-46 PZ-47 PZ-48 PZ-49 PZ-50 PZ-51
3074,653 1983,395 8707,185 3074,653 4458,936 8652,972 3074,653 256,083 8464,025 3074,653 7558,918 2681,84 17340,841 7721,108 208507,105 7734,07 7458,647 21916,185 9380,707 27491,08
9345,488 6969,242 5450,542 133458,06 350 22596,216 0 6358,823 10877,731 11610,632 6922,5895 13791,529 14149,704 12175,27 9026,6005 9518,399 9338,682
0,3074653 0,1983395 0,8707185 0,3074653 0,4458936 0,8652972 0,3074653 0,0256083 0,8464025 0,3074653 0,7558918 0,268184 0 1,7340841 0,7721108 20,8507105 0,773407 0,7458647 2,1916185 0,9380707 2,749108 0 0 0,9345488 0,6969242 0,5450542 13,345806 0,035 2,2596216 0 0,6358823 1,0877731 1,1610632 0,69225895 1,3791529 1,4149704 1,217527 0,90266005 0,9518399 0,9338682
64 80 46 55 64 46 64 80 46 55 46 69 37 40 25 70 65 57 69 69
78 80 59 35 80 57 0 52 45 49 80 70 69 68 52 45 70
21,882 17,644 44,539 18,805 31,733 44,262 21,882 2,278 43,295 18,805 38,665 20,577 0,000 71,347 34,343 579,650 60,202 53,911 138,914 71,976 210,934 0,000 0,000 81,059 61,998 35,760 519,419 3,114 143,224 0,000 36,769 54,432 63,264 61,583 107,353 108,568 92,065 52,195 47,630 72,692
66
PZ-52 PZ-53 PZ-54 PZ-55 PZ-56 PZ-57 PZ-58 PZ-59 PZ-60 PZ-61 PZ-62 PZ-63 PZ-64 PZ-65 PZ-66 PZ-67 PZ-68 PZ-69 PZ-70 PZ-71 PZ-72 PZ-73 PZ-74 PZ-75 PZ-76 PZ-77 PZ-78 PZ-79 PZ-80 PZ-81 PZ-82 PZ-83 PZ-84 PZ-85 PZ-86 PZ-87
6383,043 20933,909 4733,751 8552,532 11051,3305 3944,823 9957,8095 12657,059 7414,954 4480,91 2992,692 6140,9 13790,373 7211,141 9420,606 8312,163 5369,183 3319,331 9196,655 9792,312 6470,619 8905,151 12875,84 17691,578 2437,979 1444,164 1647,153 2300,53 6363,374 2416,62 3269,172 6564,155 5583,27 18233,412 8907,824 14334,554
0,6383043 2,0933909 0,4733751 0,8552532 1,10513305 0,3944823 0,99578095 1,2657059 0,7414954 0,448091 0,2992692 0,61409 1,3790373 0,7211141 0,9420606 0,8312163 0,5369183 0,3319331 0,9196655 0,9792312 0,6470619 0,8905151 1,287584 1,7691578 0,2437979 0,1444164 0,1647153 0,230053 0,6363374 0,241662 0,3269172 0,6564155 0,558327 1,8233412 0,8907824 1,4334554
80 51 45 52 50 54 68 80 68 65 63 80 52 61 65 55 59 78 68 80 63 78 80 44 80 70 80 80 55 80 52 78 80 55 80 80
56,784 118,720 23,688 49,454 61,445 23,688 75,297 112,597 56,069 32,388 20,966 54,629 79,741 48,915 68,092 50,837 35,226 28,791 69,541 87,112 45,331 77,240 114,543 86,561 21,688 11,241 14,653 20,466 38,918 21,498 18,904 56,935 49,669 111,516 79,244 127,520
67
2.2. NORMAS DE DISEÑO. Para el diseño del sistema de alcantarillado de aguas lluvias objeto de este proyecto se utilizaron los parámetros contemplados en el Reglamento Técnico del Sector del Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS - 2000) Capitulo D.4 Redes de Sistema de Alcantarillado Pluvial. Como también se utilizo lo establecido por la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá (EAAB) para los Proceso de Normalización Técnica (SISTEC).
2.2.1. Diámetro Mínimo. Se debe en general proyectar sistemas de alcantarillados de sección circular cuyo diámetro nominal mínimo permitido en redes de sistemas de recolección y evacuación de aguas lluvias es 10 in (250 mm).
2.2.2. Velocidades Máximas y Mínimas. Velocidad mínima: Depende de las normas exigidas para el proyecto. La EAAB especifica 1.0m/s como velocidad mínima admisible; pero también otras normas recomiendan valores menores en el orden de 0.8 a 0.9 m/s, normas como la INSFOPAL o INAS; RAS establece como velocidad mínima en valor de 0.75m/s en el colector. Velocidad máxima: Es función de la cantidad y el tipo de sedimentos suspendidos que transporte el agua; y el tipo de material de la tubería en función de la sensibilidad a la abrasión.
68
Tabla N° 31 Velocidades Máximas Permisibles. Tipo de Material
Velocidad (m/s)
Ladrillo común Ladrillo vitrificado y gres Concreto Cloruro de Polivinilo (PVC)
3.0 5.0 5.0 10.0
Fuente: Ras-2000 titulo D “sistemas de recolección y evacuación de aguas residuales domesticas y pluviales”
2.2.3. Pendientes Máximas y Mínimas. La pendiente máxima es la que permite que se cumpla con la velocidad máxima según el tipo del materia a utilizar; y la pendiente mínima es la que permite que se cumpla con la velocidad mínima establecida por el RAS; el diseño de estas pendientes es con el objetivo de lograr cumplir el numeral 2.2.2.
2.2.4. Profundidad Hidráulica Máxima. Para garantizar el flujo libre del sistema, se establece la profundidad hidráulica máxima la correspondiente a tubo lleno del diámetro interno real de la tubería o siempre que no exista presión hidráulica dentro de la tubería.
2.2.5.
Profundidad Mínima y Máxima a la Cota Clave.
Los colectores deben estar a una profundidad mínima a cota clave de 1.20 m cuando se encuentren bajo vías vehiculares y a 0.75 m en vías peatonales (RAS 2.000 Tabla D.3.11). Las conexiones domiciliarias y los colectores de aguas lluvias deben localizarse por debajo de las tuberías de acueducto. Los colectores de aguas lluvias deben 69
localizarse a una profundidad que no interfiera con las conexiones domiciliarias de aguas residuales al sistema de recolección y evacuación de aguas residuales. En general la máxima profundidad de los colectores es del orden de 5 m, aunque puede ser mayor siempre y cuando se garanticen los requerimientos geotécnicos de las cimentaciones y estructurales de los materiales y colectores durante (y después de) su construcción.
70
CAPÍTULO III: MODELACIÓN – DISEÑO HIDRAULICO EPA SWMM 5.0 Para realizar el cálculo hidráulico de la red, se utilizó el software EPA SWMM 5.0. Stormwater Management Model (modelo de gestión de aguas pluviales); Este software analiza los parámetros hidráulicos y simula múltiples alternativas de solución. En el presente capitulo se describe el software, la metodología utilizada y se muestra la modulación del diseño con sus respectivos resultados.
3.1. INTRODUCCIÓN A EPA SWMM 5.0. El modelo de gestión de aguas pluviales o EPA SWMM 5.0. Por sus siglas en ingles (Stormwater Management Model) es una simulación dinámica de precipitaciones para un único acontecimiento o para realizar una simulación continua en periodo extendido, permitiendo simular tanto la cantidad como la calidad de agua evacuada en alcantarillados, analizando el recorrido de estas aguas a través de un sistema compuesto por tuberías, canales, dispositivos de almacenamiento y tratamiento; SWMM es capaz de seguir el nivel del agua en los pozos, el caudal en la cuenca, el nivel del agua en las tuberías y la calidad del agua en ellas en múltiples intervalos de tiempo; como también considera distintos procesos hidrológicos que pueden ocurrir en las salidas de aguas urbanas como la evaporación de las aguas superficiales, acumulación y deshielo de nieva, intercepción de precipitaciones por almacenamiento en depresiones, infiltraciones de las precipitaciones en capaz del suelo no saturado o la entrada del agua de la infiltración en acuíferos entre otros. Además de modelar la generación y transporte de la escorrentía superficial, SWMM puede determinar la producción y evolución de cargas contaminantes asociadas a dicha escorrentía. Desde su aparición en 1971 se ha utilizado en miles de redes de evacuación de aguas tanto residuales como pluviales, entre sus aplicaciones se pueden mencionar el diseño y dimensionamiento de componentes de la red de drenaje para prevenir inundaciones; dimensionamiento de estructuras de retención y accesorios correspondientes para el control de inundaciones y protección de la calidad de las aguas; delimitación de zonas de inundación en barrancos y causes naturales; 71
diseño de estrategias de control de la red para minimizar el numero de descargas de sistemas unitarios; generar cargas de fuentes contaminantes no puntuales para estudios de acumulación de residuos; evaluar la eficacia de las BMPs para reducir las cargas contaminantes durante una tormenta entre otras más. Fuente: Manual_SWMM5
3.2. MODELACIÓN DEL PROYECTO. Este capítulo describe la forma como fue modelado el prototipo en SWMM su paso a paso y los inconvenientes encontrados con su forma práctica de solución. También se describirá los detalles acerca de cómo se introduce la información en el programa.
Para la ubicación de los pozos de inspección, que funcionaran como trazo del sistema de alcantarillado y lo dimensionaran fue necesario basarnos en los planos topográficos ya existentes los cuales fueron suministrados por la alcaldía municipal de Calamar Guaviare. Los cuales se están elaborados en el programa de AUTOCAD y no es compatible con SWMM para realizar una exportación del documento; por lo cual se tomo como solución basarnos en coordenadas geográficas para la ubicación de los pozos de inspección. Para ello fue necesario primero hacer el trazado del sistema de alcantarillado en AUTOCAD, guiándonos con los niveles y drenajes naturales del terreno; ya con los pozos de inspección ubicados en AUTOCAD se procede a tomar las coordenadas geográficas de cada pozo de inspección; por ejemplo:
72
Grafico N° 21 Coordenadas geográficas en AUTOCAD.
Con las coordenadas geográficas del pozo tomadas de AUTOCAD vamos a SWMM en donde se procede a ubicar el pozo de inspección el cual está representado con el símbolo de un punto relleno del color negro, haciendo doble click nos abre un cuadro de propiedades del pozo en el cual es posible darle su ubicación con las coordenadas geográficas tomadas de AUTOCAD.
73
Grafico N° 22 Coordenadas geográficas en SWMM.
Repitiendo este proceso con cada uno de los 87 pozos de inspección del sistema se logra obtener el croquis del terreno en SWMM con solo los pozos de inspección.
Grafico N° 23 Croquis de Pozos de inspección en SWMM. 74
El trazado de las tuberías también fue elaborado en primera medida en AUTOCAD con el fin de ser guiado con la pendiente del terreno por medio de las líneas de nivel de los planos, siempre en dirección del más alto al más bajo con culminación del sistema el río UNILLA y el caño CALAMAR. Tomando como guía lo planteado en AUTOCAD se realiza el trazado de las tuberías en SWMM uniendo los pozos de inspección en correcto orden, en donde se debe hacer el trazado de las tuberías en dirección como se plantea el flujo; de esta manera se puede apreciar que como solución se platea que cuatro (4) sistemas independientes para distribuir todo el caudal existente y así evitar un gran diámetro en la tuberías que aumentaría el costo del proyecto pues esto también acarrearía gran profundidad en los pozos de inspección.
Grafico N° 24 Trazado de tuberías en SWMM.
Para la asignación de los caudales que alimentan el sistema los cuales están calculados en el numeral 2.1.6; es necesario abrir nuevamente el cuadro de
75
propiedades de cada uno de los pozos; seleccionar la opción aportes, y digitar el valor del caudal para cada pozo en la opción valor medio.
Grafico N° 25 Asignación del caudal SWMM.
En el mismo cuadro se dimensionan los pozos de inspección en donde la profundidad máxima es la profundidad total del pozo y la cota de fondo es a la cual llega la profundidad máxima, y la suma de las mismas es la cota del terreno.
Para el dimensionamiento de las tuberías, también se hace por medio de el cuadro de propiedades de estas, en donde como primera medida debe coincidir el nudo inicial con el nudo final con el del momento de hacer el trazado; también se puede dar forma a la sección, que para este caso se uso tubería circular, la longitud de la sección y el diámetro de ella en la opción Altura (Prof. Máx.).
76
Grafico N° 26 Dimensionamiento de tuberías en SWMM.
Para la ubicación de los cabezales de descarga o vertidos como los llaman en el programa los cuales están representados por un triangulo invertido relleno de color negro; también fue necesario hacerlo por coordenadas geográficas, SWMM solo requiere de información en los vertidos la cota de fondo, por que en nuestro sistema estamos asumiendo q estos no realizan ningún aporte al sistema.
77
Grafico N° 27 Ubicación de cabezales de descarga en SWMM.
3.3. RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN. Los resultados de la simulación se muestran en el capítulo IV Prediseño de la Solución en el desarrollo de este mismo.
78
CAPÍTULO IV: PREDISEÑO DE LA SOLUCIÓN. 4.1. TUBERÍAS DE CONEXIÓN ENTRE POZOS. La selección del tipo de Tubería está basada en la Norma NP-027 del Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá EAAB; en donde según el material y diámetro son clasificados, para nuestro sistema se escogió una Tubería NOVAFORT de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo, diámetro entre 160 mm y 1500 mm los cuales deberán cumplir con los requisitos y el método de ensayo para la determinación de la resistencia química indicados en el numeral 6.7 de la NTC 1087 cuarta edición; los accesorios para esta tubería deberán ser sometidos al requisito especifico de resistencia
química
indicado en el numeral 6.2 de la NTC 1341 séptima edición.
A continuación se muestra un cuadro resumen de toda la red de tubería planteada como solución para el sistema de alcantarillado de aguas lluvias de Calamar Guaviare, en donde el diámetro es resultado de la simulación realizada en el programa SWMM el cual cumple con las pendientes mínimas y máximas con el fin de cumplir con las velocidades máximas del literal 2.2.2.
79
Tabla N°32 Tubería Para El Sistema De Alcantarillado De Aguas Lluvias. TUBERIA
NUMERO
POZOS
LONG.
COTA
COTA
NUMERO
(m)
INICIAL
FINAL
1
1-2
80,51
239,55
239,3
2
2-3
91,58
239,3
3
4-3
103,28
4
3-7
11
DE
P%
DIAMETR DIAMETRO O (mm)
(pulgadas)
0,31
355
14
239,1
0,22
355
14
239,5
239,1
0,39
250
10
54,92
239,1
238,8
0,55
630
24
5-6
75,33
239,55
239,3
0,33
250
10
12
6-7
91,50
239,3
238,8
0,55
250
10
13
8-7
102,44
239,2
238,8
0,39
250
10
5
7-11
55,00
238,8
238,5
0,55
630
24
14
9-10
60,63
239,1
238,8
0,49
250
10
15
10-11
91,50
238,8
238,5
0,33
250
10
16
12-11
102,44
238,9
238,5
0,39
250
10
6
11-14
55,00
238,5
238,2
0,55
750
30
17
13-14
94,84
238,7
238,2
0,53
250
10
18
15-14
101,84
238,5
238,2
0,29
250
10
7
14-17
55,00
238,2
237,9
0,55
750
30
19
16-17
90,81
238,5
237,9
0,66
250
10
20
18-17
102,44
238,5
237,9
0,59
250
10
8
17-20
55,10
237,9
237,6
0,54
750
30
21
19-20
82,78
238,5
237,6
1,09
250
10
22
21-20
102,62
238,1
237,6
0,49
250
10
CONDUCTO
80
9
20-22
54,97
237,6
237,3
0,55
750
30
23
23-22
102,52
237,9
237,3
0,59
250
10
10
22-28
67,71
237,3
237
0,44
900
36
25
27-28
90,90
238,5
237
1,65
500
20
24
29-28
102,94
237,5
237
0,49
250
10
90
28-44
77,34
237
236,7
0,39
1050
42
34
25-26
103,27
238,55
238,4
0,15
355
14
26
26-42
86,92
238,4
238,25
0,17
400
16
52
49-42
65,51
238,5
238,25
0,38
355
14
27
42-43
107,28
238,25
237,7
0,51
500
20
53
50-43
71,31
238,5
237,7
1,12
250
10
28
43-44
97,48
237,7
236,7
1,03
500
20
30
44-45
103,25
236,7
235,8
0,87
900
36
31
45-46
110,36
235,8
235
0,72
1050
42
49
57-58
114,72
238,4
237,6
0,70
250
10
50
58-51
78,36
237,6
236,5
1,40
315
12
91
86-51
115,41
237,7
236,5
1,04
355
14
51
51-52
113,64
236,5
235
1,32
400
16
32
46-47
122,55
235
234,2
0,65
1050
42
48
59-52
77,84
235,5
235
0,64
355
14
47
52-Salida4
55,00
235
234
1,82
450
18
33
47-48
130,43
234,2
233,2
0,77
1050
42
38
39-40
139,73
237,7
236
1,22
250
10
35
40-35
90,58
236
235,5
0,55
450
18
43
38-37
71,28
237,7
236,9
1,12
630
24
42
37-36
90,61
236,9
236
0,99
630
24
81
41
36-35
40,04
236
235,5
1,25
630
24
36
35-32
81,14
235,5
234,5
1,23
630
24
44
30-31
107,59
236,9
236,5
0,37
450
18
45
31-32
135,72
236,5
234,5
1,47
450
18
37
32-48
88,02
234,5
233,2
1,48
750
30
4887
SALIDA1
31,59
233,2
232,5
2,22
1200
48
77
64-85
116,89
238,3
237,3
0,86
315
12
78
62-85
77,49
237,6
237,3
0,39
250
10
79
85-60
108,36
237,3
237
0,28
500
20
80
61-60
65,69
237,5
237
0,76
250
10
6088
SALIDA2
124,00
237
233,5
2,82
500
20
69
76-77
35,24
237,6
237,5
0,28
250
10
68
77-78
37,2
237,5
236,7
2,15
250
10
86
53-78
75,69
237,7
236,7
1,32
355
14
67
78-79
57,72
236,7
235,5
2,08
355
14
66
79-80
91,05
235,5
235,2
0,33
500
20
65
80-81
75,75
235,2
234,9
0,40
500
20
64
81-82
86,46
234,9
234,6
0,35
630
24
63
82-83
84,78
234,6
234
0,71
630
24
81
87-84
75,34
235,1
234,5
0,80
355
14
62
84-83
83,55
234,5
234
0,60
450
18
61
83-75
94,33
234
233,5
0,53
710
27
55
55-54
108,11
238,5
238,2
0,28
355
14
56
54-72
74,41
238,2
237,5
0,94
355
14
82
57
72-73
83,07
237,5
236,9
0,72
400
16
58
73-74
74,28
236,9
234,6
3,10
400
16
85
56-65
60,0
238,5
238,2
0,50
355
14
75
65-66
79,77
238,2
237,8
0,50
400
16
84
66-67
76,37
237,8
237,4
0,52
450
18
72
63-67
115,00
237,7
237,4
0,26
250
10
71
67-70
119,01
237,4
236,5
0,76
500
20
70
70-74
106,62
236,5
234,6
1,78
500
20
59
74-75
91,95
234,6
233,5
1,20
710
27
60
75-71
117,62
233,5
232,9
0,51
900
36
7189
SALIDA3
68,75
232,9
232,2
1,02
1200
48
73
68-69
82,0
238,5
237,9
0,73
315
12
83
69-70
76,42
237,9
236,5
1,83
315
12
Como resultados de la simulación en el SWMM, a continuación podemos chequear todas las velocidades del flujo en cada una de las secciones de tubería, las cuales están por debajo de lo establecido en el literal 2.2.2. Del presente estudio, el cual establece como velocidad máxima admisible para tubería de PVC 10 m/s. En donde en la parte superior se encuentra el número de la línea o número de la tubería o conducto, a mano izquierda muestra el tiempo de lluvia.
83
Grafico N° 28 Velocidades En Secciones De Tuberías 1 - 10.
Grafico N° 29 Velocidades En Secciones De Tuberías 11 - 20.
Grafico N° 30 Velocidades En Secciones De Tuberías 21 - 31.
84
Grafico N° 31 Velocidades En Secciones De Tuberías 32 - 43.
Grafico N° 32 Velocidades En Secciones De Tuberías 44 - 57.
Grafico N° 33 Velocidades En Secciones De Tuberías 58 - 67.
85
Grafico N° 34 Velocidades En Secciones De Tuberías 68 - 79.
Grafico N° 35 Velocidades En Secciones De Tuberías 80 - 90.
Grafico N° 36 Velocidades En Secciones De Tuberías 91 – 51 - 47. 86
Ver Anexo 3 “Perfil de Lamina de Agua”. En el anexo 4 se muestran el perfil de la lámina de agua de cada sección de tubería, en donde podemos ver el nivel máximo del agua en la tubería y el área libre en ella; estos también son resultados de la simulación en el SWMM. En donde podemos apreciar que las secciones cumple con el requerimiento de caudal al que están siendo sometidas, puesto que se puede apreciar que ninguna sección de tubería tiene la lámina de agua a la altura total del diámetro, y que tampoco están sobre diseñadas, los diámetros usados son diámetros comerciales de tubería.
4.2. POZOS DE INSPECCIÓN. Para el sistema planteado inicialmente se planteo como alternativa de solución la implementación de 87 pozos distribuidos por todo el terreno principalmente en las intercepciones de las vías, a los cuales les llegara los caudales que alimentaran el sistema directamente, puesto que en este diseño no se plantean sumideros; con el desarrollo del proyecto se encuentra dificultades con los pozos número 24 – 33 - 34 y 41 con el fin de conectarlos al sistema pues los niveles del terreno no lo permitían, de esta manera se opto por no conectarlos al sistema y dejar que los caudales de estos pozos rodaran naturalmente a los pozos más cercanos o que siguieran su curso natural. También las zonas de expansión planteadas en el EOT (Esquema de Ordenamiento Territorial), fueron divididas en 5 grandes zonas a las cuales se les calculo el caudal producido por las lluvias y se determino que a futuro se le diseñe un sistema de aguas lluvias en estas zonas y sea conectados a los pozos 3 – 27 – 30 – 38 – 40; el sistema de alcantarillado aquí planteado tiene en cuenta estas aguas y esta dimensionado tanto sus pozos como sus tuberías para una futura recepción de este caudal. En la siguiente tabla se muestra la información requerida para la modelación en el SWMM como lo son las coordenadas geográficas de cada pozo, su cota de fondo y terreno, y la profundidad a la cual debe quedar cada pozo. 87
Tabla N掳 33 Pozos De Inspecci贸n. POZOS (m)
COORDENADAS POZO NUMERO
COTA X
Y
COTA
FONDO TERRENO
PROFUNDIDAD MAXIMA
PZ-01
828632,779 708593,674
239,55
241
1,45
PZ-02
828709,119 708619,081
239,3
241
1,7
PZ-03
828796,163 708647,688
239,1
241
1,9
PZ-04
828893,785 708681,389
239,5
241
1,5
PZ-05
828657,688 708540,033
239,55
241
1,45
PZ-06
828728,314 708566,243
239,3
241
1,7
PZ-07
828814,828 708596,032
238,8
240,7
1,9
PZ-08
828911,378 708628,941
239,2
240,7
1,5
PZ-09
828689,471 708492,884
239,1
240,6
1,5
PZ-10
828746,220 708514,239
238,8
240,6
1,8
PZ-11
828832,735 708544,029
238,5
240,5
2
PZ-12
828929,598 708577,382
238,9
240,4
1,5
PZ-13
828761,799 708458,681
238,7
240,2
1,5
PZ-14
828850,641 708492,025
238,2
240,2
2
PZ-15
828947,075 708524,770
238,7
240,2
1,5
PZ-16
828782,694 708410,419
238,5
240
1,5
PZ-17
828868,547 708440,022
237,9
240
2,1
PZ-18
828965,410 708473,374
238,5
240
1,5
88
PZ-19
828808,132 708360,832
238,5
240
1,5
PZ-20
828886,364 708387,882
237,6
239,8
2,2
PZ-21
828983,349 708421,417
238,1
239,6
1,5
PZ-22
828904,309 708335,938
237,3
239,9
2,6
PZ-23
829001,223 708369,367
237,9
239,4
1,5
PZ-24
828341,661 708084,530
PZ-25
828638,993 708183,674
238,55
240
1,45
PZ-26
828737,276 708215,391
238,4
240
1,6
PZ-27
828839,378 708248,712
238,5
240
1,5
PZ-28
828927,183 708272,214
237
239,5
2,5
PZ-29
829021,823 708312,707
237,5
239
1,5
PZ-30
829145,936 708353,373
236,9
238,4
1,5
PZ-31
829247,398 708389,158
236,5
238
1,5
PZ-32
829373,998 708438,080
234,5
236,6
2,1
PZ-33
829493,522 708484,373
0
PZ-34
829440,475 708541,336
0
PZ-35
829352,193 708520,375
235,5
237
1,5
PZ-36
829304,842 708507,625
236
237,9
1,9
PZ-37
829216,724 708484,891
236,9
239,1
2,2
PZ-38
829147,672 708468,378
237,7
239,2
1,5
PZ-39
829188,756 708570,042
237,7
239,2
1,5
PZ-40
829323,683 708606,353
236
237,5
1,5
PZ-41
829412,720 708627,603
0
0 89
PZ-42
828760,324 708131,583
238,25
240
1,75
PZ-43
828861,232 708167,995
237,7
240
2,3
PZ-44
828953,489 708199,481
236,7
240
3,3
PZ-45
829051,976 708230,490
235,8
238,5
2,7
PZ-46
829162,337 708269,112
235
237,3
2,3
PZ-47
829278,234 708308,839
234,2
236,1
1,9
PZ-48
829400,534 708354,159
233,2
235,2
2
PZ-49
828782,314 708069,870
238,5
240
1,5
PZ-50
828884,848 708100,706
238,5
240
1,5
PZ-51
829196,016 708189,053
236,5
238
1,5
PZ-52
829304,526 708223,164
235
236,5
1,5
PZ-53
828689,180 707946,106
237,7
239,2
1,5
PZ-54
828805,873 707985,591
238,2
240
1,8
PZ-55
828909,330 708016,973
238,5
240
1,5
PZ-56
829011,556 708047,981
238,5
240
1,5
PZ-57
829115,650 708082,762
238,4
239,9
1,5
PZ-58
829225,329 708116,388
237,6
239,1
1,5
PZ-59
829328,742 708149,030
235,5
237
1,5
PZ-60
829372,976 708037,630
237
239
2
PZ-61
829397,227 707976,567
237,5
239
1,5
PZ-62
829295,492 707928,593
237,6
239,1
1,5
PZ-63
829192,583 707886,032
237,7
239,2
1,5
PZ-64
829162,848 707956,820
238,3
239,8
1,5 90
PZ-65
829031,981 707991,537
238,2
240
1,8
PZ-66
829057,174 707915,855
237,8
239,9
2,1
PZ-67
829085,227 707844,819
237,4
238,9
1,5
PZ-68
828927,211 707952,118
238,5
240
1,5
PZ-69
828952,647 707874,140
237,9
239,4
1,5
PZ-70
828974,596 707800,942
236,5
238
1,5
PZ-71
829010,290 707714,784
232,9
235,8
2,9
PZ-72
828828,792 707914,796
237,5
239,5
2
PZ-73
828852,331 707835,131
236,9
238,4
1,5
PZ-74
828874,494 707764,240
234,6
236,1
1,5
PZ-75
828899,344 707675,717
233,5
235,5
2
PZ-76
828787,499 707900,971
237,6
239,1
1,5
PZ-77
828753,913 707890,251
237,5
239
1,5
PZ-78
828719,291 707876,662
236,7
238,2
1,5
PZ-79
828665,043 707856,952
235,5
237
1,5
PZ-80
828686,538 707768,473
235,2
237
1,8
PZ-81
828710,348 707696,562
234,9
237
2,1
PZ-82
828731,779 707612,800
234,6
237
2,4
PZ-83
828809,983 707645,540
234
236,3
2,3
PZ-84
828783,177 707724,671
234,5
236
1,5
PZ-85
829270,790 708002,033
237,3
239,5
2,2
PZ-86
829085,649 708155,009
237,7
239,2
1,5
PZ-87
828757,166 707795,379
235,1
236,6
1,5 91
A continuación se presenta la Norma con la cual se realizaran el diseño del Pozo de inspección Tipo, como también en detalle el proceso constructivo de ellos; con el fin de que el beneficiario de este anteproyecto sea capaz de ajustar el diseño del Pozo Tipo a cada uno de los pozos del sistema de alcantarillado planteado como solución, variando la profundidad del pozo y los diámetros de la tubería que llega a ellos como únicas variantes. El diseño y cálculo de los pozos de inspección, están basados en la Norma NS-029 de la Empresa De Acueducto Y Alcantarillado De Bogotá EAAB titulo Pozos de Inspección; el cual aplica para pozos con altura menor a 7 metros. Para este proyecto se decidió la utilización de POZOS CON REDUCCIÓN CÓNICA FABRICADA IN SITÚ; según norma NS-029, también debe ser fabricada in sitú debido a la ausencia de prefabricados en la región.
Tabla N° 34 Criterios de Aplicación para Instalación de Pozos de Inspección. Aplicación.
Solo en vías trasnmilenio de pavimento rígido TIPO DE POZO "concreto" Cilíndrico en Mampostería. X
Obras nuevas y reparación vías pavimento rígido (diferente de transmilenio), y pavimento flexible.
Con Reducción cónica prefabricada.
X
Con reducción cónica fabricada in situ.
X
Fuente: Empresa de Acueductos y Alcantarillados de Bogotá Norma NS-029 “Pozos de Inspección”
92
Según no Norma NS-029 la construcción de pozos debe ser realizada cuando exista alguna de las siguientes situaciones: 1. Al inicio de un tramo (así no existan conectores que lleguen a él). 2. Cada 80 – 120 metros de distancia. 3. Cambio de Dirección. 4. Cambio de Pendientes. 5. Intersección de tuberías. 6. Cambio en los diámetros de la tubería. 7. Cambios en el material de la tubería. 8. En conexiones domiciliarias en conjuntos residenciales, según Norma NS-068. DIMENSIONES BÁSICAS.
Diámetro de Muro en Mampostería en la Zona Cilíndrica:
Cuando la profundidad del pozo desde la rasante hasta la batea más baja sea menor o igual a 4m, el espesor del muro debe ser igual a 0.25m. En caso en que la profundidad este entre 4m y 7m el espesor del muro debe ser de 0.37m.
Diámetro de Muro en Concreto Reforzado en la Reducción Cónica:
Para la reducción cónica de fabricación in situ, el espesor de pared debe ser de 0.12m.
Placa de Fondo o Base:
Los pozos tienen que ir soportados por una Base o Fondo, la cual debe tener un diámetro Tal que permita que el cilindro de mampostería de la parte inferior del pozo quede apoyado en ella; para muros con espesor de 0.25m el diámetro de la base será de 1.70m, cuando el espesor del muro sea 0.37m el diámetro de la base será de 1.95m (un metro 93
noventa y cinco centímetros). La Base o Fondo es una placa de concreto reforzado con resistencia a la compresión f’c=28 MPA (280Kg/Cm2) y tamaño máximo del agregado ¾”, con refuerzos de acero con resistencia a tracción fy=420 MPA (4200Kg/Cm2), espaciados de manera uniformemente cada 0.15m (quince centímetros) en ambos sentidos; sobre la Base se debe configurar las cañuelas correspondientes con concreto impermeabilizado integralmente de baja resistencia y tamaño máximo del agregado de 11/2”; La placa debe ser construida sobre un solado en concreto de baja resistencia f’c=14 MPA (140Kg/Cm2).
Cilindro de Mampostería:
Para muros de espesor de 0.25m los ladrillos deben estar dispuestos de manera radial, y en el caso de muros de 0.37m se logra disponiendo en cada hilada ladrillos en forma radia y tangencial; cada hilada debe ser alternada, es decir, en las hiladas pares los ladrillos internos se ubican tangencialmente y los externos radialmente, y en las hiladas impares los ladrillos internos en forma radial y los externos en forma tangencial. El ladrillo debe ser ladrillo tolete que cumplan con la norma NTC 4205, y recubierto en mortero de pega con resistencia mínima f’c=12.5 MPA (125Kg/Cm2) con espesor mínimo de 10mm; impermeabilizado de manera integral por la parte interna del pozo, y externamente debe estar recubierto con un Geotextil en toda la altura del cilindro para subdrenajes, este se dobla en la parte superior del cilindro del pozo antes de la placa de cubierta.
Diámetro del Cono de Reducción:
El cono debe ser construido en concreto reforzado con una resistencia a la compresión f’c=35 MPA (350Kg/Cm2) y tamaña máximo del agregado ¾”; el espesor de la pared en el cono de reducción debe ser de 0.12m; la altura del cono siempre debe ser de 1m, variándose la altura del cilindro en mampostería para lograr la profundidad total del pozo.
94
Placa de Cubierta Para Pozos:
La altura de la placa para la cubierta de los pozos debe ser de 0.21m y su diámetro externo de 1m; El Manhole (orificio de acceso) debe tener un diámetro mínimo de 0.60m
con forma concéntrica; los materiales para esta placa deberán cumplir las
siguientes especificaciones técnicas, resistencia a la compresión
f’c=28 MPA
(280Kg/Cm2) y tamaño máximo del agregado ¾”, como también deberá tener embebida una arobase para la tapa de acceso. Con el fin de facilitar la manipulación de esta placa se instalaran durante su fabricación 3 ganchos que permitan su izaje los cuales se alojaran en huecos construidos en tubos lisos de PVC de ¾” de diámetro embebidos en el concreto; la placa de cubierta deberá ser instalada sobre un mortero fluido que presente un slump de 50mm.
Tapa de Acceso:
Las tapas de acceso deben cumplir con lo establecido en la Norma NP-024 de la EAAB. Estas deben tener una dimensión entre 698 – 701mm con una cavidad de apoyo del cargue entre 709 – 712mm; teniendo en cuenta que la dimensión base de las tapas es de 0.70m y la cavidad de apoyo del cargue es de 0.71m.
Escalera de Acceso:
La escalera debe tener un ancho de 0.40m, estar separada de la superficie del pozo 0.20m con una separación entre pasos de 0.4m.
95
Grafico N° 37 Esquema de escalera de acceso a los pozos de inspección. Fuente: Empresa de Acueductos y Alcantarillados de Bogotá Norma NS-029 “Pozos de Inspección”
Bajante Para Cámara de Caídas:
Se construirán bajantes para cámaras de caídas en conectores de sumideros en la siguiente situación; cuando todos los colectores que llegan a una estructura de conexión con una diferencia entre las cotas de batea con respecto al colector de salida mayor o igual a 0.75m.
96
Grafico N° 38 Esquema de Bajante Para Cámara de Caídas. Fuente: Empresa de Acueductos y Alcantarillados de Bogotá Norma NS-029 “Pozos de Inspección”
Para colectores con menos de 300mm o 12” de diámetro se puede analizar la alternativa NO construir cámaras de caídas pero debe proveerse un colchón de agua en la parte inferior del pozo con el fin de amortiguar la caída.
Conexión de las Tuberías:
El sistema de alcantarillado que se plantea como objeto de este trabajo, está basado en tubería de PVC o flexible, y la Norma NS-029 establece que para la instalación de este tipo de tubería debe ser instalada una unión a la llegada del pozo, de acuerdo con las recomendaciones de cada fabricante. La unión debe quedar adherida externamente al pozo y el tubo se instala en la unión, para permitir acople mecánico y liberación del esfuerzo entre el pozo y el tubo garantizando la estanqueidad de la conexión.
97
4.3. DISIPADORES DE ENERGÍA. Por la topografía del terreno que corresponde principalmente
tierras planas y
ligeramente onduladas propias del relieve del llano amazónico, en donde la diferencia de niveles es tan solo de 7 metros iniciando a tan solo 234 MSNM y terminando en 241 MSNM, no se ve la necesidad de utilizar disipadores de energía puesto que el agua no logra obtener una gran energía durante el transcurso del sistema.
4.3.1. Cabezales De Descarga. En este capítulo de establece la geometría de la estructura usada en la red de alcantarillado para la descarga y la disipación de energía del agua, previniendo el fenómeno de la socavación, aguas abajo donde tiene lugar la entrega del agua al río Unilla o caño Calamar. Los esquemas para los cabezales de descarga planteados en este capítulo para este sistema, están basados en el código NS – 142 del SISTEC de la EAAB “ESQUEMAS TÍPICOS
DE
CABEZALES
ENTREGA
A
CANALES
EN
REDES
DE
ALCANTARILLADO”, para las tuberías de 1.2 m. de diámetro, 18” y 20” pulgadas de diámetro. Para ello fue necesario tener en cuenta las siguientes condiciones:
Energía de la corriente.
Economía y mantenimiento.
Condiciones del cauce aguas abajo.
Ubicación de las vías de acceso.
Efecto de la subpresiónes.
Daños causados por la erosión.
Proyectos y poblaciones aguas abajo.
98
CAPITULO V PRESUPUESTO. Para el diseño del sistema de alcantarillado objeto de este proyecto, no se contempla actividades que variarían de forman considerable el valor final del proyecto, ya que actividades como: movimiento de tierras, rellenos y atraques, cimentación de tuberías y pozos de inspección, demolición de estructuras existentes, están por fuera del alcance y limitaciones del proyecto. El proyecto establece un pozo de inspección tipo, para ello y con el fin dar un presupuesto lo más aproximado posible, se determino el precio de un pozo de inspección con medidas de 2.50 m de alto con un diámetro de 1.20m siendo el pozo de inspección con mediadas más grandes del sistema, el precio de cada uno de los pozos del sistema varía según sus dimensiones.
5.1. CANTIDADES DE OBRA. Se determinaron como actividades de obra contempladas en este proyecto y sin salir de su alcance y limitaciones, las actividades propias de la instalación de la tubería, puesto que la remoción de tierras, presuntas demoliciones de obras existentes, cimentaciones y atraques; no son objeto de este proyecto, puesto que se salen del alcance del mismo. A continuación se muestran las actividades de obra.
99
Tabla Nยฐ 35 Cantidades de Obra. ITEM 1 1,1 2 2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6
2,7
2,8
2,9
2,10
2,11
ACTIVIDADES PRELIMINARES Localizaciรณn y Replanteo. OBRAS Y TUBERIAS TUBERIA ALCANTARILLADO 25,4CM (10") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
Unid. Cantidad M2
10797,743
ML 2064,283
TUBERIA ALCANTARILLADO 30,48CM (12") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
ML
TUBERIA ALCANTARILLADO 35,56CM (14") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
ML
TUBERIA ALCANTARILLADO 40,64CM (16") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
ML
TUBERIA ALCANTARILLADO 45,72CM (18") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
ML
TUBERIA ALCANTARILLADO 50,8CM (20") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
ML
TUBERIA ALCANTARILLADO 55,88CM (24") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
ML
TUBERIA ALCANTARILLADO 68,58CM (27") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
ML
TUBERIA ALCANTARILLADO 76,2CM (30") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
ML
TUBERIA ALCANTARILLADO 91,44CM (36") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
ML
TUBERIA ALCANTARILLADO 106,68CM (42") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
ML
353,684
985,417
437,67
548,815
920,442
564,222
186,272
308,082
288,582
440,684
100
2,12
2,13
TUBERIA ALCANTARILLADO 121,92CM (48") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalación y accesorios).
ML
POZO INSPECCION TIPO EN LADRILLO h= 2.50 Unid. m. Diámetro 1.20 m. (Incluye aro, tapa en hierro, ladrillo común, acero de refuerzo, pasos, cunetas).
100,342
87
En la tabla N° 18 se observa la cantidad total de tubería necesaria para la ejecución del proyecto dividida según su diámetro, toda la tubería que se plantea en el diseño es tubería NOVAFORT de PVC; también se establece un pozo tipo con unas dimensiones de 2.50m de alto con un diámetro de 1.20m de ancho, con el fin de determinar el precio al pozo más grande del sistema, al final el precio de cada pozo variara con el dimensionamiento propio de cada uno.
5.2. ANÁLISIS DE PRECIOS. Con el fin de conocer los precios en el mercado de mano de obra y materiales, se busco en la gobernación del Guaviare si existían tablas de precios de referencia para mano de obra, actividades de construcción y materiales, dichas tablas aun no han sido establecidas por la gobernación de este departamento, por ello para la realización de este presupuesto se tomaron como precios de referencia los establecidos en las tablas IDU (Instituto de Desarrollo Urbano); tanto para las tarifas de la mano de obra profesional, precios de referencia de actividades e insumos.
101
Grafico N째 39 Tarifas Profesionales. Fuente: IDU (Instituto de Desarrollo Urbano)
102
Grafico N° 40 Tarifas Profesionales 2. Fuente: IDU (Instituto de Desarrollo Urbano)
Con el fin de conocer el precio de las tuberías en el mercado, se solicito la cotización a las empresas PAVCO y ALFA sin ningún descuento y con transporte Bogotá – Calamar. A continuación se muestran dichas cotizaciones:
103
Grafico N掳 41 Cotizaci贸n AFA.
104
Grafico N° 42 Cotización PAVCO.
Con el fin de determinar un precio base para la tuberĂa entre las dos cotizaciones obtenidas, en la tabla 19 se muestra el promedio de los precios entre las dos empresas cotizantes sin incluir el valor del IVA, con el cual se elaboro el presupuesto final de este proyecto.
105
Tabla N° 36 Precios Promedio de la Tubería. PRECIO POR METRO LINEAL
DESCRIPCIÓN TUBERIA ALCANTARILLADO 25,4CM (10") Tipo Novafort.
ALFA
PAVCO
PROMEDIO
$ 32.458,33
$ 42.255,50
$ 37.356,92
TUBERIA ALCANTARILLADO 30,48CM (12") Tipo Novafort .
$ 47.983,33
$ 62.476,33
$ 55.229,83
TUBERIA ALCANTARILLADO 35,56CM (14") Tipo Novafort.
$ 55.450,00
$ 72.198,83
$ 63.824,42
TUBERIA ALCANTARILLADO 40,64CM (16") Tipo Novafort . TUBERIA ALCANTARILLADO 45,72CM (18") Tipo Novafort.
$ 78.491,67
$ 102.196,17
$ 90.343,92
$ 104.150,00
$ 135.602,17
$ 119.876,08
TUBERIA ALCANTARILLADO 50,8CM (20") Tipo Novafort .
$ 129.275,00
$ 168.317,50
$ 148.796,25
TUBERIA ALCANTARILLADO 55,88CM (24") Tipo Novafort.
$ 190.958,33
$ 248.580,17
$ 219.769,25
TUBERIA ALCANTARILLADO 68,58CM (27") Tipo Novafort.
$ 206.683,33
$ 270.195,50
$ 238.439,42
TUBERIA ALCANTARILLADO 76,2CM (30") Tipo Novafort.
$ 259.091,67
$ 337.353,33
$ 298.222,50
TUBERIA ALCANTARILLADO 91,44CM (36") Tipo Novafort.
$ 52.241,67
$ 653.093,00
$ 352.667,33
TUBERIA ALCANTARILLADO 106,68CM (42") Tipo Novafort. TUBERIA ALCANTARILLADO 121,92CM (48") Tipo Novafort.
$ 776.200,00
$ 1.010.674,67
$ 893.437,33
$ 1.017.396,00
$ 1.017.396,00
106
5.3. ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS APU. Los APUs fueron realizados con los precios de referencias de insumos y mano de obra establecidos por el IDU.
Tabla N° 37 Análisis de Precios Unitarios APU. ITEM 1,1
ITEM 2,1
Localización y Replanteo (M2).
Und.
Equipo Basico (Herramienta menor).
GBL.
Topografo Inspector Cadenero 1
VR/UNIT.
VR/TOTAL.
1
$
20.000,00
$
20.000,00
Dia
30
$
65.233,30
$
1.956.999,00
Dia
30
$
40.500,00
$
1.215.000,00
Cadenero 2
Dia
30
$
352.333,00
$
10.569.990,00
Equipo de Topografia
Dia
30
$
91.000,00
$
2.730.000,00
TOTAL
$
16.491.989,00
VALOT TOTAL DIARIO/TOTAL M2
$
1.527,36
TUBERIA ALCANTARILLADO 25,4CM (10") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalación y accesorios).
Und.
Cuadrilla.
Ml
Tubo Alcantarillado.
Ml
CANTID.
CANTID.
VR/UNIT.
VR/TOTAL.
1
$
13.689,54
$
13.689,54
1
$
37.356,92
$
37.356,92
$
51.046,46
TOTAL
ITEM 2,2
TUBERIA ALCANTARILLADO 30,48CM (12") Tipo Novafort de PVC de perfil Und. abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalación y accesorios).
CANTID.
VR/UNIT.
VR/TOTAL.
Cuadrilla.
Ml
1
$
15.603,17
$
15.603,17
Tubo Alcantarillado.
Ml
1
$
55.229,83
$
55.229,83
$
70.833,00
TOTAL
107
ITEM 2,3
TUBERIA ALCANTARILLADO 35,56CM (14") Tipo Novafort de PVC de perfil Und. abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
CANTID.
VR/UNIT.
VR/TOTAL.
Cuadrilla.
Ml
1
$
20.192,67
$
20.192,67
Tubo Alcantarillado.
Ml
1
$
63.824,42
$
63.824,42
$
84.017,09
TOTAL
ITEM 2,4
TUBERIA ALCANTARILLADO 40,64CM (16") Tipo Novafort de PVC de perfil Und. abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
CANTID.
VR/UNIT.
VR/TOTAL.
Cuadrilla.
Ml
1
$
53.855,22
$
53.855,22
Tubo Alcantarillado.
Ml
1
$
90.343,92
$
90.343,92
$
144.199,14
TOTAL
ITEM 2,5
TUBERIA ALCANTARILLADO 45,72CM (18") Tipo Novafort de PVC de perfil Und. abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
CANTID.
VR/UNIT.
VR/TOTAL.
Cuadrilla.
Ml
1
$
68.535,20
$
68.535,20
Tubo Alcantarillado.
Ml
1
$
119.876,08
$
119.876,08
$
188.411,28
TOTAL
ITEM 2,6
TUBERIA ALCANTARILLADO 50,8CM (20") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
Und.
Cuadrilla.
Ml
Tubo Alcantarillado.
Ml
CANTID.
VR/UNIT.
VR/TOTAL.
1
$
83.005,26
$
83.005,26
1
$
148.796,25
$
148.796,25
$
231.801,51
TOTAL
ITEM 2,7
TUBERIA ALCANTARILLADO 55,88CM (24") Tipo Novafort de PVC de perfil Und. abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
CANTID.
VR/UNIT.
VR/TOTAL.
Cuadrilla.
Ml
1
$
145.334,47
$
145.334,47
Tubo Alcantarillado.
Ml
1
$
219.769,25
$
219.769,25
$
365.103,72
TOTAL
108
ITEM 2,8
TUBERIA ALCANTARILLADO 68,58CM (27") Tipo Novafort de PVC de perfil Und. abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
CANTID.
VR/UNIT.
VR/TOTAL.
Cuadrilla.
Ml
1
$
241.197,85
$
241.197,85
Tubo Alcantarillado.
Ml
1
$
238.439,42
$
238.439,42
$
479.637,27
TOTAL
ITEM 2,9
TUBERIA ALCANTARILLADO 76,2CM (30") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
Und.
Cuadrilla.
Ml
Tubo Alcantarillado.
Ml
CANTID.
VR/UNIT.
VR/TOTAL.
1
$
314.880,82
$
314.880,82
1
$
298.222,50
$
298.222,50
$
613.103,32
TOTAL
ITEM 2,10
TUBERIA ALCANTARILLADO 91,44CM (36") Tipo Novafort de PVC de perfil Und. abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
CANTID.
VR/UNIT.
VR/TOTAL.
Cuadrilla.
Ml
1
$
414.897,56
$
414.897,56
Tubo Alcantarillado.
Ml
1
$
352.667,33
$
352.667,33
$
767.564,89
TOTAL
ITEM 2,11
TUBERIA ALCANTARILLADO 106,68CM (42") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
Und.
Cuadrilla.
Ml
Tubo Alcantarillado.
Ml
CANTID.
VR/UNIT.
VR/TOTAL.
1
$
576.163,20
$
576.163,20
1
$
893.437,33
$
893.437,33
$
1.469.600,53
TOTAL
ITEM 2,12
TUBERIA ALCANTARILLADO 121,92CM (48") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalaciรณn y accesorios).
Und.
CANTID.
VR/UNIT.
VR/TOTAL.
109
Cuadrilla.
Ml
1
$
271.636,25
$
271.636,25
Tubo Alcantarillado.
Ml
1
$
1.017.396,00
$
1.017.396,00
$
1.289.032,25
TOTAL
ITEM 2,13
POZO INSPECCION TIPO EN LADRILLO h= 2.50 m. Diámetro 1.20 m. Und. (Incluye aro, tapa en hierro, ladrillo común, acero de refuerzo, pasos, cunetas).
CANTID.
VR/UNIT.
VR/TOTAL.
Cuadrilla.
Ml
1
$
246.000,00
$
246.000,00
Mortero 1:4
M3
0,45
$
335.240,00
$
150.858,00
Ladrillo Común Recocido
UND
1030
$
440,00
$
453.200,00
Acero
KG
35
$
1.856,00
$
64.960,00
Aro y Tapa cono
UND
1
$
151.950,40
$
151.950,40
Concreto 3000 psi
M3
0,6
$
556.238,12
$
333.742,87
$
1.400.711,27
TOTAL
110
5.4. PRESUPUESTO FINAL.
Tabla N° 38 Presupuesto Final. ITEM
ACTIVIDADES
Unid.
1 1,1 2
Localización y Replanteo.
M2
ML
2,2
TUBERIA ALCANTARILLADO 30,48CM (12") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalación y accesorios).
ML
TUBERIA ALCANTARILLADO 35,56CM (14") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalación y accesorios).
ML
TUBERIA ALCANTARILLADO 40,64CM (16") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalación y accesorios).
ML
2,5
TUBERIA ALCANTARILLADO 45,72CM (18") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalación y accesorios).
ML
2,6
TUBERIA ALCANTARILLADO 50,8CM (20") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalación y accesorios).
ML
TUBERIA ALCANTARILLADO 55,88CM (24") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalación y accesorios).
ML
TUBERIA ALCANTARILLADO 68,58CM (27") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalación y accesorios).
ML
TUBERIA ALCANTARILLADO 76,2CM (30") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalación y accesorios).
ML
2,7
2,8
2,9
VR/TOTAL
$
1.527,36
$
16.491.989,00
2064,283
$
51.046,46
$
105.374.339,59
353,684
$
70.833,00
$
25.052.498,77
985,417
$
84.017,09
$
82.791.868,78
437,67
$ 144.199,14
$
63.111.637,60
548,815
$ 188.411,28
$
103.402.936,63
920,442
$ 231.801,51
$
213.359.845,47
564,222
$ 365.103,72
$
205.999.551,11
186,272
$ 479.637,27
$
89.342.993,56
308,082
$ 613.103,32
$
188.886.097,03
10797,743
OBRAS Y TUBERIAS TUBERIA ALCANTARILLADO 25,4CM (10") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalación y accesorios).
2,4
VR/UNIT.
PRELIMINARES
2,1
2,3
Cantidad
111
2,10
TUBERIA ALCANTARILLADO 91,44CM (36") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalación y accesorios).
ML
2,11
TUBERIA ALCANTARILLADO 106,68CM (42") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalación y accesorios).
ML
TUBERIA ALCANTARILLADO 121,92CM (48") Tipo Novafort de PVC de perfil abierto con o sin refuerzo o similar. (Incluye instalación y accesorios).
ML
POZO INSPECCION TIPO EN LADRILLO h= 2.50 m. Diámetro 1.20 m. (Incluye aro, tapa en hierro, ladrillo común, acero de refuerzo, pasos, cunetas).
Unid.
2,12
2,13
288,582
$ 767.564,89
$
221.505.411,09
440,684
$ 1.469.600,53
$
647.629.441,43
100,342
$ 1.289.032,25
$
129.344.074,03
87
$ 1.400.711,27
$
121.861.880,66
TOTAL COSTOS DIRECTOS
$ 2.214.154.564,75
Administrativo.
16%
$
Imprevisto
4%
$
88.566.182,59
Utilidad
5%
$
110.707.728,24
IVA sobre Utilidad
16%
$
17.713.236,52
$
571.251.877,70
TOTAL COSTOS INDIRECTOS TOTAL OBRA
354.264.730,36
$ 2.785.406.442,45
112
CONCLUSIONES.
El Municipio de Calamar (Guaviare) está conformado principalmente por tierras planas o ligeramente onduladas con una diferencia de nivel que varían desde los 234 msnm hasta los 241 msnm con una dirección de pendiente hacia el Río Unilla y Caño Calamar en donde se hizo el vertimiento de las aguas de este sistema aprovechando la pendiente natural del terreno, en donde se plantearon tres cabezales de descarga sobre el Caño Calamar y uno sobre el Río Unilla. La región corresponde a los llanos amazónicos con una temperatura que varía desde los 27°c hasta los 30°c, con presencia de época verano y lluvias, en donde en mese como Diciembre, Enero y Febrero escasamente llueve 6 días al mes hasta con un total de precipitación mensual máxima de 179 mms, en cambio en meses como Mayo, Junio, Julio y agosto llega a llover 24 días del mes logrando un total de precipitación mensual máxima de 543.3 mms, es por esto la elaboración de este proyecto, en donde se plantean como solución la implementación de un sistema de alcantarilladle de aguas lluvia conformado por tubería novafort de pvc de perfil abierto con o sin refuerzo con diámetros desde 10in en trayectos iniciales hasta 48in en tramos finales conectadas entre sí por 87 pozos de inspección con reducción cónica fabricada in sitú; el sistema está diseñado para recoger y transportar estas aguas en lluvias intensas y de corta duración; para las zonas de expansión del municipio, se dividieron en 5 grandes zona, en donde la zona 3 debe ser conectado el futuro alcantarillado al pozo numero 5, la zona de expansión 4 debe ser conectada al pozo numero 3, la zona 3 al pozo 38, lo zona 1 al pozo numero 40 y la zona 2 al pozo numero 30, existe en el EOT otra zona de expansión ubicada al otro lado del Caño Calamar es por ello que no se plantea ninguna conexión futura de esta zona con el sistema aquí planteado, puesto estas aguas pueden ser vertidas directamente al Caño Calamar.
113
RECOMENDACIONES.
Para que sea llevado en buen término la ejecución del diseño del sistema de alcantarillado de aguas lluvias del casco urbano del municipio de Calamar Guaviare, es necesario realizar el estudio de suelos con el fin de ser realizados los diseños de la cimentación tanto de las tuberías como de los pozos de inspección con el fin evitar problemas de pandeo en las tuberías y hundimiento de los pozos de inspección.
Se recomienda hacer un estudio de la topografía aledaña al casco urbano del municipio, con el fin de conocer la dirección de escorrentía que toman las aguas de estas tierras puesto que puede ser posible que drenen hacia el casco urbano produciendo el colapso del sistema de alcantarillado; el cálculo de estas aguas no fue posible por la ausencia de estudios topográficos suministrados por la alcaldía para la ejecución de este pre-diseño.
El zona correspondiente al “Barrio Obrero” entre la carrera 12 y la 14, comprendido entre la calle 6 a la 9, se determina como zona de inundación, por la ausencia de información no es posible realizar una conexión al sistema de aguas lluvias, se recomienda que para esta zona se diseñe un sistema independiente que arroje las aguas al Río Unilla teniendo en cuenta la ubicación de la bocatoma.
Para el diseño de los sumideros es indispensable conocer la cota del pavimento terminado, con el fin de evitar el no empalme de estos dos y que las aguas no ingresen al sistema.
114
ANEXOS ANEXO 1 Información Instituto De Hidrología, Meteorología Y Estudios Ambientales IDEAM se encuentra en el CD.
ANEXO 3 Calculo De Caudal. TIEMPO DE CONCENTRACIÓN TC Longitud
ÁREA (M2)
ÁREA (Hectareas)
L metros
135,353
Pendiente I TC CAUDAL PRECIPI. Minutos Q L/S mm/hr
L pies
Cota Inicial m.
Cota Final m.
P%
444,07
241,1
241,0
0,0739
63,2
40
43,983
184,42
241,1
241,0
0,1779
30,4
65,0
35,691
1477,5
242,0
241,0
0,2220
79,9
34,0
368,775
POZO N° PZ-01 PZ-02 PZ-03
9888,36 4937,94 97538,9
0,98884 0,49379 9,75389
56,21 450,355
PZ-04
6017,95
0,60179
65,67
215,45
241,1
241,0
0,1523
34,6
57,0
38,144
PZ-05
3997,75
0,39977
86,894
285,09
241,2
241,1
0,1151
43,7
52,0
23,117
PZ-06
4335,49
0,43355
76,6
251,3
241,1
241,0
0,1305
39,3
55
26,516
334,65
241,1
241,0
0,0980
49,9
46,0
44,358
150,74
240,9
240,8
0,2177
25,7
69
23,684
186
239,9
239,7
0,3528
24,3
70
17,236
198,95
241,1
241,0
0,1649
32,4
63
26,681
336,09
241,1
241,0
0,0976
50,1
46
44,331
PZ-07 PZ-08 PZ-09 PZ-10 PZ-11
8671,8 3086,78 2214,24 3808,54 8666,51
0,86718 0,30868 0,22142 0,38085 0,86665
102 45,945 56,692 60,64 102,44
PZ-12
3074,65
0,30747
75,945
249,16
240,7
240,5
0,2633
31,0
64
21,882
PZ-13
1983,4
0,19834
57,7
189,3
240,8
240,3
0,8666
18,2
80
17,644
PZ-14
8707,19
0,87072
101,85
334,15
241,1
241,0
0,0982
49,9
46
44,539
249,16
240,3
240,2
0,1317
39,1
55
18,805
357,79
240,5
240,0
0,4585
30,9
64
31,733
336,12
240,1
240,0
0,0976
50,1
46
44,262
249,16
240,0
239,8
0,2633
31,0
64
21,882
99,665
239,9
239,7
0,6584
14,5
80
2,278
PZ-15 PZ-16 PZ-17 PZ-18 PZ-19
3074,65 4458,94 8652,97 3074,65 256,083
0,30747 0,44589 0,8653 0,30747 0,02561
75,945 109,054 102,45 75,945 30,378
PZ-20
8464,03
0,8464
102,74
337,07
240,1
240,0
0,0973
50,3
46
43,295
PZ-21
3074,65
0,30747
75,945
249,16
239,8
239,7
0,1317
39,1
55
18,805
PZ-22
7558,92
0,75589
102,59
336,58
240,1
240,0
0,0975
50,2
46
38,665
150,72
239,5
239,4
0,2177
25,7
69
20,577
PZ-23
2681,84
PZ-24 PZ-25
0,26818
45,94
0 17340,8
1,73408
0 162,79
534,09
0,000 240,1
240,0
0,0614
73,7
37
71,347
115
PZ-26
7721,11
0,77211
138,73
455,15
240,1
240,0
0,0721
64,5
40
34,343
PZ-27
208507
20,8507
783,811
2571,6
242,0
240,0
0,2552
100,7
25
579,650
298,2
240,1
239,5
0,6601
25,0
70
60,202
337,14
239,5
239,0
0,4866
29,4
65
53,911
567,68
239,7
238,5
0,6935
33,9
57
138,914
352,99
238,8
238,0
0,7436
26,1
69
71,976
445,28
238,0
236,6
1,0315
26,3
69
210,934
PZ-28 PZ-29 PZ-30 PZ-31 PZ-32
7734,07 7458,65 21916,2 9380,71 27491,1
0,77341 0,74586 2,19162 0,93807 2,74911
90,89 102,76 173,029 107,59 135,72
PZ-33
0
0
0,000
PZ-34
0
0
0,000
PZ-35
9345,49
0,93455
90,58
297,18
237,8
237,0
0,8832
22,6
78
81,059
PZ-36
6969,24
0,69692
91
298,56
239,2
237,8
1,5385
18,9
80
61,998
293,9
239,3
239,1
0,2233
35,6
59
35,760
1936,7
241,1
239,3
0,3049
82,3
35
519,419
88,419
239,4
239,2
0,7421
13,1
80
3,114
759,86
240,0
237,5
1,0794
33,9
57
143,224
PZ-37 PZ-38 PZ-39 PZ-40
5450,54 133458 350 22596,2
0,54505 13,3458 0,035 2,25962
89,58 590,3 26,95 231,605
PZ-41
0
0
0
0
-
0,0000
0,0
0
0,000
PZ-42
6358,82
0,63588
86,42
283,53
240,1
240,0
0,1157
43,5
52
36,769
PZ-43
10877,7
1,08777
107,28
351,97
240,1
240,0
0,0932
52,1
45
54,432
PZ-44
11610,6
1,16106
97,48
319,82
240,1
240,0
0,1026
48,1
49
63,264
338,75
240,1
238,5
1,5496
20,0
80
61,583
383,63
238,5
237,3
1,0263
24,5
70
107,353
401,97
237,3
236,1
0,9794
25,4
69
108,568
427,92
236,1
235,1
0,7667
28,5
68
92,065
PZ-45 PZ-46 PZ-47 PZ-48
6922,59 13791,5 14149,7 12175,3
0,69226 1,37915 1,41497 1,21753
103,25 116,93 122,52 130,43
-
PZ-49
9026,6
0,90266
87,51
287,11
240,1
240,0
0,1143
44,0
52
52,195
PZ-50
9518,4
0,95184
107,07
351,28
240,1
240,0
0,0934
52,0
45
47,630
PZ-51
9338,68
0,93387
115,49
378,9
239,2
238,0
1,0391
24,2
70
72,692
PZ-52
6383,04
0,6383
113,54
372,51
238,0
236,5
1,3211
22,2
80
56,784
741,56
239,3
238,3
0,4424
45,0
51
118,720
354,69
240,1
240,0
0,0925
52,4
45
23,688
286,22
240,1
240,0
0,1146
43,9
52
49,454
314,76
240,1
240,0
0,1042
47,5
50
61,445
360,07
240,1
239,9
0,1822
42,1
54
23,688
PZ-53 PZ-54 PZ-55 PZ-56 PZ-57
20933,9 4733,75 8552,53 11051,3 3944,82
2,09339 0,47338 0,85525 1,10513 0,39448
226,028 108,11 87,24 95,94 109,75
PZ-58
9957,81
0,99578
114,72
376,38
239,9
239,1
0,6974
27,6
68
75,297
PZ-59
12657,1
1,26571
107,59
352,99
239,1
237,0
1,9519
18,9
80
112,597
PZ-60
7414,95
0,7415
108,33
355,41
239,5
238,8
0,6462
27,5
68
56,069
182,68
239,1
239,0
0,1796
30,2
65
32,388
204,59
239,1
239,0
0,1604
33,2
63
20,966
252,56
239,9
239,2
0,9093
20,7
80
54,629
372,57
239,6
239,4
0,1761
43,4
52
79,741
213,91
240,1
240,0
0,1534
34,4
61
48,915
PZ-61 PZ-62 PZ-63 PZ-64 PZ-65
4480,91 2992,69 6140,9 13790,4 7211,14
0,44809 0,29927 0,61409 1,37904 0,72111
55,68 62,36 76,98 113,56 65,2
116
PZ-66
9420,61
0,94206
112,54
369,23
240,0
239,4
0,5331
29,9
65
68,092
PZ-67
8312,16
0,83122
114,99
377,26
239,2
238,9
0,2609
38,3
55
50,837
220,73
240,1
240,0
0,1486
35,3
59
35,226
270,24
240,0
239,4
0,7284
23,0
78
28,791
390,45
238,9
238,0
0,7562
27,3
68
69,541
305,97
238,0
236,6
1,5012
19,3
80
87,112
345,34
240,0
239,6
0,3800
32,3
63
45,331
PZ-68 PZ-69 PZ-70 PZ-71 PZ-72
5369,18 3319,33 9196,66 9792,31 6470,62
0,53692 0,33193 0,91967 0,97923 0,64706
67,28 82,37 119,01 93,26 105,26
PZ-73
8905,15
0,89052
108,16
354,86
239,5
238,4
1,0170
23,6
78
77,240
PZ-74
12875,8
1,28758
107,13
351,48
238,0
236,1
1,7735
19,5
80
114,543
PZ-75
17691,6
1,76916
117,62
385,89
236,6
236,5
0,0850
56,2
44
86,561
PZ-76
2437,98
0,2438
66,74
218,96
240,0
239,1
1,3485
16,9
80
21,688
360,5
240,0
238,9
1,0011
23,9
70
11,241
132,35
239,0
238,3
1,7353
12,1
80
14,653
189,37
238,3
237,1
2,0790
13,6
80
20,466
375,34
237,3
237,0
0,2622
38,1
55
38,918
PZ-77 PZ-78 PZ-79 PZ-80
1444,16 1647,15 2300,53 6363,37
0,14442 0,16472 0,23005 0,63634
109,88 40,34 57,72 114,405
PZ-81
2416,62
0,24166
76,15
249,84
237,4
236,8
0,7879
21,6
80
21,498
PZ-82
3269,17
0,32692
86,46
283,66
236,8
236,7
0,1157
43,5
52
18,904
PZ-83
6564,16
0,65642
85,19
279,49
236,9
236,2
0,8217
22,5
78
56,935
PZ-84
5583,27
0,55833
75,34
247,18
236,6
235,9
0,9291
20,3
80
49,669
PZ-85
18233,4
1,82334
116,7
382,87
239,8
239,5
0,2571
38,8
55
111,516
PZ-86
8907,82
0,89078
79,29
260,14
239,9
239,2
0,8828
21,2
80
79,244
PZ-87
14334,6
1,43346
103,113
338,3
238,0
236,6
1,3577
20,9
80
127,520
117
ANEXO 4 Perfile De Lamina De Agua.
Perfil de lámina de agua: Nudo 1 – 4.
Perfil de lámina de agua: Nudo 6 – 8.
118
Perfil de lámina de agua: Nudo 13 – 16.
Perfil de lámina de agua: Nudo 16 – 18.
119
Perfil de lámina de agua: Nudo 19 – 21.
Perfil de lámina de agua: Nudo 23 – 22.
120
Perfil de lámina de agua: Nudo 29 – 27.
Perfil de lámina de agua: Nudo 3 – 44.
121
Perfil de lámina de agua: Nudo 25 – 49.
Perfil de lámina de agua: Nudo 50 – 43.
122
Perfil de lámina de agua: Nudo 42 – 48.
Perfil de lámina de agua: Nudo 39 – 35.
123
Perfil de lámina de agua: Nudo 38 – 32.
Perfil de lámina de agua: Nudo 30 – Salida1.
124
Perfil de lámina de agua: Nudo 57 – 51.
Perfil de lámina de agua: Nudo 86 – Salida4.
125
Perfil de lámina de agua: Nudo 59 – 52.
Perfil de lámina de agua: Nudo 64 – Salida2.
126
Perfil de lámina de agua: Nudo 62 – 85.
Perfil de lámina de agua: Nudo 61 – 60.
127
Perfil de lámina de agua: Nudo 56 – 67.
Perfil de lámina de agua: Nudo 68 – 70.
128
Perfil de lámina de agua: Nudo 55 – 74.
Perfil de lámina de agua: Nudo 63 – 75.
129
Perfil de lámina de agua: Nudo 76 – 78.
Perfil de lámina de agua: Nudo 53 – 81.
130
Perfil de lámina de agua: Nudo 81 – Salida3.
131
BIBLIOGRAFÍA
Pagina Web Gobernación departamento del Guaviare, (2013, Noviembre), disponible en: http://www.guaviare.gov.co Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico – RAS, (2000, 17 de Noviembre), Republica de Colombia, ministerio de desarrollo económico. Modelo de gestión de aguas pluviales - manual de usuario (2005), US EPA, CDM; disponible en: http://www.instagua.upv.es/swmm/descargas/Manual_SWMM5vE.pdf (2014, 16 de Enero). Construcción alcantarillado, diseño de alcantarillado (2006, 07 de Noviembre), Bogotá, Norma NS-029 del acueducto y alcantarillado Disponible en.
http://sistec.acueducto.com.co/sistec/central.nsf (2014, 10 de Febrero). Listado de precios de referencia de actividades de obra (2013, Junio), Bogotá, Instituto desarrollo urbano.
132