calculo del tirante máximo en función al caudal de máxima avenida

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Página 1 CÁLCULO HIDROLÓGICO DEL PROYECTO CALCULO DEL TIRANTE MÁXIMO EN FUNCIÓN AL CAUDAL DE MÁXIMA AVENIDA Debido a la falta de información hidrometereológica en determinadas zonas que justifiquen el diseño hidrá estructuras proyectadas, se plantean métodos de cálculos empíricos en base a observaciones y parámetros de de acuerdo a las características geomorfológicas y de cobertura vegetal de la zona donde se ubica el proye Con la finalidad de obtener la altura máxima que tendrá el puente se calcularán los caudales instantáneos, por medio de diferentes métodos empíricos; de esta forma determinaremos el máximo caudal. Luego con este caudal calculado utilizando la formula de Manning obtendremos una nueva altura de agua, que será mayor a la marca de la huella dejada por el agua en una máxima avenida. A.-MÉTODO DE LA SECCIÓN Y LA PENDIENTE Para aplicar el siguiente método debe realizarse los siguientes trabajos de campo: 1-Selección de varios tramos del río 2-Levantamiento topográfico de las secciones transversales seleccionadas ( 3 secciones mínimas ) 3-Determinación de la pendiente de la superficie de agua con las marcas o huellas dejadas por las aguas de máximas avenidas 4-Elegir un valor de coeficiente de rugosidad ( n ) el más óptimo. 5-Aplicar cálculos en la formula de Manning. Qmax. = A * R^(2/3) * S^(1/2) / n A:área de la sección húmeda ( m2) R:área de la sección húmeda/ perímetro mojado S:pendiente de la superficie del fondo de cauce n: rugosidad del cauce del río. La siguiente tabla nos muestra los distintos valores de "n" que se adoptarán: SEGÚN COWAN: Condiciones del río: material del cauce: A terroso B rocoso C gravoso fino D gravoso grueso material del cauce adoptado: D = Grado de irregularidad: A ninguna B leve C regular D severo Grado de irregularidad adoptado: D = Secciones A leve Variables B regular C severo variación de la sección adoptada: C = Efecto de las obstrucciones: A despreciables B menor C apreciable D severo Efecto de las obstrucciones adoptado: C = vegetación: A ninguna B poco C regular D alta vegetación adoptada: C = grado de sinuosidad: A Insignificante B regular C considerable

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Hoja de cálculo del tirante máximo en función al caudal de avenida máxima

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H.HIDROLOGICOCLCULO HIDROLGICO DEL PROYECTO

CALCULO DEL TIRANTE MXIMO EN FUNCIN AL CAUDAL DE MXIMA AVENIDADebido a la falta de informacin hidrometereolgica en determinadas zonas que justifiquen el diseo hidrulico de las estructuras proyectadas, se plantean mtodos de clculos empricos en base a observaciones y parmetros determinados de acuerdo a las caractersticas geomorfolgicas y de cobertura vegetal de la zona donde se ubica el proyecto.Con la finalidad de obtener la altura mxima que tendr el puente se calcularn los caudales instantneos, por medio de diferentes mtodos empricos; de esta forma determinaremos el mximo caudal.Luego con este caudal calculado utilizando la formula de Manning obtendremos una nueva altura de agua, queser mayor a la marca de la huella dejada por el agua en una mxima avenida. A.-MTODO DE LA SECCIN Y LA PENDIENTE Para aplicar el siguiente mtodo debe realizarse los siguientes trabajos de campo:1-Seleccin de varios tramos del ro2-Levantamiento topogrfico de las secciones transversales seleccionadas ( 3 secciones mnimas ) 3-Determinacin de la pendiente de la superficie de agua con las marcas o huellas dejadas por las aguas de mximas avenidas4-Elegir un valor de coeficiente de rugosidad ( n ) el ms ptimo.5-Aplicar clculos en la formula de Manning.Qmax. = A * R^(2/3) * S^(1/2) / nA:rea de la seccin hmeda ( m2)R:rea de la seccin hmeda/ permetro mojado S:pendiente de la superficie del fondo de cauce n: rugosidad del cauce del ro.La siguiente tabla nos muestra los distintos valores de "n" que se adoptarn:SEGN COWAN:

Condiciones del ro:material del cauce:AterrosoBrocosoCgravoso finoDgravoso gruesomaterial del cauce adoptado:D=0.028

Grado de irregularidad:AningunaBleveCregularDsevero

Grado de irregularidad adoptado:D=0.02

SeccionesAleveVariablesBregularCsevero

variacin de la seccin adoptada:C=0.015

Efecto de las obstrucciones:AdespreciablesBmenorCapreciable Dsevero

Efecto de las obstrucciones adoptado:C=0.02

vegetacin:AningunaBpocoCregularDalta

vegetacin adoptada:C=0.025

grado de sinuosidad:AInsignificanteBregularCconsiderable

grado de sinuosidad adoptado:B=1.15 valor de " n " adoptado segn COWAM n = 0.1242SEGN SCOBEY:

Condiciones del ro:

n = 0.025Cauce de tierra natural limpios con buen alineamiento con o sin algo de vegetacin en los taludes y gravillas dispersasen los taludes

n = 0.030Cauce de piedra fragmentada y erosionada de seccin variable con algo de vegetacin en los bordes y considerable pendiente( tpico de los ros de entrada de ceja de selva )

n = 0.035Cauce de grava y gravilla con variacin considerable de la seccin transversal con algo de vegetacin en los taludes ybaja pendiente.( tpico de los ros de entrada de ceja de selva )

n = 0.040-0.050Cauce con gran cantidad de canto rodado suelto y limpio, de seccin transversal variable con o sin vegetacin en los taludes( tpicos de los ros de la sierra y ceja de selva )

n = 0.060-0.075Cauce con gran crecimiento de maleza, de seccin obstruida por la vegetacin externa y acutica de lineamiento y seccin irregular. ( tpico de los ros de la selva )

valor de " n " adoptado segn SCOBEY n = 0.05Seleccionando el menor valor de "n" de estos dos criterios0.05Cota de N.A.M.E dejada por las huellas:895.33m.s.n.mAa : rea de la seccin del ro en la avenida:725.44m2P : permetro mojado de la avenida:252.3769mS : pendiente de la superficie del fondo de cauce :0.02n : rugosidad del cauce del ro.:0.12420.13406871

Qmax. = A * (A/P)^(2/3) * S^(1/2) / nQmax.=1669.92m3/sB.-MTODO DE LA VELOCIDAD Y REA Para aplicar el siguiente mtodo debe realizarse los siguientes trabajos de campo:1-Seleccin de 2 tramos del ro2-Medir la profundidad actual en el centro del ro ( h )3-Levantamiento topogrfico de las secciones transversales seleccionadas indicando marcas o huellas dejadas por las aguas de mximas avenidas.4-Medir la velocidad superficial del agua ( Vs ) que discurre tomando en cuenta el tiempo que demora un objeto flotante en llegar de un punto a otro en una seccin regularmente uniforme, habindose previamente definido la distancia entre ambos puntos.5-Calcular el rea de la seccin transversal del ro durante la avenida dejadas por las huellas ( Aa ). el rea se puede calcular usando la regla de Simpson o dibujando la seccin en papel milimetrado.6-Aplicar clculos en las siguientes formulas:

Ha =( coef.)* Aa / Ba

Ha:Altura mxima de agua en la avenidaAa:rea de la seccin del ro en la avenidaBa:Ancho mximo del espejo de agua en la avenida.coef.:Coeficiente de amplificacin adoptado

Ba =252.18mcoef. =1.5Aa725.44m2

Ha =( coef.)* Aa / Ba

Ha = 4.32m

Va = Vs * Ha / h

Va:Velocidad de agua durante la avenidaVs:Velocidad superficial del agua actualHa:Altura mxima de agua en la avenidah:Profundidad actual en el centro del ro

Vs=2m/sh=3.8mHa=4.315m( deber ser mayor que h )

Va=Vs * Ha / h : Va=2.271m/sCaudal de avenida: Qmax=Va * Aa=1647.52m3/sC.-MTODO DE LA FORMULA RACIONALPara aplicar el siguiente mtodo emprico debe realizarse el siguiente trabajo de gabinete:1-Determinar el rea de influencia de la cuenca en hectreas.2-Estimar una intensidad de lluvia mxima ( mm/h ) 3-Aplicar clculos con la frmula racionalQ= C * i * A / 360Q:Caudal mximo de escorrenta que provocar una mxima avenida. (m3/s )uCoeficiente de escorrentaA:rea de influencia de la cuenca.(ha)( < 500 has )500i:intensidad mxima de lluvia (mm/h)coeficiente escorrenta (C):Acultivos generales en topografa ondulada ( S = 5 a 10 % )Bcultivos generales en topografa inclinada ( S = 10 a 30 % )Ccultivos de pastos en topografa ondulada ( S = 5 a 10 % )Dcultivos de pastos en topografa inclinada ( S = 10 a 30 % )Ecultivos de bosques en topografa ondulada ( S = 5 a 10 % )Fcultivos de bosques en topografa inclinada ( S = 10 a 30 % )Greas desnudas en topografa ondulada ( S = 5 a 10 % )Hreas desnudas en topografa inclinada ( S = 10 a 30 % )

indicar la letra correspondiente al coeficiente seleccionadocoeficiente escorrenta adoptado ( C ) :F=0.21 rea de la cuenca adoptada ( A ) =0has189550
toshiba: toshiba:A en Ha de la cuenca en estudio, hasta PI. intensidad mxima de lluvia adoptada ( i ) =102mm/h

Caudal mximo: Qmax=C* i * A / 360 =0.00m3/s

De los tres caudales mximos calculados se adoptar lo siguiente:1.- el mximo de los caudales2.- el promedio de los caudales3.- la media ponderada

1CAUDAL MXIMO SELECCIONADO Qmax=1669.92m3/sLuego con el caudal mximo adoptado se ingresar nuevamente en la formula de Manning y se hallar el nuevo valor de la altura de agua de mximas avenidas.Qmax. = A * (A/P)^(2/3) * S^(1/2) / nQmax.= A^(5/3) * S^(1/2) P^(2/3) * n

Qmax.= ( Aa+ &A)^(5/3) * S^(1/2) (1.1P)^(2/3) * n&A=[ Qmax * n * (1.1P)^(2/3) / S^(1/2) ]^(3/5) - Aa&A=28.190m2&A= (Ba+&H)*&H=28.190m2INCREMENTE EL N.A.M.E EN &H=0.11mNUEVA COTA DE N.A.M.E.=895.44m.s.n.mCAUDAL MXIMO Qmax=1669.9m3/s