a12 - cementerio jardin santa ana estudio hidrológico y diseño hidraulico
DESCRIPTION
ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTATRANSCRIPT
-
ESTUDIO HIDROLGICO Y MEMORIA DE CLCULO
HIDRULICO
PR
OY
EC
TO
: C
EM
EN
TER
IO J
AR
DN
SA
NT
A A
NA
Agosto 2013
-
ESTUDIO HIDROLGICO Y MEMORIA DE CLCULO HIDRULICO
PROYECTO: CEMENTERIO JARDN SANTA ANA
Preparado para:
PARSAL S.A. de C.V.
Preparado por:
Grupo de Soluciones de Ingeniera
Mejicanos, San Salvador, El Salvador.
https://www.facebook.com/grupoenercia
Con la colaboracin de:
Consultor
Ing. Nelson Vsquez
agosto de 2013
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 1
CONTENIDOS:
1. Generalidades ........................................................................................................................... 3
2. Descripcin de la Problemtica y Propuesta de Solucin. ................................................ 7
3. Hidrologa de Cuenca en Estudio. .......................................................................................... 9
4. Conclusiones. .......................................................................................................................... 23
5. Recomendaciones. ................................................................................................................. 24
6. Bibliografa. ............................................................................................................................. 25
7. Anexos ...................................................................................................................................... 26
ndice de Figuras:
Figura 1. Plano de ubicacin del proyecto Jardn Memorial de Santa Ana.3
Figura 2. Vista de la entrada principal al terreno del proyecto....7
Figura 3. reas de recogimiento externo del proyecto....6
Figura 4. Pendientes naturales y descargas propuestas del proyecto....8
Figura 5. Curvas IDF estacin El Palmar.11
Figura 6. Seccin del Canal circular propuesto....15
Figura 7. Seccin de la Canaleta trapezoidal propuesta...16
Figura 8. reas y direccin proyectada de cada escorrenta generada..17
ndice de Cuadros:
Cuadro 1. Coordenadas de Ubicacin.3
Cuadro 2. Distribucin de reas del proyecto Jardn Memorial Santa Ana....5
Cuadro 3. Porcentaje de suelo permeable e impermeable del terreno.5
Cuadro 4. Resumen de las caractersticas fsicas de la cuenca...7
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 2
Cuadro 5. Caudal de cada una de las reas de recogimiento externa...12
Cuadro 6. Resumen de las caractersticas fsicas de la cuenca divida en reas ms
pequeas ..13
Cuadro 7. Frmulas de Variables Hidrulicas por tipo de Seccin..14
Cuadro 8. Calculo de caudales mximos para cada una de las reas independientes.17
Cuadro 9. Sumatoria de caudales..18
Cuadro 10. Dimensiones de las canaletas propuestas..19
Cuadro 11. Dimensiones de las tuberas propuestas...20
Cuadro 12. Velocidades reales en cada tubera...22
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 3
1. Generalidades.
El presente reporte contiene el Estudio Hidrolgico para el proyecto Cementerio Jardn
SANTA ANA, el cual es propiedad de la empresa PARSAL SA de CV, se encuentra ubicado
en Lotificacin Agrcola Hacienda San Cayetano, lotes 11,12 y 18 cantn Cutumay
Camones, municipio de Santa Ana, departamento de Santa Ana.
Geogrficamente, el proyecto se ubica entre las coordenadas:
LATITUD LONGITUD
COORDENADA 1 14 1' 46.57" N 89 31' 15.31" O
COORDENADA 2 14 1' 52.43" N 89 31' 4.57" O
Cuadro 1. Coordenadas de Ubicacin
EI proyecto tiene un rea total de 52,842.67 m2 equivalente a 75,607.29 v2.
Figura 1. Plano de ubicacin del proyecto Cementerio Jardn Santa Ana.
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 4
Figura 2. Vista de la entrada principal al terreno del proyecto.
El proyecto Cementerio Jardn Santa Ana comprende diferentes reas tanto
permeables (zonas verdes y rea de nichos) como impermeables (rea administrativa,
calles, almacenaje y servicios varios) cuya distribucin se muestra en el siguiente
cuadro:
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 5
DISTRIBUCION AREA DE TERRENO
m2 v2 %
rea de enterramientos 20,555.62 29,410.98 38.90
Zona verde recreativa 804.25 1,150.72 1.52
Zona verde ecolgica 6,010.42 8,599.71 11.37
Sala de cremacin 429.25 614.17 0.81
Sala de velacin 1 382.16 546.79 0.72
Sala de velacin 2 382.16 546.79 0.72
Oficinas administrativas 382.16 546.79 0.72
Capilla 382.16 546.79 0.72
rea Parqueos 2,779.48 3,976.88 5.26
rea Circulacin 14,801.59 21,178.11 28.01
rea pobres de solemnidad 5,212.30 7,457.76 9.86
Bodegas y equipos 612.90 876.94 1.16
Servicios sanitarios 108.22 154.86 0.20
TOTAL 52,842.67 75,607.29 100.00
Cuadro 2. Distribucin de reas del proyecto Jardn Memorial Santa Ana
Del cuadro anterior se clasifican las reas permeables y no permeables con el objeto de
definir el coeficiente de escorrenta para cada una de ellas.
TIPO DE SUELO AREA m2
reas Permeables 32,582.59
reas Impermeables 20,260.08
52,842.67
Cuadro 3. Porcentaje de suelo permeable e impermeable del terreno.
Adicional al rea de recogimiento del terreno del proyecto, se considerar un rea total
de 17,470 m2 del terreno colindante ubicado al nor-poniente debido a que la pendiente
del mismo esta direccionada en parte hacia el proyecto en estudio, adems del rea de
recogimiento se tiene un conjunto de canaletas de riego que cruzan el terreno del
proyecto las cuales habr que reorientar de tal manera que no afecten al proyecto
internamente pero tampoco a los terrenos vecinos; por tal motivo se plantea construir
62%
38% Areas Permeables
Areas Impermeables
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 6
canaletas perimetrales de forma que recojan las aguas que llegan al proyecto desde esta
canaletas de riego y tambin desde la zona de recogimiento mencionada.
Figura 3. reas de recogimiento externo del proyecto Cementerio Jardn Santa Ana
En la figura anterior se observan dos reas de recogimiento, una de 14,982 m2 y otra ms
pequea del otro lado de la canaleta existente de 2488 m2. Para evacuar las escorrentas
generadas por estas dos reas y adems el agua proveniente de las 2 canaletas que
llegan al terreno, una en el costado sur y la otra proveniente de una planta de
tratamiento de aguas cercana en el sector poniente, se propone una canaleta perimetral
con las pendientes indicadas en la figura 3 y respetando por lo menos las dimensiones de
la canaleta actual.
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 7
El nivel mximo de terreno es de 672.0 m.s.n.m.; el nivel mnimo es de 669.0 m.s.n.m.
La pendiente media es de 0.84%. El drenaje natural del terreno es hacia el nor-oriente,
buscando la quebrada que corre a lo largo del costado norte del terreno.
Para el clculo hidrolgico se utilizarn los datos estadsticos recolectados en la estacin
pluviomtrica de El Palmar.
En el siguiente cuadro se detallan algunos datos del terreno en trminos generales los
cuales servirn para el clculo de la escorrenta generada sobre el terreno.
rea de la Cuenca (km2)
Longitud del Cauce (km)
Elevaciones del Cauce m.s.n.m Pendiente media (S) Mayor Menor
0.053 356.00 672.00 669.00 0.84
Cuadro 4. Resumen de las caractersticas fsicas de la Cuenca.
2. Descripcin de la Problemtica y Propuesta de Solucin.
La escorrenta que actualmente fluye sobre el rea donde se desarrollara el proyecto
tiene un sentido de sur a norte y hacia el nor-oriente en la parte ms baja, en direccin
hacia las vaguadas cercanas. Con el objeto de encausar la escorrenta superficial sobre
el terreno y la que puede ingresar debido a la topografa existente, se ha proyectado
disear una seria de canaletas ubicadas junto a las sendas peatonales en los alrededores
de las reas en donde estarn ubicados los nichos y tambin en el permetro del terreno.
Se plantea realizar un clculo detallado de los caudales generados por cada rea
delimitada por los pasajes peatonales, dichos caudales se van encauzando con los
subsiguientes caudales de las reas en direccin de la pendiente del terreno para ser
conducidos hacia la quebrada al final del terreno por medio del drenaje adecuado.
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 8
Figura 4. Pendientes naturales y descargas propuestas del proyecto Cementerio Jardn Santa Ana
La propuesta de desage para manejar las escorrentas generadas debido a la topografa
del terreno se muestra en la figura 4, en cada rea se genera un caudal el cual es
desembocado a una tubera de drenaje que corre a lo largo de los pasajes peatonales
hasta descargar en la quebrada, se manejarn cuatro descargas directas para no realizar
modificaciones importantes en el diseo de la distribucin y evitar usar tuberas
demasiado grandes.
Como el proyecto del cementerio no altera mucho las condiciones naturales de filtracin
de aguas lluvias en el terreno, la escorrenta natural no se ver afectada
significativamente, pero por el uso que tendr el terreno se deber realizar las obras
necesarias para drenar de manera adecuada las aguas lluvias.
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 9
3. Hidrologa de Cuenca en Estudio.
3.1 Registro de Lluvias
La estacin pluviomtrica a ser utilizada para poder determinar la intensidad de lluvia es
la Estacin El Palmar de Santa Ana, localizada a una elevacin de 725 m.s.n.m. La
ubicacin de la estacin es: Latitud 1358'6'' Norte y Longitud 8934'2'' Oeste. Esta
estacin posee un registro histrico de lluvias desde el ao de 1959 hasta 2010 (ver
anexos).
3.2 Coeficiente de Escorrenta.
EI coeficiente de escorrenta C, es un valor numrico asignado a la cobertura
existente, tipo de suelo, pendiente media del terreno y tipo de vegetacin
predominante en la zona en estudio y proporciona un ndice de la capacidad de
escurrimiento del suelo, as mientras ms permeable sea un suelo, el coeficiente se
acercara un valor de cero (0) y si un suelo es impermeable, el valor se aproximar al
valor de uno (1).
Actualmente el rea donde se ubicar el cementerio presenta un rea de pasto y
arbustos, con un tipo de suelo semipermeable y con una pendiente promedio del 0.84%.
El diseo y distribucin del cementerio se adaptar a la pendiente del terreno, las reas
de los nichos sern engramadas, las sendas y paqueos estarn cubiertos con un bloque
de concreto tipo adoqun y todas las estructuras techadas como oficinas, bodegas, salas,
etc.
Utilizando un coeficiente de escorrenta de 0.25 para las reas permeables y 0.8 para las
impermeables (ver en anexos, cuadro de valores de coeficiente de escorrenta para
diversos tipos de suelos), se obtiene un coeficiente de escorrenta ponderado De
CPONDERADO = 0.46.
3.3 Intensidades de Lluvia.
A partir de las curvas Intensidad-Duracin-Frecuencia (IDF) obtenida de los registros de
la estacin pluviomtrica El Palmar proporcionada por el SNET (Servicio Nacional de
Estudios Territoriales), se obtuvo el valor de la intensidad mxima de lluvia para un
perodo de retorno de 25 aos el cual ser utilizado para el anlisis y diseo del sistema
de evacuacin de aguas lluvias que se pretende implementar en el cementerio y
teniendo en consideracin que la duracin de la lluvia equivale al tiempo de
concentracin de la cuenca.
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 10
3.4 Determinacin del Tiempo de Concentracin.
Para poder determinar el valor de la intensidad de lluvia se deber calcular el tiempo de
concentracin para todo el terreno donde se construir el Cementerio utilizando la
frmula de GIANDOTTI:
Dnde:
A = rea de la cuenca en Km2; A = 0.053 km2
Tc = Tiempo de Concentracin en horas
Lc = Longitud del Cauce Principal en Km; Lc = 0.36 km
H = Diferencia de nivel en metros; H = Elev. Max - Elev. Min = 672 669 = 3.0m
Tiempo de concentracin para cuenca:
EI tiempo obtenido es de O. 55 horas, equivalente a 33.35 minutos, para que la lluvia
recorra todo el terreno. Para realizar los clculos se tomara el tiempo de concentracin
de 30 minutos.
De acuerdo a las tablas de intensidad de precipitacin mxima anual absoluta de la
estacin El Palmar, el valor de intensidad promedio de lluvia (de los 49 aos de
registros) a ser utilizado en los clculos hidrolgicos es de 1.41 mm/min con una
desviacin estndar de 0.24.
Para calcular el caudal de diseo del proyecto, utilizaremos un periodo de retorno de 25
aos, esto significa que el caudal de diseo utilizado tiene un margen de seguridad tal
que habra que esperar 25 aos en promedio para que un fenmeno natural genere dicho
caudal, esto es bastante razonable considerando que la mayora de canalizaciones de
pequea envergadura se disean para un periodo de retorno de 5 a 10 aos.
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 11
Figura 5. Curva IDF. Estacin EL Palmar
3.5 Clculos Hidrolgicos
3.5.1. Clculo de Caudal por Mtodo de la Formula Racional.
EI calculo hidrolgico est referido a la estimacin de la crecida mxima para un perodo
de retorno de 25 aos, que ser nuestro caudal de diseo.
Frmula Utilizada:
Dnde:
Q = Caudal Mximo Esperado en m3/seg
C = Coeficiente de escorrenta
A = rea de influencia en km2
I = Intensidad Mxima de la lluvia en mm/min
La intensidad mxima de lluvia para un tiempo de concentracin dado en minutos se
calcula utilizando la siguiente frmula:
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 12
Haciendo uso de la frmula anterior y sustituyendo las variables por su valor
correspondiente, se obtiene el Caudal Mximo para un perodo de retorno de 25 aos y
una lluvia de duracin igual al tiempo de concentracin.
Para realizar el clculo del caudal que es generado actualmente en el rea del proyecto
tenemos:
EI rea del terreno : 0.053 Km2
Valor del coeficiente de escorrenta : 0.46
Intensidad mxima de lluvia : 1.90 mm/min
Caudal generado:
El siguiente cuadro muestra en resumen los caudales generados por el rea del proyecto
y los terrenos colindantes que tienen influencia sobre este.
rea (m2) Tc (min) Intensidad
Mxima (mm/min)
Caudal (m3/s)
Terreno del proyecto 52, 842.77 30 1.9 0.77
Terreno nor-poniente 14,982 30 1.9 0.22
Terreno poniente 2488 15 2.64 0.05
Cuadro 5. Caudal de cada una de las reas de recogimiento externas.
Estos caudales corresponden al rea de recogimiento en los costados poniente y nor-
poniente del proyecto, terreno privado fuera del proyecto y que de manera natural la
escorrenta ingresa al proyecto; adems existe una acequia para riegos que atraviesa el
terreno del proyecto, con el fin de darle continuidad a dicha acequia y adems conducir
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 13
las escorrentas externas se propone reorientar la canaleta existente llevndola
alrededor del terreno en el lindero o el hasta el lmite permitido por la las autoridades.
En la figura 3 se muestra la propuesta de dicha canaleta.
3.6 Clculos Hidrulicos
Los clculos de los caudales de diseo de todo el rea del proyecto deriva en el uso de
una canaleta lo suficientemente grande para que pueda captar la totalidad de la
escorrenta que se da en todo el terreno, sin embargo, y para hacer un uso eficiente de
los recursos se plantea el clculo de los caudales generados por las reas independientes
que se tendrn dentro del terreno, estas reas individuales se conforman por las sendas
peatonales y los redondeles. Cada rea individual tendr su descarga en una caja la cual
estar conectada por tuberas que se conducirn a lo largo de las sendas peatonales
hasta llegar a la descarga en la quebrada al norte del terreno.
Nombre rea de la cuenca
(Km2)
Longitud del cauce km
H Tiempo de
concentracin (horas)
A0 0.00599089 0.2415 3.00 0.317
A1 0.003248 0.0580 0.90 0.190
A2 0.0025145 0.0503 0.90 0.165
A3 0.00344011 0.0745 0.90 0.225
A4 0.00327867 0.0400 0.15 0.378
A5 0.00454543 0.0908 0.90 0.268
A6 0.00215775 0.0454 0.90 0.151
A7 0.00365738 0.1078 0.90 0.293
A8 0.00274917 0.0938 0.90 0.254
Cuadro 6. Resumen de las caractersticas fsicas de la Cuenca dividida en reas ms pequeas
La figura 4 muestra un detalle de como se ha dividido el terreno del cementerio
siguiendo la lnea de las sendas peatonales y redondeles con el fin de reducir la seccin
necesaria de las canaletas en la parte ms alta del terreno y a medida que la escorrenta
sea captada y drenada hacia las canaletas inferiores la seccin de dichas canaletas
incrementar de acuerdo a su propio caudal pero tambin al caudal que ha recibido de
las reas superiores.
El cuadro 6 contiene la informacin necesaria de cada rea para realizar el clculo de
los tiempos de concentracin para cada rea y los caudales.
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 14
3.6.1 Variables a ser utilizadas para el anlisis hidrulico de los canales.
Radio Hidrulico:
El radio hidrulico, es un parmetro importante en el dimensionado de canales, tubos y
otros componentes de las obras hidrulicas, generalmente es representado por la letra R
Tambin llamada profundidad media hidrulica.
Se determina por cualquiera de las siguientes frmulas, segn la seccin a utilizar:
Seccin rea
Hidrulica A Permetro Mojado P
Radio Hidrulico R
Espejo de Agua T
Rectangular
Trapezoidal
Triangular
Circular
Parablica
Cuadro 7. Frmulas de Variables Hidrulicas por tipo de Seccin.
rea Hidrulica:
Es el rea transversal del canal o conducto a utilizar limitada por el permetro mojado
en la parte inferior y por el espejo de agua en la parte abierta, es un parmetro
importante al momento de escoger un tipo de seccin en particular ya que est
relacionado directamente a la cantidad de fluido que se podr manejar.
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 15
Formula de Manning:
Dnde:
A = rea del tubo a utilizar en m2.
n = Coeficiente de rugosidad.
S = Pendiente del canal
3.6.2 Clculo del radio hidrulico y caudal para el canal seleccionado
Utilizando un canal semi-circular como el mostrado en la figura 6, se procedera a
cacular los caudales para una serie radios de tal forma que satisfaga los caudales
calculados para las areas especificadas en el cuadro 5.
Figura 6. Seccin del Canal Circular Propuesto
Los parmetros a utilizar son los siguientes:
D = dimetro de la seccin circular del canal
= 180para formar el canal semi-circular (media caa)
n = 0.013 para mampostera de piedra con acabado mortero de cemento con
rugosidad media.
S = 2% (pendiente promedio a utilizar para los canales)
Las frmulas a utilizar:
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 16
En el caso de las canaletas perimetrales, la seccin de estas es como se muestra en la
figura siguiente:
Figura 7. Seccin de la Canaleta trapezoidal Propuesta.
Los parmetros a utilizar son los siguientes:
T = apertura superior del canal
b = base del canal
y = Profundidad del canal
z = Pendiente de las paredes del canal
n = 0.013 para mampostera de piedra con acabado mortero de cemento con
rugosidad media.
S = 2% (pendiente promedio a utilizar para los canales)
Las frmulas a utilizar:
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 17
Figura 8. reas y direccin proyectada de cada escorrenta generada
Una vez se conocen las variables a utilizar, se procede a calcular los caudales para cada
rea indicada en la figura 8, dichos clculos se presentan en la siguiente tabla:
Nombre Tiempo de
concentracin Aproximado
Desviacin Estndar
Intensidad de precipitacin
promedio (mm/min)
Intensidad de precipitacin
Mxima (mm/min)
Caudal Mximo Esperado (m
3/s)
A0 20.00 0.30 1.74 2.35 0.1880
A1 15.00 0.34 1.95 2.65 0.1146
A2 10.00 0.44 2.28 3.18 0.0333
A3 15.00 0.34 1.95 2.65 0.0379
A4 25.00 0.24 1.41 1.90 0.0260
A5 20.00 0.30 1.74 2.35 0.0446
A6 10.00 0.44 2.28 3.18 0.0286
A7 20.00 0.30 1.74 2.35 0.0359
A8 20.00 0.30 1.74 2.35 0.0270
Cuadro 8. Clculo de caudales mximos para cada una de las reas independientes.
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 18
En el cuadro 8 se muestra los caudales calculados para cada una de las reas en las que
se ha dividido el terreno del cementerio, estos caudales ya consideran un factor de
seguridad ya que se han calculado con las diferencias de altura entre reas contiguas y
es de 0.9 m en promedio.
Hasta este momento se tiene los caudales aislados para cada rea y se proceder a
combinar dichos caudales de forma que a medida que avance el flujo de agua hacia la
descarga a fin de calcular el dimetro de la tubera necesaria.
Tomando en consideracin la distribucin de las canaletas propuesta en la figura 8, se
presenta en el siguiente cuadro las sumatorias de los caudales generados de modo que
se pueda ir dimensionando la tubera de drenaje:
Area Caudal A0 A1+A2+A3 (2/3)A4+A45A6 (1/3)A4+A7+A8
A0 0.188 0.188
A1 0.1146 0.186
A2 0.0333
A3 0.0379
A4 0.026 0.091
A5 0.0446
A6 0.0286
A7 0.0359 0.071
A8 0.027
Sumatorias 0.188 0.186 0.091 0.071
Tuberas T - 0 T - 1 T - 2 T - 3
Cuadro 9. Sumatorias de caudales (en m3/s).
Del cuadro anterior se tiene los caudales generados a partir de los cuales se calcular las
tuberas necesarias para conducir dichos caudales hasta la descarga final, tambin se
indica la canaleta adecuada para cada rea.
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 19
Canaleta Circular
Cdigo D n S Ah Rh Q
CN-2 3.14 0.25 0.013 0.02 0.02 0.06 0.042
CN-3 3.14 0.25 0.013 0.02 0.02 0.06 0.042
CN-4 3.14 0.25 0.013 0.02 0.02 0.06 0.042
CN-5 3.14 0.25 0.013 0.02 0.02 0.06 0.042
CN-6 3.14 0.25 0.013 0.02 0.02 0.06 0.042
CN-7 3.14 0.25 0.013 0.02 0.02 0.06 0.042
CN-8 3.14 0.25 0.013 0.02 0.02 0.06 0.042
Canaleta Trapezoidal con n=0.013
y S=0.02
Cdigo T Y b z Ah Rh Q
CNT-1 0.60 0.40 0.40 0.25 0.200 0.163 0.650
Canaleta rectangular
Cdigo b Y n S Ah Rh Q
CNR-1 0.40 0.40 0.013 0.02 0.160 0.133 0.454
Cuadro 10. Dimensiones de las canaletas propuestas.
Para manejar la totalidad de las aguas lluvias del proyecto se propone el uso de 8
canaletas para manejar los caudales de las reas principales del cementerio, en las
reas desde la A2 hasta la A8 se propone utilizar una canaleta circular con las
dimensiones mostradas en el cuadro 10, para manejar el caudal generado en el
permetro poniente del terreno se hacen dos propuestas, una canaleta rectangular de
por lo menos 0.4x0.4 m. es suficiente para manejar hasta 0.45 m3, esto es ms del doble
de lo que el clculo del rea de recogimiento indica en el cuadro 4, la otra canaleta
propuesta para el mismo propsito es una trapezoidal con dimensiones 0.6m de apertura
y 0.4m de profundidad suficiente para manejar un caudal de 0.65m3. Se deja a eleccin
de los constructores el uso de una u otra canaleta.
No se ha diseado canaleta para el rea A0 debido a que lo que se requiere en este caso
es un sistema de drenaje con cajas tragantes ubicado en el borde de la calle, lo que aqu
se indica es el dimetro de la tubera necesaria para interconectar dichas cajas.
El rea A9 es la que queda al final del terreno del proyecto en la parte ms baja junto a
la quebrada, esta rea no contendr canaletas ni tuberas ya que desemboca
directamente a la quebrada por lo que se recomienda nicamente una proteccin contra
deslave con los drenajes adecuados.
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 20
Longitud de
la tubera (m)
Dimetro de la tubera en
pulg.
rea de seccin (m2)
n S Q en (m3/s)
T-0 232 14 0.099 0.009 0.01 0.349
T-1 177 12 0.073 0.009 0.01 0.231
T-2 195 10 0.051 0.009 0.01 0.142
T-3 410 12 0.073 0.009 0.01 0.231
Cuadro 11. Dimensiones de las tuberas propuestas.
El cuadro 11 muestra los clculos para tuberas de desage, empezando con T-0, es la
tubera que conducir la escorrenta generada por el rea A0, est como se mencion
deber contener tragantes a lo largo de la calle unidos por la cuneta adecuada.
En el costado poniente del terreno (entrada principal al cementerio) tambin recorre
una calle con acceso a los parqueos a la cual deber crersele el mismo sistema de
tragantes unidos con tubera PVC, esta tubera corresponde a la T-3, esta es la tubera
ms larga del proyecto. Finalmente para las reas internas conducir el agua a travs de
las tuberas T1 y T2. La tubera T3 adems de llevar el caudal de la calle de entrada
tambin llevar el caudal de las reas A7, A8 y parte de la A4.
3.6.3 Componente hidrulico de la propuesta de solucin para el drenaje de
aguas lluvias del proyecto.
Tuberas colectoras:
En algunos puntos especficos del terreno ser necesario evacuar los caudales desde las
canaletas a travs de tuberas, para ello se propone utilizar tuberas PVC enterradas que
conducirn el agua hasta la vaguada cercana.
Caractersticas de los colectores:
Material: tubera de PVC, (n=0.009), donde "n" es el coeficiente de rugosidad, el cual es
obtenido a partir de la tabla de valores de "n", presentada en los anexos. El clculo
hidrulico de la misma estar en relacin al tirante hidrulico de dicha seccin.
EI componente hidrulico es el clculo de la capacidad mxima de conduccin que posee
una tubera, con ello se determinar si es capaz de drenar el caudal mximo esperado
sin que sea superada dicha capacidad, para llevar a cabo este anlisis se considerar la
capacidad a tubo lleno; el anlisis de la capacidad hidrulica del colector dentro del
proyecto se realiza de la siguiente forma:
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 21
Colector de aguas lluvias:
Sern las tuberas que se colocarn en lugares del proyecto en donde no es posible
seguir con una canaleta abierta,
Los puntos en donde se utilizar tuberas de PVC son 4:
Punto 1: paralelo a la calle al poniente del terreno, esta tubera conducir la
escorrenta proveniente del rea A0, estacionamiento poniente y tambin la
calle.
Punto 2: Sobre la senda peatonal al costado oriente de las reas A1, A2 y A3, en
este punto se ubicar cajas colectoras al final de cada canaleta correspondiente
a las reas mencionadas, es importante observar que las reas tienen una
diferencia de 0.9m de altura de una con respecto a la siguiente por lo que habr
que profundizar las cajas para seguir con la tubera por lo que un perfil de dicha
tubera se indicar como una tubera escalonada.
Punto 3: Se ubicar sobre la senda peatonal al oriente de las reas A5, A6 y a
mitad del rea A4, el detalle constructivo es similar a la tubera del punto 2.
Punto 4: Esta tubera recorre desde la esquina poniente del terreno y pasa por la
entrada principal y pasa por el costado oriente de las reas A7 y A8, esta es la
tubera ms larga del proyecto, estar unida por cajas tragantes a lo largo de la
calle y por cajas de drenaje al final de las canaletas de cada rea indicada.
Un mayor detalle de la ubicacin de estas tuberas y las cajas colectoras se encuentra en
el plano anexo a este reporte.
El caudal de la tubera de descarga ha sido calculado considerando la tubera llena, pero
es necesario comprobar que la velocidad de descarga cumple con las normas
establecidas por lo que es necesario determinar la velocidad real. Esta velocidad se
determina utilizando la ecuacin de continuidad y el grfico que relaciona el caudal real
y el caudal a tubo lleno (este grfico se presenta en los anexos).
Ecuacin de continuidad:
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 22
Diametro de la
tuberia en pulg.
Area de seccin
(m2) n S
Q en (m3/s)
Q estimado
Velocidad (m/s)
Qreal/Qlleno (m3/s)
Vreal/Vlleno (m/s)
Vreal (m/s)
T-0 14 0.099 0.009 0.01 0.349 0.188 3.51 0.54 1.04 3.65
T-1 12 0.073 0.009 0.01 0.231 0.186 3.17 0.80 1.14 3.61
T-2 10 0.051 0.009 0.01 0.142 0.091 2.81 0.64 1.09 3.06
T-3 12 0.073 0.009 0.01 0.231 0.071 3.17 0.31 1.00 3.17
Cuadro 12. Velocidades reales en cada tubera.
Dnde:
Vreal indica la velocidad que llevara el agua en cada tubera respetando la pendiente
indicada del 1%, la velocidad mxima permitida en el pas es de 5 m/s para tuberas de
PVC por lo que se est dentro del lmite.
Con el objetivo de evitar la erosin en el punto de descarga, se proyecta construir un
cabezal de mampostera de piedra, el cual se detalla en los anexos.
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 23
4. Conclusiones.
EI caudal que fluye por toda el rea del proyecto y que es drenado por el colector,
para un periodo de retorno de 25 aos es de aproximadamente 0.77 m3/seg considerando
todo el terreno del cementerio, el recogimiento del terreno ubicado al costado poniente
solo influye en la canaleta exterior propuesta por lo que no afecta las condiciones
internas del cementerio.
Dicho caudal est calculado, suponiendo que el rea de la cuenca estar cubierta de
vegetacin aunque existan reas impermeabilizadas (reas de Administracin) pero que
en porcentaje de rea son de alrededor del 38% y estn concentradas mayormente en el
rea de administracin y sendas peatonales.
Para drenar las aguas lluvias de las reas indicadas se colocaran canaletas tipo media
caa de dimetro de 0.25m y construidas con mampostera de piedra y debern ser
repelladas y afinadas.
Con el objetivo de retener, encausar y drenar las aguas lluvias provenientes del
terreno ubicado al nor-oriente se colocar una canaleta tipo trapezoidal o rectangular.
Este tipo de canaletas tienen mayor capacidad hidrulica que la media caa y debido
a su seccin transversal pueden evacuar con mayor facilidad los materiales de arrastre
(piedras, lodo, basura, etc.) provenientes del terreno vecino.
Las cajas de drenaje al final de cada canaleta deber profundizarse por lo menos 1.5m
para lograr que las pendientes de las tuberas no sobrepasen el 1% y para acomodarse a
la terracera de las reas del cementerio.
Las obras proyectadas tienen su vida til por lo que ser necesario proveer un
mantenimiento adecuado.
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 24
5. Recomendaciones.
Las obras proyectadas garantizan la correcta evacuacin de la escorrenta superficial
generada por lluvias extremas para un perodo de retorno de 25 aos. En caso de hacer
alguna modificacin importante al proyecto se recomienda consultar con los
diseadores.
Las canaletas que crucen los pasos peatonales debern ser protegidas con una parrilla
metlica construida con angulares de acero y varillas de 3/8 a 1/2 dependiendo del
caso.
Como acabado de los canales y canaletas se deber colocar una capa de concreto
simple de 5.0cm de espesor, el cual deber tener una proporcin de 1:2:3.
Antes de la entrada de la estacin de invierno, se deber limpiar de sedimentos,
ramas, hojas, basura, etc., todos los canales, canaletas y tuberas con el objetivo de
mantener su capacidad hidrulica y evitar taponamientos de estas. Adems se deber
reparar en caso que sea necesario los tramos de canaletas daadas.
Se recomienda no exceder la pendiente del 1% en las tuberas para mantener las
velocidades del agua debajo de 5 m/s ya que este es el lmite permitido en el pas para
tuberas PVC.
Se recomienda ubicar las cajas tragantes al costado poniente de la calle y unirlas con
canaletas tipo cuneta para captar el agua proveniente del rea verde y tambin de la
misma calle e incluso del parqueo por lo que este ltimo debera tener una diferencia
positiva de altura.
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 25
6. Bibliografa.
Series Hidrometeorolgicas de la estacin El Palmar, Santa Ana. SNET (Servicio
Nacional de Estudios Territoriales).
Planos cartogrficos de la zona donde se ubica el proyecto. CNR (Centro Nacional de
Registros).
Hidrologa Aplicada. Ven T Chow, McGraw-Hill. 2000.
Mecnica de los Fluidos e Hidrulica, Ranald V. Giles, Mcgraw- Hill. 1998.
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 26
7. Anexos
Valores de Coeficientes de Escorrenta segn el Tipo de Suelo y la Pendiente del
Terreno.
Cobertura del Suelo
Tipo de Suelo Pendiente (%)
> 50 20 - 50 5 - 20 1 - 5 0 - 1
Sin Vegetacin
Impermeable 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60
Semipermeable 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50
Permeable 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30
Cultivos
Impermeable 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50
Semipermeable 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40
Permeable 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20
Pastos, Vegetacin
Ligera
Impermeable 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45
Semipermeable 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35
Permeable 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15
Hierba
Impermeable 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40
Semipermeable 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30
Permeable 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10
Bosque, Vegetacin
Densa
Impermeable 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35
Semipermeable 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25
Permeable 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05
Coeficientes de escorrenta, segn Bentez et al. (1980), citado por Lemus & Navarro (2003)
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 27
Coeficiente de Rugosidad de MANNING (n), En Canales Revestidos y Sin Revestir.
Estado de la Superficie Valor de n
Canales sin revestir
Canales lisos de tierra natural, sin vegetacin y con pocas curvas. 0.020 Canales pequeos en buenas condiciones 0.025 Canales de tierra con bastante vegetacin acutica 0.030 0.035 Canales de Tierra con vegetacin acutica espesa 0.040 0.050
Canales excavados en roca - Cauces Principales. 0.030 0.035 - Cauces pequeos 0.035 0.040 - Lisos y Uniformes 0.025 0.040 - Rugosos e irregulares. 0.035 0.050
Canales Revestidos
HORMIGON DE CEMENTO
- Acabado excepcionalmente bueno (raro). 0.011 - Acabado muy bueno 0.013 - Buen acabado en tramos rectos 0.013 - Valor universalmente aceptado para revestimientos bien acabados. 0.014 - Valor universalmente aceptado para revestimientos de acabado medio 0.015 - Valor generalmente aceptado para tramos mal acabados o tramos curvos 0.015
(En Francia). 0.017
HORMIGON ASFALTICO
- Vendido a mquina. 0.014 - Liso. 0.014 - Rugoso 0.017
SUELO NATURAL CEMENTO
- Buen Acabado. 0.015 - Rugoso.. 0.016
MORTERO DE CEMENTO (Acabado a mano)
- Rugosidad Normal 0.013 - Rugosidad mxima. 0.015
GUNITA
- Normal..... 0.017
0.018
- Mximo....... 0.019
0.023
BLOQUES DE HORMIGON PREMOLDEADO (Losas) ... 0.015 0.017
REGUERAS DE HORMIGON PREMOLDEADO.. 0.012 0.016
LADRILLO
- Ladrillo con mortero de cemento.... 0.013 0.017 - Ladrillo visto (valor del proyecto)..... 0.0146 - Ladrillo visto (valor real comprobado).. 0.018
PIEDRA........ 0.018 0.0225
CANTOS RODADOS...... 0.023 0.035
MATERIAL ASFALTICO PREFABRICADO VISTO... 0.015
MEMBRANA ENTERRADA Y REVESTIMIENTO DE TIERRA COMPACTADA 0.025
- Canales pequeos...... 0.025 - Canales Grandes...... 0.020 0.0225
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 28
Elementos Hidrulicos Bsicos de un Colector Circular
-
Estudio Hidrolgico y Memoria de Clculo Hidrulico Parque Jardn Memorial Santa Ana
Pg. 29