Revisión y Actualización del

Plan Maestro de drenaje

para la Ciudad de La Paz

ESTUDIO HIDROLÓGICO

OBJETIVO

-DETERMINAR CAUDALES DE CRECIDA, QUE PERMITIRÁN

POSTERIORMENTE LA VERIFICACIÓN DE LA CAPACIDAD

HIDRÁULICA DE LAS ESTRUCTURAS EXISTENTES, TALES

COMO EMBOVEDADOS Y CANALES ABIERTOS,

CORRESPONDIENTES AL SISTEMA PRIMARIO

Y SECUNDARIO DE DRENAJE DE LA CIUDAD DE LA PAZ.

PRECIPITACIÓN

HIDROGRAMA

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Tiempo (min)

Ca

ud

al (

m3

/s)

RED HÍDRICA

MAPA DE SUELOS

MAPA DE VEGETACIÓN

MAPA DE

COMPLEJOS

HIDROLÓGICOS

ALCANCE DEL ESTUDIO:

RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN

CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA DEL RÍO LA PAZ

HÍDRICA

CLIMÁTICA

DETERMINACIÓN

DE CAUDALES

DE CRECIDA

TRATAMIENTO DE INFORMACIÓN DE PRECIPITACIÓN

ANÁLISIS DE INFORMACIÓN HIDROMÉTRICA

DET. DE CARACTERÍSTICAS MORFOMÉTRICAS

DETERMINACIÓN DE NÚMEROS DE CURVA

APLICACIÓN DEL MODELO HEC-HMS

CÁLCULO DE CAUDALES EN LA CUENCA Y SUBCUENCAS

CÁLCULO DE CAUDALES EN MICROCUENCAS

ANÁLISIS DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

CONCLUSIONES

CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA DEL RIO LA PAZ

A. CARACTERIZACIÓN

HÍDRICA

La cuenca tiene una forma oval redonda, con una pendiente media típica de un terreno accidentado a accidentado medio, características a través de las cuales se infiere que la respuesta de la cuenca a las precipitaciones es de rápida a media. (u)

Los perfiles muestran flujo torrentoso en las nacientes, y la tendencia a deposición de material de arrastre en la parte baja.

HUAYÑAJAHUIRA(h)

CURVA HIPSOMÉTRICA: CUENCA DEL RÍO LA PAZ

3000

3500

4000

4500

5000

5500

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

PORCENTAJE DE ÁREA POR ENCIMA DE LA ELEVACIÓN INDICADA (%)

AL

TIT

UD

(m

sn

m)

CHOQUEYAPU (c) ORKOJAHUIRA (o)

ACHUMANI (a)

IRPAVI (i)

PRECIPITACIONES EN LA CUENCA DEL RÍO LA PAZ

Eventos de baja intensidad: Las masas

de aire que ingresan por la abertura

Choqueyapu-Orkojahuira (A-B) y la

abertura Irpavi-Achumani-Huayñajahuira

(C-D-E), producen precipitaciones

independientes, raras veces simultáneas.

Eventos extremos: Son generalmente de

origen convectivo, se caracterizan por su

corta duración y elevada intensidad.

Aeropuerto

Achocalla

Aranjuez

Rio La Paz

Bosquecillo

A

B

C

D

E

(A) Cuenca del Río Choqueyapu (B) Cuenca del Río Orkho Jahuira (C) Cuenca del Río Irpavi (D) Cuenca del Río Achumani (E) Cuenca del Río Lakha Khollu

PRECIPITACIÓN MENSUAL: CUENCA DEL RÍO LA PAZ

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

MES

PR

EC

IPIT

AC

IÓN

ME

NS

UA

L (

mm

)

SAN CALIXTO ACHACHICALA VINO TINTO CHUQUIAGUILLO VILLA COPACABANA PALCOM A M ILLIPUNKU OVEJUYO

Variabilidad de las precipitaciones en

función a la topografía: Estaciones

ubicadas en puntos cercanos a la

cordillera registran una precipitación

anual más alta que otras ubicadas a

cotas inferiores.

Precipitaciones anuales: alrededor de los

500 y 600 mm

Precipitaciones mensuales: tienen

carácter estacional.

B. ANÁLISIS DE PRECIPITACIONES

INFORMACIÓN

METEOROLÓGICA

DISPONIBLE

ESTACIONES:

• ACHACHICALA

• ACHOCALLA

• ACHUMANI

• ALTO

ACHACHICALA

• MAGISTERIO

• CHUQUIAGUILLO

• EL ALTO

• LAIKACOTA

• PUENTE NEGRO

• SAN CALIXTO

• SENAMHI

• VILLA ADELA

• VILLA

COPACABANA

• PASANKERI

• VINO TINTO

• PALCOMA

• MILLIPUNKU

• OVEJUYO

C. DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS MORFOMÉTRICOS

BASE: CARTOGRAFÍA DIGITALIZADA A ESCALA 1:50,000

DEFINICIÓN DE LA CUENCA Y

70 SUBCUENCAS (Red primaria

y secundaria hasta Aranjuez)

DEFINICIÓN DE PARÁMETROS

MORFOMÉTRICOS:

- Area

- Longitud del curso más largo

- Longitud de canales de traslado

- Altura máxima y altura mínima

- Pendiente del curso

- Tiempo de concentración

DEFINICIÓN DE 228

MICROCUENCAS EN EL ÁREA

URBANA (Superficie de aporte)

E. CÁLCULO DE CAUDALES DE DISEÑO

E.1 CÁLCULO DE CAUDALES EN LA CUENCA Y SUS SUBCUENCAS

OBJETIVO

2. TRASLADA HIDROGRAMAS

DE UN PUNTO DE CONTROL

A OTRO

1. CALCULA HIDROGRAMAS

EN TODAS LAS SUBCUENCAS

MODELO

HEC-HMS

DETERMINAR CAUDALES DE CRECIDA EN LAS 70 SUBCUENCAS

CONSIDERADAS Y 42 PUNTOS DE CONTROL DEFINIDOS

A TRAVÉS DEL MODELO HEC-HMS

3. SUMA HIDROGRAMAS EN

PUNTOS DE CONTROL, DE

ACUERDO A LA ESTRUCTURA

DE LA CUENCA

ESTRUCTURA DEL MODELO HEC-HMS S PARA LA CUENCA DEL RÍO LA PAZ

MODELO DE SIMULACIÓN DE CRECIDAS HEC-HMS

(ALGUNOS RESULTADOS)

HIDROGRAMA A LA SALIDA

DEL EMBALSE INCACHACA

HIDROGRAMA DEL RÍO

ACHACHICALA AL INGRESO

A LA ZONA URBANA (res)

HIDROGRAMA EN EL PUNTO

DE CONFLUENCIA DE LOS

RÍOS IRPAVI Y ACHUMANI

HIDROGRAMA DEL RÍO

LA PAZ EN ARANJUEZ

HIDROGRAMA DEL RÍO

IRPAVI AL INGRESO DE

LA ZONA URBANA

RESULTADOS MÁS IMPORTANTES (s) (SUBCUENCAS DEL RÍO LA PAZ):

Q10 Q25 Q50 Q100

C10 Choqueyapu / Río Apumalla 13.185 18.358 23.086 27.082

C12 Choqueyapu / Río Carahuinchinca 6.418 8.712 11.003 12.935

C14 Choqueyapu / Río San Pedro 7.627 10.635 13.453 16.061

C16 Choqueyapu / Río Zoqueri 4.708 6.542 7.87 9.208

C18 Choqueyapu / Río Cotahuma 11.738 17.946 23.542 29.214

CP11-CP12+C19 Choqueyapu / Río Choqueyapu antes de confluir con el río Orkojahuira 84.714 125.319 161.042 195.34

C24 Orkojahuira / Río Minasa 7.105 10.581 13.61 16.447

C28 Orkojahuira / Río Chapuma 3.95 6.048 8.113 9.972

CP19+CP12+C31 Orkojahuira / Río Orkojahuira antes de confluir con el río Choqueyapu 51.506 74.769 95.8 114.589

CP12 Choqueyapu / Confluencia ríos Choqueyapu y Orkojahuira 130.22 191.44 240.75 283.23

C33 Choqueyapu / Río Herrerías 3.848 6.016 8.423 11.107

C36 Choqueyapu / Río Aguarani 3.619 6.688 9.8 13.425

C37 Choqueyapu / Río.Collpajahuira 5.362 8.639 11.803 15.513

CP31-CP32+C52 Irpavi / Río Irpavi antes de confluir con el río Achumani 72.326 102.519 122.672 168.381

CP34 Achumani / Confluencia de los ríos Kellumani y Huayllani 38.011 62.514 87.016 113.65

CP38-CP37+C61 Achumani / Río Jillusaya (antes puente de Achumani c12) 13.084 19.138 23.876 27.787

CP37 Achumani / Confluencia de los ríos Achumani y Jillusaya 58.855 93.973 127.13 161.57

CP39-CP32+C64 Achumani / Río Achumani antes de confluir con el río Irpavi 67.169 105.993 142.652 180.291

CP32 Irpavi / Confluencia de los ríos Irpavi y Achumani 124.85 180.74 223.12 281.75

CP32-CP23+C65 Irpavi / Río Irpavi antes de confluir con el río Choqueyapu 129.453 183.487 226.372 284.2

CP23 La Paz / Confluencia de los ríos Choqueyapu e Irpavi (Puente del Encuentro) 269.78 393.11 491.4 577.04

CP41-CP40+C68 Huayñajahuira / Río Huayñajahuira antes de confluir con el río La Paz 21.552 30.574 38.576 45.318

CP42 La Paz / Río La Paz en el punto de control de Aranjuez 290.62 419.73 523.7 611.36

CÓDIGO DESCRIPCIÓN

CAUDALES (m3/s)

E.2 CAUDALES DE DISEÑO EN MICROCUENCAS:

Se determinaron caudales en 228 microcuencas, coincidentes con el inicio de

canalizaciones, confluencias y puntos importantes, a través de ponderaciones de

áreas, en función a los caudales definidos en cada subcuenca con el modelo

HEC-HMS.

RESULTADOS MÁS IMPORTANTES OBTENIDOS EN LAS

MICROCUENCAS

DEL ÁREA URBANA:

Q10 Q25 Q50 Q100

9.4-A Choqueyapu / Río Jacha 1.675 2.596 3.382 4.214

9.5 Choqueyapu / Río Calle 8 0.947 1.468 1.913 2.386

9.12 Choqueyapu / Río Matadero 2.773 4.297 5.599 6.982

9.15-A Choqueyapu / Río Zarzuela 1.326 2.056 2.678 3.34

9.18 Choqueyapu / Río 7 Enanos 1.655 2.565 3.342 4.168

9.23 Choqueyapu / Río Viscachani 1.761 2.729 3.556 4.435

9.28 Choqueyapu / Río Humahuaca 1.123 1.74 2.268 2.828

10.1 Choqueyapu / Río Utapulpera (Afluente río Apumalla) 3.744 5.213 6.555 7.69

12.11 Choqueyapu / Río Chaqueri (Afluente río Carahuinchinca) 1.456 1.977 2.497 2.935

14.8-14.9-14.10 Choqueyapu / Río Jancocollo (Afluente río San Pedro) 4.609 6.427 8.13 9.706

26.1 Orkojahuira / Río Rosasani (Afluente río Fábrica de Fósforos) 1.739 2.536 3.482 4.451

29.7 Orkojahuira / Río Guitarrani 1.257 1.872 2.633 3.303

68.11 Huayñajahuira / Río Auquisamaña 2.07 2.951 3.678 4.304

CAUDALES (m3/s)

CÓDIGO DESCRIPCIÓN

La información meteorológica en las partes altas de la cuenca

es insuficiente; se requiere ampliar a la brevedad la red

hidrometeorológica existente.

El análisis de precipitaciones muestra el predominio de

tormentas de corta duración y alta intensidad.

Con relación a los parámetros que condicionan el

escurrimiento, uno de los más sensibles es el CN, que sumado a

tiempos de concentración reducidos por la topografía de la

cuenca y el tipo de precipitaciones que se producen, provocan

crecidas con picos altos aunque de poca duración.

CONCLUSIONES

CONCLUSIONES

En la parte alta de las cuencas (zona rural), la vegetación

característica retiene en cierto grado el agua

precipitada; los ríos Orkojahuira e Irpavi se encuentran

regulados por embalses.

En el área urbana la retención es mínima, principalmente

en las laderas Oeste y Este de las subcuencas de los ríos

Choqueyapu y Orkojahuira, debido a que en gran parte se

hallan urbanizadas desde sus cabeceras, por lo que dichas

superficies son prácticamente impermeables, asimismo

presentan pendientes escarpadas, provocando que la respuesta

a las precipitaciones sea rápida.

Respecto a la sedimentología de la cuenca, el problema se

presenta principalmente en las cuencas de la zona Sur

donde existe gran producción de material y poca capacidad

de arrastre de los cauces, en este caso es manifiesta la

necesidad de implementar programas de control y manejo

de la cuenca.

CONCLUSIONES

Revisión y Actualización del

Plan Maestro de drenaje

para la Ciudad de La Paz

PLAN MAESTRO DE DRENAJE PLUVIAL PARA LA CIUDAD DE LA PAZ

Consideraciones para

velocidad y tirante

Coeficientes de

pérdida de energíaCRITERIOSDE DISEÑO

Fotografías

Resultados por Cuencas

INTRODUCCION

Objetivo

Planteamiento

Red Seleccionada

METODOLOGIA

RESULTADOS

Conclusiones

Esquema del Modelo

Estudio del comportamiento hidráulico de

la red de drenaje pluvial de la Ciudad de

La Paz para condiciones de flujo persis-

tente y de flujo de diseño (crecidas).

Objetivo

Planteamiento

Programa HEC – RAS 3.1.3 (Mayo 2005) (USACE)

• Armado de un plan de simulación

• Análisis de resultados y posterior presentación

Condiciones: - Flujo Persistente (Q10)

- Flujo de Diseño (Q25 y Q50)

- Régimen de flujo mixto

- Flujo permanente

•Cursos embovedados

•Cursos canalizados

•Cursos libres

Información Geométrica

Administración y Almacenamiento

Análisis Hidráulico

Reporte: Tablas y Gráficos

Evaluación

Choqueyapu

Orkojahuira

Zona Sur

Velocidades elevadas

Conclusiones

Cuenca Choqueyapu

• Velocidades max. (Qpersistente) = 10 – 15 [m/s]

• Velocidades prom. (Qpersistente) = 5 – 9 [m/s]

• Rio Choqueyapu: Incapacidad hidráulica en algunos sitios

• Cursos Secundarios: En general: capacidad hidráulica suficiente

• Tramos cortos con caídas elevadas: h < 2.0 m = 40 %

h [2 m – 2.5 m] = 40 %

h > 2.5 m = 20 %

Cuenca Orkojahuira

• Velocidades máx. (Qpersistente) = 12 [m/s]

• Velocidades prom. (Qpersistente) = 4.8 – 5.4 [m/s]

• Rio Orkojahuira: Capacidad hidráulica suficiente

• Cursos Secundarios: Capacidad hidráulica suficiente

Conclusiones Cuencas Zona Sur

• Las cuencas son similares hidráulicamente

• Cuencas semi-urbanas, gran cantidad de sedimentos

• Cuencas Irpavi y Huayñajahuira

- Velocidades máx. (Qpersistente) = 7 [m/s]

- Velocidades prom. (Qpersistente) = 2.3 – 4 [m/s]

- Insuficiencia hidráulica en algunos tramos

• Cuenca Achumani

- Velocidades máx. (Qpersistente) = 7 [m/s]

- Velocidades prom. (Qpersistente) = 3.9 – 5.5 [m/s]

- Insuficiencia hidráulica entre Col. Franco-Bol / Col Mil

- Parte media: acumulación sedimentos:

=> se recomienda estudio mediante

modelo físico

- Formación Ondas Pulsantes

Todas las Cuencas: predomina flujo supercrítico.

Fin