informe hidrologico

1. Introduccin.Ya sabiendo la necesidad de construir una carretera y fijada sus caractersticas, la elaboracin del proyecto es la etapa intermedia entre la planificacin y la construccin. En esta etapa se estudia diferentes alternativas del trazado de la ruta de la carretera y preparacin del proyecto propiamente dicho. El proceso de seleccin abarca desde la recopilacin y reconocimiento de planos a la localizacin de posibles fallas geolgicas o problemas de drenaje en la va. En este trabajo se analizar la mejor opcin para una carretera que une las comunidades de Cochapamba (2160 m.s.n.m.) y Cochapata (2680 m.s.n.m.) ubiucados en el Cantn Nabn. Se obtuvieron Cartografas del Instituto Geogrfico Militar a escala 1:50000 con curvas de nivel cada 40 metros.2. Objetivos

Elaborar distintas propuestas de rutas para el tramo de inters. Evaluar distintas alternativas de trazado propuestas, escogiendo la mejor opcin de acuerdo a los criterios de accesibilidad, facilidades en la construccin, caractersticas geolgicas de la ruta, cumplimiento con la normativa y por ultimo una evaluacin econmica de las rutas mediante rubros actualizados referente a la construccin.

3. Marco Terico.Evaluacin de rutas. Mtodo de Bruce.El mtodo de Bruce se basa en el concepto delongitud resistenteque es la comparacin entre la distancia real de la ruta y una distancia equivalente en terreno plano, teniendo en cuenta el mayor esfuerzo que realizan los vehculos subiendo cuestas muy empinadas y el mayor riesgo y desgaste de los frenos cuando se aventuran a bajarlas.El mtodo utiliza la frmula:

Donde:X0 Longitud virtualX Longitud real de la rutaK Coeficiente inverso del coeficiente de traccin (segn la capa de rodamiento)

Sumatoria de desniveles positivos ms el exceso de desniveles negativos comparados con la gradiente ptima.

TIPO DE SUPERFICIEVALOR DE K

Tierra21

Macadam32

Grava o Asfalto35

Concreto44

Tabla 3.1 Coeficiente inverso del coeficiente de traccin La evaluacin se realiza en los dos sentidos de circulacin a partir de una pendiente recomendada o especificada para la va.4. Criterios para el trazado.Con base en estudios anteriores de fotointerpretacin, geologa, planos topogrficos, ecologa e impacto ambiental, se plantean todas las posibles rutas, teniendo en cuenta los siguientes criterios:

Pendientes Admisibles.Se permitir el uso de pendientes desde el 0.5 % hasta el 10%. Aquellos tramos en los que la pendiente sea del 10%, la longitud de ellos no sern mayor a 3 km, siendo necesario incluir tramos de descanso en donde la pendiente sea menor.Accesibilidad.La ruta en lo posible debe estar cerca de carreteras bien sea que estn en uso o para construirse o caminos que se puedan adecuar como carreteras.Naturaleza del terreno.De la informacin recopilada se debe tener conocimiento de la naturaleza de los terrenos, con el fin de evitar que las posibles rutas pasen por terrenos con las siguientes caractersticas: Contactos litolgicos o de diferentes formaciones. Zonas muy rocosas o excesivamente accidentadas. Zonas inestables de media ladera. Terrenos de muy fuerte pendiente. Zonas hidrogrficas donde se presenten inundaciones, existan malos drenajes y de suelos con bajas capacidades portantes. Terrenos con alto grado de erosin. Terrenos de alta acidez y en proyectos donde se ha definido utilizar fundaciones tipo parrilla nicamente.

Cruces y Paralelismos.

En lo posible se deben evitar el cruzar frecuentemente vas frreas, autopistas, carreteras principales, redes elctricas de voltajes superiores a 33 kv.

Economa.

Todos los criterios mencionados anteriormente contribuyen directa o indirectamente a que un trazado sea ms econmico que otro. Se deber proyectar la va de manera que la misma minimice la cantidad de estructuras adicionales (por ejemplo puentes, alcantarillas, sub drenes, etc.), procurar no cruzar fallas, evitar rellenos o cortes excesivos de material, etc.

5. Descripcin de las Alternativas.A continuacin se realizar una descripcin detallada de cada ruta para poder ser verificada y estudiada con mayor detalle en los planos correspondientes, indicando los puntos obligados adems de las poblaciones servidas, nmero de ros y quebradas que atraviesa cada una de ellas.Ruta 1Caractersticas de la va.La primera ruta analizada consta de dos tramos principalmente. Se comienza la ruta descendiendo hasta Pucar y desde ah en adelante hasta nuestro destino, solo en ascenso. La mayor dificultad que se encontr es que la ruta cruza por varios ros siendo necesarios el uso de sistemas de drenaje desde alcantarillas hasta el uso de puentes de gran longitud. Cada una de estas caractersticas de la va se explicar en detalle ms adelante.La Tabla 5.1 muestra las caractersticas de cada uno de los tramos en donde existen cambios de pendiente. El grfico 5.1 muestra el perfil de la va trazada.Grfico 5.1 Perfil de la Va.

RUTAPUNTOSNOMBREABSCISASCOTASDESNIVELGRADIENTETRAMOLONGITUD

(m.)(msnm)(m.)%(m.)

1ACochapamba0+0002160

aLoma Raracapac2+0002040-120-6.00%A-a2000

bChuru Loma3+0002000-40-4.00%a-b1000

cRalcapo3+6661960-40-6.00%b-c667

dLoma Yarusacha4+6661920-40-4.00%c-d1000

e6+0001840-80-6.00%d-e1333

fLoma Pucar9+33320402006.00%e-f3333

gRio Udushapa10+5002080403.43%f-g1167

h11+1662120406.00%g-h667

i12+366224012010.00%h-i1200

jEl Rodeo13+3672280404.00%i-j1000

kLoma de Quingo14+2672320404.44%j-k900

lGuarango16+667256024010.00%k-l2400

MVillanueya17+6672640808.00%l-m1000

BCochapata19+1672680402.67%l-B1500

Tabla 5.1 Cambios de Pendiente de la Ruta trazada.Longitud virtual.La pendiente recomendada utilizada en el trabajo es del 4 % as como un coeficiente k de 44 teniendo en cuenta que la va ser construida de concreto. La tabla 5.2 muestra el resumen de los resultados del anlisis en los dos sentidos de la va.SentidoL. Virtual (m)

Cochapamaba-Cohapata59647

Cochapata-Cochapamba48207

Tabla 5.2 Longitud virtual de la Ruta.Comunidades Servidas.En el diseo de la ruta N 1, se trata de servir a los puntos principales tomados como inicial y final en el diseo de la misma, estos puntos ya mencionados son Cochapamba y Cochapata. Sin embargo estos no son los nicos puntos que la va une, en el trazado la ruta; pasa por las comunidades de: Pucar

Tardel

Cachipamba

Ralcapo

Hacienda San Agustn

El Rodeo

Guarango

Villanueya

Obras de drenaje.Se detalla la lista de las Quebradas que atraviesan las rutas, de tal manera que los datos sirvan como referencia para la construccin del drenaje menor.La tabla 5.3 muestra la ubicacin de las alcantarillas y puentes necesarios para el drenaje de la va.AbscisaNombreDrenaje Utilizado

0+800Quebrada sin nombreAlcantarilla

1+280Quebrada. TardelAlcantarilla

1+530Quebrada. MoliachiAlcantarilla



4+220Quebrada RastrillazoAlcantarilla

4+560Quebrada PedregalAlcantarilla



8+020Quebrada YunguillapambaPuente










17+470Quebrada CirchipircaAlcantarilla

Tabla 5.3 Drenaje de la va.En la ruta escogida sern necesarios dos puentes uno en la Quebrada Yunguillapamba por la gran magnitud de la cuenca el puente tendr una luz aproximada de 50 metros y otro que cruza el ro Udushapa con una luz aproximada de 200 metros.

Geologa.La mayor parte de Nabn est constituida por las formaciones Saraguro, Chinchillo y Tarqui. Sin embargo algunos tramos de la va pasan por estratos formados por otros materiales. En Nabn existen zonas propensas a derrumbes y fallas inferidas. Afortunadamente la va no pasa por fallas pero si por zonas de derrumbes. La Tabla 5.4 resume las formaciones encontradas y otras observaciones relevantes, cada una con su respectiva abscisaFormacin/ObservacinAbscisa

Toba Rioltica y Capa de sedimento0+000-1+333

Zona de derrumbe3+910 - 4+800

Formacin Chinchillo y Capa de lutita Negra6+460 - 6+490

Deposito coluvial7+790 - 8+420

Zona de derrumbe11+140-11+500

Tobas aglomerados diatomita lutita arenisca conglomerado Toba18+520-18+970

Contacto Geolgico Formacin Tarqui y Formacin Saraguro 10+330-10+410

Tabla 5.4 Geologa de la zona

Figura 5.1 Geologa de Nabn.

Subdrenes.Para el anlisis de Subdrenes en la va es recomendada una visita a campo para conocer con ms detalles las caractersticas del terreno. No se dispone de datos sobre humedad en el terreno, o posicin de nivel fretico por lo que no puede ser analizado. Sin embargo en el presupuesto que se utiliz como referencia para el clculo de la va si considera este rubro por lo que no se est obviando del todo.Costo aproximado de la va.Se obtuvieron datos de costos aproximados de carreteras en lugares cercanos al de estudio, para obtener un valor por Kilmetro de carretera a construir. Se realiz el mismo procedimiento para los puentes necesarios en la ruta. La Tabla 5.5 muestra los valores que se obtuvieron.EstructuraCosto

Kilmetro de carretera260000

Puente de 50 m de luz155000


Tabla 5.5 Costos unitariosSe utilizar tubera de 1200 mm para la construccin de alcantarillas cada 300 metros de va. Se necesitar un total de 64 alcantarillas de este dimetro de longitud 12 metros (aproximado).Para la construccin de alcantarillas que crucen quebradas se usar tubera de 1600 mm. Se necesita construir 19 alcantarillas que de igual forma se les estima de 12 metros de longitud.Costo unitario de alcantarillas por longitud de 12 metros

TipoDimetro (mm)Costo Unitario

Quebradas160010899.70142

Alcantarillas adicionales120010671.30506

Tabla 5.6 Costo unitario de alcantarillas.Con esto se tiene un costo final de la carretera de aproximadamente 8328415.45 dlares.

Figura 5.2 Trazado Ruta 1

Ruta 2Caractersticas de la va.La segunda ruta analizada est constituida por tres tramos. La ruta empieza en ascenso por Pucar, bordeando la comunidad de Chacapata hasta llegar a la Loma Pauta, en donde se produce un descenso por los bordes de las lomas La Punta y Yunguilla hacia el ro Udushapa en donde se produce un nuevo ascenso hacia la destino Cochapata bordeando las lomas Garosario y amarn. La va atraviesa varios ros a lo largo de su desarrollo, donde la ubicacin de puentes y alcantarillas se detallan en el presente anlisis de la ruta. En la Tabla 5.6 se detallan las caractersticas de cada tramo, los cambios de pendiente y la presencia de puntos altos y bajos a lo largo de la ruta. En la Grafico 5.2 se presenta un esquema del perfil de la ruta.

Grfico 5.2 Perfil de la Va.

RUTAPUNTOSNOMBREABSCISASCOTASDESNIVELGRADIENTETRAMOLONGITUD

(m)(m.s.n.m.)(m)%(m)

2ACochapamba0+000.0002160

a1+999.00022801206.00%A - a1999.00

b4+499.00024802008.00%a - b2500.00

cLoma Pauta7+163.00026401606.01%b - c2664.00

dLoma Yunguilla9+830.0002480-1606.00%c - d2667.00

e13+329.0002200-2808.00%d - e3499.00

f14+461.0002280807.07%e - f1132.00

gLoma Garosario16+062.00024401609.99%f - g1601.00

hLoma La Vega17+062.0002480404.00%g - h1000.00

i18+662.000264016010.00%h - i1600.00

B19+329.0002680406.00%i - B667.00

Tabla 5.6 Cambios de Pendiente de la Ruta trazada.Longitud virtualLa pendiente recomendada utilizada en el trabajo es del 4 % as como un coeficiente k de 44 teniendo en cuenta que la va ser construida de concreto. La tabla 5.7 muestra el resumen de los resultados del anlisis en los dos sentidos de la va.SENTIDOL. VIRTUAL (M)

Cochapamaba-Cohapata70145

Cochapata-Cochapamba57795

Tabla 5.7 Longitud virtual de la Ruta. Comunidades ServidasLas principales comunidades que la va trazada sirve son las de origen y destino, correspondientes a las comunidades de Cochapamba y Cochapata, sin embargo la ruta sirve a otras comunidades a lo largo de su trazado, considerando un radio de 500 m alrededor de la va, las comunidades que la ruta trazada sirve son: Pucar Jos Serrano Esther Ullauri Chacapata Obispillo Luis Maldonado Oashapa Cruzpamba Udushupa Canseco Guaguallana amarn Manuel Arizaga Guallarita

Obras de drenajeSe detalla la lista de las Quebradas que atraviesan las rutas, de tal manera que los datos sirvan como referencia para la construccin del drenaje menor.La tabla 5.8 muestra la ubicacin de las alcantarillas y puentes necesarios para el drenaje de la va.AbscisaNombreDrenaje Utilizado

1+500.000Quebrada sin nombreAlcantarilla





5+100.000Quebrada sin nombrePuente


7+500.000Quebrada ManabAlcantarilla








13+329.000Rio UdushapaPuente

14+000.000Quebrada CansecoPuente



16+100.000Quebrada SaucoAlcantarilla


16+900.000Quebrada Canal HuaycuPuente

19+329.000Quebrada GulahuarcuAlcantarilla

Tabla 5.8 Drenaje de la va.En la ruta trazada sern necesarios cuatro puentes. El primer puente atraviesa una quebrada que no posee nombre pero presenta una cuenca considerable para la ubicacin del puente. El segundo puente atraviesa el ro Udushupa, el cual tiene una luz aproximada de 130 metros. El tercer puente atraviesa la quebrada Canseco y l cuarto puente atraviesa la quebrada Canal Huaycu. GeologaComo se mencion anteriormente, la mayor parte de Nabn est constituida por las formaciones Saraguro, Chinchillo y Tarqui, sin embargo algunos tramos de la va pasan por estratos formados por otros materiales. En Nabn existen zonas propensas a derrumbes y fallas inferidas. La va trazada no atraviesa zonas de fallas que afecten la ruta. La Tabla 5.9 resume las formaciones encontradas y otras observaciones relevantes, cada una con su respectiva abscisa

Formacin/ObservacinAbscisa

Formacin Tarqui, piroclastos riodaciticos0+000 - 4+200

Formacin Zamora, esquistos, cuarcitas4+200 - 5+500


Formacin Zamora, esquistos, cuarcitas8+900 - 10+200




Costo aproximado de la vaSe obtuvieron datos de costos aproximados de carreteras en lugares cercanos al de estudio, para obtener un valor por Kilmetro de carretera a construir. Se realiz el mismo procedimiento para los puentes necesarios en la ruta. La Tabla 5.10 muestra los valores que se obtuvieron.ESTRUCTURACOSTO




Tabla 5.5 Costos unitariosCon esto se tiene un costo final de la carretera de aproximadamente $ 7008540.00 dlares.Figura 5.4 Trazado Ruta 2

Ruta 3Caractersticas de la va.La tercera ruta analizada consta de 2 tramos aunque al inicio tiene un ascenso de 1 km 200m por lo que no se considera un tramo importante por la distancia, hasta la salida de Pucara, donde empieza a descender por 9 km hasta llegar a la loma de Pucara, donde despus de un puente empieza el ascenso hasta llegar al destino Cochapata, por esta alternativa se cruza varias veces por ros y quebradas teniendo la necesidad de puentes y obras de drenajes, detalladas ms adelante. En la FIGURA 5.6 Se detalla en perfil de cambios de pendientes de la tercera alternativa: TABLA 5.6 Datos de los diferentes cambios la ruta del trazadoGrfico 5.6 Perfil de la Va.

RUTAPUNTOSNOMBRESABSCISASCOTASGRADIENTETRAMOLONGITUD

(m)(m.s.n.m.)%(m)

3ACOCHAMBA0+000,002160

aSHILA1+201,46228010%A - a1201,46

bCACHIPAMBA3+602,562080-10%a -b2401,10

cRALCAPO4+102,562040-8%b - c500,00

d9+430,451920-6%c - d 5327,89

P19+545,311920PUENTE114,86

e9+947,10196010%d - e401,79

f10+346,261920-10%e - f399,16

P210+474,681920Puente128,42

g11+137,99196010f - g663,31

hGUALLARITA, SUCHE11+536,71200010%g - h398,72

P311+646,312000PUENTE109,59

iCOCHAPATA20+996,26272010%h - B9349,95

Tabla 5.6 Cambios de Pendiente de la Ruta trazada.

Longitud virtualTomando las mismas consideraciones de las otras alternativas y realizando el mismo `procedimiento para el clculo de la longitud virtual se obtuvo:SENTIDOL. VIRTUAL (M)

Cochapamaba-Cohapata62285,86

Cochapata-Cochapamba40813,94

Tabla 5.7 Longitud virtual de la Ruta. Comunidades ServidasLas comunidades que estn cerca de la alternativa, es decir a menos de 500 m y podran sacar provecho de la via son: Cochapamba Pucara Tardel Shila Cachipamba Ralcapo Guallarita Suche Cochapata

Obras de drenajeA continuacin de detalla la abscisa donde se tiene que hacer el estudio para colocar obras de drenajes como alcantarillas o incluso puentes.AbscisaNombreDrenaje Utilizado


2+184.500Quebrada TardelAlcantarilla

2+597.960Quebrada MolicachiAlcantarilla



4+930.930Quebrada RasimilazoPuente

5+223.180Quebrada PedregalAlcantarilla


8+186.970Quebrada YunguillapambaAlcantarilla


9+500.000Rio LeonPuente




15+723.230Quebrada GuishalidaAlcantarilla







Tabla 5.8 Drenaje de la va.GeologaA continuacin la tabla resume de la geologa de la tercera alternativa.

Formacin/ObservacinAbscisa

Formacin Tarqui, piroclastos riodaciticos0+000-3+843.55

Formacin Zamora, esquistos, cuarcitas3+843.5-14+700

Formacin Tarqui, piroclastos riodaciticos14+700-20+996.3



Costo aproximado de la vaCon el mismo criterio de las anteriores alternativas se obtuvo lo costos totales de la via teniendo en cuenta que los puentes sern de menor tamao despus de hacer una visita en campo, y obteniendo la longitud real de la cartera con un promedio entre las dos longitudes virtuales.ESTRUCTURACOSTO




Tabla 5.5 Costos unitarios

Como los costos para el alcantarillado de pende de otros factores se tomara los mismos costos analizados en la primera alternativa para hacer una aproximacin inicial.Con esto se tiene un costo final de la carretera de aproximadamente $ 64976683.02 dlares.Figura 5.4 Trazado Ruta 2

informe hidrologico

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