Estudio hidrologuico

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DISEÑO DE OBRA DE DRENAJE VIAL
1.- Definir al caudal hidrológico al 1% en el punto de control
Para definir el caudal para un periodo de retorne de 100 años se procedió a utilizar el caudal obtenido con la formula regional. De donde:
i=K*TrmTcn*Pmax 24hrs

  | 5<tc<36 | 36<tc<120 |
k= | 1.12 | 2.4 |
m= | 0.151 | 0.151 |
n= | 0.275 | 0.488 |

El tiempo de concentraciónobtenido por promedio de las fórmulas de Kirpich es de 9.30 min
Tc=9.30 min
i1%=1.12*1000.1519.300.275*74.726
i1%=64.17 mm/hr
i1%=1.07 mm/min

Datos:
* I1%=1.07 mm/min (formula regional)
* A=0.791 Km2
* C=0.51

Q1%=16.67*0.51*1.07*0.791
Q1%=7.19 m3/seg

2.- Establecer la distribución probabilística de los caudales en el punto de control

Caudales | Coeficiente de Paso |Q5= | 0.29*Q100 |
Q10= | 0.43*Q100 |
Q20= | 0.55*Q100 |
Q50= | 0.85*Q100 |

Anos | Probabilidad | Caudal |
5 | 20 | Q5= | 2.0851 | m3/seg |
10 | 10 | Q10= | 3.0917 | m3/seg |
20 | 5 | Q20= | 3.9545 | m3/seg |
50 | 2 | Q50= | 6.1115 | m3/seg |
100 | 1 | Q100= | 7.19 | m3/seg |

3.- Seleccionar el caudal hidrológico para el diseño (N=5 años y N=10 años)
Caudal para N=5 añosQ5=0.29*Q100
Q5=0.29*7.19
Q5=2.08 m3/seg
Caudal para N=10 años
Q10=0.43*Q100
Q10=0.43*7.19
Q10=3.09 m3/seg
Caudal hidrológico de diseño para un periodo de retorno de 10 anos = 3.09 m3/seg
Se escogió un caudal para una probabilidad de 10 anos, ya que para diseños de drenaje vial este dato se acerca con mucha precisión para una creciente máxima, la cual se espera que ocurra dentro de 10anos.
4.- Calcular el caudal hidráulico considerando un elemento de drenaje de sección circular de hormigón, trabajando sin presión, con entrada libre.

Caudal hidráulico=Q20
Caudal hidráulico=3.95 m3/seg
Se asume el caudal hidráulico para una probabilidad del 5%, ya que se va a tener un cierto rango de seguridad en el caso de una venida máxima, y porque el caudal hidráulico debe ser mayor alcaudal hidrológico para que la sección trabaje a sección parcialmente llena.
Los sistemas de drenaje vial circular trabajan a sección parcialmente llena, ya que el caudal nunca es constante, con lo cual se provoca una variación en el flujo, que a su vez hace variar el área transversal del líquido y la velocidad de éste. Para el cálculo de las tuberías que trabajan a sección parcialmente llena, sehan relacionado los términos de la sección totalmente llena, con los de la sección parcialmente llena, con el fin de facilitar y agilizar de alguna manera los resultados de velocidad, área, caudal, perímetro mojado y radio hidráulico.
El tirante o altura crítica debe cumplir la relación:
0.10<dD<0.80
5.- Dimensionar el diámetro de la sección transversal del elemento propuesto.Q=1.425*D52
3.95=1.425*D52
D=1.50 m
En la selección del tipo de alcantarilla intervienen la funcionalidad hidráulica y estructural, así como el aspecto económico, y está relacionada con los siguientes factores: altura del terraplén, forma de la sección del cruce, características del subsuelo, materiales disponibles en la zona y tipificación de las estructuras y sus dimensiones.
Para el diseño denuestra obra de drenaje escogimos una tubería corrugada de polietileno de alta densidad (HDPE), cuyo coeficiente de Manning es de 0.012 y cuyos diámetros comerciales son los mostrados a continuación:

Asumimos diámetro comercial de 1.50 m

6.- Establecer la pendiente mínima necesaria
Datos:
* D=1.50 m
* N= 0.012 (coeficiente de Manning)

I=6.1077*D*n20.2946*D43I=6.1077*1.5*0.01220.2946*1.543
I=0.0039
I=0.39%
Para evitar la sedimentación en épocas de estiaje se propone que la pendiente mínima necesaria sea de 0.4%, para que garantice una auto limpieza de la tubería y para facilitar el sistema constructivo.
Asumo pendiente de 0.40%

7.- Comprobar el criterio de diseño que caudal hidráulico> caudal hidrológico
Vel crítica=2.471*D12
Vel crítica=2.471*1.512
Vel...
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