CUADRO Nº 01

PROYECTO :
“CREACION DEL SERVICIO DE PROTECCION EN EL MARGEN IZQUIERDO DEL RIO PUCHKA EN LA
LOCALIDAD DE MASIN, DISTRITO DE MASIN – HUARI - ANCASH”

LUGAR RIO PUCHKA PROVINCIA HUARI

DISTRITO MASIN REGION ANCASH

PENDIENTE DEL CURSO PRINCIPAL

VISTA LONGITUDINAL

METODO DE TAYLOR SCHWARTZ

LONGITUD LONGITUD
TRAMO COTA DESNIVEL S 1 / √S
PARCIAL ACUMULADA
0 2500 0.00
1 2550 3540.00 1000.00 50 0.0500 4.4721
2 2600 3540.00 4540.00 50 0.0141 8.4215
3 2650 3540.00 8080.00 50 0.0141 8.4215
4 2700 3540.00 11620.00 50 0.0141 8.4215
5 2750 3540.00 15160.00 50 0.0141 8.4215
6 2800 3540.00 18700.00 50 0.0141 8.4215
7 2850 3540.00 22240.00 50 0.0141 8.4215
8 2900 3540.00 25780.00 50 0.0141 8.4215
9 2950 3540.00 29320.00 50 0.0141 8.4215
10 3000 3540.00 32860.00 50 0.0141 8.4215
11 3050 3540.00 36400.00 50 0.0141 8.4215
12 3100 3540.00 39940.00 50 0.0141 8.4215
13 3150 3540.00 43480.00 50 0.0141 8.4215
14 3200 3540.00 47020.00 50 0.0141 8.4215
15 3250 3540.00 50560.00 50 0.0141 8.4215
16 3300 3540.00 54100.00 50 0.0141 8.4215
17 3350 3540.00 57640.00 50 0.0141 8.4215
18 3400 3540.00 61180.00 50 0.0141 8.4215
19 3450 3540.00 64720.00 50 0.0141 8.4215
20 3500 3540.00 68260.00 50 0.0141 8.4215
21 3550 3540.00 71800.00 50 0.0141 8.4215
22 3600 3540.00 75340.00 50 0.0141 8.4215
23 3650 3540.00 78880.00 50 0.0141 8.4215
24 3700 3540.00 82420.00 50 0.0141 8.4215
25 3750 3540.00 85960.00 50 0.0141 8.4215
26 3800 3540.00 89500.00 50 0.0141 8.4215
27 3850 3540.00 93040.00 50 0.0141 8.4215
28 3900 3540.00 96580.00 50 0.0141 8.4215
29 3950 3540.00 100120.00 50 0.0141 8.4215
30 4000 3540.00 103660.00 50 0.0141 8.4215

Total 248.6956
PENDIENTE MEDIA (%) 1.45
TAYLOR SCHWARZ (%) 1.46
 CUADRO Nº 02

PARAMETROS GEOMORFOLOGICOS DE LA CUENCA

PROYECTO :
“CREACION DEL SERVICIO DE PROTECCION EN EL MARGEN IZQUIERDO DEL RIO PUCHKA EN LA
LOCALIDAD DE MASIN, DISTRITO DE MASIN – HUARI - ANCASH”

LUGAR RIO PUCHKA PROVINCIA HUARI

DISTRITO MASIN REGION ANCASH

H - 01

CODIGO HIDROLOGICO INTERNO IMAGEN SATELITAL

CUENCA
PARAMETROS UND NOMENGLATURA
RIO PUCHKA
Superficie total de la cuenca Km² Area cuenca 1365.25
Perímetro Km. P 197.15
RELACIONES DE FORMA

1/2
Coeficiente de Compacidad 1 Kc = 0.28 P / (At) 1.51
FACTOR DE
CUENCA

Longitud (// al curso más largo) Km. LB 79.57

FACTOR

FORMA
DE

Ancho Medio Km. AM = Area cuenca/ LB 17.16

Factor de Forma 1 Ff = AM / LB 0.22
1/2
Lado Mayor Km. L = Kc*(pi*A) /2*(1+(1-4/pi*Kc²)) 70.88
RECTANGULO EQUIVALENTE
Lado Menor Km. B= At / L 19.26
Desnivel total de la cuenca m.s.n.m. Ht 1500.00
Altura media de la cuenca m.s.n.m. Hm 3250.00
Pendiente de la cuenca ( Sist. del Rectangulo Equivalente) % Ip =100 * Ht / B 7.79
Pendiente media de los cauces de los ríos Taylor - Schwarz % Ic 1.46
Pendiente media de los cauces de los ríos % Im 1.45
 GRAFICO Nº 01
PENDIENTE DEL RIO A LO LARGO DE LA SUB CUENCA RIO PUCHKA
4,100

4,000

3,900

3,800

3,700

3,600
(m.s.n.m.)

3,500

3,400

3,300
C O T A

3,200

3,100
S = 1.45 %
3,000

2,900

2,800
S =1.46 %
2,700

2,600

2,500

2,400
+0

5+000

10+000

15+000

20+000

25+000

30+000

35+000

40+000

45+000

50+000

55+000

60+000

65+000

70+000

75+000

80+000

85+000

90+000

95+000

100+000

105+000

110+000
PERFIL DEL CAUCE PENDIENTE
L O NMEDIA
G I T U D TAYLOR
(m) SCHWARZ
 CUADRO Nº 03

CALCULO DEL TIEMPO DE CONCENTRACIÓN

Tiempo requerido para que el agua fluya desde el punto mas distante de la cuenca, hasta la boca de descarga
CARACTERISTICAS DE LA CUENCA
L : 79.57 Longitud de cauce principal (Km)
H : 1500.00 Diferencia de Cotas (m)
S : 0.08 Pendiente de la cuenca (m/m)
A : 1365.25 Area (Km2)

I.- FORMULA DE KIRPICH

L0.77
Tc  0.06628
S 0.385
L = 79.57 Distancia mas lejana aportante al canal de desviación o cauce principal (Km)
H = 0.08 Diferencia de nivel, entre la salida de la cuenca y el punto hidráulicamente mas alejado(m).
Tc= 5.15 Hr

II.- FORMULA DE R. TEMEZ

0 . 75
 L 
Tc  0 . 30  0 .25 
S 
L = 79.57 Longitud de cauce principal (Km)
S = 0.08 Pendiente media del tramo (m/m)
Tc= 8.38 Hr

III.- FORMULA DE LA SOIL CONSERVATION SERVICE OF CALIFORNIA

0.385
  L3 
Tc   0.871  

 H 
H = 1500.00 Diferencia de Cotas (m)
L = 79.57 Longitud de cauce principal (Km)
Tc = 8.90 Hr

EVALUACIÓN DE RESULTADOS

Método Tc (Hora)
Formula de Kirpich 5.15 hr
Formula de R. Temez 8.38 hr
Soil Conservation service of Califormia 8.90 hr
Promedio 7.48 hr

Tc (Asumido) >>>>>>>>>>>>> 7.48 hr

 CUADRO Nº 25

SECCION ESTABLE O SECCION DE EQUILIBRIO

I .- METODO DE PETITS
B = 4.44 Q0.5 Periodo de Retorno Caudal (m³/s) Ancho Estable
Q = Caudal de Diseño 25 80.97 39.95
B = Ancho Estable del Cauce (m) 50 116.45 47.91
100 151.01 54.56
200 198.71 62.59
500 263.89 72.13

II .- METODO DE SIMONS Y HENDERSON

B = K1 Q1/2
Q = Caudal de Diseño Periodo de Retorno Caudal (m³/s) Ancho Estable
B = Ancho Estable del Cauce (m) 25 80.97 26.10
K₁ = Coeficiente de fondo de río 50 116.45 31.29
100 151.01 35.64
K₁ = 2.90 200 198.71 40.88
500 263.89 47.11

I .- METODO DE LACEY
B = 1.8 Q0.5
Q = Caudal de Diseño Periodo de Retorno Caudal (m³/s) Ancho Estable
B = Ancho Estable del Cauce (m) 25 80.97 16.20
50 116.45 19.42
100 151.01 22.12
200 198.71 25.37
500 263.89 29.24

III .- METODO DE BLENCH - ALTUNIN

Fb = Fbo(1+0.012C)
1/2
Fbo = 60.1 Dm Periodo de Retorno Caudal (m³/s) Ancho Estable
1/2
B = 1.81(Q Fb/Fs) 25 80.97 26.60
Q = Caudal de Diseño (m3/s) 50 116.45 31.90
Fb = Factor de fondo de cauce del Rio (Tabla) 100 151.01 36.32
Fs = Factor de Orilla de cauce de Rio (Tabla) 200 198.71 41.67
500 263.89 48.01

EVALUACIÓN DE RESULTADOS

Método de Simons y Método de Blench -

Periodo Método de Petits Método de Lacey
Hederson Altunin
25 39.95 26.10 16.20 26.60
50 47.91 31.29 19.42 31.90
100 54.56 35.64 22.12 36.32
200 62.59 40.88 25.37 41.67
500 72.13 47.11 29.24 48.01

B (Asumido para un periodo de 100 años) 22.00 m. (*)

(*).- Teniendo en cuenta la topografía del terreno y la sección disponible del lecho de río se ha estimado un ancho
estable de 22.00m.
 CUADRO Nº 26

DISTRIBUCION GRANULOMETRICA DEL MATERIAL DEL LECHO DEL RIO PUCHKA(EMS)

Peso seco incial : 21,481.60 gramos

Peso lavado seco : 1,966.65 gramos

ABERTURA MATERIAL RETENIDO PORCENTAJE ACUMULADOS

MALLA
(mm) GRAMOS % RETENIDO % QUE PASA
2 1/2" 76.200 4,981.20 23.2 23.2 76.81
2" 50.800 8,183.80 38.1 61.3 38.71
1 1/2" 38.100 1,593.20 7.4 68.7 31.30
1" 25.400 1,149.90 5.4 74.1 25.95
3/4" 19.050 546.60 2.5 76.6 23.40
3/8" 9.250 937.40 4.4 81.0 19.04
Nº 4 4.750 518.80 2.4 83.4 16.62
Nº 10 2.000 406.32 1.9 85.3 14.73
Nº 20 0.850 383.50 1.8 87.1 12.95
Nº 40 0.425 345.12 1.6 88.7 11.34
Nº 80 0.180 349.62 1.6 90.3 9.71
Nº 100 0.150 38.94 0.2 90.5 9.53
Nº 200 0.075 80.55 0.4 90.8 9.16
FONDO 0.010 1,966.65 9.2 100.0

Dm (mm) : 58.327
asumido : 60.000

Asumiremos un Dm = 60.00 mm.

 CUADRO Nº 27
CALCULO DE LA SOCAVACION GENERAL EN EL RIO PUCHKA (METODO DE BLENCH)

Darena (mm) 60.00 asumido

CAUDAL PERIODO DE CAUDAL ANCHO ANCHO qz dzo dzo d Zg

3 3 3 Fbo
(m /s) RETORNO (p /s) SUPERIOR (m) SUPERIOR (Pies) (pies /segxpie) (pies) (m) (m) (m)

80.97 25 2,857 47.94 157.24 18.17 13.63 2.89 0.88 2.59 -1.71

116.45 50 4,109 48.58 159.34 25.79 13.63 3.65 1.11 2.88 -1.76

151.01 100 5,329 49.56 162.56 32.78 13.63 4.29 1.31 3.31 -2.00

198.71 200 7,012 50.38 165.25 42.43 13.63 5.09 1.55 3.66 -2.11
263.89 500 9,312 51.58 169.18 55.04 13.63 6.06 1.85 4.17 -2.32
.
 CUADRO Nº 28

CALCULO DE LA SOCAVACION GENERAL EN EL RIO PUCHKA (METODO DE LISCHTVAN - LEVEDIEV)

Coef. Rugosidad (n) : 0.045 Diámetro medio (mm) : 60.00

Pendiente del río (S) : 0.002 % Caudal de diseño : 100%
x : 0.29
1/(1+x) : 0.78

Suelos no Cohesivos Suelos Cohesivos

a = Q/(t5/3B µ) ts=((a t5/3)/(0.68 D0.28 ß))1/(x+1) ts=((a t )/(0.60 w1.18 ß))1/(x+1)
5/3

Coeficiente de Socavación
Periodo de Caudal Ancho Superior Ho Hs
3 Contracción a β General
Retorno (Años) (m /s) (m) (m) (m)
(µ) (m)
25 80.97 47.94 0.97 2.59 0.36 0.95 0.89 -1.71
50 116.45 48.58 0.97 2.88 0.42 0.97 1.14 -1.73
100 151.01 49.56 0.97 3.31 0.43 1.00 1.35 -1.95
200 198.71 50.38 0.97 3.66 0.47 1.02 1.63 -2.03
500 263.89 51.58 0.97 4.17 0.49 1.05 1.95 -2.22
 CUADRO Nº 29

CALCULO DE LA SOCAVACION LOCAL MARGEN IZQUIERDO EN EL RIO PUCHKA (

METODO DE ARTAMONOV)

SOCAVACION LOCAL EN EL RIO (m)

ANCHO DEL RIO (m) Caudales en m3/s
80.97 116.45 151.01 198.71 263.89
Tirante Yo (m) 2.593 2.877 3.305 3.658 4.166
22.00 1.54 1.71 1.96 2.17 2.48

1).- Coeficiente de corrección por el angulo que forma el eje del rio con la corriente

     

P 0.84 0.94 1.00 1.07 1.188
P 1.00

2).- Coeficiente de corrección que depende de la relación entre Q1/Q

Caudal (m3/s) 80.97 116.45 151.01 198.71 263.89

Area hidraulica (m2) 124.31 139.75 163.80 184.29 214.87
Area Ocupada por el 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Velocidades (m/s) 0.65 0.83 0.92 1.08 1.23
0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

VALORES DE (Pq)
Caudales en m3/s
Ancho del Rio
80.970 116.450 151.010 198.710 263.890
22.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00

Q1/Q 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80

Pq 2.00 2.65 3.22 3.45 3.67 3.87 4.06 4.20

3).- Ceficiente que toma en cuenta el talud k, que tienen los lados del estribo

Talud 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0

Pk 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5

Talud= 1.00
Pk= 0.79

CUADRO Nº 29(a)

CALCULO DE LA SOCAVACION TOTAL AL PIE DE LA ESTRUCTURA DE PROTECCION

RIO PUCHKA- SECTOR MASIN

ANCHO SOCAVACION TOTAL DE LOS MARGENES (m)

ESTABLE DEL Caudales en m3/s
Tipo de Socavación
RIO
80.97 116.45 151.01 198.71 263.89
(m)
22.00 General (Lischtvan-Levediev) -1.71 -1.73 -1.95 -2.03 -2.22
22.00 Local (Artamonov) 1.54 1.71 1.96 2.17 2.48
Total -0.17 -0.02 0.01 0.14 0.26
 CUADRO Nº 30
RIESGO DE FALLA DE LA ESTRUCTURA PARA CAUDALES MAXIMOS DEL RIO PUCHKA (METODO
PROBABILISTICO)

Vida útil de la La Obra= 100 Años

PERIODO DE RETORNO VIDA UTIL DE LA RIESGO DE FALLA DE LA ESTRUCTURA CAUDAL MAXIMO

3
(AÑOS) ESTRUCTURA (AÑOS) EN SU VIDA UTIL INSTANTANEO (m /s)

25 100 98 80.97

50 100 87 116.45

100 100 63 151.01

200 100 39 198.71

500 100 18 263.89
 CUADRO Nº 31

CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA SECCION DEL RIO PUCHKA CON ESTRUCTURA CONSTRUIDA

RADIO ANCHO
CAUDAL TIRANTE DEL COTA FONDO COTA NIVEL DE PERIMETRO AREA NUMERO DE Tirante
HIDRAULICO SUPERIOR VELOCIDAD (m/s)
(m3/s) RIO (m) (msnm) AGUA (msnm) (m) (m2) FROUDE Prom.(Ho)
(m) (m)

80.97 2.470 2,500.000 2,502.470 40.81 124.31 3.046 47.94 0.65 0.129 2.59
116.45 2.790 2,500.000 2,502.790 41.72 139.75 3.350 48.58 0.83 0.157 2.88
151.01 3.280 2,500.000 2,503.280 43.11 163.80 3.800 49.56 0.92 0.162 3.31
198.71 3.690 2,500.000 2,503.690 44.27 184.29 4.163 50.38 1.08 0.180 3.66
263.89 4.290 2,500.000 2,504.290 45.96 214.87 4.675 51.58 1.23 0.192 4.17
 CUADRO Nº 32

CALCULO DE LA CAPACIDAD DE ARRASTRE DEL RIO PUCHKA

FUERZA TRACTIVA
El esfuerzo de Corte sobre el fondo del Cauce corresponde a la condicion y = 0 y
constituye su valor máximo, en una sección Transversal de forma cualquiera el
esfuerzo de corte sobre el fondo es: t0  g  RS
Donde
t0 = Representa la fuerza actuante, la fuerza unitaria que ejerce el flujo sobre el
fondo. Es la fuerza tractiva o tractiz, su accion explica la existencia de un
lecho movil
g Peso espesífico del fluido
R= Radio medio hidráulico
S= Pendiente del tramo considerado.
Ademas sabemos que el cortante crítico obtienido por Meyer Peter y Muller es:

t c  0.047  (g S  g )  d

Para que se inicie el arrastre debe cumplir que esfuerzo de corte debe ser mayor
al esfuerzo de corte crítico.
Si consideramos para un movimiento inminente el esfuerzo de corte será igual al
esfuerzo de corte crítico.
t0 = tc
Igualando las dos ecuaciones tendremos: g  R  S  0.047  (g S  g )  d
Remplazando los valores tendremos:
Datos:
S= 0.002 m/m
3
gs = 2550 kg/m
3
g 1000 kg/m
d= 0.027454 R
Sustituyendo los valores del radio medio hidráulico se calcula el diámetro de
arrastre en el río, considerado.
Los resultados se presentan para diferentes caudales de diseño en el siguiente
Cuadro y Gráfico que se presentan a continuación.

CAPACIDAD DE ARRASTRE DEL RIO PUCHKA

Periodo de
Q (m3/s) A (m2) P (m) R (m) F. Tra. (Kg/m2) d (cm)
Retorno (Años)

25 80.97 124.31 40.81 3.05 6.09 8.36

50 116.45 139.75 41.72 3.35 6.70 9.20
100 151.01 163.80 43.11 3.80 7.60 10.43
200 198.71 184.29 44.27 4.16 8.33 11.43
500 263.89 214.87 45.96 4.67 9.35 12.83
 GRAFICO N° 11
CAPACIDAD DE ARRASTRE DEL RIO PUCHKA
DIAMETRO VS DESCARGA DE AGUA

DIAMETRO VS DESCARGA DE AGUA

13.00
12.50
12.00
11.50
11.00
D (cm)

10.50
10.00
9.50
9.00
8.50
8.00
0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00

Q (M3/S)
 CUADRO Nº 33

CALCULO DEL GASTO SOLIDO DE FONDO EN EL RIO PUCHKA

dm=d50 = 60.00 mm. S = 0.002 gs = 2550.00 kg/m3

guSY t 
1/ 3
Periodo de Coef. g  1 " Ancho B
3 2
P (m) R (m) V (m/s) Coef. Ks Coef. Kr 0.25 *   f Tf (Kg/s) Tf (m3/s)
Retorno (Años) Q (m /s) A (m ) g s" d g  g s" d
Rizos u (m)

25 80.97 124.31 40.81 3.05 0.65 6.93 33.56 0.09 0.11 0.0126 10.22 40.815 686.4 0.27
50 116.45 139.75 41.72 3.35 0.83 8.32 33.56 0.12 0.11 0.0126 10.94 41.72 751.07 0.29
100 151.01 163.80 43.11 3.80 0.92 8.47 33.56 0.13 0.11 0.0126 11.33 43.106 803.59 0.32
200 198.71 184.29 44.27 4.16 1.08 9.32 33.56 0.15 0.11 0.0126 12.08 44.265 879.36 0.34
500 263.89 214.87 45.96 4.67 1.23 9.82 33.56 0.16 0.12 0.0126 12.86 45.962 972.17 0.38
Para su cálculo se uso la formula de Meyer - Peter y Muller.
 GRAFICO N° 12
CURVA DE TRANSPORTE SÓLIDO DE FONDO

TRANSPORTE SOLIDO DE FONDO VS DESCARGA DE AGUA

0.65
0.55
0.45
Tf (m3/s)

0.35
0.25
0.15
0.05
-0.05 0 50 100 150 200 250 300

Q (m3/S)
 CUADRO Nº 34

CALCULO DE LA RUGOSIDAD DEL CAUCE DEL RIO PUCHKA

La siguiente tabla nos muestra los distinto valores de "n" que se adoptaran:

VALOR DE n
COWAN= 0.040
SCOBEY= 0.045
n Asumido= 0.045

SEGUN COWAN:
Cowan desarrollo un procedimiento para estimar el valor de n , mediante este procedimiento, el valor de n puede calcularse por :

n = (no + n1 + n2 + n3 + n4 ) n5

donde n0 es un valor básico de n para el canal recto, uniforme y liso en los materiales naturales involucrados, n 1 es un valor que debe agregarse al n0 para corregir el
efecto de las rugosidades superficiales, n2 es un valor para considerar las variaciones en forma y tamaño de la sección transversal del canal, n3 es un valor para
considerar las obstrucciones, n4 es un valor para considerar la vegetación y las condiciones de flujo, y n5 es un factor de corrección de los efectos por meandros en el
canal. De no a n4 y N5 pueden seleccionarse en la siguiente tabla:

material del cauce: A terroso

B rocoso
C gravoso fino
D gravoso grueso

material del cauce adoptado: D = 0.028

Factor de Irregularidad del Contorno: (n1) Refleja la rugosidad actual del tramo, en comparación con la superficie lisa
del valor básico
A Despreciable
B Escasa
C Moderada
D Severa

Grado de irregularidad adoptado: B = 0.005

Factor de Forma del Cauce: (n2) Engloba los cambios de la forma de la sección y los de la superficie mojada útil, con
relación a unos valore promedios del tramo
A Gradualmente alternante
B Ocasinalmente alternante
C Frecuentemente alternante

variación de la seccción adoptada: A = 0.000

Factor de Grado de Obstrucción: (n3) Se estima considerando la reducción de la sección útil, la forma de las obstrucciónes
y su disposición longitudinal y transversal
A Despreciables
B Escasa
C Apreciable
D Severa

Efecto relativo de las obstrucciones adoptado: A = 0.000

Factor de Vegetación: (n4) Se estima considerando la reducción de la sección útil, la forma de las obstrucciónes
vegetación: A Bajo
B Medio
C Alto
D Muy Alto

vegetación adoptada: A = 0.002

Grado de Sinuosidad: (n5) Se deduce a partir del valor del cociente entre la longitud del tramo siguiendo el trazado (Lm)
y su longitud en línea recta (L)
grado de sinuosidad: A Menor
B Apreciable
C Severo

grado de sinuosidad adoptado: B = 1.150

valor de " n " adoptado según COWAM n= 0.040

SEGUN SCOBEY:
Condiciones del río:

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

n = 0.030
Cauce de piedra fragmentada y erosionada de sección variable con algo de vegetación en los bordes y considerable pendiente
( típico de los ríos de entrada de ceja de selva )

n = 0.035
Cauce de grava y gravilla con variación considerable de la sección transversal con algo de vegetación en los taludes y
baja pendiente.( típico de los ríos de entrada de ceja de selva )

n = 0.040-0.050
Cauce con gran cantidad de canto rodado suelto y limpio, de sección transversal variable con o sin vegetacion en los taludes
( típicos de los ríos de la sierra y ceja de selva )

n = 0.060-0.075
Cauce con gran crecimiento de maleza, de sección obstruida por la vegetación externa y acuática de lineamiento y sección
irregular. ( típico de los ríos de la selva )

valor de " n " adoptado según SCOBEY n= 0.045