ESTUDIO

HIDROLÓGICO – HIDRÁULICO
 PROYECTO
“CONSTRUCCIÓN DE ALCANTARILLAS EN LA COMUNIDAD
COCAMITA “
UBICACIÓN DEL PROYECTO:
MUNICIPIO DE PORVENIR – COMUNIDAD COCAMITA

GESTIÓN 2024

CONSTRUCCION DE ALCANTARILLAS EN LA COMUNIDAD COCAMITA

1. INTRODUCCIÓN.

El drenaje transversal y horizontal de las vías se consigue mediante alcantarillas y

cunetas cuya función es de proporcionar un medio para que el agua superficial que intercepta
o escurre por cauces naturales, artificiales y por las quebradas del municipio de
Porvenir, en forma permanente o eventual, atraviesa las calles de la Comunidad
COCAMITA, del Proyecto CONSTRUCCION DE ALCANTARILLAS EN LA COMUNIDAD COCAMITA, sin causar
daños a las vías, riesgos al tráfico o a la propiedad adyacente.
El presente Capítulo se refiere principalmente al diseño hidrológico e hidráulico de estas
obras, siendo su objetivo determinar el tamaño más económico, que permita evacuar un gasto
dado sin sobrepasar la altura de agua permisible en la entrada de la alcantarilla y las
aguas que se acumulen en la plataforma. No obstante, se incluyen normas generales sobre
elección del tipo de puentes, formas de ubicación, criterios de instalación y condiciones
de servicio.
El tratamiento de los problemas de drenaje superficial entra en dos puntos básicos:
• Hidrología –estimación de los escurrimientos que se van a manejar.
• Diseño hidráulico –selección de las clases y tamaños de los servicios de drenaje para
recibir los escurrimientos estimados.
 2. ANTECEDENTES.
Los antecedentes consultados para este capítulo son:
El levantamiento topográfico para definir la obra misma, con el mismo se realizó un perfil
longitudinal del cauce de al menos 30 m aguas arriba y aguas abajo de la obra, donde se
pudo ingresar, ya que la mayoría de los cauces están obstruidos por pantanos (Curichis) y
perfiles transversales, cada 50 o 10 m según lo irregular del cauce para poder determinar
su pendiente y las irregularidades que pudieran existir en él, además de contar con perfiles
longitudinales y perfiles transversales del camino.
Características físicas del área de estudio, donde incluye particularidades del lecho del
cauce tales como tipo de terreno, vegetación, sedimentos, sólidos flotantes y otros factores
que pudieran afectar el tamaño y la durabilidad del puente.
Información meteorológica proporcionada por AASANA para la determinación de las curvas IDF
y partir de estas y los datos del área de aporte determinar los caudales.

3. DESCRIPCIÓN DE LA SITUACIÓN ACTUAL DEL TRAMO TRANSITABLE.

El trazo del Proyecto CONSTRUCCIÓN DE ALCANTARILLAS, se desarrolla en el departamento de

Pando, Municipio de Porvenir, Comunidad COCAMITA, las calles de las Zonas en estudio están
emplazadas en la Comunidad COCAMITA, es una Zona sub-urbana por lo tanto recién se están
poblando y construyendo sin tomar en cuenta el catastro de la presente Comunidad, las calles
y avenidas son de tierra y en algunos sectores con materias late ritico donde en época de
precipitaciones pluviales las calles se encuentran intransitables, dando incomodidad a los
estudiantes en las Escuelas y Postas Sanitarias creadas recientemente y a todos los
habitantes de cada barrio. Los cauces de ríos contienen maleza, no presentan arboles de
gran tamaña que afecte en la construcción de las obras.
Por tal efecto es necesaria la construcción de Obras de Arte y drenaje pluvial en cada una
de los barrios mencionados.
UBICACIÓN GEOGRAFICA DE LAS OBRA DE ARTE – OBRA DE DRENAJE

Comunidad Puente Cajón ESTE: X=535218.5314

01
Cocamita 3C 3X5 NORTE:Y=8762095.9090

4. ESTUDIO HIDROLÓGICO.
El estudio hidrológico, pretende desarrollar un análisis cuantitativo y cualitativo de los
recursos hídricos superficiales y subterráneos de la cuenca, así como una estimación de la
distribución en el tiempo y espacio, con el fin de esbozar ideas y propuestas técnicas de
manejo y aprovechamiento óptimos de los recursos hídricos disponibles para el mejoramiento
de los diseños de carretas, obras de arte, etc.
Con este propósito se hace un análisis de las variables climáticas que permitan caracterizar
las condiciones hidrometeorológicas de la cuenca como las precipitaciones, temperaturas,
vientos, evaporación, etc., y poder obtener nuestros caudales de diseño.
Dado que en el país y más aún en Pando existe limitaciones en la disponibilidad de datos de
escurrimientos, precipitaciones para poder determinar mediante la hidrología los caudales
de diseño y cartas topográficas para poder determinar las áreas de las cuencas y subcuencas,
en especial para pequeños cursos de agua, que son los que conforman la mayor parte de la
problemática del drenaje vial, se cuenta con una sola estación, las estación de AASANA,
ubicada en la zona del aeropuerto, a partir de estos datos de determinaron la intensidad de
la lluvia.
Para poder estimar los caudales se utilizó el Método Racional es uno de los más utilizados
para la estimación del caudal máximo asociado a determinada lluvia de diseño. Se utiliza
normalmente en el diseño de obras de drenaje urbano y rural como es el caso del proyecto.
Para el cálculo del caudal, primeramente, se determinó las áreas de aportes, la longitud
del cauce y la diferencia de cotas con ayuda de planos topográficos, imágenes satelitales.
Posteriormente con los datos de proporcionados por AASANA, se cálculos las curvas de
intensidad frecuencia y se determinó la fórmula de la intensidad que se ajuste a las
características.
El coeficiente “C” se lo determino a partir de tablas tomando en cuenta la magnitud de la
lluvia y particularmente con las condiciones fisiográficas de la Cuenca Hidrográfica
(Cobertura vegetal, pendientes, tipo de suelo).

5. ESTUDIO HIDRÁULICO.

Una de las funciones de los drenajes de una vía es la de proveer las facilidades necesarias
para dar paso al agua de un lado a otro del cuerpo de la vía. En este proyecto, esta función
cumplirá el puente de tipo cajón de hormigón armado simple.
De acuerdo con las dimensiones, material del puente cajón, caudal, condiciones de entrada
y de salida de esta, etc., irán variando las características hidráulicas del flujo; pudiendo
variar desde un flujo a superficie libre con un tirante pequeño, hasta un conducto a presión,
cuando fluye totalmente llena. En el primer caso, podría dimensionarse con las ecuaciones
de la teoría de conductos.
En síntesis, el diseño de puentes consiste en determinar el tipo de sección, material y
embocadura del puente que, para la longitud y pendiente que posee, sea capaz de evacuar el
caudal de diseño, provocando un nivel de agua en la entrada que no ponga en peligro de falla
estructural, ni funcional la estructura que se desea atravesar optimizando los recursos
disponibles. Es decir, buscar la solución técnico- económica más conveniente.
Los principales componentes del vaso de almacenamiento que se han identificado en el aforo
hidrológico de la microcuenca consisten en señalar el Nivel de Aguas Mínimo de Operación
(NAMINO), que es el nivel más bajo con el que puede operar los componentes de obras de
drenaje en el presente proyecto. Para la correcta operación de los componentes de puente
cajón de tres celdas de 3x5, se lleva a análisis con los registros de los datos de NANIMO
y el Nivel Máximo Ordinarias o de Operación (NAMO), que es el nivel máximo con el que se
puede operar las obras de drenaje de puentes y alcantarillas, para satisfacer las demandas.
El Nivel de Aguas Máximas Extraordinarias (NAME), es el nivel más alto que debe alcanzar el
agua en el vaso bajo cualquier condición. El volumen que queda entre este nivel y el NAMO,
se denomina en el presente análisis como superalmacenamiento o extraordinario, los cuales
nos servirán para controlar nuestras vías carreteras que se presentan cuando el nivel en el
vaso que está cercano al NAMO.
Los datos de los niveles de operación de nuestros arroyos afluentes citados en el presente
proyecto de la construcción de puente vehicular tipo cajón de una celda, para la Comunidad
COCAMITA, se señalan en el siguiente cuadro:
NIVELES DE OPERACIÓN DE LA MICROCUENCA - COMUNIDAD COCAMITA

NIVEL DE ELEVACIÓN CAPACIDAD

N° LOCALIZACIÓN COMPONENTE UBICACIÓN GEOGRAFICA
OPERACIÓN (M) HM3

NAMINO 0.8 21.6

PUENTE
ESTE: X=535218.5314
01 COCAMITA CAJÓN NAMO 1.20 32.4
NORTE:Y=8762095.9090
3C 3X5
NAME 2.83 76.41

Con los caudales obtenidos en el estudio hidrológico se procederá al análisis hidráulico,

se determinará la sección y el material ideal para el proyecto.

6. MEMORIA DE CÁLCULO
PUENTE CAJÓN 3C
01 COMUNIDAD COCAMITA
3X5

COMPONENTE DE ALCATARILLA TIPO CAJÓN DE 03 CELDA

PROYECTO: CONSTRUCCION DE ALCANTARILLAS EN LA COMUNIDAD COCAMITA

SOLICITA: GOBIERNO AUTONOMO MUNICIPAL DE PORVENIR
UBICACIÓN: COMUNIDAD COCAMITA
FECHA: ENERO DEL 2024

CALCULO DEL TIRANTE MAXIMO EN FUNCION AL CAUDAL DE MAXIMA AVENIDA

Debido a la falta de información hidrometereológica en determinadas zonas que justifiquen
el diseño hidráulico de la estructura proyectada, se plantean métodos de cálculo empíricos
en base a observaciones y parámetros determinados de acuerdo a las características
geomorfológicas y de cobertura vegetal de la zona donde se ubica el proyecto.
Con la finalidad de obtener la altura máxima que tendrá el puente se calcularan los caudales
instantáneos, por medio de diferentes métodos empíricos; de esta forma determinaremos el
máximo caudal; Luego con este caudal calculado utilizando la fórmula de Manning obtendremos
una nueva altura de agua, que será mayor a la marca de la huella dejada por el agua en una
máxima avenida.

A.-METODO DE LA SECCION Y LA PENDIENTE

Para aplicar el siguiente método debe realizarse los siguientes trabajos de campo:
1-Selección de varios tramos del río.
2-Levantamiento topográfico de las secciones transversales seleccionadas (secciones
mínimas).
3-Determinación de la pendiente de la superficie de agua con las marcas o huellas dejadas
por las aguas de máximas avenidas.
4-Elegir un valor de coeficiente de rugosidad (n) el más óptimo.
5-Aplicar cálculos en la fórmula de Manning.

Qmax. = A * Qmax. = A * R^ (2/3) * S^ (1/2) / n

Donde:
R: área de la sección húmeda/ perímetro mojado
S: pendiente de la superficie del fondo de cauce
n: rugosidad del cauce del río.
La siguiente tabla nos muestra los distinto valores de "n" que se adoptaran:
SEGUN COWAN: Condiciones del río:
MATERIAL DEL CAUCE:
A terroso
B rocoso
C gravoso fino
D gravoso grueso
material del cauce adoptado: A = 0,02
GRADO DE IRREGULARIDAD:
A ninguna
B leve
C regular
D severo
Grado de irregularidad adoptado: B = 0,005
SECCIONES VARIABLES
A leve
B regular
C severo
variación de la sección adoptada: B = 0,005

EFECTO DE LAS OBSTRUCCIONES:

A despreciables
B menor
C apreciable
D severo

Efecto de las obstrucciones adoptado: C = 0,02

VEGETACIÓN:
A ninguna
B poco
C regular
D alta
vegetación adoptada: C = 0,025
GRADO DE SINUOSIDAD:
A Insignificante
B regular
C considerable
grado de sinuosidad adoptado: B = 1,15
valor de " n " adoptado según COWAM n = 0,08625
SEGUN SCOBEY:
Condiciones del río/arroyo:
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 vegetación 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 = 0,05
Seleccionando el menor valor de "n" de estos dos criterios 0,05
Cota de N.A.M.E dejada por las huellas: 208 m.s.n.m
Aa: Area de la sección del río: 121.12 m2
P: perímetro mojado: 156.59 m
S: pendiente de la superficie del fondo de cauce: 0.021
n: rugosidad del cauce del río.: 0,05
Qmax. = A * (A/P) ^ (2/3) * S^ (1/2) / n
Qmax. = 295.79 m3

B.-METODO DE LA VELOCIDAD Y AREA

Para aplicar el siguiente método debe realizarse los siguientes trabajos de campo:
1-Selección de 2 tramos del río
2-Medir la profundidad actual en el centro del río (h)
3-Levantamiento topográfico de las secciones transversales seleccionadas indicando marcas
o huellas dejadas por las aguas de máximas avenidas.
4-Medir la velocidad superficial del agua (Vs) que escurre tomando en cuenta el tiempo que
demora un objeto flotante en llegar de un punto a otro en una sección regularmente uniforme,
habiéndose previamente definido la distancia entre ambos puntos.
5-Calcular el área de la sección transversal del río durante la avenida dejadas por las
huellas (Aa). el área se puede calcular usando la regla o dibujando la sección en papel
milimetrado.
6-Aplicar cálculos en las siguientes formulas:
ZONA DE ESTUDIO HIDROLOGICO:
 PERFIL DE ELEVACION DEL ARROYO PRINCIPAL – COCAMITA

LA PENDIENTE HIDRAULICA DA COMO RESULTADO 2.1 % CON UNA LOGITUD DE ESTUDIO AGUAS ARRIBA DE 5.64 KM
Esquema:

Ha: Altura máxima de agua en la avenida

Aa: Área de la sección del río en la avenida
Ba: Ancho máximo del espejo de agua en la avenida.
coef.: Coeficiente de amplificación adoptado

Ba = 64 m coef. = 1.5
Aa = 121.12 m2
Ha = coef. * (Aa/Ba)
Ha = 2.83 m

Va = Vs * Ha / h
Va: Velocidad de agua durante la avenida Vs: Velocidad superficial del agua actual
Ha: Altura máxima de agua en la avenida = 2.83 m
h: Profundidad actual en el centro del río = 1.20 m
Vs = 1.50 m/s
h = 1.20 m
Ha = (deberá ser mayor que h)
Va=Vs * Ha / h = 3.53 m/s
Caudal de Drenaje:
Qmax= 427.55 m3/s

C.-METODO DE LA FORMULA RACIONAL

Para aplicar el siguiente método empírico debe realizarse el siguiente trabajo de gabinete:
1-Determinar el área de influencia de la cuenca en héctareas.
2-Estimar una intensidad de lluvia máxima (mm/h)
3-Aplicar cálculos con la fórmula racional
Q= C * i * A / 360
Q: Caudal máximo de escorrentia que provocara una máxima avenida. (m3/s)
U: Coeficiente de escorrentia
A: Área de influencia de la cuenca. (ha) (< 500 has)
i: intensidad máxima de lluvia (mm/h)
coeficiente es:
A). - Cultivos generales en topografía ondulada (S = 5 a 10 %)
B). - Cultivos generales en topografía inclinada (S = 10 a 30 %)
C). - Cultivos de pastos en topografía ondulada (S = 5 a 10 %)
D). - Cultivos de pastos en topografía inclinada (S = 10 a 30 %)
E). - Cultivos de bosques en topografía ondulada (S = 5 a 10 %)
F). - Cultivos de bosques en topografía inclinada (S = 10 a 30 %)
G). - Áreas desnudas en topografía ondulada (S = 5 a 10 %)
H). - Áreas desnudas en topografía inclinada (S = 10 a 30 %)
indicar la letra correspondiente al coeficiente seleccionado
coeficiente escorrentia adoptado (C): G = 0,30
Área de la cuenca adoptada (A) = 2070 ha
intensidade máxima de lluvia adoptada (i) = 200 mm/h
Caudal máximo: Qmax=C* i * A / 360 = 345 m3/s
De los tres caudales máximos calculados se adoptarán lo siguiente:
1.- el máximo de los caudales
2.- el promedio de los caudales
3.- la media ponderada
CAUDAL MAXIMO SELECCIONADO Qmax= 356.11 m3/s
Luego con el caudal máximo adoptado se ingresará nuevamente en la fórmula de Manning y se
hallará el nuevo valor de la altura de agua de máximas avenidas.
Qmax. = A * (A/P) ^ (2/3) * S^ (1/2) / n
A = [Qmax * n * (1.1P) ^ (2/3) / S^ (1/2)] ^ (3/5) - Aa
A = 22.23 m2
A= (Ba+H) *H = 190 m2

INCREMENTE EL N.A.M.E EN H = 2,85 m

NUEVA COTA DE N.A.M.E. 208 m.s.n.m
CAUDAL MAXIMO Qmax = 356.11 m3/s
DATOS GENERALES DE PRECIPITACIÓN MÁXIMA ANUAL
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se puede concluir que el estudio Hidrológico se realizó en la subcuenca el arroyo Cocamita,

en el sitio donde se ubicara el puente alcantarilla, es un curso de agua que drena
aproximadamente
20.7 km2 en la comunidad de Cocamita del municipio de Porvenir en la provincia Nicolas
Suarez del Departamento de Pando.

Los análisis hidrológicos de la subcuenca permitieron definir los caudales en el sitio

del puente alcantarilla para periodos de 2 y 100 años. Los resultados se obtuvieron tras
la aplicación de la metodología SCS, debido a que se presenta valores de datos mas cercanos
a la realidad.

Aparte de las consideraciones anteriores para la socavación, es fundamental incorporar

en el diseño protecciones para evitar erosiones superficiales alrededor de los aleros y
rellenos de aproximación, para evitar puntos débiles que puedan fallar durante crecidas
y que limiten la funcionalidad del puente alcantarilla.

Se debe recalcar que los análisis hidrológicos e hidráulicos presentados en este estudio
consideraron solamente la respuesta del curso del arroyo ante eventos meteorológicos
extremos que se puedan llegar a dar en la subcuenca con una recurrencia de 500 años. La
ocurrencia de otro tipo de fenómenos en la subcuenta, como deslizamientos, aludes o
rompimiento de represamientos no fue considerada explícitamente para la estimación de os
caudades de diseño, niveles de inundación o niveles de socavación.