Monografias.com > Ingeniería
Descargar Imprimir Comentar Ver trabajos relacionados

Control de inundaciones en el Río Coata




Enviado por Harvey Condori Luque



    1. Glosario
    2. Materiales y
      métodos
    3. Resultados y
      discusiones
    4. Conclusiones y
      recomendaciones
    5. Bibliografía

    INTRODUCCION

    1. Los ríos forman parte del Ciclo
      Hidrológico, el que constituye un proceso
      que no tiene principio ni fin. Se ha estimado que la
      precipitación total sobre los continentes es, en
      promedio, de 100 000 km3 por año, lo que equivale a
      650 mm anuales. De esta enorme cantidad de agua un
      elevado porcentaje, el 65%, se evapora y regresa a la
      atmósfera. De la masa hídrica
      restante, una parte se infiltra y, eventualmente, da lugar
      a la escorrentía subterránea; otra,
      contribuye al mantenimiento de diversas formas de
      retención superficial, y la mayor parte constituye
      la escorrentía superficial, la que en cifras
      redondas y como promedio plurianual es de 35 000 km3 por
      año, esto es 1 109 842.7 m3/s. Estimaciones hechas
      por U.S. Geological Survey fijan la escorrentía
      superficial en 1 170 400 m3/s en tanto el Balance Mundial
      efectuado por la antigua ex URSS, este valor se
      da en 1 154 200 m3/s. La escorrentía mundial en
      kilómetros cúbicos de agua por año, ha
      sido cuantificada por varios autores, entre ellos
      están LINDH y SHIKLOMANOV, cuyos resultados se ven
      en el siguiente cuadro.

      Cuadro 1.1. DISTRIBUCION CONTINENTAL DE LA
      ESCORRENTIA MUNDIAL SEGÚN LINDH

      Para ver la tabla seleccione la
      opción "Descargar" del menú
      superior

      LINDH señala la importante
      distinción entre la escorrentía persistente y
      la no persistente, este concepto se
      basa en que la escorrentía es muy variable en el
      tiempo.
      Persistente es aquello que dura por largo tiempo,
      según LINDH el 64 % es no persistente, eventual,
      esporádico, lo que significa que sus posibilidades
      de aprovechamiento son difíciles y costosas.
      Sudamérica tiene un poco mas de la cuarta parte de
      la escorrentía mundial, pero solo el 38% es
      persistente.

      Cuadro 1.2. DISTRIBUCION CONTINENTAL DE LA
      ESCORRENTIA MUNDIAL SEGÚN SHIKLOMANOV

      Para ver la tabla seleccione la
      opción "Descargar" del menú
      superior

      Cuadro 1.3. DISPONIBILIDAD DE
      AGUAS SUPERFICIALES EN ALGUNOS PAISES

      Superficie

      Población

      Caudal anual medio a
      largo plazo

      PAIS

      Miles km2

      Millones (1)

      Km3

      Por unid. Área miles
      m3/km2

      Per capita

      % caudal mundial

      BRASIL

      8 512

      130

      9 230

      1 084

      71,0

      20,7

      Ex URSS

      22 274

      275

      4 740

      213

      17,0

      11,0

      Rep. CHINA

      9 561

      1 024

      2 550

      267

      2,5

      5,7

      CANADA

      9 976

      25

      2 470

      248

      99,0

      5,6

      INDIA

      3 288

      718

      1 680

      511

      2,3

      3,8

      EEUU

      9 363

      234

      1 940

      207

      8,3

      4,4

      NORUEGA

      324

      4

      405

      1 250

      99,0

      0,9

      Ex Yugoslavia

      256

      23

      256

      1 000

      11,0

      0,6

      FRANCIA

      544

      55

      183

      336

      3,4

      0,4

      FINLANDIA

      337

      5

      110

      326

      22,0

      0,2

      TOTAL MUNDIAL2

      134 800

      4 665

      44 500

      330

      9,5

      PERU

      1 285

      23

      2 044

      1 591

      89,0

      4,6

      1 en 1983 / 2 sin la Antártida

      Fuente: Introducción a la hidráulica
      fluvial, Rocha Felices, A. 1998

      Obsérvese que le Perú tiene casi el
      5 % de los recursos
      hidráulicos superficiales mundiales. Así
      mismo, la disponibilidad de agua por habitante del
      Perú es una de las más altas del mundo, es
      casi diez veces el promedio anual, no así China
      que tiene sólo 2 500 m3/hab/año, valor
      bastante pequeño y que obliga a un uso y cuidado
      intensivo de sus escasos recursos hidráulicos. El
      valor del agua es incalculable, ¿cómo ponerle
      precio?.
      El agua
      es un recurso natural insubstituible para el desarrollo de los pueblos; razón por
      la cual estriba que el
      Estado, que es la
      organización política de una nación en un territorio determinado,
      proclame como suyos los recursos hidráulicos de su
      territorio, sin los cuales la
      tierra no tendría valor. Para poder
      aprovechar y conservar un recurso es necesario
      conocerlo

      Lima capital,
      representa por si sola el poco mas del 30 % de la población nacional y tiene solo una
      proporción pequeñísima de los recursos
      hidráulicos del país; que no es el caso de
      ciudades del interior, como Puno y Juliaca, en donde el
      problema vital es el manejo eficiente y de calidad
      del recurso agua. Por ejemplo, en España, la escorrentía total
      incluyendo un 20 % de aguas subterráneas, es de 110
      km3/año, lo que le da una disponibilidad media de
      2683 m3/hab/año. Este valor tiene que mirarse junto
      con el hecho de que España tiene más de 1000
      grandes presas y 2 500 pequeños lagos y lagunas, lo
      que facilita el aprovechamiento del agua. En le Perú
      tenemos, hasta 1998, alrededor de 89 000 m3/hab/año
      una cifra descomunal y altísima –comparada con
      España -, la que sin embargo debe mirarse dentro de
      una gran distribución espacial y
      variación temporal. El problema de la escasez
      tiene que llevarnos al uso racional de lo existente, "El
      agua de que disponemos en nuestro planeta es algo precioso
      y que las sociedades actuales no saben valorar"
      ,
      ha afirmado el Secretario General de la Organización Meteorológica
      Mundial de la ONU
      – OMM. La OMM ha llamado la atención acerca del "derroche
      existente y mala utilización de este recurso
      vital"
      , y ha manifestado que pronto tendremos que saber
      valorar el agua " ya que la escasez de agua no
      será un problema aislado, sino general y
      repercutirá en los distintos sectores
      económicos, especialmente en la agricultura"
      , y "la crisis
      que se avecina se traducirá en un aumento de los
      niveles de pobreza,
      y en otros casos se dispararán los índices de
      contaminación de las aguas como
      consecuencia de los vertidos de fertilizantes y productos químicos en los caudales
      fluviales"
      .

      Una sociedad
      pobre, en un clima de
      condiciones duras, tiene que hacer su agricultura
      exclusivamente de secano, es decir, dependiendo de un alto
      grado de irregularidad de las lluvias. No así de una
      sociedad opulenta en un clima árido que hace obras
      de irrigación, regula la escorrentía y
      ejecuta otras acciones
      similares que implican consumo
      de agua. caso de Israel.
      A medida que su potencialidad económica es mayor,
      demandan mas agua. El consumo de agua es una medida de la
      calidad de
      vida alcanzada. La escasez de agua se agrava debido a
      los problemas creados por la
      contaminación. La pérdida de calidad del
      agua restringe, encarece o impide su uso. El cálculo racional de las demandas y el
      uso justificado del agua son, pues, un imperativo –
      prioridad -. ISRAELSEN ha afirmado, y debemos recordarlo,
      que "Ningún hombre
      tiene derecho a malgastar el agua que otro hombre
      necesita"
      .

      Los ríos del Perú tienen las
      más diversas características y, como ocurre
      en casi todo el mundo, están ligados al desarrollo
      social y económico del país. Los hay
      torrenciales, de fuerte pendiente y corto recorrido, de
      descargas irregulares y de gran transporte sólido, como los
      ríos de la costa peruana. En la costa los
      ríos don la única fuente de agua utilizable
      económicamente para abastecimiento poblacional e
      industrial, irrigaciones y recarga del agua
      subterránea. En la selva, en cambio,
      hay ríos de grandes caudales, pendientes
      pequeñas, largos recorridos y fuerte inestabilidad y
      tendencia a la variación de curso. Hay una
      importante tarea para la navegación y actividades
      portuarias. En nuestra medio, la sierra, encontramos
      ríos de variadas características. Sin
      embargo, los valles son estrechos, la tierra
      agrícola es escasa, hay fuerte erosión de cuencas. Hay muchas
      posibilidades de desarrollo energético. En nuestra
      región altiplánica las pendientes son
      pequeñas, siendo un reto para el ingeniero
      agrícola desarrollar métodos para un eficaz y
      rápido aprovechamiento de estas
      características. Los estudios efectuados por la
      antigua ONERN, hoy INRENA, han permitido identificar 1 007
      ríos en el Perú, los que se desarrollan en
      tres vertientes:

      PACIFICO

      381 ríos (hasta 4to orden, 53
      río principales)

      ATLANTICO

      564 ríos (hasta del 6to orden, 4
      ríos principales)

      TITICACA

      62 ríos (hasta del 4to orden, 12
      ríos principales)

      Estos 1 007 ríos representan en conjunto
      una masa hídrica anual de 2 044 km3, como
      puede verse en la comparación siguiente:

      Para ver la tabla seleccione la
      opción "Descargar" del menú
      superior

      Los ríos en general se caracterizan por su
      movilidad; siguen su camino por su acción de la gravedad; el desnivel
      topográfico es la causa del desplazamiento del agua.
      Los ríos existen desde hace muchísimo tiempo,
      en consecuencia, el territorio, es decir, aquel espacio
      geográfico sobre el que el Estado
      ejerce su dominio, no
      siempre contiene íntegramente de principio a fin a
      un curso de agua. Como consecuencia de la
      demarcación política de los Estados resulta
      que un lago (LAGO TITICACA) o un río (RIO PUYANGO
      TUMBES) queda contenido en dos o más estados. Nos
      encontramos entonces frente a los recursos
      hidráulicos internacionalmente
      compartidos.

    2. GENERALIDADES

      En el Perú se ha llevado diversos sistemas
      y medios
      de protección frente a los fenómenos
      climáticos que caracteriza nuestra nación, desde la zona norte, Tumbes,
      Piura, Lambayeque, pasando por la zona centro oriente
      Huánuco, Ucayali, hasta la zona sur, Madre de Dios,
      Puno y Arequipa.

      En particular en nuestra región sur, Puno
      se ha distinguido por su inestabilidad pluvial lo cual ha
      motivado la construcción de defensas
      ribereñas, como es en los ríos Ramis,
      Huancané, Ilave, etc. orientadas a mitigar los
      efectos de estas máximas avenidas.

      La localidad de Coata es singular por ser una zona
      de bajísima pendiente promedio, en el año
      1994 se realizaron trabajos de defensas ribereñas
      por parte del Instituto Nacional de Desarrollo – INADE, el
      cual levanta un muro de contención de sección
      trapezoidal, con una altura promedio de 2.00 m y talud de
      1:1.5, en ambos caras del terraplén, en una longitud
      de 2500 m aproximadamente por ambos márgenes; el
      terraplén se construyó en forma exclusiva con
      bloques vegetados, "champas", con mano de obra no
      calificada por habitantes del lugar.

      Esta construcción fue efectiva en su
      momento, sin embargo adoleció de consistencia
      duradera, ya que no se capacitó a la
      población para conservarla y repararla, habiendo
      muchos tramos desgastados y destruidos por los mismos
      pobladores el cual se utiliza para acceder al río y
      dar de beber al ganado. Siendo de urgencia la
      construcción de defensas para el control
      de las inundaciones que se dan en la zona.

      La zona de interés comprende cerca de 1500 m
      partiendo como referencia desde el Puente Principal o
      Puente Coata , hacia aguas arriba.

      Por esta razón, el presente trabajo
      se desarrolla enfocado a este fin.

    3. ANTECEDENTES

      Los habitantes de los márgenes del
      Río Coata, es una población rural que
      subsiste de los víveres que ellos mismos producen y
      de lo poco que pueden comerciar en otros centros poblados.
      La zona sufre los embates de la naturaleza al desbordarse el Río
      Coata, siendo estos de carácter cíclico,
      asociándose al fenómeno climático de
      "EL NIÑO", lo que produce el efecto de arruinar la
      producción agrícola y pecuaria
      – perdiéndose 4 de 5 surcos de papa y el 90% de
      cebada y habas, además de menguar
      dramáticamente a la población ganadera
      , con el consiguiente desmedro de a
      población, y por ende afectar en el normal
      desarrollo agrario de la zona, además de arruinar el
      medio
      ambiente y la flora y fauna en
      ella.

      Por lo tanto, según lo descrito es
      justificada la necesidad de construir medios de control de
      inundaciones, defensas ribereñas y mejoramiento de
      infraestructura existente.

    4. JUSTIFICACIÓN

      El presente trabajo tiene como propósito,
      definir medios de control de inundaciones en el Río
      Coata, con el cual se alcanzará los objetivos:

      1. Objetivo general
    5. OBJETIVOS
    • Encauzar y controlar las máximas avenidas
      del Río Coata para reducir el riesgo de
      inundación en los márgenes del Río
      Coata.
    1. Objetivo específico

    Estos objetivos específicos permitirán
    lograr y llegar a conseguir el objetivo
    general, y son:

    • Diseñar una estructura
      de protección y encauzamiento en ambos márgenes
      del Río Coata.
    1. GLOSARIO
    1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES

    Hay tres grandes ideas, según Arturo Rocha
    [27], que debemos tener presentes al enfrentarnos al estudio de
    los ríos si se quiere comprender la mejor manera de
    controlarlos. Las tres ideas son fases de un mismo
    problema:

    1. En primer lugar debemos ver a los ríos como
      riqueza, como recursos
      naturales, como fuentes de
      vida; es decir, como posibilidades de aprovechamiento en
      beneficio de la humanidad.
    2. En segundo lugar debemos mirar a los ríos
      como elementos naturales de los cuales tenemos que
      defendernos. Las avenidas son fenómenos naturales,
      producto
      de la aparición de determinadas condiciones
      hidrometeorológicas. Una inundación, en cambio,
      es el desbordamiento de un río por la incapacidad del
      cauce para contener el caudal que se presentan. La
      inundación es, pues, un fenómeno tipo
      hidráulico, prueba de ello es que pueden ocurrir
      inundaciones sin que haya crecidas o un evento
      hidrometeorológico extraordinario.
    3. La tercera idea que debemos tener en cuenta
      presente con relación a un río es su
      protección. Debemos proteger al río de la
      agresión humana. Una forma típica de
      agresión a los ríos, que luego se vuelve contra
      quien la causo, es la contaminación. La
      contaminación es un fuerte limitante para el uso del
      agua.

    Las tres características señaladas en el
    estudio de los ríos nos hacen ver que la
    hidráulica fluvial tiene que ubicarse dentro del estudio
    y tratamiento integral de la cuenca.

    La escorrentía superficial se origina en la
    precipitación. La lluvia puede producirse en una parte
    de la cuenca o en toda la cuenca. Pensemos, sin embargo que se
    produzca una lluvia generalizada sobre toda la cuenca. Este
    evento no traerá un escurrimiento superficial
    generalizado. Por el contrario el agua tiende a concentrarse en
    determinados cursos que se van juntando unos a otros, y que
    constituyen finalmente los ríos. Es de tal forma esta
    dinámica de cuencas que de producirse en
    un largo periodo, produce lo que se denomina máxima
    avenida.

    Hidráulicamente, un río es un canal
    [27], en un río prácticamente no existe movimiento
    permanente, por que el caudal está variando
    continuamente (aveces lentamente; otras rápidamente). El
    movimiento permanente, es decir, invariable con respecto a al
    tiempo puede darse en un canal hecho y operado por el hombre,
    en el que el caudal sea constante, lo que se logra manejando
    convenientemente la fuente de alimentación (la
    que puede ser un embalse). Pero en un río tampoco hay
    movimiento uniforme pues, la sección transversal es muy
    cambiante a lo largo de su recorrido. La sección
    transversal de un río no es prismática. En muchos
    casos existe o hacemos como si existiese un movimiento cuasi –
    uniforme y también podría hablarse, por cierto de
    un movimiento cuasi – permanente. [27][29][31]

    Típicamente los ríos siguen la morfología del terreno, dando curvas en
    zonas topográficamente planas, llamándoseles
    meandros por las curvas que recorre, BLENCH [27], menciona que
    un canal puede ser tortuoso, muchas curvas, pero no tener
    meandros, por cuanto no hay movilidad de tortuosidades. Todo
    esto trae dificultades en la descripción hidráulica de los
    fenómenos observados, motivo por lo cual CHEZZY o
    MANNING [18][6], no son viables completamente, dado que en los
    ríos el coeficiente de rugosidad es mucho más
    incierto, el fondo está cambiando en función
    del caudal, el río puede profundizar o sedimentar, en el
    fondo se presentan formas características (rizos, dunas,
    etc.) que dan una resistencia
    adicional y variable, lo cual complica el estudio del
    río.[31][35]

    1. DEFINICIÓN DE
      TÉRMINOS.

    La comprensión de diferentes términos
    hace que sea más fluida y comprensible el presente
    trabajo.

    1. RIO, define al río como "un sistema de
      canales naturales" (cursos de agua) por medio de los cuales
      se descarga el agua de la cuenca". El Diccionario de la Lengua
      Española lo define como "corriente de agua continua,
      mas o menos caudalosa que va a desembocar en otra, en un lago
      o en el mar". La palabra río viene del latín
      rius, rivus: arroyo. El río es, pues, el elemento de
      drenaje de la cuenca. [27][31]
    2. FONDO MOVIL o LECHO MOVIL, significa que el lecho
      del río está constituido por partículas
      sólidas no cohesivas (arena, grava), que están
      en movimiento. Para determinadas características del
      flujo se ponen en movimiento partículas de un
      determinado tamaño. A los lechos móviles se
      oponen los lechos rígidos. [27] [29][31]
    3. SEDIMENTO, es una palabra que tiene diferentes
      significados en diferentes ciencias,
      en hidráulica fluvial, entendemos por sedimento
      cualquier material, mas pesado que el agua, que es
      transportado en algún momento por al corriente y luego
      depositado [29].
    4. FLUJO A DOS FASES, es el movimiento
      simultáneo del agua (fase líquida) y de los
      sólidos constituyentes del lecho (fase sólida).
      Son dos movimientos interdependientes que no deben ser
      tratados
      separadamente. La intensidad y características del
      movimiento del material de fondo dependen de las
      características del flujo que lo originó. A su
      vez, el movimiento del material sólido produce
      alteraciones en el movimiento del agua. Hay un cambio de
      rugosidad, por ejemplo; mas que de rugosidad debería
      hablarse de escurrimiento. [12] [13][14]
    5. TRANSPORTE DE SEDIMENTO, se denomina así al
      estudio de los procesos
      de erosión, iniciación de movimiento,
      transporte, deposito y compactación de las
      partículas sólidas. La teoría se refiere a las
      partículas no cohesivas. La cohesión es la
      fuerza que
      une a las partículas de arcilla, como consecuencia de
      la atracción iónica entre ellas.
      [27][32]
    6. RIO CON PENDIENTE ESTABALIZADA, río que ha
      alcanzado aparentemente un estado aproximado al de equilibrio
      entre transporte y aportación de sedimentos
      (sólidos). [27]
    7. RIO ENCAJONADO, río que ha excavado su cauce
      en el lecho de un valle muy cerrado. [27]
    8. RIO ESTABLE, río que en su conjunto mantiene
      sus pendientes, profundidades y dimensiones de cauce sin
      elevar o descender su lecho .[27]
    9. RIO FANGOSO, flujo de agua en el que, por estar
      fuertemente cargada de agua y residuos, la masa fluyente es
      espesa y viscosa [27].
    10. CUENCA, es el área donde todas las aguas
      caídas por precipitación se unen para formar un
      solo curso de agua. La delimitación y planimetrado de
      la cuenca colectora se hace siguiendo las líneas
      divisorias de las aguas teniendo en cuenta que las
      líneas de flujo sean perpendiculares a las curvas de
      nivel del terreno y hasta un punto del curso del río
      que sirva como emisor de las aguas que caen en esta cuenca.
      [11][28] [37]
    11. TORMENTA, conjunto de lluvias que obedecen a una
      misma perturbación meteorológica y
      características bien definidas. Una tormenta puede
      durar desde unos pocos minutos hasta varias horas y
      aún varios días, y puede abarcar desde una zona
      pequeña hasta una extensa región. Es una
      precipitación definida para utilizarse en el diseño de un sistema
      hidrológico. Usualmente la tormenta de diseño
      conforma la entrada al sistema y los caudales resultantes a
      través de éste se calculan utilizando procedimientos de lluvia –
      escorrentía y transito de caudales. [2]
      [5][7]
    12. AVENIDA o CRECIENTE, son las magnitudes de altos
      caudales que permiten hacer predicciones de avenidas o de
      gastos de
      diseño de estructuras que deben evacuar el agua
      proveniente de tormentas. [2][5]
    13. TRANSITO DE CAUDALES, consiste en determinar la
      magnitud del caudal y el tiempo, en un punto particular de
      una corriente de agua, utilizando hidrograma conocidos o
      supuestos en uno o más puntos aguas arriba.
      [4][5][7]
    14. RUGOSIDAD DEL CAUCE, es una característica
      que representa a la superficie en contacto con el agua y
      depende de la naturaleza de ella. [4]
    15. HIDROGRAMA UNITARIO, estos hidrogramas son
      referidos a una lluvia uniforme de una altura unitaria de
      precipitación efectiva caída sobre una cuenca y
      en un tiempo de duración especificado, pueden ser
      obtenidos ya sea de hidrogramas naturales o sintéticos
      (simulados). [2]
    16. DEFENSA RIBEREÑA, estructura consistente en
      muros de contención diques u otros, proyectadas para
      la mitigación de los problemas de erosión y
      socavación en los cauces, así como inundaciones
      de áreas. [31][35][37]
    17. INUNDACION, crecida o avenida de gran magnitud que
      provoca desbordamiento de los ríos y/o lagos cubriendo
      de aguas que usualmente están secas.
      [32][37]
    18. SOCAVACION, consiste en el arrastre de los materiales
      del fondo del cauce debido a la velocidad
      del agua; sin embargo también se incluye dentro de
      este término el material que aunque no sufre arrastre
      se queda sin presiones efectivas; es decir, el material que
      queda en suspención. Si algún apoyo del muro
      queda desplantado en la zona de socavación parta una
      avenida determinada, al presentarse ésta; el elemento
      estructural sufrirá un asentamiento, con los
      daños consiguientes a la obra. [19][14]
    19. FETCH, es la distancia sobre la que el viento puede
      actuar sobre una masa de agua. Generalmente se define como la
      distancia normal de la playa de barlovento hacia la
      estructura que se proyecta.[4]
    20. PRESION INTERSTICIAL, se refiere que en suelos
      impermeables sujetos a cargas, el esfuerzo total normal a
      cualquier plano, esta compuesto de un esfuerzo efectivo y de
      la presión de un líquido. Los
      conceptos de superficies planas y de esfuerzos e un punto en
      los suelos no son idénticos a los que se hacen en los
      materiales ideales homogéneos isótropos. El
      plano en los suelos es una superficie relativamente ondulada,
      que toca las partículas del suelo
      solamente en sus contactos entre sí; y el punto de
      esfuerzo es una pequeña región que contiene
      suficientes partículas para obtener un esfuerzo
      promedio. [4][9][19]
    21. CAPACIDAD DE CARGA MAXIMA, Se refiere al esfuerzo
      máximo planteado a una superficie de terreno apoyado a
      una profundidad de cimentación; este fuerza
      distribuida a través de una superficie de contacto,
      esta es evaluada al llegar al límite de iniciar el
      desplazamiento hacia arriba de una cuña
      geométrica semicircular y de 45° tangencial,
      contra la fuerza resistente – el peso de da cuña – y
      la resistencia al corte del suelo a lo largo de la
      línea de contacto.[17][19][21]
    22. PRESION ADMISIBLE EN EL SUELO, es el valor de la
      capacidad de carga cuando se le aplica un factor de seguridad
      mínimo de 3 .[9][17][21]
    23. ESTABILIDAD DE TERRAPLENES, un talud de tierra no
      puede considerarse estable indefinidamente, porque tarde o
      temprano la estabilidad que pueda presentar se pierde debido
      a los agentes naturales tales como las presión
      hidrostática, el intemperismo y la
      erosión un aumento temporal de cargas, la
      reducción de la resistencia del suelo o una
      redistribución desfavorable de esfuerzos son causas
      que contribuyen son causa de que el talud busque una y otra
      vez su posición mas estable.[9][17][23]
    24. MATERIAL IMPERMEABLE, se refiera a una variedad de
      suelos de estructura uniforme que tiene por
      característica principal la bajísima velocidad
      de transporte del agua a través de ella, los
      valores prácticos para determinar si un tipo
      uniforme de suelo es o no impermeable, se miden en unidades
      de longitud al año, siendo del orden de los 10 a 1
      cm/año en el caso de suelo GC y CH.[8][33]
        1. El ámbito de trabajo se desarrolla
          en:

          Región

          :

          Puno

          Departamento

          :

          Puno

          Provincias

          :

          San Roman, Puno

          Distritos

          :

          Coata

          Comunidades

          :

          Lluco, Carata, Sucasco y
          Suchis

          Cuenca Hidrográfica

          :

          Rio Coata

          Latitud

          :

          Sur 15° 20´ 00" –
          15° 00´ 00"

          Longitud

          :

          Este 70° 05´ 00" –
          70° 30¨ 00"

        2. UBICACIÓN

          La principal vía de acceso es la
          Panamericana Sur, vía
          Puno–Juliaca/Desvío en Km 28 con un
          tiempo de acceso de 40 minutos. Desvío/Puente
          Coata carretera con una distancia de 20 Km en 40
          minutos.

        3. VÍAS DE ACCESO

          El proyecto presenta una superficie
          extremadamente uniforme casi planicie, con una
          pendiente promedio de 0.5 por mil, el relieve del suelo presenta ligeras
          ondulaciones artificiales debido a trabajos de
          labranza, perteneciendo el área del proyecto
          al grupo Puno, donde predominan lechos
          arenosos arcillosos en ambos márgenes del
          Río Coata.

        4. TOPOGRAFÍA Y RELIEVE

          El clima de zona es predominantemente
          típica lacustre, debido a que se encuentra a
          20 Km del Lago Titicaca, esto es con precipitaciones
          en el rango de 0 a 750 mm en diciembre a marzo,
          heladas de mayo a julio de hasta -12°C y fuertes
          vientos de hasta 80 km/hr de agosto
          setiembre.

        5. CLIMATOLOGÍA

          Las comunidades de Lluco, Carata, Sucasco y
          Suchis, se destacan por ser de ámbito rural,
          de sostenimiento agropecuario. La población es
          de aproximadamente 1490 familias.

        6. POBLACIÓN
        7. ACTIVIDAD ECONÓMICA

        Datos obtenidos del Censo Nacional Agropecuario
        e información directa de las
        comunidades, la principal actividad es la agricultura y
        ganadera/pecuaria, con un mínimo de comercio con la ciudad de Juliaca, que es
        la más cerca para fines de
        comercializaciones.

      1. DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE
        ESTUDIO
      2. MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS EN EL
        PROYECTO
    1. MATERIALES Y
      METODOS
    1. Material y equipo de gabinete
    • Equipo de procesamiento digital Pentium
      II; Impresora
      y Escáner
    • Software de procesamiento de texto,
      hoja de calculo, CAD y topografía.
    • Material y equipo de dibujo.
    1. Material y equipo de campo
    • Teodolito convencional de precisión al
      segundo y accesorios.
    • Picos, palas y herramientas afines.
    • Wincha, brújula, niveladores.
    • Equipo rudimentario de sondeo de
      caudales.
    1. Material cartográfico, hidrológico y
      afines
    • Cartas Nacionales del Instituto Geográfico
      Nacional a escala
      1:100 000
    • Plano catastral de la localidad a escala
      1:5000.
    • Mapa físico político de la
      región a escala 1:750 000.
    • Series de caudales medios y máximos del
      SENAMHI aforados.
    1. Información personal de
      habitantes longevos y entrevistas.
    • Conversaciones con lo pobladores más
      antiguos de la comunidad.
    • Entrevistas con damnificados de las últimas
      inundaciones de 1992 y 1994.
    1. METODOLOGÍA EMPLEADA

    Se ha empleado una serie de fases comprendidas
    en:

    • Fase preliminar de campo y gabinete

    Comprende la recopilación, ordenamiento y
    secuenciación del material cartográfico,
    bibliográfico, correspondiente a la zona de estudio;
    para la posterior preparación de la delineación
    de trabajo.

    • Fase de campo

    Se inicia con el reconocimiento IN SITU de la zona,
    recorriendo a detalle toda observación necesaria, como formaciones
    geológicas, fluviales o artificiales.

    Se prosigue con el levantamiento topográfico
    pormenorizado, paralelamente se verifica el estudio de suelos,
    realizándose la toma de muestras en el lecho y
    márgenes del río. Simultáneamente se
    evalúan los aspectos de impacto
    ambiental y socioeconómico, así como de
    desarrollo de poblacional.

    • Fase final de gabinete

    Centrado en el análisis y diseño respectivo de
    los objetivos planteados y que consiste en el calculo, trazado
    y dibujo topográfico, valoración del estado
    actual de las defensas ribereñas (en
    realización), análisis de consistencia de las
    variables
    hidrológicas, evaluación de la erosión, factores
    bio-ambientales y la adopción
    de la estructura en consonancia a la zona. Por último se
    presentan los diseños definitivos, costos,
    presupuestos, especificaciones técnicas, planos del proyecto y
    prontuario de operaciones y
    mantenimiento.

    Es importante considerar la integración respecto a los pobladores, en
    el sentido de su aceptación, mantenimiento y
    responsabilidades inherentes.

      1. Se explora la zona a levantar
        topográficamente, observándose el terreno
        teniendo en mente que se va a levantar una obra
        hidráulica, lo que implica que se debe dar
        cuenta que tipo de suelo se recorre, como campos de
        cultivo, hondonadas, laderas estables o inestables,
        estructuras del terreno (grava, suelo blando, roca
        blanda, etc.), eligiendo la mejor posibilidad y la mas
        económica, todo esto para el caso de
        líneas de defensa ribereña, canal de
        riego, vías de acceso, carreteras, conductos de
        agua – desagüe, etc. El levantamiento se
        realizó con el método de polígono
        abierto, en que se buscó los mejores
        vértices o estaciones para el traslado,
        iniciándose desde la cota BM marcada en el
        extremo derecho del puente principal. Luego se
        recorrió en ambos márgenes en forma
        invertida, rellenando los espacios con radiación en cada vértice
        de cambio. Se verificó todas las distancias con
        una wincha sintética.

      2. RECONOCIMIENTO Y LEVANTAMIENTO
        TOPOGRÁFICO
      3. NIVELACIÓN Y
        ALTIMETRÍA

      El control vertical se llevó en base en un
      BM (Bench Marks) = 3815.00, hallado en el extremo derecho
      del puente (visto aguas abajo), realizado al construir el
      puente; desde donde se traslado a todos los puntos del
      levantamiento.

      La nivelación para la línea eje del
      río se realizó por el método
      geométrico diferencial en circuito cerrado,
      verificando los errores admisibles y realizándose
      las compensaciones necesarias.

    1. TOPOGRAFÍA DEL PROYECTO

      La zona de trabajo es altamente susceptible a
      inundaciones, esto debido a su relieve en planicie. Como
      antecedentes se tiene que la zona a sufrido severas
      inundaciones en el último fenómeno de "EL
      NIÑO" 1992, inundando un área aproximada de
      3000 hectáreas. Area que interesa tierras
      agrícolas, tierras de pasto, viviendas,
      infraestructura local – pozos -, infraestructura deportiva,
      escuelas, calles, granjas artesanales y personas en
      general.

      El presente trabajo logrará un área
      aproximada protegida de 980 Ha de tierra cultivables con
      potencial agrícola y pecuario.

      1. De acuerdo con la verificación en el
        lugar, acompañados por el presidente de la
        comunidad afectada y pobladores damnificados, se
        recorrió la zona de interés hacia aguas
        arriba. En el recorrido se encontró que las
        defensas realizadas en 1994 se hallan en proceso de
        deterioro, en determinados tramos se ha destruido
        completamente los precarios terraplenes, hechos que
        hicieron los mismos pobladores con fines de allanar un
        acceso para que el ganado bebiese agua del río.
        Además se halló que estos no
        reunían la altura y anchura adecuadas para
        contrarrestar una eventual máxima avenida, y
        asimismo se comprobó que los pobladores no
        tenían un mínimo de capacitación para la
        conservación y mantenimiento de las defensas
        ribereñas.

      2. ESTADO ACTUAL DEL SISTEMA DE
        DEFENSA
      3. ESTRUCTURA PROYECTADA

      Para el control de las inundaciones se proyecta
      construir 2800 m de longitud de terraplén de
      defensa, 1400 m a cada margen. Este terraplén
      será construido con material adecuado del
      lugar.

      Obra en el cauce de río

      Se plantea la descolmatación del cauce del
      río hasta llegar a una sección optima y
      correspondiente a un encauzamiento apropiado, haciendo una
      limpieza de la arena y todo material que dificulte el flujo
      del agua. Los materiales removidos como arena, lodo fangoso
      y arcilla limosa, así como material artificial
      (plástico y similares) serán
      seleccionados y trasladados fuera del área de
      edificación de la defensa ribereña. Esta obra
      se realizará a lo largo de los 1400 m de eje del
      río.

      Obra en los márgenes del
      río

      Se propone la construcción de terraplenes
      de tierra de sección trapezoidal, con enrocado en la
      cara húmeda, dicho terraplén se
      construirá con aporte de material propio del lugar.
      La altura idónea es calculada en función a
      una máxima avenida de un periodo de retorno de 40
      años. Las fotos
      adjuntas muestran el terraplén en
      construcción.

      Para ver el gráfico
      seleccione la opción "Descargar" del menú
      superior

       Foto 01 Descolmatación del cauce
      del Río Coata

    2. EVALUACIÓN DE LAS ÁREAS SUSCEPTIBLES
      A INUNDACIÓN

      1. El Río Coata, es uno de los principales
        afluentes del Lago Titicaca y esta conformado
        principalmente por los Ríos Lampa y Cabanillas,
        los cuales descienden de 5400 a 4600 msnm y se unen en
        el distrito de Juliaca a 3830 msnm y después de
        discurrir aproximadamente 36,50 Km. desemboca en el
        Lago Titicaca. La pendiente promedio del curso es Sm =
        0,50 m/Km; La característica particular es la
        doble cuenca tributaria, que comprende las sub cuencas
        del Río Cabanillas y del Río
        Lampa.

      2. GENERALIDADES

        1. Están referidos al cálculo
          del caudal máximo de diseño igual al
          caudal máximo registrado, lo cual se puede
          determinar por las mediciones realizadas en las
          estaciones meteorológicas y observando las
          huellas dejadas por el paso de una
          avenida.

        2. MÉTODOS HISTÓRICOS –
          EMPIRICOS
        3. MÉTODOS MODERNOS
      3. CRITERIOS BÁSICOS PARA EL
        DISEÑO
    3. HIDROLOGÍA
    • Criterios de primera generación

    Son los métodos probabilísticos los
    cuales para el cálculo del caudal máximo de
    diseño utilizan periodos de retorno "Tr" años de
    acuerdo a la magnitud de la obra.

    • Criterios de segunda generación

    Se aplican considerando a las estructuras de acuerdo
    al riesgo y daños que una falla potencial
    causaría en su influencia de aguas, analizando los
    daños económicos comparándolo con el
    costo de
    la estructura a diseñar, obteniéndose
    así un tiempo de retorno de diseño
    optimo.

    En el presente trabajo se ha optado por el
    método estadístico, dado que en el área
    del proyecto el índice de daños y perjuicios
    materiales (costo/área) no es considerable; sin embargo
    se aconseja refrendarlo con el método histórico –
    empírico, esto es, si los cálculos
    estadístico matemáticos obtenidos son sub
    valuados respecto a los niveles históricos se corrigen
    hasta alcanzar las pruebas
    históricas, esto aporta más garantía para
    el diseño de la estructura hidráulica.

    1. DESCRIPCIÓN
      HIDROLÓGICA
    1. Comprenderá las fases desde la
      evaporación hasta la condensación y
      escurrimiento a través de los
      álveos.

    2. CICLO HIDROLOGICO

      El Río Coata es así mismo el final
      del recorrido de diferentes ríos, que nacen de las
      cordilleras de la Hoya del Titicaca para finalizar en el
      Lago Titicaca.

      RIO COATA.- Nace de la confluencia del
      Río Lampa y el Río Cabanillas, a 3822 msnm,
      recorre 49.5 Km desembocando en el Lago Titicaca a 3810
      msnm, cerca de la península de Capachica,
      15°36´latitud sur y 69°55´longitud
      oeste.

      RIO LAMPA.- En su mayor parte se conforman
      de ríos montañosos, que forman valles
      angostos, nacen de los nevados Quilca a 5350 msnm,
      Jatumpasto a 5170 msnm, Huayquera a 5250 msnm, San Luis
      5350 a msnm, Mina Punta a 5400 msnm, Huira Apacheta a 5250
      msnm y San Carlos a 5200 msnm. De los cuales nacen
      riachuelos en direcciones tanto hacia el Río Lampa
      como al Río Cabanillas; en la primera se tienen los
      Ríos Suatia y Chilampa de 13,20 y 12,50 Km, unidos
      forman el Río Vilavila de 8,50 Km, y este con el
      Río Pumahuasi, forman el Río Palca de 10,10
      Km, que en su recorrido recibe las aguas de los ríos
      Coareta y Barranco, además de las quebradas
      Pujropata y Antalla, para dar lugar al Río Lampa de
      76 Km, este a su vez en su recorrido recibe de los
      ríos Quilca, Pascorane y Churuchama por el margen
      derecho.

      RIO CABANILLAS.- Nace del Río Verde
      y Cerrillos aproximadamente a 4,00 Km de la localidad de
      Santa Lucia, a una altura de 4050 msnm, a partir de esta
      unión recorre 66,20 Km, hasta unirse con el
      Río Lampa; en su recorrido el Río Cabanillas
      recibe por el margen derecho al Río Compuerta de
      11,50 Km, que nace de la Laguna Saracocha de 13,90 Km2, del
      Río Cotaña y del Río Viscachani; y en
      el margen izquierdo recibe al Río Chacalaya de 9,90
      Km de longitud.

      RIO VERDE.- Es el principal formador del
      Río Cabanillas con un recorrido de 61,80 Km, nace de
      la Cordillera Occidental con el nombre de Río
      Quillasani, en su trayecto recibe en el margen derecho al
      Río Torohuani y al Río Jalpamayo; en el
      margen izquierdo recibe al Río Paratia el cual nace
      indefinidamente de las cordilleras.

      RIO CERRILLOS.- Es en parte formador del
      Río Cabanillas, tiene aproximadamente 9,90 Km de
      recorrido.

      LAGUNA LAGUNILLAS.- Es un principal
      tributario de aguas en la Cuenca del Río Coata,
      está ubicado en el sector Sur Oeste de la cuenca,
      con un volumen
      estimado de 488578740 m3, con 50.60 Km2 de espejo y un
      perímetro aproximado de 49,26 Km y una profundidad
      máxima de 50,258 m, a una altitud de 4150 msnm, toda
      la sub cuenca correspondiente a la laguna tiene un
      área aproximada de 815,20 Km2. Sus afluentes son el
      Río Llicune, que nace de la laguna Titillaca a 4500
      msnm; el Río Cañumas, que es el principal
      afluente de la Laguna Lagunillas, nace de los ríos
      Borracho y Aticata, el Cañumas en su recorrido
      recibe por la derecha, aguas del Río Sujehuarancco y
      Mayopalca; por el margen izquierdo del Pausapunco y Pinaya,
      el Río Borracho nace de la laguna Suito con el
      nombre de Orduña a 4850 msnm, el Río Aticata
      nace de la Cordillera Occidental a 4900 msnm.

      LAGUNA SARACOCHA.- Esta laguna no tiene
      ríos tributarios destacables salvo el proveniente de
      la conexión con la Laguna Lagunillas y los
      pequeños arroyos de algunos manantiales del lugar,
      la laguna tiene un volumen de agua aproximado de 183204600
      m3, con una superficie de 14.00 Km2, un perímetro de
      32,77 Km y una profundidad estimada en 75.30 m. La Laguna
      Saracocha tiene un desnivel relativo de 18,80 m respecto a
      la Laguna Lagunillas, es decir Saracocha está
      más abajo.

    3. ALVEOS

      La cuenca tiene una superficie total aproximada de
      5042,5 km2 con ligera forma de doble hoja irregular, debido
      a sus dos afluentes principales los ríos Lampa y
      Cabanillas que derivan en sub cuencas tributarias, y con un
      perímetro aproximado de 467,20 Km,
      extendiéndose desde el nivel del Lago Titicaca hasta
      los 5400 msnm en los nevados de la cordillera occidental.
      Una representación descriptiva lo da el
      gráfico 3.3

      Cuadro 3.1 Distribución de áreas en
      la Cuenca del Río Coata

      Para ver la tabla seleccione la
      opción "Descargar" del menú
      superior

      Fuente: SENAMHI – Puno, Ing. Jacinto Churata
      Salluca

      En el gráfico siguiente se puede apreciar
      la distribución de las áreas en la cuenca del
      Río Coata

    4. SUPERFICIE

      Se tiene una precipitación anual media de
      684 mm registrados por el SENAMHI, obtenido de las
      estaciones de Capachica, Juliaca, Cabanillas, Lagunillas,
      Lampa, Collini, Pampahuta, Río Verde, Atecate,
      Quillisani y Paratia, los cuales registran periodos entre
      1957 a 1976.

      Cuadro 3.2 Precipitación total anual en
      la Cuenca del Río Coata

      Para ver la tabla seleccione la
      opción "Descargar" del menú
      superior

      Fuente: SENAMHI – Puno, Ing. Jacinto Churata
      Salluca

    5. PRECIPITACIÓN

      Es el peso de la columna de aire que
      gravita por una unidad de área. La presión
      varía con la altitud a razón de
      aproximadamente 1 mb por cada 10 mb, o más
      exactamente en la forma:

       Donde:

      z:= altitud sobre el nivel del mar en
      m

      p:= presión en milibares
      -mb-

      Obteniéndose para el área del
      proyecto de 3815.0 msnm de:

      Presión

      unidades

      631.2081

      mb

      63120.8093

      Pa

    6. PRESIÓN ATMOSFÉRICA

      El área del proyecto se configura una
      planicie despejada (no hay bosques), razón por la
      cual la incidencia del sol es máxima, así
      como el desplazamiento del aire -viento- es completo (las
      formaciones montañosas están alejadas), y la
      perdida de calor es
      rápida en horas de la noche, atenuándose por
      la cercanía del Lago Titicaca. Teniendo temperaturas
      de máximas de hasta 24 °C en época
      lluviosa -verano- y mínimas de -11 °C en
      época de estiaje.

    7. TEMPERATURA
    8. MÁXIMAS DESCARGAS

    La escorrentía superficial del Río
    Coata, es medida por el SENAMHI en la estación
    hidrométrica Puente Maravillas en la vía
    Juliaca – Ayaviri.

    En dicha estación se registraron las
    descargas medias diarias mediante lecturas de un
    limnígrafo, existiendo registro de
    20 años (1957 – 1976), que han servido para
    calcular la disponibilidad de agua; así como los
    eventos
    extraordinarios con fines de diseño.

    Cuadro 3.3 Resumen histórico de
    máximas avenidas

    Para ver la tabla seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

    Fuente: SENAMHI – Puno, Ing. Jacinto Churata
    Salluca

    La tendencia de la serie se muestra en el
    gráfico 3.4, donde se nota claramente las variaciones
    respecto al tiempo.

    Para ver el gráfico
    seleccione la opción "Descargar" del menú
    superior

     De acuerdo a los caudales medios mensuales del
    río Coata, para 20 años de registros.
    Las descargas son menores entre los meses de junio a
    noviembre, y mayores en los meses de diciembre a abril. Estas
    descargas coinciden con el régimen
    pluviométrico, que es la mínima media y se
    presenta en el mes de octubre y es de 3,6851 m3/seg y el
    caudal máximo medio mensual corresponde al mes de
    febrero con 148,1079 m3/seg.

    Las descargas medias mensuales representan la
    disponibilidad de agua que en volumen total anual alcanzan
    1295,75 MMC, y varían de 9,54 MMC en el mes de octubre
    a 383,70 MMC en el mes de febrero. De igual forma presentan
    una distribución muy variable de año en
    año. En el período de 1957 – 1979,
    existen períodos de años secos tales como los
    años hidrológicos 1964 – 65, 1965 –
    66, en que las descargas son menores al promedio, bajando
    hasta 1,67 m3/seg anual el valor mínimo y hasta 60,47
    m3/seg el máximo, siendo el promedio anual de 20,53
    m3/seg. Sin embargo en esos años no se presentaron las
    descargas mínimas minimorum, las cuales
    se presentan en octubre 1973 y alcanzan a 1,17 m3/seg siendo
    el promedio anual de 73-74 de 59,31 m3/seg que corresponde
    aparentemente a un año húmedo.

    Los tiempos húmedos se presentaron en los
    años 1961 – 63, 1971 – 72, 1973 –
    74, 1975 – 76, que presentan descargas medias
    extraordinarias de hasta 307,039 m3/seg, en el mes de
    febrero; en estos años se producen desbordes e
    inundaciones del río Coata que afectan la agricultura
    y ganadería de la zona.

    1. ANÁLISIS DE FRECUENCIAS DE VALORES
      EXTREMOS

    Para el diseño de las obras de defensas
    ribereñas, es necesario estimar la avenida máxima
    en función de la vida útil y del riesgo;
    analizándose la serie anual de descargas máximas
    diarias de 20 años, mediante el ajuste a la
    función de eventos extremos máximos de Gumbel, a
    partir del cual se ha estimado las avenidas máximas para
    una frecuencia de 10, 50, 100, 200, 400 años. El
    análisis de consistencia muestra que es consistente
    respecto a la media pero no es significativa respecto a la
    desviación estándar.

      1. Hidráulicamente un río se
        comporta como un canal especial, de ahí que su
        estudio empieza por comprender los canales
        abiertos.

      2. GENERALIDADES DE UN RIO

        Los ríos se distinguen uno de otro por
        la figura que recorren en su trayecto.

        Gráfico 3.5
        Morfología del cauce

        LANE, distingue un río entrelazado de
        otro meándrico por la función de su
        característica SQ¼ , como
        indica el gráfico.

        S está en pies/pies, y Q en
        pies3/s.

        Si: SQ1/4 £ 0.0017,
        es un meandro, SQ1/4 ³
        0.010 es un río
        entrelazado.

        Esta cifra sirve para darnos un indicativo,
        para el proyecto se obtuvo:

        S:=0.0005 m/m = 0.0005 ft/ft

        Q:=340 m3/s (media) = 9888.1066816
        ft3/s

        SQ1/4 = 0.005233937, lo que lo
        sitúa en un río intermedio.

        Un gráfico a mayor escala resuelve que
        el Río Coata y sus álveos se destacan por
        ser meándrico en todo su recorrido. Ver
        gráfico 3.7 adjunto.

        En el tramo del proyecto, se trabajó
        con un intervalo claramente meándrico, en los
        1400 m se halló que los materiales sedimentarios
        transportados, se depositan en las curvas interiores, y
        hay una tendencia a la erosión en las curvas
        externas, como lo indica el gráfico.

        Gráfico 3.8
        Erosión y sedimentación en
        curvas

      3. MORFOLOGÍA DEL CAUCE

        La defensa ribereña propuesta se
        comporta como un potencial erosivo en sus
        márgenes debido a las elevadas velocidades
        periódicas que alcanza el río, siendo la
        norma bajas velocidades que caracterizan a un
        río meándrico lo que origina una
        rápida colmatación de los arcos o
        elongaciones de su recorrido.

        La erosión fluvial es una acción
        constante que lleva a cabo las aguas de las corrientes
        sobre la superficie terrestre la erosión fluvial
        considerando el drenaje socava el valle en forma de
        "V", sección transversal; causando la
        profundización del cauce, el ensanchamiento y el
        alargamiento; según las condiciones propias
        hará mas o menos intenso el proceso.

        Es interesante la dinámica de la
        erosión del río, la cual consiste en el
        transporte de material de los márgenes y del
        fondo del cauce. La parte externa de las curvas en la
        que más expuesta está a la erosión
        debido a que la energía del agua se dirige hacia
        ellas.

        LA FOTO ILUSTRA
        SIGNIFICATIVAMENTE LO EXPUESTO.

        Para ver el gráfico
        seleccione la opción "Descargar" del menú
        superior

         Foto – Erosión en
        la curva exterior del río

      4. DESCRIPCIÓN DE LA EROSIÓN
        FLUVIAL

        1. Para un estudio adecuado se debe pensar en
          un río como un ente con propiedades
          dinámicas cambiantes, casi con vida,
          teniendo cuidado en modelizarlo
          estáticamente.

        2. PRINCIPIOS DE ESTUDIO

          Acerca de este concepto, Ven Te Chow,
          afirma "cuando el agua fluye uniformemente en un
          canal, se desarrolla una fuerza que actúa
          sobre el lecho del río en la dirección del flujo. Esta
          fuerza, que simplemente es el empuje del agua sobre
          el área mojada, se conoce como fuerza
          tractiva".

          En un flujo uniforme, la fuerza tractiva
          en apariencia es igual a la componente efectiva de
          la fuerza gravitacional que actúa sobre el
          cuerpo del agua paralela al fondo del canal e igual
          a g ALS.

          Donde g es el peso
          específico del agua; A es el área
          mojada; L es la longitud del tramo del canal y, S
          es la pendiente.

          Luego, el valor promedio de la fuerza
          tractiva por unidad de área mojada, conocido
          como fuerza tractiva unitaria t
          o, es igual a g ALS/PL
          = g RS, donde P es el
          perímetro mojado y R es el radio hidráulico

          t
          o = g
          RS

          En general para flujos tridimensionales,
          que se presentan en la practica, la tensión
          cortante t o no se distribuye en
          forma constante debido a la existencia de flujos
          secundarios, por lo que las características
          de la distribución real dependen de la
          sección del canal.

        3. FUERZA TRACTIVA

          Las estimaciones del caudal de transporte
          de sólidos por los ríos, son de
          utilidad para estudios de
          modificación de canales naturales con
          secciones estables, protección contra la
          erosión y de la variación del volumen
          de los embalses. En ese sentido debido a que el
          cauce de río en estudio ya tiene un ancho
          definido, el análisis es para cuantificar el
          gasto sólido con la finalidad de tomar las
          acciones correspondientes para la prevención
          y control de la erosión en la cuenca en
          general.

          Buscando las condiciones o límites para el inicio del
          movimiento, se encuentran dos formas:

          Una de ellas hace mención a la
          acción del esfuerzo de corte, o fuerza
          tractiva. El movimiento de las partículas
          del fondo, empieza cuando la fuerza tractiva
          actuante t o es igual a la
          fuerza tractiva crítica t
          c , que es propia de cada material
          constituyente del fondo.

          Otra forma es la determinación de
          la velocidad crítica Vc. se
          denomina velocidad crítica de arrastre a la
          velocidad media de la corriente a la cual empieza
          el movimiento (el arrastre), de las
          partículas constituyentes del lecho
          .

          La determinación del gasto
          sólido fluvial está, en primer lugar,
          fuertemente relacionada con las
          características de erosionabilidad de la
          cuenca. También está relacionada con
          las características hidráulicas del
          río (pendiente, velocidad, tirante,
          rugosidad, etc.), de la granulometría y de
          otras propiedades del material sólido, este
          se transportará como de fondo o de
          suspención.

        4. TRANSPORTE DE SÓLIDOS DE
          FONDO
        5. METODOLOGÍA DE CÁLCULO DE
          GASTO SÓLIDO DE FONDO

        De acuerdo con Schröder, se tiene que una
        de las fórmulas aplicables es la de
        Schoklitsch.

        El cual se expresa en la siguiente
        ecuación:

        Donde:

         TF = gasto sólido de
        fondo, en kg/s

        Q = Gasto líquido medio = 340.0
        m3/s

        B = ancho medio del río = 45.0
        m

        S = pendiente de la línea de
        energía del río = 0.0005 m/m

        dm = diámetro representativo
        de las partículas (dm) = 0.001
        m

        Reemplazando se obtiene: Tf = 9.33387 kg/s =
        294352,94 Tn/año

      5. CRITERIOS DE HIDRÁULICA
        FLUVIAL
      6. MEDIDAS DE PREVENCIÓN Y CONTROL DE
        EROSIÓN FLUVIAL
    1. HIDRÁULICA FLUVIAL

    Las medidas para el control de erosión
    comprenden desde el factor humano hasta las medidas
    técnicas en categorías:

    • Factor humano
    • Medidas estructurales
    • Medidas forestales
    1. Este punto es casi desatendido por ser considerado
      superficial, sin embargo considero que no hay efectividad
      de alguna medida técnica si no se tiene el
      compromiso y la conciencia de que si se quiere controlar la
      erosión fluvial, esta debe partir del propio
      interesado.

    2. FACTOR HUMANO
    3. MEDIDAS ESTRUCTURALES

    Se mencionan las siguientes

    • Diques enrocados.

    Conformado en base a materiales de río en forma
    trapezoidal y revestido con roca pesada en su cara
    húmeda.

    • Enrocado con roca al volteo

    Revestido con roca pesada directamente volteado por
    volquetes

    • Estructuras de concreto

    Muros de concreto
    ciclópeo

    • Gaviones

    Estructuras flexibles construidas con una red de malla
    galvanizada plastificada hexagonal tejido a doble
    torsión, debe garantizar una vida útil adecuada
    del alambre

    • Otros
      • Dados, Tetrapodos y Espigones
      • Colchones
      • Presas de regulación y
        terraplenes.
      • Caballos – abarcados
      • Cestones
    1. MEDIDAS FORESTALES Y OTROS

    Son todas aquellas que incluyen cubierta vegetal en
    todas sus formas.

    Además se tienen

    • Emplazamiento de la población fuera del
      peligro.
    • Sistema de emergencia contra
      inundaciones.
    • Medidas agronómicas.

    Estas medidas son particularmente interesantes y se
    describen de la siguiente manera.

    • Zanjas de infiltración, son canales
      que se construyen transversalmente a la máxima
      pendiente del terreno, con la finalidad de interceptar la
      escorrentía, contrarrestando su velocidad y
      permitiendo una mayor infiltración.
    • Terrazas de absorción, son una serie
      sucesiva de plataformas, dispuestas como estrechos andenes,
      construyéndose a nivel con una ligera
      inclinación hacia dentro, los bordes interno y externo
      se encuentran a nivel.
    • Diques para el control de cárcavas,
      la cárcava es una zanja notoria causada por la
      erosión hídrica del suelo; sigue generalmente
      la máxima pendiente del terreno y constituye un cauce
      natural en donde se concentra y fluye el agua de las
      lluvias.

    Incluyen practicas de conservación a nivel de
    laderas – repoblación vegetal – forestal, zanjas de
    infiltración, terrazas y surcos en contorno -, y
    prácticas a nivel de cárcavas, que son materiales
    naturales o artificiales que buscan cortar gradualmente el paso
    del agua en la cárcava, sean de champas, piedras, ramas,
    maderos, cubierta vegetal, etc.

      1. Este estudio comprende los lechos del
        río y el terreno. Se ha efectuado un
        análisis de suelos a cada 500 m debido a la
        uniformidad del terreno. Los materiales componentes del
        lecho del río, son casi en su totalidad arena,
        que se han clasificado según SUCS. Ver
        Análisis Granulométrico
        adjunto.

      2. ESTUDIO GEOTECNICO

        La exploración se ha realizado en los
        márgenes y riberas del Río Coata
        efectuado sondeos, obteniendo muestras de suelos
        representativos. Se optó por la norma ASTM, por
        ser la que reúne criterios para la
        clasificación y construcción de muros de
        contención,

        1. ENSAYOS DE LABORATORIO
      3. EXPLORACIÓN, MUESTREO Y ENSAYOS DE SUELOS
    1. ESTUDIO DE SUELOS Y CANTERA

    Se efectuaron los siguientes ensayos estándar
    de laboratorio,
    según norma ASTM.

    • CONTENIDO DE HUMEDAD ASTM D-2216
    • LIMITES DE CONSISTENCIA LL: ASTM D-423 / LL: ASTM
      D-424

    Determinación con muestras de suelo fino que
    pasan la malla N-40, de acuerdo a SUCS corresponde a
    ML.

    • ANALISIS GRANULOMETRICO ASTM D-422

    Efectuado con tamices, las muestras en un porcentaje
    superior corresponden a retenidos en la malla N-200.

      1. El enrocado requiere de piedra de 80 cm o
        más, para cubrir el talud húmedo, de alta
        dureza y resistencia a la erosión, de
        fragmentación prismática y elevada
        densidad. Lo cual ha llevado un rastreo
        de las posibles canteras, ubicándose la Cantera
        UQUISILLA el cual reúne lo requerido.

      2. GENERALIDADES

        CANTERA UQUISILLA Esta cantera se ubica
        a 6.0 km del proyecto a 500 m de la carretera Coata –
        Capachica, en el lado izquierdo, es actualmente
        utilizada para sacar piedra para construcción
        casera.

        Material

        : Piedra caliza

        Ubicación

        : Km 4+000 desde Capachica

        Acceso

        : Carretera Coata Capachica, d=500
        m

        Propietario

        : Comunidad Lluco – Uquisilla

        Tratamiento

        : Ninguno

        Explotación

        : Cargador frontal, manual

        Usos

        : Concreto cimentaciones, albañilería

        Rendimiento

        : 80 %

      3. DESCRIPCION DE CANTERA
      4. VALORACIÓN.
    1. ESTUDIO DE CANTERA

    Se describe el material in situ como parte de una
    formación rocosa, de tipo ígneo, que destaca por
    estar conformada de agregados minerales
    densos, procediendo a su identificación posterior en
    razón de su génesis.

    Dureza.- La dureza de un mineral es la medida
    de su capacidad para resistir el desgaste o el ser rayado. Se
    ha aceptado universalmente una escala sencilla basada en
    pruebas empíricas para la dureza, si un mineral
    desconocido raya y a su vez es rayado por un miembro de escala
    o medio de prueba, los dos son de igual dureza; los patrones de
    comparación en orden de dureza creciente de 1 a 10
    son:

    Para ver el cuadro seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

    Fuente: Bureau of Reclamation, Diseño de
    pequeñas presas, 1982

    Crucero.- Se dice que un material tiene
    crucero, si presenta superficies planas cuando se rompe. El
    crucero se produce invariablemente en planos paralelos, algunos
    minerales tienen un crucero; otros, dos, tres, de grado
    variable de importancia. El número de direcciones de
    crucero y el ángulo con el que se cortan sirven como
    medios de identificación del mineral.

    Fractura.- A la superficie quebrada de un
    mineral, en direcciones que nos son los planos de crucero, se
    le llama fractura. Los tipos comunes de fractura son la
    concoidea si la fractura tiene superficies curvas
    concéntricas, como las del interior de una concha;
    irregular, si la superficie es áspera, y astillosa si
    tiene la apariencia de astillas de madera.

    Lustre.- El lustre de un mineral es la
    apariencia de su superficie debido ala calidad e intensidad de
    la luz reflejada.
    Dos clases principales se reconocen, el metálico y el no
    metálico. La principal diferencia entre los dos
    está indicada por el nombre. Además, los
    minerales metálicos son opacos, o casi opacos, mientras
    que los minerales no metálicos son transparentes en sus
    aristas delgadas.

    Color.- El color de un
    mineral, como medio para su identificación debe usarse
    con la debida precaución, porque algunos muestran una
    gran variación sin cambio perceptible en su
    composición.

    Raya.- El color de polvo fino de un mineral,
    obtenido al frotarlo sobre una substancia blanca, como
    porcelana sin esmalte, se conoce como su raya. La raya de un
    mineral es bastante constante dentro de una cierta
    variación, aunque su color puede variar.

    IDENTIFICACIÓN.- Después de
    evaluar las características de las muestras
    representativas de la cantera, se identifica en un primer
    momento lo siguiente:

    • Dureza, la muestra da un rayado a la hoja de una
      navaja y a la superficie del vidrio mas
      no así a la superficie de una muestra de cuarzo, sin
      embargo no es rayado por la navaja ni el vidrio, pero si por
      el cuarzo, lo cual indica una dureza mayor a 5.5 y menor a 7,
      optándose por darle una dureza de 6.
    • Crucero, en la rotura de la muestra de roca, se
      observa que no se tiene signo de crucero.
    • Fractura, la superficie de la muestra da como
      resultado una fractura irregular, al tener una superficie
      áspera.
    • Lustre, se tiene un lustre metálico muy
      divergente, el reflejo de la luz es oscuro, con una
      difícil determinación del plano de reflejo; no
      tiene un lustre no metálico
    • Color, la muestra presenta un tono gris intenso
      desde todos los ángulos de vista, con tendencia al
      azul verdoso.
    • Raya, la muestra no deja un polvo fino al ser
      frotado en la superficie de una porcelana.

    Finalmente se aprecia los siguientes aspectos que
    logran definirlo relativamente:

    • Grano fino y uniforme en todo la muestra sin
      ninguna incrustación cristalina.
    • No hay reacción con el ácido
      clorhídrico.
    • No hay reacción significativa con el agua,
      la absorción es casi nula.

    Todos estos datos de campo
    lo identifican como roca andesita, que cubren perfectamente los
    requerimientos de enrocado. Las fotos siguientes muestran
    aspectos de la cantera.

    Para ver el gráfico seleccione
    la opción "Descargar" del menú
    superior

     Foto -Vista frontal de la cantera rocosa a
    utilizar

    Para ver el gráfico seleccione
    la opción "Descargar" del menú
    superior

    Foto -Cantera después de la
    explosión

    1. RESULTADOS Y
      DISCUSIONES
    1. Para propósitos de diseño se
      consideró un caudal máximo extremo cuyo
      tiempo medio de retorno es de 50 años con una
      probabilidad del 50% de que se presente esta
      máxima avenida, para expresar mas seguridad a la
      realidad de la zona.

      Tr

      Tiempo de
      retorno

      Q

      Máximo
      m3/seg

      10 años

      775.0

      20 años

      915.0

      30 años

      990.0

      40 años

      1050.0

      50 años

      1100.0

    2. CRITERIOS HIDROLÓGICOS E
      HIDRÁULICOS

        1. Existen varios y diferentes métodos
          de calculo de la sección estable del lecho
          del río [31][35], se contempla que las
          condiciones de los ríos requieren una
          observación directa; en tal sentido, en base
          a ensayos en este tipo de obras en los ríos
          de la costa y algunos practicados en la
          región se puede establecer una
          sección representativa para el río.
          Siendo recomendable en condiciones de valle, caso
          que se da en la zona de trabajo del Río
          Coata, verificar el ancho estable como el caso de
          áreas no determinadas visiblemente, y en
          base a esto efectuar los cálculos de los
          otros parámetros.

          El cálculo de la sección
          estable considera la teoría del
          régimen estable de Blench – Altunin, o de
          Simons – Henderson.

          Cálculo de la sección
          estable

          Para el cálculo de la
          sección estable se considera la
          teoría del régimen estable de Blench
          – Altunin o de Simons – Henderson.

          En un primer momento se evalúa
          según Blench – Altunin.

          Los cuales utilizan las siguientes
          expresiones:

            Donde:

          Dm = Diámetro mediano de la muestra
          tomada a la altura Hs

          D50 esta dado en mm

          B = Ancho medio de la
          sección

          Fb = Factor de fondo = 1.90
          Ö
          d50, [31- pag
          58
          ]

          para material grueso Fb=1.2, y para gravas
          Fb = Dm 1/3 [35 – pag
          34
          ]

          y para gravas
          Fb=3Ö
          d50*(1+0.12*0.05)

          Fs = Factor de orilla = 0.2 para material
          ligeramente cohesivo

          s = Pendiente hidráulica
          (%)

          Q = Caudal de diseño
          (m3/s)

          g = Gravedad = 9.81
          m/s2

          K = Factor secundario

          H = Profundidad media (m)

          C = Concentración de material de
          fondo en 10 -15

          Cuadro 4.1 Valores aproximados de Fs –
          Factor de orilla

        2. SECCION ESTABLE DEL RIO

        Tipo de
        orilla

        Fs

        Orilla de barro y arena

        0.10

        Orilla de barro – arcilla –
        fangosa

        0.20

        Orilla de material muy
        cohesivo

        0.30

        Según Simon y Henderson:

        b=K1(Q)0.5

        Cuadro 4.2 Valores de K1 en la
        Ecuación de Simon y Henderson

        Condiciones del fondo
        del río

        K1

        Fondo y orillas de arena

        5.7

        Fondo de arena y orillas de material
        cohesivo

        4.2

        Fondo y orillas de material
        cohesivo

        3.6

        Fondo y orillas de grava

        2.9

        Fondo de arena y orillas de material
        no cohesivo

        2.8

        Evaluando según Blench – Altunin los
        datos, para d50 = 0.003 se obtiene el
        siguiente cuadro de valores para el ancho
        medio

        Para ver la tabla seleccione
        la opción "Descargar" del menú
        superior

        (1)Fb

        (2)Fb

        (3)Fb

        Los valores obtenidos van desde los 33.7 m
        hasta los 72.2 m

        El ancho medio del canal, según Simon y
        Albertson modificados por Henderson – 1966, es
        según el cuadro de valores procesados

        Para ver la tabla seleccione
        la opción "Descargar" del menú
        superior

        Los valores van desde los 113.8 m hasta los
        139.3 m

        Los valores obtenidos según Simon –
        Albertson – Henderson, superan ampliamente los
        procesados obtenidos por Blench – Altunin.

        Para un Fb=0.14422 y Fs=0.2, se obtiene b=
        50.98

        Por criterio practico se toma el valor de b=50
        m

        El cual es además el ancho medio del
        río.

        Cálculo de la altura
        media.

        Viene a ser la profundidad necesaria para la
        estructura.

        Viene de la relación:

        Donde:

        H: Profundidad de la estructura.

        Q: Caudal en m3/s

        Fb : Factor de fondo

        Fs: Factor de orilla

        Después de evaluar los datos se tiene
        el siguiente cuadro

        Para ver la tabla seleccione
        la opción "Descargar" del menú
        superior

        Se obtiene valores desde 9.0 m hasta 14.9
        m.

        Lo que hace que se decida por optar una
        profundidad de 9.10 m por razones practicas y de
        consideración real en la
        construcción.

        De acuerdo a los datos hidráulicos que
        se tienen del Río Coata como: caudal, rugosidad,
        pendiente, talud y base del río, se ha optado el
        caudal máximo para un período de retorno
        de 40 años, que es de 1050 m3/s con 50% de que
        esta avenida se presente, obtenidos de la curva de
        caudal de diseño vs vida esperada, para efectos
        prácticos se trabajó con un caudal de
        diseño de 1100 m3/s. Para él calculo del
        tirante medio se aplicará la formula de
        Manning.

        Donde:

        Q:

        Caudal de avenida del proyecto,
        m3/seg

        A:

        Area de la sección,
        m2

        R:

        Radio hidráulico

        S:

        Pendiente del río,
        m/m

        n:

        Coeficiente de rugosidad,
        0.035

        La altura del terraplén o muro de
        defensa es igual al tirante máximo mas un borde
        libre, el cual se aproxima a la altura de la
        energía de la velocidad o carga de la misma,
        multiplicado por un coeficiente que está en
        función de la máxima descarga y pendiente
        del río.

        H = y + BL

        BL = f V2/2g

        Donde:

        H

        =

        Altura del terraplén
        (m)

        ,y

        =

        Tirante de caudal de diseño
        (m)

        BL

        =

        Borde libre (m)

        ,v

        =

        Velocidad media del agua
        (m/s)

        ,g

        =

        Gravedad (m/s2) =
        9.81

        f

        =

        Coeficiente

        Cuadro 4.3 Valores de f

        Caudal
        máximo

        m3/s

        Coeficiente

        f

        3000 – 4000

        2.00

        2000 – 3000

        1.70

        1000 – 2000

        1.40

        0500 – 1000

        1.20

        100 – 500

        1.10

        Fuente: Terán A. Rubén,
        Diseño y construcciones de defensas
        ribereñas, 1998

        Para el caso, se tiene f =
        1.40

        Además, el borde libre también
        se calcula conforme a valores del fetch cuando el
        río se encuentra estable, según el cuadro
        4.4

        Cuadro 4.4 Valores del Fetch

        Fetch en
        millas

        Velocidad viento
        km/h

        Altura de las
        olas

        m

        Bordo libre
        normal

        m

        Bordo libre
        mínimo

        m

        < 1

        < 80.0

        < 0.80

        1.00

        0.50

        1.0

        80.5

        0.82

        1.82

        1.52

        2.5

        120.7

        0.91

        2.43

        1.82

        Fuente: Bureau of Reclamation, Diseño
        de Pequeñas Presas, 1982

        Se selecciona el bordo libre:

        1) BL = f V2/2g

        BL1 = 1.40
        (2.52/(2*9.81)) = 0.446 m » 0.45
        m

        2) Para una velocidad del viento promedio de
        40 km/h, se tiene

        BL2 : mínimo = 0.50 m,
        normal = 1.00 m.

        Se opta por un Bordo Libre de 0.50
        m

        Cálculo del tirante
        máximo

        Y=(Q/KsbS1/2)3/5

        Donde:

        Ks : Coeficiente de rugosidad del lecho del
        río, ver cuadro 4.7

        b : Ancho medio de la sección estable
        del río (m)

        S : pendiente media de la rasante del
        río (m/m)

        Cuadro 4.5 Valores para Ks

        Para ver la tabla seleccione
        la opción "Descargar" del menú
        superior

        Fuente: ACI-UNI, Diseño de obras
        hidráulicas, 1994

        Las características del tramo de
        trabajo en el Río Coata, hacen que no hubiese
        diferenciación de una sección de otra, lo
        cual motivó una sola sección
        continua.

        Se construye una tabla de valores
        correspondiente a las características del
        intervalo.

        Tabla 4.1 Características
        hidráulicas

        Para ver la tabla seleccione
        la opción "Descargar" del menú
        superior

      1. DISEÑO HIDRÁULICO

        Para establecer la profundidad de
        socavación, es aplicable el método
        propuesto por LIST VAN LEBEDIEV [1], orientado a cauces
        naturales definidos. Es necesario evaluar la
        erosión máxima esperada en una
        sección, al pasar un gasto de diseño o de
        interés singular Q, al cual se le atribuye una
        cierta recurrencia o tiempo de retorno.

        En esta teoría, la formula de la
        velocidad considerada erosiva, que es la velocidad
        media capaz de degradar el fondo, se expresa
        por:

         Donde:

        Ve: velocidad erosiva (m/s)

        g :
        densidad del suelo seco que se encuentra a la
        profundidad Hs (Tn/m3)

        b :
        Coeficiente que depende de la frecuencia con que se
        repite la avenida que se estudia, y cuyo valor se da en
        la siguiente tabla

        ts: tirante que corresponde a la profundidad a
        la que se desea evaluar Ve.

        x: Exponente característico para
        material no cohesivo, según tabla de
        valores.

        Cuadro 4.6 Coeficiente
        b
        para socavación

        Para ver el cuadro seleccione
        la opción "Descargar" del menú
        superior

         Simplificando fórmulas se
        obtiene:

         hs = ts – t

        donde:

        hs: profundidad de socavación
        (m)

        ts: tirante de socavación

        t: tirante normal

        Fuente: ACI-UNI, Diseño de obras
        hidráulicas, 1994

        Cuadro 4.7 Valores de "x"

        Para ver el cuadro seleccione
        la opción "Descargar" del menú
        superior

        Fuente: ACI-UNI, Diseño de obras
        hidráulicas, 1994

        Después de evaluar la velocidad
        erosiva, se determina el caudal estimado
        correspondiente, el cual se expresa de la siguiente
        manera:

         Donde:

        Ks: Coeficiente de rugosidad que depende del
        lecho natural del río, según cuadro
        4.5

        bo: Sección estable determinada
        (m)

        t: Tirante normal (m)

        s: pendiente (m/m)

        Haciendo: q = Ks S1/2, por ser
        números constantes.

        Se tiene: q = 35 * Ö 0.0005 =
        0.7826

        Luego:

        ,x = 0.43 para
        un Dm = 0.05

         ,ts =
        ((0.7826*8.115/3)/(0.68*0.50.28*55))1/1+x

        ts estimado = 8.42 m

        Finalmente la profundidad de socavación
        es de:

        ,hs = 8.42 – 8.10
        = 0.32 m

      2. PROFUNDIDAD DE SOCAVACION
      3. PROFUNDIDAD DE
        DESCOLMATACION

      Según el análisis
      granulométrico del lecho del río de
      clasificación SP arena mal graduada, arena con
      gravas con poco o nada de finos, y el levantamiento
      topográfico del río, la profundidad de
      descolmatación esta en el rango de 0,40 a 2,60 m
      desde la orilla hasta el eje rasante del río de la
      sección estable.

      Lo cual se ejecutará con maquinaria pesada,
      tal como se muestra en la foto.

      Para ver el gráfico
      seleccione la opción "Descargar" del menú
      superior

       Foto – Bulldozer KOMATZU DX155AX super3
      descolmatando lecho del Río Coata

      Para ver el gráfico
      seleccione la opción "Descargar" del menú
      superior

       Foto – Excavadora CAT 330B descolmatando
      lecho del Río Coata

    3. DISEÑO HIDRÁULICO Y PROFUNDIDAD DE
      DESCOLMATACIÓN
    4. MONTAJE DEL SISTEMA DE DEFENSA
      RIBEREÑA

    El levantamiento del sistema de defensa requiere de
    los siguientes puntos de interés:

    1. En la alineación de los muros se han tomado
      en cuenta las siguientes consideraciones:
    • Trazado de ejes para el dique, procediendo a su
      replanteo en obra.
    • Delimitación de áreas de corte de
      tierra para la conformación del dique.
    1. Las dimensiones de los diques se calcularon en
      función a la altura de la máxima avenida
      probable, en contraste de la altura del relieve respecto a la
      rasante del eje del río, de 2.5 a 3.5 m. Así
      mismo la corona se calculó en función de la
      estabilidad del talud natural compactado, siendo ésta
      de 3.50 m con z = 2
    1. El muro enrocado descansará sobre el talud
      húmedo del dique colocándose con
      precaución en forma ordenada y sistemática.
      Este trabajo lo realizará equipo mecánico
      conveniente para este fin, como una excavadora con un
      mínimo de precisión para el volteado,
      acomodado y presionado.

      El talud del muro enrocado se establece en
      z=2

      Los muros yacentes serán construidos de
      material homogéneo compuesto de roca de cantera
      conformado de tal manera que formen un sólido
      soporte y engarcen con el menor espacio posible entre
      ellos, estos espacios serán obturados
      ajustándose utilizando menos roca menor, este
      trabajo se realizará con mano de obra.

      Gráfico 4.1 Sección típica
      del dique enrocado.

      Para ver el gráfico
      seleccione la opción "Descargar" del menú
      superior

       El tamaño de las rocas
      deberá ser tal que no permitirán el arrastre
      por parte de las aguas en sus máximas avenidas,
      siendo este volumen de 50 a 100 cm de diámetro
      promedio.

    2. DESCRIPCIÓN DEL MURO
      ENROCADO
    3. SECCION DEL MURO DE CONTROL DE
      INUNDACIONES

    Se plantea la construcción de un muro de
    contención adecuado para el control de inundaciones,
    utilizando materiales del lugar, arcilla de
    clasificación ML, enrocado de protección con roca
    caliza pizarrosa.

    Los datos básicos de diseño se
    definen:

    Altura del muro = 9.10 m

    Bordo libre = 0.50 m

    De la tabla 4.2 se obtiene:

    Z0: cara húmeda = de 1.5 a 3 = se
    optó por 1.5:1

    Z1: cara exterior = de 2 a 2.5 = se
    optó por 2:1

    Corona:

    C= altura terraplén/5 + 10 . . . . . en
    pies,

    z es la diferencia de cotas entre la rasante y la
    corona

    (9.10 m = 29.86 pies)

    C=26.57/5 + 10 = 15.97 pies = 4.87 m

    Además, la corona debe tener como
    mínimo el ancho de acceso utilizable. Esto es para un
    acceso carrozable, de 3.50 m.

    Se opta por una corona = 3.50 m

    Finalmente:

    Talud terraplén = 1:1.5 cara húmeda y
    1:2 cara exterior

    Talud enrocado = 1:2

    Corona = 3.50 m

    Bordo libre = 0.50 m

    Para ver la tabla seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

      1. CONCLUSIONES
    1. CONCLUSIONES Y
      RECOMENDACIONES

    En el control, encauzamiento y defensas
    ribereñas del Río Coata, se llegó a las
    siguientes conclusiones:

    1. Se logró diseñar una estructura
      hidráulica (terraplén de tierra) en la cual se
      ha concentrado estratos de 0.40 m con un grado de
      compactación al 95%, realizados con maquinaria de 40
      Tn de peso. La sección de la estructura es de 3.0 m de
      corona, talud en la cara húmeda de z=2.5, y en la cara
      exterior de z=2.0, una altura promedio de 9.0 m a partir de
      la rasante del eje del río. Siendo el material de
      fundación terreno natural, el cual es homogéneo
      en todo el recorrido, constituido por estratos franco
      arcilloso en el primer estrato de 1 a 1.5 m y de arena
      arcillo – limosa en el segundo estrato hasta los 3 a 3.5 m en
      donde se halla el nivel freático.
    2. La variable hidrológica más
      importante es la precipitación, la cual se
      evalúo en función de los caudales
      máximos anuales registrados por el SENAMHI en la
      estación de aforo del puente Maravillas. La geografía y el relieve de la cuenca y
      sus álveos proporcionan una rápida carga de los
      afluentes del Río Coata con elevación del nivel
      del agua y un rápido descenso o descarga en el Lago
      Titicaca debido a que es relativamente corta la longitud de
      descarga del Río Coata en comparación con los
      afluentes.
    3. De un comparativo de costo social, económico
      y técnico entre el presente trabajo, consistente en un
      terraplén de tierra de muro enrocado y otro de
      concreto ciclópeo reforzado con acero
      estructural, se concluye que es más costoso este
      último, en una proporción de 2 contra 1, esto
      es, con los mismos costos de una defensa de concreto en un
      medio similar se podría lograr el mismo objetivo dos
      veces con una defensa de tierra enrocado, esta
      conclusión se infiere teniendo en cuenta los
      siguientes parámetros:
    • Región con similares características
      fisiográficas, hidrológicas, población y
      de recursos económicos.
    • Caudal máximo de diseño, longitud de
      construcción de defensas y costo de
      construcción de las mismas.
    • Areas afectadas, perdidas económicas por
      unidad de área, costos de recuperación de
      áreas dañadas.
    • Costos de reintegración de la zona a la
      actividad económica regional.

    Además, se ha determinado los siguientes
    aspectos secundarios que surgieron durante el desarrollo de la
    estructura de defensa, esta refiere en el sentido social no
    menos importante:

    1. Población con desconocimiento de criterios
      de defensas ribereñas.
    2. Falta especificar áreas anegables de mayor o
      menor grado.
    3. Existe un vacío en el ordenamiento y control
      de ríos en zonas susceptibles a
      inundaciones.
    4. No hay un planteo para la forestación de las
      riberas.
    1. RECOMENDACIONES

    Por experiencia de los trabajos realizados en la zona
    y garantizar la vida útil de la estructura. Y
    después de evaluar los diferentes resultados, tanto en
    gabinete como en campo, al diseñar las defensas y
    trabajar con representantes de las diferentes comunidades
    campesinas, y al evaluar su manera de ver estos desastres, se
    ha inferido las siguientes recomendaciones:

    • Realizar trabajos de limpieza del cause del
      río para evitar el desgaste y erosión de la
      estructura, y así asegurar la sostenibilidad de la
      obra.
    • Debido a que las defensas existentes no responden a
      una eventual máxima avenida proyectada, se recomienda
      ejecutar el diseño del presente trabajo.
    • Se recomienda que la ejecución de las
      defensas se realice en épocas de estiaje en los meses
      de mayo setiembre, evitando los inconvenientes de las
      crecientes que no se dan en esta época.
    • Una recomendación final, realizar un estudio
      profundo y detallado de los costos que implican las defensas
      ribereñas en diferentes regiones con
      características fisiográficas, sociales,
      culturales y económicas determinadas, comparando los
      diferentes costos para encontrar una mayor eficiencia en
      las obras para el control de inundaciones.
    1. RECOMENDACIONES COMPLEMENTARIAS

    El objetivo esencial de toda defensa ribereña
    es proteger áreas terrestres de interés humano de
    las inundaciones perjudiciales provenientes de las
    máximas descargas del río, mas no así de
    un auto mantenimiento, o de ser auto sostenible, por lo cual se
    agregan recomendaciones para una mejor eficiencia de la
    estructura, las cuales son:

    1. Capacitación de los pobladores en la
      manutención de diques y defensas ribereñas,
      llevada a cabo por personal de la
      Administración Técnica de Aguas de la
      zona.
    • Regular el movimiento del ganado bovino, ovino y
      porcino, llevados por los mismos pobladores afectados para
      acceder a las aguas del río, que deterioran y
      destruyen las construcciones que se tienen. El ganado porcino
      traído por los pobladores para su alimentación
      en la base del terraplén, destruye directamente los
      terraplenes al horadar las paredes del terraplén,
      así mismo aves con
      las mismas costumbres producen igual efecto, disminuyendo la
      vida útil de las defensas
      ribereñas.
    1. Construcción de espigones en tramos
      absolutamente necesarios, aguas arriba del área del
      proyecto, para evitar los desbordes en las curvas cerradas de
      los meandros.
    2. Plan de forestación
    • Construir un esquema para la forestación,
      dando un apoyo para poblar de árboles y vegetación acorde a las defensas
      ribereñas.
    • Preservar la escasa vegetación de la zona
      que es mas útil para la conservación de la
      estructura, la cual es utilizada para alimento del
      ganado.
    1. Se recomienda un manejo de cuencas orientado a la
      conservación del suelo, con la finalidad de eliminar o
      minimizar las perdidas de suelos.
    • Plantear un programa de
      ordenamiento y control de ríos en zonas susceptibles a
      inundaciones. Practicando lo establecido en el Decreto
      Ley

      17752, Capitulo III, en los artículos 94° al
      102°.
    • Hacer alcance a las poblaciones afectadas de un
      manual o
      sistema de defensas contra inundaciones, y un programa para
      ayudar a los damnificados de forma directa e inmediata en
      caso de enfrentar estas catástrofes.
    1. Actualización e identificación de
      áreas inundables.
    • Las zonas identificadas no son de común
      acuerdo con la población, existen áreas en las
      cuales se hace un mejoramiento e incremento de tierras
      agrícolas y su inmediata explotación, que
      anteriormente no fueron evaluadas, produciéndose un
      desequilibrio al ejecutar un plan de
      defensa.
    1. BIBLIOGRAFIA

    Para ver el texto seleccione la
    opción "Descargar" del menú
    superior 

    Harvey Condori Luque

    Ingeniero Agrícola

    El autor es especialista en Manejo de Recursos
    Naturales, experto en Administración de Cuencas
    Hidrográficas y Conservación de Suelos, con amplia
    experiencia de campo en zonas altoandinas.

    Nota al lector: es posible que esta página no contenga todos los componentes del trabajo original (pies de página, avanzadas formulas matemáticas, esquemas o tablas complejas, etc.). Recuerde que para ver el trabajo en su versión original completa, puede descargarlo desde el menú superior.

    Todos los documentos disponibles en este sitio expresan los puntos de vista de sus respectivos autores y no de Monografias.com. El objetivo de Monografias.com es poner el conocimiento a disposición de toda su comunidad. Queda bajo la responsabilidad de cada lector el eventual uso que se le de a esta información. Asimismo, es obligatoria la cita del autor del contenido y de Monografias.com como fuentes de información.

    Categorias
    Newsletter