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PROYECTO DE EJECUCIÓN DE LAS CELDAS DE VERTIDO DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS

ANEJO VI

CÁLCULO DE LA RED DE DRENAJE SUPERFICIAL

Febrero 2011


ANEJO VI CÁLCULO RED DE DRENAJE SUPERFICIAL i

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN................................................................................................ 1 2. CÁLCULOS HIDRÁULICOS .................................................................................. 2

2.1. Caudales de referencia ......................................................................... 2 2.2. Precipitaciones máximas diarias............................................................. 5 2.3. Escorrentía ......................................................................................... 6 2.4. Tiempo de concentración ...................................................................... 8 2.5. Intensidad media de la precipitación ...................................................... 8

3. DRENAJES...................................................................................................... 11 3.1. Fórmula utilizada............................................................................... 11 3.2. Cunetas de drenaje............................................................................ 11 3.3. Conducciones mediante tubos ............................................................. 12


ANEJO VI CÁLCULO RED DE DRENAJE SUPERFICIAL ii


ANEJO VI CÁLCULO RED DE DRENAJE SUPERFICIAL 1

1. INTRODUCCIÓN

El presente estudio tiene por objeto la definición del sistema de drenaje superficial del

vertedero de residuos no peligrosos de Zonzamas. Dispondrá de canalización

perimetral de pluviales, canalizaciones interiores y balsa de decantación de pluviales

impermeabilizada ver planos nº 4, 5, 6 y 7 del Documento Nº 2 Planos.

Dichas infraestructuras se van a mantener en el tiempo, incluso una vez sellado, ya

que se pretende:

− Captar todas las aguas caídas directamente sobre la superficie del vertedero,

parte de las cuales, actualmente, están infiltrándose a través de la masa de

residuos.

− Favorecer el drenaje de todas las pluviales, ya sean interiores o exteriores, a

través de una cuneta perimetral que discurrirá por el vial perimetral del

vertedero.

Por último, si es necesario, se construirá una balsa de pluviales impermeabilizada, de

forma que permita recoger la mayor parte de las aguas que no puedan derivarse fuera

de la caldera.

En los cálculos, deberían de considerarse los caudales de diseño correspondientes a la

precipitación máxima diaria para un periodo de retorno de 25 años (cunetas). Si bien,

a los efectos de poder comprobar la capacidad de las secciones finalmente adoptadas,

se han calculado los caudales asociados a las precipitaciones máximas diarias

correspondientes a un periodo de retorno de 100 años. Quedando de esta forma del

lado de la seguridad, pues dicho periodo de retorno se utiliza para el cálculo del

drenaje trasversal, puentes, etc.

Para ello, se ha seguido el método hidrometeorológico contenido en la Instrucción 5.2-

IC ‘Drenaje superficial’ de la Dirección General de Carreteras, del Ministerio de

Fomento, aprobada por Orden de 14 de mayo de 1990.

El método indicado es adecuado a la zona de proyecto, teniendo en cuenta la pequeña

superficie afectada por el vertedero, por lo que es válido considerar la aplicación de

una única intensidad media de precipitación en toda la superficie, y que la única

componente de la precipitación que interviene en la generación de caudales máximos

es la proveniente de la escorrentía superficial.



2. CÁLCULOS HIDRÁULICOS

2.1. Caudales de referencia

De acuerdo con las características topográficas del vertedero, en posición final, se han

considerado cuatro superficies de drenaje; la primera, A, constituida por los taludes

orientados al sur suroeste, por encima del vial perimetral (124.000 m2); la segunda ,

B, por los taludes orientados al sur sureste, por encima del vial perimetral (47.600

m2), además, se ha considerado la superficie del vertedero, C, que drena hacia la

balsa de pluviales a cota 180 (108.000 m2), ver figuras adjuntadas, y por último, la

superficie interior máxima, D, drenada por una cuneta en tierras (14.500 m2).

El caudal de referencia Q en el punto de desagüe de cada una de las superficies

consideradas se ha obtenido mediante la fórmula:

Q = C·A·I/K (l/s)

Siendo:

• C; el coeficiente medio de escorrentía de la superficie drenada.

• A; el área (m2) de la superficie drenada.

• I; la intensidad media de la precipitación (mm/h) correspondiente al período de

retorno considerado y a un intervalo igual al tiempo de concentración.

• K; un coeficiente que depende de las unidades en que se expresen Q y A, y que

incluye un aumento del 20 % en Q para tener en cuenta el efecto de las puntas

de precipitación. Su valor para las unidades utilizadas; (l/s) y (m2) es de 3.000,

figura 2.1 de la 5.2-IC.

Como caudal de referencia se han tomado el correspondiente a un periodo de retorno

de 100 años. Los caudales de referencia obtenidos para cada una de estas subcuencas

son los siguientes.

TABLA 2.1.- CAUDALES DE DISEÑO DE LAS SUBCUENCAS CONSIDERADAS Subcuencas C A (m2) I (mm/h) Q (l/s)

Subcuenca A

T=100 0,23 124.000 51,71 491,57

Subcuenca B

T=100 0,23 47.600 51,71 188,70

Subcuenca C

T=100 0,23 108.000 66,92 554,07

Subcuenca D

T=100 0,23 14.500 68,44 76,08



FIGURA 2.1-SUPERFICIE DE DRENAJE CONSTITUIDA POR LOS TALUDES ORIENTADOS

AL SUR SUROESTE, POR ENCIMA DEL VIAL PERIMETRAL



FIGURA 2.2-SUPERFICIE DE DRENAJE CONSTITUIDA POR LOS TALUDES ORIENTADOS

AL SUR SURESTE, POR ENCIMA DEL VIAL PERIMETRAL



FIGURA 2.3-SUPERFICIE DEL VERTEDERO QUE DRENA HACIA LA BALSA DE PLUVIALES

A COTA 180 M.S.N.M.

2.2. Precipitaciones máximas diarias

La estimación de las precipitaciones máximas diarias, de la zona en estudio, se ha

realizado a partir de los mapas de isolíneas de precipitaciones máximas en un día,

siguiendo los criterios de la Dirección General de Carreteras (Ministerio de Fomento),

que para los diferentes periodos de retorno son las que se indican a continuación.

TABLA 2.2.- PRECIPITACIÓN MÁXIMA EN UN DÍA

Período de Retorno (años)

3 5 10 15 25 50 100

35 mm 45 mm 55 mm 58 mm 64 mm 69 mm 73 mm



2.3. Escorrentía

El coeficiente C de escorrentía define la proporción de la componente superficial de la

precipitación, de intensidad I, y depende de la razón entre la precipitación diaria Pd

correspondiente al período de retorno y el umbral de escorrentía Po, a partir del cual

se inicia ésta. El umbral de escorrentía Po, se ha obtenido a partir de la tabla 2-1 de

estimación inicial del umbral de escorrentía Po (mm), de la citada Instrucción 5.2-IC.

Considerando que la superficie interna y externa al área de vertido no está cubierta

por vegetación, por lo que quedamos del lado de la seguridad, una pendiente superior

al 3% y una textura del suelo franco-arenosa, se estima un umbral de escorrentía Po

(mm) inicial de 8 mm. Aplicando el coeficiente corrector correspondiente a la zona

donde se ubica el vertedero, figura 2.5 de la citada Instrucción 5.2-IC adjuntada, que

es 4, resulta un umbral de escorrentía Po de 32 mm.

El valor de C, se puede obtener a partir de la siguiente fórmula, y de la figura 2.4 de

la 5.2-IC, que se adjunta, que es la representación de la citada fórmula.

( )[ ] ( )[ ]( )[ ]211

231+

+⋅−=

PoPdPoPdPoPdC

La escorrentía resultante es la siguiente.

TABLA 2.3.- VALOR DE LA ESCORRENTÍA C

Periodo de retorno

Pd (mm)

Po (mm)

Coeficiente corrector

Po corregido

(mm) Pd/Po C

T=100 73 8 4 32 2,28 0,23



FIGURA 2.5 INSTRUCCIÓN 5.2-IC

FIGURA 2.4 INSTRUCCIÓN 5.2-IC



2.4. Tiempo de concentración

El tiempo de concentración se ha calculado mediante la fórmula siguiente.

76,0

41

3,0

⋅=J

LTc (h)

Siendo:

• Tc (h); tiempo de concentración. • L (km); la longitud del curso principal. • J (m/m); pendiente media del curso principal.

TABLA 2.4.- TIEMPO DE CONCENTRACIÓN RESULTANTE

Tc Tiempo de

concentración Subcuencas A (m2) L

Longitud del curso principal (km)

J Pendiente

media (m/m) (h) h-m-s

A 124.000 0,467 0,062 0,29 0h 17m 7s

B 47.600 0,500 0,078 0,29 0h 17m 16s

C 108.000 0,203 0,025 0,18 0h 10m 50s

D 14.500 0,195 0,051 0,15 0h 09m 8s

2.5. Intensidad media de la precipitación

La intensidad media It (mm/h) de precipitación se obtiene mediante el siguiente ábaco

y figura adjuntos, que responden a la siguiente fórmula.

1,01,0

1,01,0

12828

1−

−

=

t

IdI

IdIt

Siendo:

• Id (mm\h); es la intensidad media diaria de precipitación, correspondiente al

período de retorno considerado. Es igual a Pd/24.

• Pd (mm); es la precipitación total diaria correspondiente a dicho período de

retorno.

• I1 (mm/h); es la intensidad horaria de precipitación correspondiente a dicho

período de retorno. El valor de la razón I1/Id se ha tomado del mapa de

isolíneas I1/Id, adjuntado. Para la zona de proyecto se ha considerado un valor

de 9 mm/h.



• t (h); es la duración del intervalo al que se refiere I, que se tomará igual al

tiempo de concentración.

Las Intensidades de precipitación resultantes son las siguientes:

TABLA 2.5.- INTENSIDADES DE PRECIPITACIÓN

Periodo de retorno

I1/Id t=Tc (h)

It/Id Pd

(mm)

Id Pd/24

(mm/h)

It (mm/h)

Subcuenca A

T=100 9 0,285 17,00 73 3,04 51,71

Subcuenca B

T=100 9 0,288 17,00 73 3,04 51,71

Subcuenca C

T=100 9 0,180 22,00 73 3,04 66,92

Subcuenca D

T=100 9 0,152 22,50 73 3,04 68,45

FIGURA 2.2 INSTRUCCIÓN 5.2-IC.



FIGURA 2.1 INSTRUCCIÓN 5.2-IC. INTENSIDADES DE PRECIPITACIÓN



3. DRENAJES

3.1. Fórmula utilizada

Para el dimensionamiento de las obras hidráulicas se ha utilizado la fórmula de

Manning-Strickler:

Q = V·S = S·R2/3·J1/2·1/n·1000

Siendo:

V; la velocidad media de la corriente (m/s).

Q; el caudal desaguado (l/s).

Variables con el calado

• S: el área de su sección (m2).

• R = S/p su radio hidráulico, variables con el calado (m).

• p: el perímetro mojado (m).

• J; la pendiente de la línea de energía. Donde el régimen pueda considerarse

uniforme, se tomará igual a la pendiente longitudinal del elemento.

• n; coeficiente de rugosidad (s/m1/3).

Para los cálculos se han tomado como caudales mínimos de diseño los

correspondientes al periodo de retorno de 100 años, tomados en el punto de

concentración de cada una de las subcuencas elegidas.

3.2. Cunetas de drenaje

Las cunetas se han diseñado en hormigón, o en tierras, de sección triangular,

pendientes en los taludes 1H:1V, altura H, y anchura en coronación A.

TABLA 3.1-CÁLCULO DE CUNETAS DE DRENAJE

Cuneta Cuenca

m2

Caudal cálculo (l/s)

n j H

(ml) A

(ml) S

(m2) V max. (m/s)

Q max. (l/s)

A 124.000,00 491,57 0,017 0,0621 0,450 0,900 0,203 4,310 872,833

B 47.600,00 188,70 0,017 0,0780 0,300 0,600 0,090 3,677 330,920

C 108.000,00 554,07 0,017 0,0246 0,500 1,000 0,250 2,914 728,409

D 14.500,00 76,08 0,020 0,0513 0,250 0,500 0,063 2,241 140,038

Con estos valores queda sobradamente garantizado el drenaje de pluviales,

adoptándose una única sección tipo triangular, pendientes de los taludes 1H:1V, altura

0,5 m y anchura en coronación 1 m.



Las tres primeras en hormigón y las que discurren entre las bermas interiores del vaso

de vertido, tipo D, todas en tierras, ver plano nº7 del Documento Nº 2 Planos.

Incluso en estas últimas se puede adoptar holgadamente una sección tipo triangular,

en tierras, pendientes en los taludes 1H:1V, altura 0,25 m y anchura en coronación

0,5 m.

3.3. Conducciones mediante tubos

En el cruce de las cunetas con los viales y bermas se instalarán conducciones

mediante tubos. Por cuestiones de limpieza, se han proyectado conducciones de tubos

de hormigón con diámetro de 30 cm, y unas pendientes del 5%, a ejecutar según las

características del tramo de que se trate.

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