MAUCO "Aguas Lluvias"

Programa para el Diseño de Obras de Conservacion de Suelos Canal de Desviacion y Sistema de Zanjas de Infiltracion

AUTORES : Mauricio Lemus Vera (*)Guillermo Navarro Vidal (**)

* Ingeniero Forestal, Convenio Ambiental CONAF - EL TENIENTE. Email :mlemus@conaf.tie.cl ; Fono - Fax : (72) 253560** Ingeniero Forestal, Jefe Provincial Colchagua CONAF. Email :gnavarro@conaf.cl ; Fono - Fax : (72) 204653

* Ingeniero Forestal, Convenio Ambiental CONAF - EL TENIENTE. Email :mlemus@conaf.tie.cl ; Fono - Fax : (72) 253560** Ingeniero Forestal, Jefe Provincial Colchagua CONAF. Email :gnavarro@conaf.cl ; Fono - Fax : (72) 204653

MAUCO "Aguas Lluvias"

Canal de desviación - Sistema Zanja de infiltraciónEl programa de diseño esta desarrollado en planillas de calculo EXCEL, en cuatro hojas principales interrrelacionadas

Contenido de Hojas de Calculo

HOJA

Analiza las precipitaciones, entregando como producto valores de magnitudes e intensidades de precipitaciones en tiempos menores a 24 horas, valores utilizados en las siguientes tres hojas de calculo.

Ademas de ingreso de informacion de terreno (Suelos, cobertura vegetal y pendiente)

HOJA

Determina el distanciamiento entre zanjas que debera disponerse en terreno, con un diseño y dimension de zanja predeterminado

HOJA

Diseña y dimensiona la zanja de infiltracion a partir un distanciamiento entre zanjas predeterminado

HOJA

Dimensiona y diseña un canal verificando que cumpla condiciones o estandares de calidad básica para trasladar la

escorrentia superficial del area de impluvio

Tipos de Celdas del Programa

Celda con información (consulta en comentario)

Celda de valores de resultado

Celda de Ingreso de Información

Factor del Sitio (F-Sitio)

Diseño Zanja diseño predeterminado (Z-diseño)

Diseño Zanja distanciamiento predeterminado (Z-distan)

Diseño de canal de desviación (C-diseño)

Canal de desviación - Sistema Zanja de infiltraciónEl programa de diseño esta desarrollado en planillas de calculo EXCEL, en cuatro hojas principales interrrelacionadas

Analiza las precipitaciones, entregando como producto valores de magnitudes e intensidades de precipitaciones en tiempos menores a 24 horas, valores utilizados en las siguientes tres hojas de calculo.

Ademas de ingreso de informacion de terreno (Suelos, cobertura vegetal y pendiente)

Determina el distanciamiento entre zanjas que debera disponerse en terreno, con un diseño y

Diseña y dimensiona la zanja de infiltracion a partir un distanciamiento entre zanjas predeterminado

Dimensiona y diseña un canal verificando que cumpla condiciones o estandares de calidad básica para trasladar la

INGRESO DE REGISTRO DE PRECIPITACIONES

AÑO PP1 1966 32.502 1970 36.403 1972 28.404 1973 41.805 1979 23.306 1981 34.107 1982 25.708 1985 30.109 1987 30.00

10 1990 44.0011 1992 35.8012 1994 37.8013 1995 52.9014 1996 29.2015 1997 27.8016 2001 58.8017 2002 61.8018 2003 61.9019 2006 25.2020 2008 29.7021 2009 33.9022 2010 32.4023 2011 28.0024

Numero de registros 23Promedio 36.59

Desviación standard 11.67

CALCULO DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS EN 24 HORAS CON PERIODO DE RETORNO ASOCIADO

Metodo de Gumbel. Valores de Yn y Sn

n n n3 0.4286 0.6435 10 0.4952 0.9497 174 0.4458 0.7315 11 0.4996 0.9676 185 0.4558 0.7928 12 0.5035 0.9833 196 0.469 0.8388 13 0.507 0.9972 207 0.4774 0.8749 14 0.51 1.0095 218 0.4843 0.9043 15 0.5128 1.0206 229 0.4902 0.9288 16 0.5157 1.0316 23

Estimación de máximas diarias para un Periodo de retorno T Estadistica de Gumbel

0.52681.0754

En dondea 0.09b 30.87T 2000

Máxima 24 Horas 124.71 Periodo retorno

BONDAD DE AJUSTE (Funcion de Gumbel)

Coeficiente Correlacion R2

R2 : 0.9382

Test de Kolmogorov Smirnov

my sy my sy

mysy

D supremo : 0.119D tabla 95 : 0.275 Significativo al 95 %

CALCULO DE MAGNITUDES E INTENSIDADES

Magnitudes de precipitación máximas (mm) según el periodo y duración estimada(Espildora)

DuraciónTiempo 5 10 15 30 45 60Coef. De Duración 0.26 0.4 0.53 0.7 0.86 1Periodo de retorno

2 2.03 3.13 4.15 5.48 6.73 7.825 2.75 4.23 5.61 7.41 9.10 10.58

10 3.23 4.97 6.58 8.69 10.68 12.4115 3.50 5.38 7.13 9.41 11.56 13.4520 3.68 5.67 7.51 9.92 12.18 14.17

Intensidades máximas (mm) según el periodo y duración estimada(Espildora)

Tiempo 5 10 15 30 45 60Coef. De Duración 0.26 0.4 0.53 0.7 0.86 1Periodo de retorno

2 24.41 18.77 16.58 10.95 8.97 7.825 33.02 25.40 22.44 14.82 12.14 10.58

10 38.73 29.79 26.32 17.38 14.23 12.4115 41.95 32.27 28.50 18.82 15.42 13.4520 44.20 34.00 30.04 19.83 16.25 14.17

CURVA DE DURACIÓN INTENSIDAD FRECUENCIA

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 1200

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

2 años5 años10 años15 años20 años

Minutos

Inte

nsid

ad (m

m/h

r)

CALCULO DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS EN 24 HORAS CON PERIODO DE RETORNO ASOCIADO

0.5181 1.04110.5202 1.04930.522 1.0566

0.5236 1.06280.5252 1.06960.5268 1.07540.5283 1.0811

my sy

120 24 Horas1.41 4.9

11.03 38.3314.92 51.8717.50 60.8318.96 65.8819.98 69.42

120 24 Horas1.4 4.9

5.52 38.337.46 51.878.75 60.839.48 65.889.99 69.42

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 1200

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

2 años5 años10 años15 años20 años

Minutos

Inte

nsid

ad (m

m/h

r)

0.00 0.00 0.530.00 0.00 1.08

DISEÑO DE SISTEMA DE ZANJA CON DISTANCIAMIENTO PREDETERMINADO

CALCULO DE PRECIPITACIÓN EcCTIVA

COEcICIENTE DE ESCORRENTIA

Cobertura Vegtal Tipo de suelo >50% 20-50 % 5-20% 1-5% 0-1%Impermeable 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60

Sin Vegetación Semipermeable 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50Permeable 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30Impermeable 0.70 0.55 0.60 0.55 0.50

Cultivos Semipermeable 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40Permeable 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20Impermeable 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45

Pastos, Veg ligera Semipermeable 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35Permeable 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15Impermeable 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40

Hierba, Grama Semipermeable 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30Permeable 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10Impermeable 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35

Bosque, Densa Veg. Semipermeable 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25Permeable 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05

Coec. Escorretia

Periodo de retorno (años)

Precipitación Máxima en 1 Horas (mm)0.00

Periodo de retorno X años

Precipitación Inciltrada 0.00

Precipitación Ecectiva (mm) 0.00

DISEÑO DE ZANJA DE INcILTRACIÓN A PARTIR DE DISTANCIAMIENTO DETERMINADO

Distanciamiento entre Zanjas

Area de Diseño 0.000(Sección Transversal m2)

BASE

TALUD MINIMO Talud Minimo

Talud Superior Talud SuperiorBase 0.00 Base 0.00Talud H (altura) R(radio hidr.) Talud H (altura) R(radio hidr.)

0 0.000 0.00000 0.0 0.000 0.000000.1 0.000 0.00000 0.1 0.000 0.00000

0.00 0.000 0.000.2 0.000 0.00000 0.2 0.000 0.00000 T. superior0.3 0.000 0.00000 0.3 0.000 0.000000.4 0.000 0.00000 0.4 0.000 0.000000.5 0.000 0.00000 0.5 0.000 0.00000

0.00 0.000 0.000.6 0.000 0.00000 0.6 0.000 0.00000 Talud inferior0.7 0.000 0.00000 0.7 0.000 0.000000.8 0.000 0.00000 0.8 0.000 0.000000.9 0.000 0.00000 0.9 0.000 0.00000

1 0.000 0.00000 1 0.000 0.000001.1 0.000 0.00000 1.1 0.000 0.000001.2 0.000 0.00000 1.2 0.000 0.000001.3 0.000 0.00000 1.3 0.000 0.000001.4 0.000 0.00000 1.4 0.000 0.00000

Max.Rad.Hid 0.0000 Max.Rad.Hid 0.0000Radio Hidraulico capaz de trasladar máximo caudal Radio Hidraulico capaz de trasladar máximo caudal

ZANJA DE DESVIACIÓN PARA DISEÑO PREDETERMINADO

LongitudBase (m) Altura (m) Ancho Superior (m) Talud superior (aguas arriba) Talud Inferior (aguas abajo)

Canal de desviación 1:Z Angulo (grados) Logitud 1:Z Angulo (grados) Longitud

3 0.00 0.00 0.000 0.8 0.000 0.000 0.8 0.000 0.000

Area Zanja de Desviación 0.000Sección Tranverrsal (m2)

Volumen0.00

X YZanja de Desviación (m3) 0 0

0 00 0 0.00 sup0 0 0.00 inf0 0

0.000Base Profundidad Talud inferior Talud Superior

0.00 0.00 0.80 0.80

Distanciamiento 0.00

Largo L

Dist

anci

amien

to D

Volumen Vz

Area deimpluvio

V

H

Base

DISTANCIAMIENTO

SECCIÓN TRANVERSAL

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3

-0.1

-8.32667268468867E-17

0.0999999999999999

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

ZANJA DE INFILTRACIÓNNumero de Longitud Zanja Base Altura

Zanja Individual (m) (m) (m)

X00

Area Zanja 0.000 0Sección Tranverrsal (m2) 0

Volumen Total 0.000

0 de Zanjas (m3)

Volumen0.000

BaseZanja Individual (m3) 0.00

COEFICIENTE DE ESCORRENTIA

Cobertura Vegtal Tipo de suelo >50% 20-50 %Impermeable 0.80 0.75

Sin Vegetación Semipermeabl 0.70 0.65Permeable 0.50 0.45Impermeable 0.70 0.55

Cultivos Semipermeabl 0.60 0.55Permeable 0.40 0.35Impermeable 0.65 0.60

Pastos, Veg ligera Semipermeabl 0.55 0.50Permeable 0.35 0.30Impermeable 0.60 0.55

Hierba, Grama Semipermeabl 0.50 0.45Permeable 0.30 0.25Impermeable 0.55 0.50

Bosque, Densa Veg. Semipermeabl 0.45 0.40Permeable 0.25 0.20

Coef. Escorretia

Periodo de retorno

Precipitación Máxima 1 Horas (mm)0.00

Periodo de retorno 10 años

Precipitación Infiltrada 0.00

Precipitación Escurrida (mm) 0.00

Distanciamiento entre Zanjas 0.00

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3-0.1

-8.32667268468867E-17

0.0999999999999999

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

ZANJA DE INFILTRACIÓNAncho Talud superior (aguas arriba) Talud Inferior (aguas abajo)

superior (m) 1:Z Angulo (grados) Logitud 1:Z Angulo (grados) Longitud

0 0.000 0.000 0.000 0.000

Y000 0.00 sup0 0.00 inf0

0.000Profundidad Talud inferiorTalud Superior

0.00 0.00 0.00

5-20% 1-5% 0-1%0.70 0.65 0.600.60 0.55 0.500.40 0.35 0.300.60 0.55 0.500.50 0.45 0.400.30 0.25 0.200.55 0.50 0.450.45 0.40 0.350.25 0.20 0.150.50 0.45 0.400.40 0.35 0.300.20 0.15 0.100.45 0.40 0.350.35 0.30 0.250.15 0.10 0.05

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3-0.1

-8.32667268468867E-17

0.0999999999999999

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

CANAL DE DESVIACIÓN PERIODO DE RETORNO 10 AÑOS

CALCULO DE ESCORRENTIA CRÍTICA

Según

COEFICIENTE DE ESCORRENTIA : C

Cobertura Vegtal Tipo de suelo >50%Impermeable 0.80

Sin Vegetación Semipermeable 0.70Permeable 0.50Impermeable 0.70

Cultivos Semipermeable 0.60Permeable 0.40Impermeable 0.65

Pastos, Veg ligera Semipermeable 0.55Permeable 0.35Impermeable 0.60

Hierba, Grama Semipermeable 0.50Permeable 0.30Impermeable 0.55

Bosque, Densa Veg. Semipermeable 0.45Permeable 0.25

Coef. Escorretia 0.6 (porcentaje de precipitaciones a escurrir)

INTENSIDAD DE LA LLUVIA : I

Calculo de Tiempo de Concentración (Giandotti)

A : Superficie en Km2 676.41

L : Longitud del cauce principal en Km 94.28

H : Desnivel en metros dedes l 0.0002 la salida al punto mas lejano

Calculo de intensidad de precipitación en t min

Tc . Tiempode concentra ción 551710.52

Cdt (estimado fig Nº1) -10137981.20

360CIA

Q

HLA

TC 8.05.14

Periodo de Retorno (años) 100.00

Precipitacion en t min (Pt) -183899604.86

Intensidad (It = Pt/t mm/hr) -19999.58

A : Area de aporte al canal (Ha)

Q (m3/seg) Escorrentía crítica 0.0000

DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO DEL CANAL

CALCULO ARE MINIMA

MaterialVelocidad media en metros por segundo

Suelo Arenoso mus suelto 0.3 - 0.45Arena gruesa o suelo arenoso suelto 0.45 - 0.6Suelo arenoso promedio 0.6-0.75Suelo franci arenoso 0.75 - 0.83Suelo franco de aluvión o ceniza volcánica 0.83-0.9Suelo franco pesado o franco arcilloso 0.9-1.2Suelo arcilloso o cascajoso 1.2-1.5Conclomerado, cascojo cementado, pizarrablanda, hard pan, roca sedimentaria blanda 1.8-2.4Roca dura 3-4.5Hormigon 4.5-6

Velocidad máxima permitida

AREA MINIMA DE DISEÑO 0.0000

DISEÑO DEL CANAL

Longitud Canal de Desviación Base (m) Altura (m)

CURVA COEFICIENTE DE DURACIÓNESTIMADA

0,525

0,701500280,858500645

0,2590,397

1,00050116

00,10,20,3

0,40,50,60,70,80,9

11,11,2

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Duración de Precipitación

CDt

360CIA

Q

Area Canal 0.0000Sección Tranverrsal (m2)

Volumen0.00Canal de desviación (m3)

Radio Hidráulico 0.000

CALCULO CARACTERITICAS DEL CANAL

Valores de n Condicion de ParedesCanales y zanjasEn tierras, alineados y uniformes 0.02 0.0225en rocas lisos y uniformes 0.03 0.033Sinuosos y de escurrimeinto lento 0.025 0.0275Dragados en tierra 0.0275 0.03Con lecho pedregosoy bordes de tierra enhierbados 0.03 0.035Fondo (plantilla de tierra,taludes asperos 0.03 0.033

n (canal propuesto; valor según tabla))

Pendiente del canal (%)

ESPCIFICACIONES TÉCNICAS

REQUERIMIENTOS TÉCNICOS CARACTERISTICA CANAL DISEÑADOArea Minima (Q/V) 0.000 Area de diseñoQ (esc.crítica) : V (vel. Max. Permitida)

Valores de n para formula de Manning

21

321 sar

nQ 2

1321 sr

nV

Q (esc.crítica) 0.0000 Q caudal estimiadoCaudal minimo del canalMáxima Velocidad permitida

0 V : Velocidad estimada(segu Tabla)

CANAL DE DESVIACIÓN PERIODO DE RETORNO 10 AÑOS

CALCULO DE ESCORRENTIA CRÍTICA

20-50 % 5-20% 1-5% 0-1%0.75 0.70 0.65 0.600.65 0.60 0.55 0.500.45 0.40 0.35 0.300.55 0.60 0.55 0.500.55 0.50 0.45 0.400.35 0.30 0.25 0.200.60 0.55 0.50 0.450.50 0.45 0.40 0.350.30 0.25 0.20 0.150.55 0.50 0.45 0.400.45 0.40 0.35 0.300.25 0.20 0.15 0.100.50 0.45 0.40 0.350.40 0.35 0.30 0.250.20 0.15 0.10 0.05

(porcentaje de precipitaciones a escurrir)

HLA

TC 8.05.14

DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO DEL CANAL

Ancho Superior (m) Talud superior (aguas arriba)1:Z Angulo (grados) Logitud

0 0.000 0.000

CURVA COEFICIENTE DE DURACIÓNESTIMADA

0,525

0,701500280,858500645

0,2590,397

1,00050116

00,10,20,3

0,40,50,60,70,80,9

11,11,2

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Duración de Precipitación

CDt

X Y0 00 00 0 0.000 0 0.000 0

0.000Base Profundidad Talud inferior

0.00 0.00 0.00

Condicion de Paredes

0.0250.0350.03

0.033

0.04

0.035

CARACTERISTICA CANAL DISEÑADO CONTROL COMPROBACIÓN DE CONDICIONANTES TÉCNICAS

0.000 REDISEÑO <0.000Area Minima

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.30

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5SECCIÓN TRANSVERSAL DEL CANAL DISEÑADO

21

321 sr

nV

0.0000 REDISEÑO Escorrentia Crítica <(Mínima)

0.000 REDISEÑO >Máxima Velocidad (Vmax)

Talud Inferior (aguas abajo)1:Z Angulo (grados) Longitud

0.000 0.000

supinf

Talud Superior0.00

COMPROBACIÓN DE CONDICIONANTES TÉCNICAS

Area de Diseño

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.30

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5SECCIÓN TRANSVERSAL DEL CANAL DISEÑADO

Q caudal estimado

V:velocidad estimada