Hidrmanul de hidrologiaologia pomoreni

Municipalidad Distrital de Echarati, Provincia de La Convención, Departamento de
Cusco.
"Creacion del camino vecinal en el tramo Bajo Pomoreni - Alto Pomoreni C.P.M. Kepashiato,
distrito de Echarati - provincia de la Convención - Cusco"
VOLUMEN II – ESTUDIO HIDROLOGICOS
Responsable del Proyecto:
MISAEL LUDEÑA AGUILAR - HB CONTRATISTAS GENERALES S.R.L./ CONSORCIO MISER
ESTUDIO DE HIDROLOGIA E HIDRAULICA
1.-GENERALIDADES
El estudio hidrológico consiste en apreciaciones sobre el balance hídrico, así como su evaluación de
los caudales de ríos y quebrada con fines de construcción de puentes, pontones, alcantarillas de
cruce y evacuación de drenaje de las cunetas laterales en los caminos.
La precipitación pluvial incide definitivamente en el caudal por lo que los problemas latentes se
centran en las inundaciones, desbordes y sus consecuencias en las carreteras y puentes, etc.
En toda la obra vial probablemente el Estudio de Drenaje de la carretera, tanto superficial como el
subterráneo, constituye uno de los aspectos de vital importancia que se debe desarrollar en un
Estudio Definitivo de Ingeniería, puesto que el buen funcionamiento del camino y duración del
pavimento está en función del comportamiento de las obras de drenaje.
Este informe tiene como finalidad analizar las variables hidrometeorológicas de las subcuencas de
los cursos de agua que cruza la carretera de Bajo Pomoreni – Alto Pomoreni distrito de Echarati
Provincia de La Convención y diseñar las obras de drenaje requeridas para obtener un buen
comportamiento hidráulico y consecuentemente una buena conservación de la carretera.
Con la hidrología y la estadística, se analizan los datos de las precipitaciones a partir de los
registros meteorológicos de estaciones cercanas a la zona del proyecto, los cuales serán evaluados
para determinar la consistencia y confiabilidad de los registros. Con los datos ya confiables se
proceden a determinar parámetros importantes tales como la escorrentía, tiempo de concentración e
intensidades máximas, parámetros necesarios para generar los caudales máximos probables que
servirán para los diseños de las obras de arte respectivas.
El estudio de los aspectos hidrológicos tiene como propósito, determinar el máximo caudal de
avenida en las quebradas, su tirante y área hidráulica, capacidad de socavación en el lecho y de
erosión en las márgenes; con la finalidad de recomendar los parámetros para definir la longitud de

Cusco.
las estructuras de obra de arte, su altura sobre el lecho y la profundidad de socavación en el cauce en
el caso de proyectarse pilares como estructuras de soporte.
En resumen el objetivo principal es la determinación de los caudales probables de escurrimiento por
efecto de las lluvias para el diseño de las obras de arte.
Las etapas del análisis hidrológico que incluyen este estudio son:
-Recopilación de datos
-Tratamiento de la información hidrometeorológica
-Generación de caudales.
COORDENADAS
NORTE ESTE
INICIO KM
00+000 8’594,198.000 689,342.00
FINAL KM
8+708.86 8’593,053.952 683,869.62
2.-UBICACIÓN DEL ESTUDIO
2.1.- Ubicación Geográfica
La zona del estudio se encuentra entre las coordenadas geográficas siguientes:
Latitud Sur : 12° 32’ 53.89” y 12° 31’ 38.06”
Longitud Oeste : 73° 32’ 53.89” y 72° 20’ 59.45”
Y entre las siguientes coordenadas UTM:
Este : 689,342.000 y 683,869.620
Norte : 8’594,198.000 y 8’593,053.952

Cusco.
2.2.- Ubicación Política
Región : Cusco
Departamento : Cusco
Provincia : La Convención
Distrito : Echarati
Sector : Bajo Pomoreni y Alto Pomoreni
3.- DESCRIPCION DE LOS SECTORES EN ESTUDIO.
El desarrollo de la carretera de Bajo Pomoreni y Alto Pomoreni distrito de Echarati Provincia de La
Convención, cruza relieves topográficos variados con quebradas y cursos de agua que interceptan el
eje de la carretera. Desde la salida del poblado de Tiboriari la carretera se desarrolla por la margen
izquierda del río Urubamba, por una topografía variable de ondulada a accidentada con cobertura
forestal típica de selva alta, la vía cruza quebradas bien definidas.
El clima del área de estudio corresponde al piso ecológico bosque muy húmedo tropical pre
Montañoso tropical, característica de la región de Selva Alta comprendida entre los 500 y 1600
m.s.n.m.
El recurso hídrico en la zona de estudio, proviene fundamentalmente de las lluvias, principalmente
son de origen convectivo, siendo más abundante que en la zona andina, pero con el mismo régimen;
es decir una época de altas precipitaciones de Diciembre a Marzo y otra de baja de Abril a
Noviembre, este régimen climático permite mantener una abundante e importante cobertura vegetal
y fauna variada propia de ecosistemas de ceja de selva y selva alta, principal receptor de estas
precipitaciones y que mantiene ríos y riachuelos de régimen permanentes de características
caudalosas y torrentosas, propio de una topografía altamente accidentada con fuertes pendientes.
Los cursos de agua y/o quebradas son irregulares con elevados caudales y transporte de sólidos
como consecuencias de los terrenos suaves y fuertes precipitaciones pluviales. Se destaca las
cuencas hídricas de los ríos Piedra Pintada, la carretera cruza una cantidad de pequeñas quebradas
que durante el periodo de invierno conducen caudales significativos con transporte de empalizadas y

Cusco.
acarrean materiales sólidos, de manera que se ha dado dimensiones apropiadas a las estructuras de
cruce o paso para evitar las obstrucciones.
Los regímenes pluviométricos, varían de lluvioso a muy lluvioso con precipitación anual media de
625.20 m.m. (Dato hallado regionalizando los datos pluviométricos), siendo enero el mes más
lluvioso y el de agosto el de menor precipitación.
La temperatura media anual es caracterizada como semi-cálidas y que oscila entre 20 y 30 grados
centígrados.
4.-CONCEPTOS BASICOS EN HIDROLOGIA
Precipitación
La precipitación es toda forma de humedad que originándose en las nubes llega hasta la superficie
terrestre en forma de lluvias, granizadas, nevadas, etc.
Temperatura Atmosférica
La temperatura es una propiedad o variable física que sirve para medir la cantidad de energía interna
del aire, o mide el calor sensible. La temperatura del aire se mide a dos (2) metros de altura sobre el
suelo por acuerdo internacional. Se puede registrar con un termógrafo, o se puede medir con un
termómetro de máxima o mínima, para obtener las temperaturas máximas, que ocurren hacia el
medio día y las temperaturas mínimas que ocurren antes de que salga el Sol. Ambos valores al
promediarlos, dan la temperatura promedio del día.
Temperatura Máxima Mensual
La marcha anual de la temperatura máxima es casi constante durante el año. La temperatura
máxima absoluta para el área de estudio es de 34.60° (Estación Metereológica de Quillabamba).
Temperatura Máxima Media Mensual
La distribución espacial y temporal permanece casi constante. La temperatura máxima media anual
para el área varia de 25.90 a 21.20 ºC (Estación Metereológica de Quillabamba).

Cusco.
Temperatura Mínima Mensual
La temperatura mínima absoluta registrada en el área es de 14.00 °C (Estación Meteorológica de
Maranura).
Precipitación
Las lluvias como es sabido provienen de diversos tipos de nubes sean nimbostrato, cúmulos y
cúmulo nimbos. Al ser medidos las precipitaciones mediante los pluviómetros y registrados con los
pluviógrafos se puede tener diversas magnitudes como la precipitación acumulada diarias, mensual
y anual, intensidad e intensidad máxima.
Precipitación Máxima diaria.
La estimación de las descargas máximas de los ríos y quebradas que cruzan los proyectos de
estructuras de drenaje, alcantarillas o pontones es necesario emplear un análisis estadístico de
precipitaciones extremas.
5.-INFORMACIÓN BÁSICA UTILIZADA PARA LA
GENERACION DE CAUDALES
5.1.- Información Cartográfica
La información cartográfica se obtuvo de la carta nacional, laminas 25p, 25q, 25r, 26p, 26q y 27r
5.2.- Información Hidrometeorológica
La información utilizada en el análisis hidrológico para el presente estudio, ha sido obtenida de la
recopilación de documentos correspondientes a las siguientes Instituciones:
1. Servicio Nacional de Metereología e Hidrología (SENAMHI)
2. Universidad Nacional San Antonio Abad del Cusco.

Cusco.
5.3.- Red Hidrometeorológica Utilizada
Con la finalidad de determinar las variables hidrológicas se ha recopilado información existente de
precipitación pluvial que permite calcular los parámetros hidráulicos requeridos para dar las
dimensiones de las obras de arte.
Se consideran 03 estaciones, las que se encuentran en la zona circundante, para efectuar un análisis
de la hidrología local. Dicha red está conformada por las siguientes estaciones:
ESTACION ALTITUD
COORDENADAS GEOGRAFICAS PRECIPITA
CION
ANUAL(mm
)
AJUSTADA
LATITUD (ºC )
LONGITUD
(ºC)
QUILLABAMB
A 1027.00 12°50´ 72°44´ 1040.85 1063.95
CIRIALO 850.00 12 º 25 ´ 72 º 57 ´ 1296.36 1266.18
SEPAHUA 280.00 11º 10' 73º 00' 1910.00 1917.40
El periodo uniforme de los datos considerado comprende el periodo de 1965 – 2004.
6.-ESTUDIO DE HIDROLOGIA
6.1.-Características Fisiográficas de las Cuencas
Las características principales de una cuenca son: Área topográfica, perímetro, altitud media,
pendiente, a lo que es necesario asociar las características del cauce principal como son su longitud
y su pendiente.
a.- Superficie o Área Topográfica (A)
Se refiere al área proyectada sobre un plano horizontal, medida dentro de los límites de cada cuenca
siguiendo la línea de divortium acuarium; determinada en cartas nacionales de escala 1:25000
digitalizada en AUTOCAD. En el siguiente cuadro se muestra el área de todas las cuencas que
afectan a la carretera Bajo Pomoreni y Alto Pomoreni

Cusco.
CUENCA
AREA
TOPOGRAFIC
A (m2)
AREA
TOPOGRAFIC
A (Km2)
AREA
TOPOGRAFICA
(Ha)
C-1 817.08 0.001 0.08
C-2 1260.94 0.001 0.13
C-3 2815.70 0.003 0.28
C-4 988.81 0.001 0.10
C-5 1058.74 0.001 0.11
C-6 3128.74 0.003 0.31
C-7 1415.69 0.001 0.14
C-8 2841.93 0.003 0.28
C-9 1043.13 0.001 0.10
C-10 1610.64 0.002 0.16
C-11 2633.26 0.003 0.26
C-12 1275.09 0.001 0.13
C-13 2820.13 0.003 0.28
C-14 1604.91 0.002 0.16
C-15 8959.92 0.009 0.90
C-16 153731.62 0.154 15.37
C-17 6029.24 0.006 0.60
C-18 1147.86 0.001 0.11
C-19 95450.95 0.095 9.55
C-20 2287.30 0.002 0.23
C-21 6250.95 0.006 0.63
C-22 16350.22 0.016 1.64
C-23 31761.51 0.032 3.18
C-24 28208.79 0.028 2.82
C-25 13489.97 0.013 1.35
C-26 5275.39 0.005 0.53
C-27 1534.84 0.002 0.15
C-28 6426.86 0.006 0.64
C-29 41268.62 0.041 4.13
C-30 39848.92 0.040 3.98
C-31 67239.04 0.067 6.72
C-32 1720.92 0.002 0.17
C-33 1245.81 0.001 0.12
C-34 12484.86 0.012 1.25
C-35 560.07 0.001 0.06
C-36 811.48 0.001 0.08
C-37 10316.90 0.010 1.03
C-38 39848.92 0.040 3.98
C-39 1245.81 0.001 0.12
C-40 12484.86 0.012 1.25
C-41 10316.90 0.010 1.03
b.- Perímetro (P)

Cusco.
Es el contorno que delimita el área de la de influencia o es la longitud de la línea de divortium
acuarium.
El perímetro total del área en estudio es P = 525.82 Km. Cuyo valor fue hallado en el plano
digitalizado en AUTO CAD donde se hallaron las áreas de todos los Sub-sectores.
c.- Altitud Media de Toda la Cuenca (Hm)
Se muestra a continuación el cálculo de la altitud media que ha sido calculada numéricamente a
partir de la digitalización de las curvas de nivel con la siguiente expresión:
At
ea
Hm
∑=
*
Dónde:
At : Área total de la cuenca
a : Área entre cotas
e : Altitud media entre dos cotas
Hm : Altitud media de la cuenca
LIMITES
AREA ENTRE
COTAS (m2)
ALTITUD MEDIA
ENTRE DOS
COTAS (m)
a*e
INICIO FIN
1000 1100 89801.94 1050.00 94292037.00
1100 1200 588172.46 1150.00 676398329.00
1200 1300 885888.63 1250.00 1107360787.50
1300 1400 948176.15 1350.00 1280037802.50
1400 1500 977458.86 1450.00 1417315347.00
1500 1600 947034.75 1550.00 1467903862.50
1600 1769 794362.15 1684.50 1338103041.68
At = 5230894.94 7381411207.18
Hm= 1411.11823
d.- Pendiente Media de la Cuenca o Pendiente Superficial (PMS)

Cusco.
Hallada mediante la siguiente expresión:
Dónde:
PA: Punto Más Alto De La Cuenca (Elevación máxima de la cuenca en m)
PI: Punto De Interés (Cota del punto donde se ubicarán las obras de drenaje en m)
A: Superficie o Área Topográfica de la cuenca
En el cuadro siguiente se muestran las pendientes medias de todas las cuencas que afectan a la
carretera Bajo Pomoreni y Alto Pomoreni.
CUENCA A (m2) A (Km2) PA PI PMS
C-1 817.08 0.001 1670.00 1420.00 8.746
C-2 1260.94 0.001 1660.00 1390.00 7.604
C-3 2815.70 0.003 1390.00 1360.00 0.565
C-4 988.81 0.001 1360.00 1350.00 0.318
C-5 1058.74 0.001 1365.00 1360.00 0.154
C-6 3128.74 0.003 1390.00 1310.00 1.430
C-7 1415.69 0.001 1660.00 1310.00 9.302
C-8 2841.93 0.003 1350.00 1320.00 0.563
C-9 1043.13 0.001 1325.00 1300.00 0.774
C-10 1610.64 0.002 1325.00 1300.00 0.623
C-11 2633.26 0.003 1310.00 1260.00 0.974
C-12 1275.09 0.001 1310.00 1230.00 2.240
C-13 2820.13 0.003 1340.00 1210.00 2.448
C-14 1604.91 0.002 1210.00 1080.00 3.245
C-15 8959.92 0.009 1360.00 1190.00 1.796
C-16 153731.62 0.154 1640.00 1195.00 1.135
C-17 6029.24 0.006 1400.00 1150.00 3.220
C-18 1147.86 0.001 1140.00 1110.00 0.885
C-19 95450.95 0.095 1640.00 1180.00 1.489
C-20 2287.30 0.002 1360.00 1140.00 4.600
C-21 6250.95 0.006 1650.00 1210.00 5.565
C-22 16350.22 0.016 1650.00 1115.00 4.184
C-23 31761.51 0.032 1340.00 1080.00 1.459
C-24 28208.79 0.028 1650.00 1405.00 1.459
C-25 13489.97 0.013 1660.00 1455.00 1.765
C-26 5275.39 0.005 1769.00 1470.00 4.117
C-27 1534.84 0.002 1120.00 1090.00 0.766
C-28 6426.86 0.006 1140.00 1120.00 0.249
C-29 41268.62 0.041 1240.00 1060.00 0.886
A
PIPA
PMS
−
=

Cusco.
C-30 39848.92 0.040 1240.00 1100.00 0.701
C-31 67239.04 0.067 1680.00 1480.00 0.771
C-32 1720.92 0.002 1100.00 1090.00 0.241
C-33 1245.81 0.001 1090.00 1080.00 0.283
C-34 12484.86 0.012 1080.00 1070.00 0.089
C-35 560.07 0.001 1120.00 1105.00 0.634
C-36 811.48 0.001 1140.00 1120.00 0.702
C-37 10316.90 0.010 1170.00 1140.00 0.295
C-38 39848.92 0.040 1190.00 1170.00 0.100
C-39 1245.81 0.001 1165.00 1135.00 0.850
C-40 12484.86 0.012 1135.00 1115.00 0.179
C-41 10316.90 0.010 1165.00 1155.00 0.098
e.- Longitud del Cauce (L)
Determinada en el mismo plano donde se halló el área topográfica de las cuencas, en el siguiente
cuadro se muestran las longitudes de los cauces principales de todas las cuencas que afectan a la
carretera Bajo Pomoreni y Alto Pomoreni.
CUENCA L (m) L (Km)
C-1 100.000 0.100
C-2 220.000 0.220
C-3 120.000 0.120
C-4 370.000 0.370
C-5 120.000 0.120
C-6 250.000 0.250
C-7 50.000 0.050
C-8 130.000 0.130
C-9 190.000 0.190
C-10 90.000 0.090
C-11 160.000 0.160
C-12 100.000 0.100
C-13 150.000 0.150
C-14 160.000 0.160
C-15 240.000 0.240
C-16 270.000 0.270
C-17 85.000 0.085
C-18 155.000 0.155
C-19 85.000 0.085
C-20 55.000 0.055
C-21 120.000 0.120
C-22 200.000 0.200
C-23 280.000 0.280
C-24 320.000 0.320
C-25 270.000 0.270

Cusco.
C-26 100.000 0.100
C-27 170.000 0.170
C-28 110.000 0.110
C-29 230.000 0.230
C-30 320.000 0.320
C-31 340.000 0.340
C-32 520.000 0.520
C-33 240.000 0.240
C-34 80.000 0.080
C-35 90.000 0.090
C-36 360.000 0.360
C-37 50.000 0.050
C-38 200.000 0.200
C-39 180.000 0.180
C-40 360.000 0.360
C-41 270.000 0.270
f.- Pendiente Media del Cauce (S)
Determinada por la siguiente expresión:
………………………en (%)
Dónde:
PH: Punto Hidráulicamente Más Alto (Elevación máxima del cauce en m)
PI: Punto de Interés (Cota del punto donde se ubicarán las obras de drenaje en m)
L: Longitud del Cauce
En el siguiente cuadro se muestran las pendientes medias de los cauces principales de todas las
cuencas que afectan a la carretera Bajo Pomoreni y Alto Pomoreni.
CUENCA L (m) PH PI S
C-1 100.00 1510.000 1420.00 0.900
C-2 220.00 1420.000 1390.00 0.136
C-3 120.00 1395.000 1360.00 0.292
C-4 370.00 1355.000 1350.00 0.014
L
PIPH
S
−
=

Cusco.
C-5 120.00 1362.000 1360.00 0.017
C-6 250.00 1350.000 1310.00 0.160
C-7 50.00 1520.000 1310.00 4.200
C-8 130.00 1325.000 1320.00 0.038
C-9 190.00 1305.000 1300.00 0.026
C-10 90.00 1305.000 1300.00 0.056
C-11 160.00 1305.000 1260.00 0.281
C-12 100.00 1305.000 1230.00 0.750
C-13 150.00 1220.000 1210.00 0.067
C-14 160.00 1205.000 1080.00 0.781
C-15 240.00 1305.000 1190.00 0.479
C-16 270.00 1340.000 1195.00 0.537
C-17 85.00 1280.000 1150.00 1.529
C-18 155.00 1135.000 1110.00 0.161
C-19 85.00 1500.000 1180.00 3.765
C-20 55.00 1260.000 1140.00 2.182
C-21 120.00 1460.000 1210.00 2.083
C-22 200.00 1480.000 1115.00 1.825
C-23 280.00 1220.000 1080.00 0.500
C-24 320.00 1480.000 1405.00 0.234
C-25 270.00 1510.000 1455.00 0.204
C-26 100.00 1480.000 1470.00 0.100
C-27 170.00 1115.000 1090.00 0.147
C-28 110.00 1135.000 1120.00 0.136
C-29 230.00 1190.000 1060.00 0.565
C-30 320.00 1210.000 1100.00 0.344
C-31 340.00 1580.000 1480.00 0.294
C-32 520.00 1095.000 1090.00 0.010
C-33 240.00 1085.000 1080.00 0.021
C-34 80.00 1075.000 1070.00 0.063
C-35 90.00 1115.000 1105.00 0.111
C-36 360.00 1135.000 1120.00 0.042
C-37 50.00 1165.000 1140.00 0.500
C-38 200.00 1185.000 1170.00 0.075
C-39 180.00 1160.000 1135.00 0.139
C-40 360.00 1130.000 1115.00 0.042
C-41 270.00 1160.000 1155.00 0.019
6.2.- Regionalización de Datos Pluviométricos.
ESTACION ALTITUD
COORDENADAS GEOGRAFICAS PRECIPITACION
ANUAL(mm)
AJUSTADA
LATITUD (ºC ) LONGITUD (ºC)
QUILLABAMBA 1027.00 12°50´ 72°44´ 1040.85 1063.95
CIRIALO 850.00 12 º 25 ´ 72 º 57 ´ 1296.36 1266.18
SEPAHUA 280.00 11º 10' 73º 00' 1910.00 1917.40

Cusco.
Utilizando las estaciones que se muestran arriba y graficando se obtiene el siguiente grafico donde
se halla la ecuación de la curva de ajuste.
La curva de ajuste es la siguiente:
Reemplazando el valor de la altura media de la cuenca Hm= 1411.12 m.s.n.m.m se obtiene un valor
para la precipitación media anual igual a 625.22 mm
6.3.-Periodo de Retorno
Se define como el periodo de retorno T, como el intervalo promedio de tiempo en años, dentro del
cual un evento de magnitud “x” puede ser igualado o excedido, es decir que ocurre en promedio una
vez cada cierto periodo de años. A continuación se muestra una tabla de valores de “T”, para
diferentes tipos de estructuras (Hidrología Feb-2002: Máximo Villón Bejar)
22371422.1 +−= Xy

Cusco.
Tabla: Periodo de retorno de diseño recomendado para estructuras menores
Tipo de estructura T(años)
 Puente sobre carretera importante 50 a 100
 Puente s/ carretera menos importante o alcantarillas s/ carretera importante 25
 Alcantarillas sobre camino secundario 5 a 10
 Drenaje lateral de los pavimentos, donde se puede tolerar encharcamiento
con lluvia de corta duración
1 a 2
 Drenaje de aeropuertos 5
 Drenaje urbano 2 a 10
 Drenaje agrícola 5 a 10
 Muros de encauzamiento (obra de defensa ribereña) 2 a 50
Para el presente estudio elegimos el valor de T = 25 años
6.4.-Tiempo de Concentración (Tc)
El tiempo de concentración es un parámetro que nos servirá para calcular los caudales máximos y
está definido como el tiempo que requiere una partícula o gota de agua para llegar del punto más
alejado al punto de interés, es decir cuando el periodo de tiempo de precipitación sea igual al tiempo
de concentración ya que en ese momento todos los puntos de la cuenca estarán contribuyendo al
caudal en forma simultánea.
Los factores que determinan el tiempo de concentración son la pendiente del terreno, características
del suelo, la vegetación, el estado de saturación del suelo y las características de las precipitaciones
máximas.
Para determinar el tiempo de concentración se usaron las siguientes formulas empíricas:
Formula De Ventura Heras

Cusco.
Cuya expresión es la siguiente:
60×=
S
A
Tc α
15.003.0 ≤≤α
Dónde:
Tc = Tiempo de concentración en minutos.
A = Área de la cuenca en Km2
S = Pendiente media del cauce en (m/m).
α = 0.1272 (Valor recomendado por muchos autores).
Formula De Passini
Expresada por la siguiente ecuación:
60
*3
×=
S
LA
Tc α
13.004.0 ≤≤ α
Dónde:
Tc = Tiempo de concentración en minutos.
A = Área de la cuenca en Km2
L = Longitud del cauce en Km.
S = Pendiente media del cauce en (m/m).
Formula De California (Benhan)
La cual es empleada para el diseño de alcantarillas y puentes; cuya expresión para el tiempo
de concentración es:
60)*871.0( 385.0
3
×=
H
L
Tc
Dónde:

Cusco.
Tc : Tiempo de concentración en minutos.
L : Longitud del curso de agua más largo (Km)
H : Desnivel del curso más largo (m)
Formula Del MTC
Hallado con la siguiente expresión:
Dónde:
Tc : Tiempo de concentración en minutos.
L : Longitud del curso de agua más largo (Km)
S : Pendiente media del cauce en (m/m).
En el cuadro siguiente se muestra los valores del tiempo de concentración hallados con las
diferentes fórmulas, cabe destacar que para hallar la intensidad máxima se ha utilizado el promedio
de todos los valores hallados con las cuatro formulas.
CUENCA
H
Diferencia
de altura
(m)
FORMULA
DE
VENTURA
HERAS
FORMULA
DE PASSINI
FORMULA DE
BENHAN
FORMULA
DEL MTC
TC
PROM
C-1 90.000 0.07 0.36 0.70 2.13 0.82
C-2 30.000 0.10 1.38 2.67 3.95 2.03
C-3 35.000 0.54 1.01 1.25 4.08 1.72
C-4 5.000 0.43 4.80 9.71 10.59 6.38
C-5 2.000 0.63 3.04 3.76 5.21 3.16
C-6 40.000 0.36 1.80 2.77 5.95 2.72
C-7 210.000 0.09 0.16 0.23 1.25 0.43
C-8 5.000 0.54 2.85 2.90 4.34 2.66
C-9 5.000 0.28 2.80 4.50 5.43 3.25
C-10 5.000 0.39 1.74 1.90 3.23 1.81
C-11 45.000 0.40 1.10 1.58 4.58 1.91
C-12 75.000 0.18 0.45 0.76 2.75 1.04
C-13 10.000 0.26 2.27 2.62 3.67 2.20
C-14 125.000 0.17 0.56 1.07 3.65 1.36
C-15 115.000 0.54 1.45 1.76 5.53 2.32
C-16 145.000 2.81 3.69 1.85 6.58 3.73
60*4/3)
4/1
(*3.0
S
L
Tc =

Cusco.
C-17 130.000 0.33 0.50 0.51 2.28 0.90
C-18 25.000 0.27 1.09 1.91 4.55 1.96
C-19 320.000 1.93 0.81 0.36 2.63 1.43
C-20 120.000 0.17 0.26 0.32 1.54 0.57
C-21 250.000 0.26 0.49 0.59 2.66 1.00
C-22 365.000 0.48 0.86 0.91 4.12 1.59
C-23 140.000 1.13 2.29 1.95 6.45 2.95
C-24 75.000 1.06 3.35 2.89 7.13 3.61
C-25 55.000 0.67 2.66 2.68 6.06 3.02
C-26 10.000 0.27 1.99 1.64 2.45 1.59
C-27 25.000 0.34 1.30 2.13 5.01 2.19
C-28 15.000 1.22 1.88 1.57 4.46 2.28
C-29 130.000 1.65 2.20 1.60 6.12 2.89
C-30 110.000 1.82 3.11 2.50 8.19 3.90
C-31 100.000 2.25 4.08 2.78 8.41 4.38
C-32 5.000 0.64 7.67 14.39 14.39 9.27
C-33 5.000 0.51 3.61 5.89 7.82 4.46
C-34 5.000 2.85 3.12 1.66 4.26 2.97
C-35 10.000 0.23 0.86 1.45 3.22 1.44
C-36 15.000 0.26 2.54 6.16 8.94 4.47
C-37 25.000 1.43 0.88 0.52 2.39 1.31
C-38 15.000 4.81 5.69 3.13 8.29 5.48
C-39 25.000 0.29 1.27 2.27 5.13 2.24
C-40 15.000 2.02 6.31 6.16 11.55 6.51
C-41 5.000 2.47 8.06 6.75 10.41 6.92
6.5.-Intensidades de Precipitación
El parámetro fundamental para la obtención de los caudales de diseño es la intensidad de la
precipitación, la cual varía de un punto a otro según las condiciones geográficas y meteorológicas de
la zona y varía en cada punto según la duración de la precipitación.
Se considera definida la intensidad de lluvia en un punto cuando se conozcan para cada periodo de
recurrencia la variación de la intensidad en función al tiempo de duración de la precipitación.
La intensidad es el volumen de agua precipitada en un periodo dado. Su cálculo parte de las lecturas
de los pluviogramas para de inmediato graficar el histograma que determina dicha intensidad.
La intensidad es definida, como la cantidad de agua caída por unidad de tiempo, de acuerdo a esto se
tiene:

Cusco.
t
P
I =
Dónde:
I : Intensidad en mm/h
P : Precipitación en altura de agua en mm
t : Tiempo en horas
La intensidad de la precipitación varía en cada instante durante el curso de una misma tormenta, de
acuerdo a las características de esta. Es absolutamente indispensable cuando se hace el análisis de
tormentas, determinar estas variaciones porque de ellas dependen muchas de las condiciones; que
hay que fijar para las obras de ingeniería hidráulica, para las que se hacen principalmente en esta
clase de estudios. Para el presente estudio se han utilizado los datos de intensidad de la estación
Base de Perayoc. En los cálculos se ha utilizado el método de Gumbel. Ver los cálculos en la parte
de anexos.
Para resolver racionalmente los problemas de drenaje es necesario determinar las intensidades
máximas de lluvias en un intervalo de tiempo t igual al tiempo de concentración (Tc) de la cuenca,
con una frecuencia determinada para un periodo de retorno de 25 años.
Calculo de la Precipitación Máxima
Debido a que no se cuenta con datos de intensidades de precipitación para la estación de proyecto se
optó por calcular las intensidades de precipitación máximas de diseño para diferentes tiempos de
duración y periodos de retorno ajustando a un modelo probabilístico las intensidades de
precipitación máxima regionalizadas.
Se ha calculado en hoja aparte que se adjunta al presente estudio.
La fórmula logarítmica obtenida es:
59.110)(*82.22 +−= TcLNI

Cusco.
6.6.-Escorrentía
La escorrentía superficial generada por la precipitación causa problemas a la vía cuando existen
laderas que drenan sobre la carretera. La cuantificación de esta escorrentía nos permite dimensionar
adecuadamente las estructuras de drenaje de la vía. En suma se trata de reducir al máximo la
cantidad de agua que llega a las diferentes partes del pavimento y en segundo lugar dar salida
expedita al agua cuyo acceso al camino sea inevitable.
Las formas cómo llega el agua al camino son:
a) Por precipitación pluvial directa.
b) Por inundación producida por las corrientes de los ríos y arroyos.
c) Por infiltración a través del sub - suelo.
Coeficiente de Escurrimiento (Ce)
Se puede definir el Coeficiente de Escorrentía como un factor que afecta a la lluvia total y que
determina el volumen de agua que corre por la superficie del terreno como resultado de la
precipitación, este coeficiente depende de las características del terreno como: tipo de vegetación,
longitud de recorrido, inclinación del terreno, intensidad de la precipitación, rugosidad de las
laderas, permeabilidad del suelo etc. Para el cálculo de este coeficiente se analizó los siguientes
métodos:
• Mediante el uso de tablas
• Método de Justin
• Mediante el uso de tablas
Obtención de Ce, según tablas
VEGETACION
COBERTURA (%)
C1
SUELO
TEXTURA
C2
TOPOGRAFIA
PENDIENTE (%)
C3
100 0.08 Arenoso 0.08 0.0-0.2 0.04
80-100 0.12 Ligera 0.12 0.2-0.5 0.06
50-80 0.16 Media 0.16 0.5-2.0 0.06
20-50 0.22 Fina 0.22 2.0-5.0 0.1
0-20 0.3 Rocosa 0.3 5.0-10.0 0.15
• C1= Esta en función de la cobertura vegetal
321 CCCCe ++=

Cusco.
• C2= Esta en función de la textura del suelo
• C3= Esta en función de la topografía del terreno
• Método de Justin.- La fórmula viene dada por:
R
Fs
Ce =
T
RPMS
F
9160
**183.0 2155.0
+
=
100*
A
PIPA
PMS
−
=
Dónde:
F : Altura de escorrentía en mm.
PMS : Pendiente media de la cuenca.
A : Área de la cuenca en metros cuadrados.
T : Temperatura media anual.
La siguiente tabla muestra los valores del coeficiente de escurrimiento hallados con el método de
Justin, para los diferentes sub-sectores que forman el área hidrológica que influye sobre la vía Bajo
Pomoreni y Alto Pomoreni:
CUENCA PMS (m/m) R (mm) T (ºC) Fs (mm) Ce (%)
C-1 8.746 625.22 24 266 43
C-2 7.604 625.22 24 261 42
C-3 0.565 625.22 24 174 28
C-4 0.318 625.22 24 159 25
C-5 0.154 625.22 24 142 23
C-6 1.430 625.22 24 201 32
C-7 9.302 625.22 24 269 43
C-8 0.563 625.22 24 174 28
C-9 0.774 625.22 24 183 29
C-10 0.623 625.22 24 177 28
C-11 0.974 625.22 24 189 30
C-12 2.240 625.22 24 216 34

Cusco.
C-13 2.448 625.22 24 219 35
C-14 3.245 625.22 24 228 37
C-15 1.796 625.22 24 208 33
C-16 1.135 625.22 24 194 31
C-17 3.220 625.22 24 228 36
C-18 0.885 625.22 24 187 30
C-19 1.489 625.22 24 202 32
C-20 4.600 625.22 24 241 39
C-21 5.565 625.22 24 248 40
C-22 4.184 625.22 24 238 38
C-23 1.459 625.22 24 202 32
C-24 1.459 625.22 24 202 32
C-25 1.765 625.22 24 208 33
C-26 4.117 625.22 24 237 38
C-27 0.766 625.22 24 183 29
C-28 0.249 625.22 24 153 25
C-29 0.886 625.22 24 187 30
C-30 0.701 625.22 24 180 29
C-31 0.771 625.22 24 183 29
C-32 0.241 625.22 24 153 24
C-33 0.283 625.22 24 156 25
C-34 0.089 625.22 24 131 21
C-35 0.634 625.22 24 177 28
C-36 0.702 625.22 24 180 29
C-37 0.295 625.22 24 157 25
C-38 0.100 625.22 24 133 21
C-39 0.850 625.22 25 181 29
C-40 0.179 625.22 26 139 22
C-41 0.098 625.22 27 124 20
6.7.-Generación de Caudales Máximos
La generación de caudales máximos parte de determinar el área y pendiente de la cuenca, los cuales
son afectados por las intensidades de precipitaciones máximas considerando su duración en función
al tiempo de concentración de la cuenca, y un periodo de retorno de 100 años para nuestro caso.
El objetivo de la generación es la determinación de las máximas avenidas en un punto
determinado. Estos datos nos servirán para el dimensionamiento de las obras de drenaje.
Para el cálculo de las máximas avenidas se consideraron los siguientes métodos:
Formula Racional
Formula de Mac – Math
Formula De Mac Math

Cusco.
Esta fórmula nos permite determinar los caudales máximos teniendo en cuenta las intensidades de
las precipitaciones para los diferentes periodos de retorno, que en este caso corresponde a 10 años.
Se ha usado esta fórmula para el cálculo de los caudales máximos en las cuencas del proyecto.
Donde:
Q : Caudal en m3/seg.
Ce: Coeficiente de Escorrentía
I: Intensidad Máxima de la lluvia mm/hr.
A: Área de la cuenca en Has.
S: Pendiente del cauce principal en m/km.
En la tabla que se muestra a continuación se dan los valores hallados de los caudales máximos para
todos los Sub-sectores que forman el área de estudio tales valores se han hallado con la formula de
Mac – Math:
CODIGO Ce. I A (Ha) S º/OO Q (m3/s)
C-1 0.426 115 0.08 900.00 0.20
C-2 0.417 94 0.13 136.36 0.09
C-3 0.279 98 0.28 291.67 0.14
C-4 0.255 68 0.10 13.51 0.01
C-5 0.228 84 0.11 16.67 0.02
C-6 0.322 88 0.31 160.00 0.12
C-7 0.430 130 0.14 4200.00 0.60
C-8 0.278 88 0.28 38.46 0.05
C-9 0.292 84 0.10 26.32 0.03
C-10 0.283 97 0.16 55.56 0.05
C-11 0.303 96 0.26 281.25 0.14
C-12 0.345 110 0.13 750.00 0.18
C-13 0.350 93 0.28 66.67 0.09
C-14 0.365 104 0.16 781.25 0.21
C-15 0.333 91 0.90 479.17 0.38
C-16 0.310 81 15.37 537.04 1.71
C-17 0.365 113 0.60 1529.41 0.67
C-18 0.299 95 0.11 161.29 0.07
C-19 0.324 102 9.55 3764.71 3.89
.)/3(****001.0 42.058.0
segmSAICeQ =

Cusco.
C-20 0.386 123 0.23 2181.82 0.51
C-21 0.397 111 0.63 2083.33 0.83
C-22 0.380 100 1.64 1825.00 1.18
C-23 0.323 86 3.18 500.00 0.74
C-24 0.323 81 2.82 234.38 0.47
C-25 0.332 85 1.35 203.70 0.31
C-26 0.379 100 0.53 100.00 0.18
C-27 0.292 93 0.15 147.06 0.07
C-28 0.245 92 0.64 136.36 0.14
C-29 0.299 86 4.13 565.22 0.84
C-30 0.288 80 3.98 343.75 0.59
C-31 0.292 77 6.72 294.12 0.74
C-32 0.244 60 0.17 9.62 0.01
C-33 0.250 76 0.12 20.83 0.02
C-34 0.209 86 1.25 62.50 0.12
C-35 0.284 102 0.06 111.11 0.04
C-36 0.288 76 0.08 41.67 0.02
C-37 0.252 105 1.03 500.00 0.36
C-38 0.213 72 3.98 75.00 0.21
C-39 0.290 92 0.12 138.89 0.06
C-40 0.222 68 1.25 41.67 0.08
C-41 0.198 66 1.03 18.52 0.05
A continuación se presenta el cálculo hidráulico de obras de arte:
Cuenca Obra de arte Progresiva
Caudal
(m3/seg.)
Diametro
(m)
Area
(m2)
Perimetr
o Mojado
(m)
Radio
Hidraulico
Diametro
(Pulg)
Diametro
Comercial
(Pulg)
C-1 ALCANTARILLA 00+100 0.20 0.45 0.13 0.94 0.14 17.74 36
C-6 ALCANTARILLA 01+180 0.12 0.37 0.09 0.78 0.11 14.71 36
C-15 ALCANTARILLA 02+450 0.38 0.57 0.21 1.20 0.17 22.61 36
C-18 ALCANTARILLA 02+960 0.07 0.30 0.06 0.63 0.09 11.88 36
C-19 ALCANTARILLA 03+045 3.89 1.37 1.19 2.87 0.41 54.03 36
C-22 ALCANTARILLA 03+420 1.18 0.88 0.49 1.84 0.26 34.56 36
C-24 ALCANTARILLA 04+020 0.47 0.62 0.24 1.30 0.19 24.51 36
C-25 ALCANTARILLA 04+290 0.31 0.53 0.18 1.12 0.16 21.04 36
C-34 ALCANTARILLA 06+400 0.12 0.37 0.09 0.77 0.11 14.46 36
C-36 ALCANTARILLA 06+850 0.02 0.21 0.03 0.43 0.06 8.08 36
C-39 ALCANTARILLA 07+520 0.06 0.29 0.05 0.61 0.09 11.53 36
C-40 ALCANTARILLA 07+880 0.08 0.32 0.07 0.68 0.10 12.71 36
7.-ESTUDIO DE HIDRAULICA
7.1.-OBRAS DE DRENAJE

Cusco.
Para el diseño de las obras de drenaje se ha tenido en consideración cinco (5) tipos de obras: cunetas
laterales de sección triangular, alcantarillas de cruce, badenes, pontones y puentes.
7.1 CUNETAS
Las cunetas son canales longitudinales que van al costado de la vía, y sirven para recoger y eliminar
el agua que cae sobre la superficie de la calzada hacia las alcantarillas. Se les da formas muy
diversas y dimensiones variables, dependiendo de la naturaleza de la superficie de rodadura, y sobre
todo de los datos pluviométricos que se tengan de la zona.
Las cunetas deben tener desagües en puntos adecuados del trazado, dependiendo de la ubicación de
éstos y de la capacidad de conducción del caudal de las cunetas, mientras más caudal conduzca la
cuneta mayor será la distancia entre puntos de desagüe.
Las cunetas son imprescindibles en todas las secciones en corte. En la Normas Peruanas se
especifica que las cunetas serán de sección triangular, fijándose sus dimensiones de acuerdo con las
condiciones climáticas.
DISEÑO DE CUNETAS
Longitudinalmente, las cunetas no sobrepasarán las gradientes que provoquen la erosión por la
acción de las aguas superficiales.
En base al MANUAL DE DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS se adopta para la
cuneta las siguientes dimensiones:
Profundidad = 0.50 m (zona lluviosa)
Ancho = 1.00 m
Rebose = 0.05 m

Cusco.
CUNETA LATERAL
Determinación de la longitud máxima
1.- Cálculo de la capacidad de la cuneta.- La capacidad real de la cuneta se hallara con la fórmula de
Continuidad.
Q = V * A
Para determinar la velocidad (m/s) se tiene la fórmula de MANNING:
n
SR
V
2/13/2
*
=
Reemplazando se tiene:
n
SRA
Q
2/13/2
**
=
Dónde:
Q = Descarga (m3/s)
A = Área de la sección hidráulica en m2
n = Coeficiente de rugosidad de Manning
S = Pendiente de la cuneta (%)
R = Radio hidráulico en m (R = A / P)
P = Perímetro mojado en m
Para adoptar los valores de “n” Coeficiente de rugosidad, se tomará de acuerdo a la tabla siguiente:
Coeficiente De Rugosidad
Tipo de material n
Mampostería de piedra 0.017
1.00
0.45
0.50

Cusco.
Cemento bien acabado
Concreto ordinario
Canales naturales de tierra
Con vegetación y piedras
Tierra lisa
0.010
0.013
0.025
0.035
0.018
Los valores obtenidos para la velocidad deberán estar entre los parámetros límites mostrados en la
siguiente tabla
VELOCIDADES LIMITES (en tierra)
Velocidad de erosión
Velocidad de sedimentación
1.60 m/s
0.60 m/s
Cálculo de la Longitud Máxima
Esta longitud es la máxima en el cual el agua que escurre del talud y de la superficie de la vía no
rebasa la cuneta.
L máx. = A / b
Dónde:
Lmax = Longitud máxima de la cuneta (m)
A = Área tributaria (m2)
b = Ancho de influencia (mínimo 50 m)
Cuenca
Desde
(km)
Hasta
(km)
Caudal
Hidrologico
(m3/s)
Factor de
Influencia
en
Cuneta
Caudal
Hidrologico
cuneta
(m3/s)
Pendiente
del tramo
(m/m)
Q estudio
hidrológico
(m3/s)
Q1=2.667
25*S^(1/2)
caudal
max
(m3/s)
Compara
cion
Q1>Q
C-1 00+100 00+320 0.200 0.50 0.100 0.10 0.100 0.843 ok!
C-2 00+320 00+440 0.093 0.50 0.047 0.08 0.047 0.754 ok!
C-3 00+440 00+810 0.142 0.25 0.036 0.02 0.036 0.377 ok!
C-4 00+810 00+930 0.014 0.50 0.007 0.03 0.007 0.462 ok!
C-5 00+930 01+180 0.017 0.50 0.009 0.03 0.009 0.462 ok!
C-6 01+180 01+230 0.121 0.50 0.061 0.04 0.061 0.533 ok!
C-7 01+230 01+360 0.597 0.20 0.119 0.06 0.119 0.635 ok!
C-8 01+360 01+550 0.055 0.50 0.027 0.07 0.027 0.689 ok!
C-9 01+550 01+640 0.026 0.50 0.013 0.07 0.013 0.689 ok!
C-10 01+640 01+800 0.051 0.50 0.026 0.07 0.026 0.689 ok!
C-11 01+800 01+900 0.143 0.50 0.071 0.07 0.071 0.689 ok!
C-12 01+900 02+050 0.185 0.50 0.092 0.07 0.092 0.689 ok!
C-13 02+050 02+210 0.091 0.50 0.045 0.07 0.045 0.689 ok!
C-14 02+210 02+450 0.215 0.50 0.107 0.10 0.107 0.843 ok!
C-15 02+450 02+720 0.382 0.50 0.191 0.08 0.191 0.754 ok!

Cusco.
C-16 02+720 02+805 1.709 0.50 0.855 1.08 0.855 2.772 ok!
C-17 02+805 02+960 0.668 0.50 0.334 2.08 0.334 3.847 ok!
C-18 02+960 03+045 0.069 0.50 0.034 3.08 0.034 4.681 ok!
C-19 03+045 03+100 3.894 0.50 1.947 4.08 1.947 5.388 ok!
C-20 03+100 03+220 0.510 0.50 0.255 5.08 0.255 6.012 ok!
C-21 03+220 03+420 0.828 0.50 0.414 6.08 0.414 6.577 ok!
C-22 03+420 03+700 1.184 0.50 0.592 7.08 0.592 7.097 ok!
C-23 03+700 04+020 0.737 0.50 0.368 8.08 0.368 7.582 ok!
C-24 04+020 04+290 0.473 0.50 0.237 9.08 0.237 8.037 ok!
C-25 04+290 04+390 0.315 0.50 0.157 10.08 0.157 8.468 ok!
C-26 04+390 04+560 0.181 0.50 0.090 11.08 0.090 8.878 ok!
C-27 04+560 04+670 0.074 0.50 0.037 12.08 0.037 9.270 ok!
C-28 04+670 04+900 0.137 0.50 0.069 13.08 0.069 9.646 ok!
C-29 04+900 05+220 0.840 0.50 0.420 14.08 0.420 10.008 ok!
C-30 05+220 05+560 0.593 0.50 0.297 15.08 0.297 10.358 ok!
C-31 05+560 06+080 0.739 0.50 0.369 16.08 0.369 10.696 ok!
C-32 06+080 06+320 0.014 0.50 0.007 17.08 0.007 11.023 ok!
C-33 06+320 06+400 0.020 0.50 0.010 18.08 0.010 11.341 ok!
C-34 06+400 06+490 0.116 0.50 0.058 19.08 0.058 11.651 ok!
C-35 06+490 06+850 0.039 0.50 0.020 20.08 0.020 11.952 ok!
C-36 06+850 06+900 0.025 0.50 0.012 21.08 0.012 12.246 ok!
C-37 06+900 07+100 0.365 0.50 0.182 22.08 0.182 12.533 ok!
C-38 07+100 07+520 0.209 0.50 0.105 23.08 0.105 12.814 ok!
C-39 07+520 07+880 0.063 1.50 0.095 24.08 0.095 13.089 ok!
C-40 07+880 08+290 0.082 2.50 0.206 25.08 0.206 13.358 ok!
C-41 08+290 0 0.046 3.50 0.160 26.08 0.160 13.621 ok!
7.2 ALCANTARILLAS
Teniendo en consideración las condiciones topográficas y demanda de tránsito de vehículos durante
el proceso de construcción de la carretera, se ha tomado como opción más apropiada, por la rapidez
de montaje, la construcción de alcantarillas de tubo de metal corrugado TMC con relación a las
alcantarilla de concreto. Así mismo el comportamiento estructural flexible del TMC le da ciertas
ventajas sobre las estructuras rígidas en los terrenos blandos y erosionables que se presenta en el
área del proyecto.

Cusco.
DISEÑO DE ALCANTARILLAS
Las alcantarillas son estructuras transversales de forma diversa que permiten el cruce de aguas por
debajo de la vía, son diseñadas de tal manera que tengan capacidad suficiente para desalojar
rápidamente el agua que llegue a ellas. Por otra parte las alcantarillas deben de resistir el peso de los
rellenos y las cargas que producen el tránsito vehicular.
Diseño hidráulico para alcantarillas
Consiste en calcular el área necesaria de la alcantarilla que podrá dar paso al volumen de agua que
se concentrará en la entrada de la misma; para el diseño se plantea el siguiente procedimiento:
Determinación del caudal máximo
El caudal máximo para las distintas alcantarillas se determinará a partir de los caudales obtenidos
con la fórmula de Mac-Math.
Cálculo del área hidráulica
Se deberá tener presente para el cálculo del área hidráulico de las alcantarillas, añadir al caudal
máximo calculado los caudales de las cunetas que desembocan en la misma. Se utilizó la fórmula de
Manning.
Formula de Manning
Y
240º
R
D

Cusco.
Después de determinar los caudales, se fija el tamaño de la estructura mediante las ecuaciones de
Manning y continuidad considerando un borde libre de 0.30 m.
Ecuación de Manning:
n
SR
V
2/13/2
*
=
……………….(1)
Ecuación de continuidad:
Q = V * A ............................ (2)
Dónde:
R = Radio Hidráulico
Q = Caudal en m3 / s
S = Pendiente en m/m
DETERMINACION DEL CAUDAL MAXIMO EN ALCANTARILLAS DE ALIVIO
El caudal máximo de las alcantarillas de alivio se obtiene del cálculo de la longitud máxima de las
cunetas, en la cual el caudal está en función del área de la cuneta optada. Este caudal se determinó
reemplazando la fórmula de Manning en la fórmula de continuidad obteniendo la siguiente formula:
n
SRA
Q
2/13/2
**
=
Dónde:
Q = Descarga (m3/s)
A = Área de la sección hidráulica de la cuneta en m2
n = Coeficiente de rugosidad de Manning
S = Pendiente de la cuneta (%)
R = Radio hidráulico en m (R = A / P)
P = Perímetro mojado en m.
La determinación de los caudales para cada alcantarilla se muestra en los cuadros adjuntos.
Cuenca Obra de arte Progresiva
Caudal
(m3/seg.)
Diámetro
(m)
Área
(m2)
Perímetro
Mojado
(m)
Radio
Hidráulico
Diámetro
(Pulg)
Diámetro
Comercial
(Pulg)

Cusco.
C-1 ALCANTARILLA 00+100 0.20 0.45 0.13 0.94 0.14 17.74 36
C-6 ALCANTARILLA 01+180 0.12 0.37 0.09 0.78 0.11 14.71 36
C-15 ALCANTARILLA 02+450 0.38 0.57 0.21 1.20 0.17 22.61 36
C-18 ALCANTARILLA 02+960 0.07 0.30 0.06 0.63 0.09 11.88 36
C-19 ALCANTARILLA 03+045 3.89 1.37 1.19 2.87 0.41 54.03 36
C-22 ALCANTARILLA 03+420 1.18 0.88 0.49 1.84 0.26 34.56 36
C-24 ALCANTARILLA 04+020 0.47 0.62 0.24 1.30 0.19 24.51 36
C-25 ALCANTARILLA 04+290 0.31 0.53 0.18 1.12 0.16 21.04 36
C-34 ALCANTARILLA 06+400 0.12 0.37 0.09 0.77 0.11 14.46 36
C-36 ALCANTARILLA 06+850 0.02 0.21 0.03 0.43 0.06 8.08 36
C-39 ALCANTARILLA 07+520 0.06 0.29 0.05 0.61 0.09 11.53 36
C-40 ALCANTARILLA 07+880 0.08 0.32 0.07 0.68 0.10 12.71 36
7.3 BADENES
Debido a que los suelos y taludes de las quebradas presentan inestabilidad, probablemente por
consecuencia de la deforestación, durante el periodo de lluvia las quebradas descargan las aguas con
transporte de sólidos de variado tamaño generando deslaves y huaycos. Las estructuras existentes en
las ubicaciones de estas quebradas han colapsado, unos por enterramiento, otras han sido
arrastradas por los huaycos. Con la finalidad de facilitar el paso de los huaycos y facilitar los
trabajos de mantenimiento de limpieza se ha considerado la construcción de badenes de concreto
reforzado. A continuación se muestra la sección de los badenes propuestos.
Progresiva
Caudal
(Estudio
Hidrológico)
Y (rad) r (m) h (m) L (m) Yt (rad) ht (m) Lt (m) Ltf (m)
00+440 0.14 0.280 7.12 0.07 1.98 0.44 0.17 3.09 7.50
00+930 0.02 0.280 3.21 0.03 0.89 0.57 0.13 1.82 7.50
01+360 0.05 0.280 4.98 0.05 1.39 0.49 0.15 2.42 7.50
90 - γ
R
R
R
R
L
γ
h

Cusco.
01+900 0.18 0.280 7.86 0.08 2.19 0.42 0.18 3.31 7.50
02+805 0.67 0.280 12.72 0.12 3.54 0.38 0.22 4.75 7.50
03+100 0.51 0.280 11.50 0.11 3.20 0.38 0.21 4.40 7.50
03+220 0.83 0.280 13.79 0.13 3.84 0.37 0.23 5.06 7.50
03+700 0.74 0.280 13.19 0.13 3.68 0.37 0.23 4.89 7.50
04+390 0.18 0.280 7.79 0.08 2.17 0.43 0.18 3.29 7.50
04+670 0.14 0.280 7.03 0.07 1.96 0.44 0.17 3.06 7.50
06+320 0.02 0.280 3.44 0.03 0.96 0.56 0.13 1.90 7.50
06+490 0.04 0.280 4.40 0.04 1.23 0.51 0.14 2.22 7.50
08+290 0.05 0.280 4.65 0.05 1.30 0.50 0.15 2.31 7.50
SOLUCIONES ADOPTADAS.
• En las quebradas pequeñas y pasos de agua (aliviaderos) se ha proyectado la construcción de
alcantarillas de sección cuadrada de dimensiones tales que permite el paso de avenidas. Se ha
preferido la construcción de alcantarillas de concreto armado
• En quebradas grandes y en las zonas de huaycos y deslaves se ha diseñado obras de badenes
de concreto reforzado, para facilitar el paso de los huaycos y las labores de limpieza y
rehabilitación.
• Las particularidades de los taludes inferiores conformados por materiales suaves susceptibles
de fácil erosión, se ha proyectado canalizar las aguas de descargas de las alcantarillas con
canales de mampostería desde el cabezal de salida hasta un nivel que permita dar seguridad
contra la erosión.
• Debido a la topografía, accidentada o erosionada, en las salidas de las alcantarillas hemos
proyectado muros de concreto reforzado complementados con estructura de encauce de
evacuación en caída de cascada o rápida.
• La construcción de las alcantarillas y badenes debe realizarse en periodo de estiaje, meses de
mayo a octubre.
• Para la evacuación de agua en las curvas de volteo se plantea aliviaderos de mampostería de
concreto las que aliviaran las aguas colectadas por las cunetas.
CONCLUSIONES.

Cusco.
• Las estructuras de drenaje alcantarillas y badenes son necesarias e imprescindibles, las
condiciones topográficas e hidrológicas de la zona de proyecto condicionan la preservación
de la vía haciendo necesaria la ubicación de estas obras de arte.
• Existe fuerte erosión en los taludes inferiores fundamentalmente en las entregas de las
alcantarillas, erosión que se ha tomado en cuenta para el diseño de estas obras de arte.
• Los frecuentes eventos de deslaves y huaycos, en zonas particulares, exigen la construcción
de estructuras de fácil limpieza y mantenimiento para reposición del tránsito de vehículos,
como es el caso de badenes propuestos en el presente estudio.

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