Este documento presenta el estudio hidráulico y diseño de obras de encauzamiento y defensas rivereñas para un tramo de 1.04 km del Río Reque en Perú. Se realizó una simulación hidráulica usando el programa HEC-RAS para determinar las características del cauce y áreas de posible inundación. Los cálculos incluyeron determinar la socavación, velocidad media, pendiente estable y dimensionamiento de diques de tierra. El objetivo es proteger terrenos de cultivo e infraestructura

1. UNIVERSIDAD NACIONAL
“PEDRO RUIZ GALLO”
Facultad de Ingeniería Civil Sistemas y Arquitectura
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
ASIGNATURA:
DISEÑO DE OBRAS HIDRÁULICAS
DOCENTE:
DR.ING. ARBULÚRAMOS JOSÉ
ESTUDIANTES:
CERVERA VILLALOBOS J. ARTURO
DE LA CRUZ TENORIO ERICK
FIESTAS LORO JOSE
PERLECHEFALEN MIGUEL
CICLO:
2018 -II
LAMBAYEQUE – PERU
2018
PROYECTO DE ENCAUZAMIENTO Y DEFENSAS RIBERÑAS
DEL TRAMO Nº2 DEL RIO REQUE
PARTE II- PROYECTO INTEGRADOR

2. ESTUDIO HIDRAULICO DEL PROYECTO: “MUROS DE ENCAUZAMIENTO Y
DEFENSAS RIBEREÑAS DEL RIO REQUE TRAMO II”
INTRODUCCION:
El presente trabajo integrador comprende el estudio hidráulico y el comportamiento del rio
chancay Lambayeque parael tramoenestudioque correspondeal rioreque el cual se hahecho
un pronóstico de máximasavenidasenel integradorparte Ienel cual se hizousodel programa
hec- hms, el cual determino que para un periodode retorno de 25 años el caudal fue de 1462
m3/s, entoncesconociendoestainformación,haremosuso del programahec – ras para lo cual
se utilizó la topografía del tramo en estudio correspondiente al sector pósitos desde la
progresiva 0+000 hasta 1+054 Km, y así determinar las sección transversales que les
corresponde eneste tramo y hacer uso tambiénde características hidráulicasde la zona como
son lapendiente (),rugosidad,ytambiénteniendoencuentael estudiode suelosenestazona,
y luego hacer los cálculos respectivos y así determinar su diseño de los diques con su
correspondiente enrocado.
Este trabajo también utilizaremoslas fórmulas de métodos como el de List-Van Levedievpara
determinarlasocavación,también fórmulas de MÉTODO DE ALTUNIN – MANNING y METODO
DE BLENCH para determinarlacaracterísticas estables,ademásotroscálculospara determinar
en qué tramos del cauce del presente tramo haya una posible inundación.
JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO
El Sector Pocitos 2, es afectado por las erosionesfluviales, se encuentra ubicado en la margen
derecha del río Reque aguas abajo del partidor la Puntilla, de acuerdo a las características
hidrológicasygeomorfológicasdel ríoReque enel sector,existeuntramode 1.04 Km.donde el
río se caracteriza por tener una pendiente del orden de los 0.004, y un lecho constituido por
material gravo arenoso y fácilmente erosionable en su ribera de la margen derecha, en donde
la erosión es bastante considerable llegando en algunos casos hasta los 3.5 m. En épocas de
intensas lluvias, donde se acrecientan las avenidas, el cauce divagante del río ocasiona que el
flujo de agua se oriente hacia la margen derecha, ocasionando un alto grado de erosión de la
ribera que trae como consecuencia la perdida de terrenos de cultivo en producción, e
infraestructura hidráulica existente, por erosión.
La evaluación efectuada se ha podido establecer el eventual peligro de afectación a la
infraestructura mayor del sistema Tinajones (Río Lambayeque),ya que de no intervenirse se
estaría poniendoenriesgola producciónde más de 9,375 Has, por faltade suministrohídrico
de laparte bajadel valle reguladoyperdidade infraestructurapublicayabastecimientode agua
para la ciudad de Chiclayo.

3. OBJETIVOS:
 Revisar y evaluar el estudio hidráulico para el tramo II del rio reque.
 Determinar la simulación del cauce del rio haciendo uso del programa hec-ras para el
cual iniciaremos con el ingreso de una base de datos.
 Determinar la socavación en el cauce del tramo correspondiente haciendo uso de los
métodos de list van levediev
CRITERIOS DE DISEÑO
Según la literatura estándar no existen reglas establecidas para el diseño de enrocados de
protección, no se puede por ende desarrollar fórmulas matemáticas para determinar con
exactitud las características de los enrocados. En este sentido mucho hace la habilidad o
experiencia del diseñador; por lo tanto, lo que existe en la literatura de hidráulica fluvial son
fórmulas empíricas, sugerencias o pautas para el dimensionamiento y ubicación de las
estructurasde protecciónproyectadas.Teniendoencuentalomanifestadose hanconsiderado
los siguientes criterios de diseño:
Caudal de diseño1462m3/seg. Valorcon el cual se handimensionadolasestructuras.
La pendiente enlazonadel Proyecto(m/m) conlacual se ha diseñadolaestructurade
protecciónesde 0.00297.
Los métodosconsideradosparalaestimación de anchoestable tomadosencuentason
MÉTODO DE SIMONSY HENDERSON,MÉTODO DE PETTIS,MÉTODO DE ALTUNIN – MANNING,
MÉTODO DE BLENCH y RECOMENDACIÓN PRACTICA
A todoslosespigonesse leshaproyectadoconunancho de corona de 3.50 m.,taludlateral
aguas abajoy arriba de 0.75.
La profundidadde socavaciónse hacalculadousandolasfórmulasparasocavaciónnormal
estimadasanteriormenteenel ríoReque.(Métodode L. LIST VAN LEVEDIEV)
En el caso del coeficiente de manningesde 0.030.
Pendientesde los tramosesestudiovandesde el ordende 0.004 y 0.002

4. SIMULACION HIDRAULICA HEC RAS
 Ingresode base de datos: característicashidráulicasdel cauce del rioutilizadasde los
criteriosde diseñoademásutilizarcaracterísticastopográficasdel tramoen estudio.
 Creaciónde un nuevoproyectoenhecras
 Ingresara geometricdataque graficara el cauce del rio.
 Ingresarseccionestransversalesdelcauce del rioreque parael tramo II.
 Ingresarcaracterísticas del cauce.
 Guardar seccionestransversales
 Ingresode datos hidráulicos

6. RESULTADOS DE SIMULACION HEC RAS
Se hizoloscálculospara periodosde retornode 25, 50 y 100años

8. CALCULOS EN SECCION TRANSVERSALES
VISUALIZACION 3D DEL TRAMO II RIO REQUE

9. RESULTADOS CALCULOS HIDRAULICOS
Características del Cauce:
Caudal de diseño (Q): Q = m3
/s
Ancho promedio de río (b): b = m
Coeficiente de rugosidad de Manning (n): n =
Pendiente topográfica (S): S = m/m
Características del Material del Cauce:
Diámetro de las partículas: D50 = mm
Desviación estandar: sg =
Peso específico del material: gs = kg/m3
Tipo de Río:
2650
Cauces aluviales
1453.00
140.0
0.030
0.00297
17.0
2.0
* Fórmulas a emplear: (Tabla I.7) Para a = 1/5 ; si d > m
1) Cálculo del coeficiente A:
- Valores de rugosidad de Manning n =
- Coeficiente de material del cauce: (Valor práctico K = 10) K =
- Coeficiente de tipo de río: m = 0.72 (∆ D / (RH S))0.1
m = m
- Coeficiente A: A = (n K5/3
)3/(3+5m)
A = m
2) Cálculo de la velocidad media Vy :
- Diámetro de las partículas: D50 = mm
- Desviación estandar: sg =
- Diámtro medio: Dm = D50 exp [1/2 (log sg)2
] Dm = mm
- Velocidad media: (TABLA I.5) Vy = m/s
3) Calculo de la pendiente S:
- Pendiente: S = 0.00192 A0.653
Vy
2.26
/ Q0.386
S = m/m
4) Calculo de ancho estable B:
- Ancho estable: B = Q / q B = m
5) Calculo del tirante medio de la sección d:
- Caudal unitario: q = 0.686 Vy
5
/ (1000 S)4/3
q = m3
/s . m
- Tirante medio de la sección: d = 0.732 Vy
10/3
/ (1000 S)10/9
d = m
6) Comprobación: d > m Fórmulas de diseño correctas!
CARACTERÍSTICAS ESTABLES
(Método de Altunin)
2.50
5.632
4.70
2.50
2.0
17.79
0.88
0.00013
258.00
0.03
10
1.0
1.13
17.0

10. Características del Cauce:
Progresiva inicial (km1): km1 = km
Progresiva final (km2): km2 = km
Elevación inicial (Co): Co = msnm
Elevación final (Cf): Cf = msnm
Caudal de diseño (Q): Q = m3
/s
Concentración de sedimentos (Cs): Cs = kg/m3
Temperatura del agua (T°): T° = °C
Tipo de material en el Fondo:
Tipo de material en Orillas:
39.08
1453.00
1.50
20
Material Grueso
3 + 600.00
3 + 800.00
39.17
Materiales sueltos
CARACTERÍSTICAS ESTABLES
(Método de Blench)
* Pendiente topográfica del tramo del cauce: S = (Cf - Co) / (km2 - km1) S = m/m
1) Cálculo del Ancho Estable (B):
- Factor de Fondo Fb =
- Factor de orilla Fs =
- Ancho estable: B = 1.81 (Q Fb / Fs)1/2
B = m
2) Cálculo del Tirante (d):
- Tirante: d = 1.02 (Q Fs / Fb
2
)1/3
d = m
3) Pendiente (S):
- Temperatura del agua: T° = °C
- Coeficiente de viscodidad cinemática del agua: (Cuadro N° 02) v = m2
/s
- Coeficiente K: K = 6.03 g / v1/4
K =
- Concentración de sedimentos: CS = p.p.m.
0.10
239.00
4.75
20.00
1.007E-06
0.00045
1.2
m/m
(1 + CS/2330) K Q1/6
1867.36387
1500.00
Pendiente: S =
0.56 (1 + 0.012 CS) Fb
5/9
Fs
1/12
S = 0.00099-

11. DIMENSIONAMIENTO DE DIQUE DE TIERRA
Características del Cauce:
Caudal de diseño (Q): Q = m3
/s
Pendiente de la zona del proyecto (S): S = m/m
Ancho estable o de equilibrio (Be): Be = m
Rugosidad (n): n =
Clasificación SUCS del material del cauce:
0.030
1453.00
0.00297
130.00
CL, ML
1) Tirante (método de Manning - Strickler) B > 30 m:
- Caudal de diseño: Q = m3
/s
- Valores de Ks para cauces naturales (Tabla D.1)
Ks =
- Ancho estable: Be = m
- Pendiente del tramo en estudio: S = m/m
- Tirante de diseño: d = [ (Q / (Ks . B . S1/2
) ]3/5
d = m
2) Velocidad media:
- Coeficiente de rugosidad: n = m2
- Talud de borde: Z =
- Tirante de diseño: d = m
- Area hidráulica: A = (b - 2zd + zd)d A = m2
- Perímetro hidráulico: P = (b -2zd + 2d √(1 + Z2
) P = m
- Radio Hidráulico: R = A / P R = m
- Pendiente del tramo en estudio: S = m/m
- Velocidad media: V = 1/n R1/2
S1/2
V = m/s
3) Tirante medio:
- Area hidráulica: A = m2
- Ancho estable: B = m
- Tirante medio: dm = A / B dm = m2.80
130.00
364.61
3.59
2.97
Torrentes con piedras de tamaño de una cabeza: 25 - 28 33.33
2.97
130.00
0.00297
0.030
0.00297
2.5
364.61
131.15
2.78
1453.00

12. 4) Bordo Libre:
- Coeficiente ¢: (Cuadro N° D.2) ¢ =
- Haltura de velocidad: e = V2
/2g e =
- Bordo Libre: BL = ¢ e BL = m
- Borde Libre: (Cuadro N° D.3) BL = m
- Borde Libre asumido: BL = m
5) Altura de Dique:
- Tirante de diseño: d = m
- Borde Libre: BL = m
- Altura de muro: HM = d + BL HM = m
- Por procesos constructivos asumimos: HM ≈ m
6) Ancho de Corona:
- Ancho de corona: (Cuadro N° D.4) C = m
7) Taludes:
- Clasificación de suelos:
- Talud en la cara húmeda: (Cuadro N° D.5) Zh =
- Talud en la cara seca: (Cuadro N° D.5) Zs =
8) Área de sección transversal del Dique:
- Área de sección transversal del Dique: A = m2
60.00
C
HM
Zh Zs
1
0.66
0.92
1.00
3.0 : 1
Zh.HM C Zs.HM
1
2.5 : 1
CL, ML
1.00
3.97
4.00
4.00
2.97
1.00
1.40

13. 9) Sección típicadel Dique:
DISEÑO DEL REVESTIMIENTO CON ENROCADO
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Altura(m)
Ancho (m)
Sección Típica del Dique
Características del Cauce:
Caudal de diseño (Q): Q = m3
/s
Ancho promedio del río (B): B = m
Tirante (d): d = m
Peso específico de enrocado: gr = kg/m3
Peso específico del agua: g = kg/m3
Ángulo de talud del dique 2.5:1 Ɵ = °
Ángulo de fricción interna del enrocado φr = °
Diámetro medio de las rocas D50 = mm
21.80
37.5
1453.00
130.00
2.97
2600
1000
17

14. 1) Diámetro de la Roca:
- Coeficiente b: (para nuestros ríos) b =
- Peso específico de enrocado: gr = kg/m3
- Peso específico del agua: g = kg/m3
- Coeficiente A: A = (gr - g) / g A =
- Velocidad: V = Q / (b y) V = m/s
- Ángulo: Ɵ = °
- Ángulo: φr = °
- Coeficiente f: f = [1 - (sen2
Ɵ/sen2
φ]1/2
f =
- Diámetro de la roca: Db = (b/A)(V2
/2g)(1/f) Db = m
- Asumimos: Db ≈ m
2) Espesor de Enrocado:
- Espesor de enrocado: er = 2 Db er = m
- Por cuestiones prácticas asumimos: er = m
3) FILTRO:
- Espesor de Filtro: (Simons y Senturk) emin = 1/2 er emin = m
- Espesor mínimo: (Terzaghi) emin = 25 d50 emin = m
- Asumimos: emin ≈ m
1.40
1.60
0.792
0.79
38
0.80
1.60
2.00
2600
1000
0.50
0.43
0.80
3.76
21.80

15. Se asume que el material de fondodel río al pie de la estructura,seráreemplazadopor "roca
suelta",casogranito,lamismaque se colocarásobre el fondodel río, loque permite "reducir
la profundidadde SOCAVACIÓN".
1) Profundidad de Uña:
- Profundidad de socavación: S = m
- Profundidad de la uña: Puña = S Puña = m
- Por consideraciones de seguridad: Puña = FS*ds Puña = m
2) Ancho de Uña en la Base:
- Ancho de uña en la base: Buña = 1.5 Puña Puña = m3.75
2.10
2.10
2.50
= m
C = 4.00 m
1.5 d1
H ≈ 4.00 m
3.75
d1 = 2.50 m
BL = 1.00 m
y = 2.97
PROFUNDIDADDE UÑA

16. CUADROS COMPARATIVOS
m
m
m
m/m
m
m
m
m
m
m/s
m
m
m
m
m
Espesor de Filtro (emin)
Resultados del
PROYECTO
Resultados del
GRUPO N° 6
Ancho estable tomado (B) 130.00
0.00297
239.00
Pendiente topográfica (S)
Diseño de Enrocado
Ancho de uña en la base: (Buña)
Características Estables:
130.00
-
1.00
Resultados del
PROYECTO
Tirante medio (dm)
Velocidad media (V)
Tirante antes de la socavación (d)
Tirante despúes de la socavación (dS)
Profundidad de socavación (S)
Borde Libre (BL)
Altura de Dique (HM)
Ancho de Corona ('C)
Profundidad de Uña (Puña)
Dique de Tierra
0.93 1.00
4.00 4.00
1.5 2.00
- 0.50
Resultados del
PROYECTO
Resultados del
GRUPO N° 6
Resultados del
PROYECTO
Resultados del
GRUPO N° 6
2.00 2.50
3.00 3.75
Resultados del
PROYECTO
Resultados del
GRUPO N° 6
Socavación
Profundidad de Uña
1.99 2.10
4.97 5.04
Resultados del
GRUPO N° 6
2.84 2.80
3.62 3.59
2.98 2.97
Díametro de la Roca (Db)
Espesor de Enrocado (er)
2.5 : 1
Ancho estable - Método de Altunin (B) 138.19 258.00
Ancho estable - Método de Blench (B) 239.00
Talud aguas arriba (Zh) 2.0 : 1 3.0 : 1
Talud aguas abajo (Zs) 1.5 : 1
3.00 4.00
0.80
m
m
m/s
m2
Área de flujo 600.00 364.61
Número de Froude 0.50 0.68
Velocidad 3.00 3.59
Descripción
Resultados del
HEC-RAS
Resultados del
CÁLCULO
Tirante normal 5.00 2.97