MUNICIPALIDAD METROPOLITANA LIMA GERENCIA DE DESARROLLO DE URBANO SERVICIOS DE PARQUES DE LIMA
PROYECTO CONSTRUCCION DE SERVICIOS RECREATIVOS CULTURALES Y DEPORTIVOS EN EL PARQUE ZONAL DEL RIO LURIN.
ESTUDIO HÍDRICO: “ESTUDIO HIDROLÓGICO Y DISEÑO DE DEFENSA RIBEREÑA EN LA MARGEN DERECHA DEL RIO LURIN, TRAMO PUENTE GUAYABO Y PUENTE QUEBRADA VERDE - DISTRITO DE PACHACAMAC”
JUNIO 2012
INDICE I.
ASPECTOS GENERALES
1.1 Introducción 1.2 Antecedentes 1.3 Objetivo del Estudio 1.4 Justificación Técnica y Legal 1.4.1 Justificación Técnica 1.4.2 Normatividad Legal 1.4.2.1 Políticas y Enfoques de la Gestión Ambiental 1.4.2.2 Ley General del Ambiente – Ley Nº 28611 1.4.2.3 Ley Orgánica de Municipalidades 1.4.2.4 Ley General de Recursos Hídricos 1.4.2.5 Ordenanza Municipal 1146 II.
CARACTERÌSTICAS DE LA CUENCA Y DE LA ZONA DE ESTUDIO 2.1 Ubicación Geográfica, Política e Hidrográfica de la Cuenca 2.2 Ubicación del Área de Estudio 2.3 Accesibilidad y Vías de Comunicación 2.4 Sistema Hidrográfico de la Cuenca 2.5 Características Fisiográficas de la Cuenca 2.5.1 Àrea de la Cuenca 2.5.2 Forma de la Cuenca y Factor de Forma 2.5.3 2.5.4 2.5.5 2.5.6
2.6
Relieve de la Cuenca Curva Hipsomètrica Longitud de Cuenca Densidad de Drenaje Estado Actual de la Faja Ribereña y Cauce del río en el área de estudio
III.
INFORMACIÒN HIDROLÒGICA
IV.
INFORMACIÒN DE CAMPO
V.
ÀNALISIS DE MÀXIMAS AVENIDAS 5.1 Determinación de Máximas Avenidas por Métodos Estadísticos 5.2 Prueba de Bondad de Ajuste de Funciones de Distribución de Probabilidad 5.2.1 Factor de Frecuencia 5.2.2 Ajuste de Funciones de Distribución de Probabilidades de los Datos de Caudales Máximos 5.2.3 Resultados Obtenidos
VI.
Defensa Ribereña con Diseño de Gaviones 6.1 Generalidades 6.2 Diseño de Gaviones 6.2.1 Parámetros de Diseño 6.2.2 Cálculo Hidráulico
6.2.3 Profundidad de Socavación 6.2.4 Cálculo de la Estabilidad de los Gaviones 6.2.5 Análisis de Estabilidad 6.2.6 Análisis Hidráulico 6.2.7 Cálculo de Colchón Antisocavante 6.2.8 Sección Típica de la Defensa Ribereña con Gaviones 6.2.9 Contrafuertes con Gavión Caja 6.2.10 Colchón Antisocavante 6.3 Geotextil 6.4 Requerimiento de Gaviones para el muro, colchones Antisocavantes y geotextil. 6.5 Características Técnicas 6.5.1 Geotextiles no tejido MacTec MT 200 6.5.2 El Gavión Caja 6.5.3 Colchón Antisocavante 6.6 Procedimiento Constructivo en Obras de Gaviones 6.7 Certificación del Fabricante VII. Componente Ambiental VIII. Presupuesto del Proyecto 8.1. Presupuesto de Obra 8.2. Planos IX. Anexos. Anexo I: Plano de Planta de Distribución del Área de Estudio Anexo II: PIano de Faja Marginal Anexo III: Plano Topográfico y diseño del Gavión Anexo IV: Plano de Secciones transversales del Cauce Anexo V : Registro de Caudales Máximos de la Estación Manchay Anexo VI: Presupuesto Anexo VII: Panel Fotográfico del Área del Proyecto Anexo VIII: Panel Fotográfico del Recurso Flora en el Área de estudio Anexo IX: Panel Fotográfico y Descripción de Plantas Ornamentales Forestales Adaptables en el Área de Estudio.
ESTUDIO HIDROLOGICO Y DISEÑO DE DEFENSA RIBEREÑA EN LA MARGEN DERECHA DEL RÍO LURÍN - TRAMO PUENTE GUAYABO Y QUEBRADA VERDE I.- ASPECTOS GENERALES 1.1 INTRODUCCIÒN
SERPAR, en
cumplimiento
de
sus
funciones y en el Marco del Plan de Inversión
2011
–
2014
y
en
coordinación con la Municipalidad de Pachacamac, programo ejecutar el Proyecto
“Construcción
Deportivos
en
el
de
Parque
Servicios Zonal
del
Recreativos
culturales
Río
cuyo
Lurín”,
y
estudio
complementario es el presente Estudio Hídrico del Río Lurín. Dicho estudio corresponde al Estudio Hidrológico que comprende la determinación y evaluación del caudal máximo de diseño en base a la información hidrológica obtenida del Senamhi; así como también el Estudio de la Hidráulica Fluvial del Río Lurín, que permitirá analizar los perfiles de flujo en función del caudal máximo de diseño, para finalmente proyectar la Construcción de la Defensa Ribereña - Tipo Gavión en la Margen Derecha del Río Lurín, en el Tramo del Puente Guayabo y Puente Quebrada Verde. Asimismo, la importancia del proyecto radica en evitar riesgos de inundaciones en el área de influencia del Parque Zonal a implementar. El área de estudio, se ubica en el Sector de Quebrada Verde en el Distrito de Pachacamàc y comprende una longitud aproximada de 1.0 km. que se inicia en el cruce del Puente Peatonal en la zona denominada Quebrada Huayabo con el Río Lurín, continúa aguas abajo hasta el cruce del Puente Carrozable en la zona denominada Quebrada Verde. El presente estudio
y como se planteo en los Términos de Referencia se
describen los siguientes items.: -Características de la Cuenca y del área del proyecto. -Estado actual de la franja ribereña en el tramo del área del proyecto. -Revisión y descripción de la Normatividad Legal e importancia de creación del área natural ecológica. -Caracterización y evaluación de la Información Hidrológica. -Determinación de las Máximas Avenidas por Métodos Probabilísticos. -Estudio de la Hidráulica Fluvial del Río Lurín. -Evaluación de los planos de campo elaborados y obtenidos con los
análisis correspondientes. -Caracterización del recurso flora existente y de las especies adaptables en el área de estudio. 1.2.- ANTECEDENTES.
Según la Ordenanza 1146, tratada en Sesión Ordinaria del Consejo de fecha 5 de Junio del 2008 en el Dictamen Nº 119-2008-MMl-CMDUVN. de la Comisión Metropolitana de Desarrollo Urbano, Vivienda y Nomenclatura, se acordó la siguiente Ordenanza: La Aprobación de la Zonificación del Sector Faltante de la Cuenca Baja del Río Lurín que forma parte del Área de Tratamiento Normativo IV de Lima Metropolitana. En dicha Ordenanza, se presenta la Zonificación que compromete al Área de Estudio con el Tipo de Zona “ZRP-PM”, la Ubicación Referencial es de Parque Metropolitano Río Lurín y que corresponde a la denominación de Recreación Pública y Protección Ambiental. Las Especificaciones Normativas que se señalan es la siguiente: queda conformada por el Cauce del Río Lurín y la Franja Intangible de ancho variable, producto de integrar el Cauce del Río y la Faja Marginal (Ordenanza Nº 310-MML). La delimitación específica del Parque Metropolitano Río Lurín, deberá ser definida coordinadamente entre la Municipalidad Metropolitana de Lima, las Municipalidades Distritales correspondientes y el Sector Agricultura y sustentada en trabajo de campo. En este marco y en base a la revisión del Plano de Zonificación correspondiente el Área de estudio queda definida como se especifica en la Leyenda como Zona de Recreación Pública y Protección Ambiental. En cuanto al área de estudio que se define desde el Puente Peatonal Huayabo
aguas
abajo
en
aproximadamente un kilómetro con el Puente de Quebrada Verde, se caracteriza
por
la
presencia
de
formaciones vegetales de especies mayormente
silvestres,
evidenciándose durante las visitas de campo y en área mayor una regular y desordenada diversidad florística. En el cauce o álveo hay presencia de vegetación silvestre denominada de monte ribereño. En el área que comprende
la Franja
Ribereña y Faja Marginal, se albergan además de la vegetación silvestre, una vegetación heterogénea conformada por especies rastreras, hierbas, plantas ornamentales, arbustos y árboles; se observa además una zona de bosque con especies de Eucalipto. En una parte del área se establece un terreno de cultivo, una casa de un señor agricultor, presencia de casetas y pozos en uso actual de agua subterránea y dos molinos de viento. 1.3 OBJETIVO DEL ESTUDIO .
El objetivo del presente estudio es la elaboración del Estudio Hídrico que comprende el Estudio Hidrológico, así como el Estudio de la Hidráulica Fluvial para la Construcción de la Defensa Ribereña con Gaviones a establecerse en la Margen Derecha de la Cuenca del Río Lurín, en el Sector denominado Quebrada Verde del Distrito de Pachacamac.
1.4
JUSTIFICACIÒN
TÈCNICA
Y
LEGAL
REFERIDOS
A
LA
IMPORTANCIA DE CREACIÒN DE LAS AREAS ECOLÒGICAS.
1.4.1 Justificación Técnica. La
creación
del
Parque
Metropolitano Río Lurín como la única existente en esta parte de la cuenca, está considerada como un área paisajística, recreacional y cultural
y
con la finalidad de
promover su sostenibilidad se hace necesario
su mantenimiento y
protección, para lo cual el Proyecto “CONSTRUCCION RECREATIVOS
DE
SERVICIOS
CULTURALES
Y
DEPORTIVOS EN EL PARQUE ZONAL
.”, y con la implementación de las obras de protección fluvial –
DEL RIO LURIN
Tipo Gavión se cumplirá con dichos objetivos. El Gavión es una de las prácticas
conservacionistas
muy
utilizadas
en
áreas
susceptibles
a
inundaciones principalmente en tiempos de avenidas como son las Riberas y Fajas Marginales del curso de agua. Durante las visitas de campo, se evidenciaron las ocurrencias de moderados riesgos de desbordes que ha provocado las deformaciones del lecho natural y que potencialmente ocurrirán otras que continuarán afectando directamente al ecosistema de monte ribereño (vegetación de ribera), a las áreas de reforestación de la ribera y a las infraestructuras menores de riego existentes como a la Bocatoma Venturosa, canal de riego y las áreas de servidumbre establecidas en la zona de estudio. En resumen, la creación del Parque Zonal del Río Lurín, permitirá la protección directa del área del Parque que ocupará parte de la Faja Marginal, así como también del ecosistema lótico que conforma el río y del recurso flora existente en esta zona considerada un área intangible pública y que no deberá convertirse en lugares de botaderos de desmontes, de residuos sólidos y de actividades que degradan el medio ambiente como viene ocurriendo en la actualidad.
1.4.2 Normatividad Legal. En el siguiente capítulo se describen los Artículos de las Normas Legales referidos a la importancia de creación de las áreas naturales y con fines de protección y conservación del medio ambiente y la ecología.
1.4.2.1 Políticas y Enfoques de la Gestión Ambiental. Mediante Decreto Supremo Nº 012-2009-MINAM, se aprobó la Política Nacional del Ambiente, donde se establece como objetivo general, mejorar la calidad de vida de las personas garantizando la existencia de ecosistemas saludables, viables y funcionales en el largo plazo; y el desarrollo sostenible del país mediante la prevención, protección y recuperación del ambiente y sus componentes, la conservación y el aprovechamiento sostenible de los recursos naturales, de una manera responsable y congruente con el respeto de los derechos fundamentales de la persona.
1.4.2.2
Ley General del Ambiente - Ley Nº 28611.
Artículo I.- Del Derecho y Deber Fundamental. Toda persona tiene el derecho irrenunciable a vivir en un ambiente saludable, equilibrado y adecuado para el pleno desarrollo de la vida; y el deber de contribuir a una efectiva gestión ambiental y de proteger el ambiente, así como sus componentes, asegurando particularmente la salud de las personas en forma individual y colectiva, la conservación de la diversidad biológica, el aprovechamiento sostenible de los recursos naturales y el desarrollo sostenible del país.
1.4.2.3 Ley Orgánica de las Municipalidades. Artículo Nº 73. Inciso 2.9: Establecimiento, conservación y administración de parques zonales, parques zoológicos, jardines botánicos, bosques naturales, directamente o a través de concesiones.
Inciso 3.1: “Protección y conservación del ambiente”. Inciso 3.2: “Proponer la Creación de Áreas de Conservación Ambiental”. Inciso 3.3: Promover la educación e investigación ambiental en su localidad e incentivar la participación ciudadana en todos sus niveles.
Inciso 4.5.- Fomento del turismo local sostenible. 1.4.2.4 Ley General de Recursos Hídricos. El Título VI: Trata acerca "De las Propiedades Marginales". Este Título de la Ley contiene los Artículos que van del 79º al 84º. Fue reglamentado
por
el
Decreto
Supremo
929-73-AG.
Posteriormente
mediante Decreto Supremo 012-94-AG se declaró áreas intangibles los Cauces, Riberas y Fajas Marginales de los ríos, arroyos, lagos, lagunas y vasos de almacenamiento.
Artículo 79º.- En las propiedades aledañas a los álveos naturales se mantendrá libre la faja marginal de terreno necesaria para el camino de vigilancia y en su caso, para el uso primario del agua, la navegación, el tránsito, la pesca u otros servicios. Las dimensiones de la faja, en una o en
ambas márgenes, serán fijadas por la Autoridad de Aguas, respetando en lo posible, los usos y costumbres establecidos. Podrán también dicha Autoridad, cuando fuera necesario, fijar la zona sujeta a servidumbre de abrevadero. En todos estos casos no habrá lugar a indemnización por la servidumbre, pero quienes usaren de ellas, quedan obligados, conforme al derecho común, a indemnizar los daños que causaren, tanto en las propiedades sirvientes como en los cauces públicos o en las obras hidráulicas. Sobre el Régimen de las propiedades y fajas marginales
Artículo 80º.- Los álveos naturales, los cauces artificiales y las fajas marginales sujetas a servidumbre sólo podrán ocuparse y cultivarse con previa autorización del Ministerio de Agricultura y Pesquería, salvo lo dispuesto en la Ley Nº 10842. En estos casos el Estado no será responsable de las pérdidas que puedan producirse u ocasionarse por acción de las aguas u otras causas.
Artículo 82º.- Cuando las aguas, por causas propias de la naturaleza, abran un nuevo cauce en terrenos de propiedad privada, dicho cauce pasara al dominio público si el propietario no iniciase en el lapso de un año las obras necesarias para restituir las aguas a su antiguo cauce o no concluyese dichas obras dentro del plazo fijado por la Autoridad competente, salvo caso de fuerza mayor debidamente, comprobada. El Poder Ejecutivo podrá conceder los cauces naturales abandonados, sujetándose a las disposiciones de la Ley de Reforma Agraria. Apertura de un nuevo cauce en propiedad privada por acción de las aguas.
Artículo 83º.- Cuando por erosión, las aguas de los cursos naturales amplíen la dimensión transversal de su cauce, la ampliación formará parte del álveo, si los propietarios de los predios en donde se ha producido, no cumplieran con lo determinado en el artículo anterior.
Artículo 84º.- Cuando un nuevo cauce deje aislado o separados terrenos de un predio, dichos terrenos continuarán perteneciendo a su propietario.
En el Reglamento de la Ley de Recursos Hídricos - Capítulo III, se definen los cauces, riberas y fajas marginales.
Art. 108.- Cauces o álveos: Para efectos de la Ley, los cauces o álveos son el continente de las aguas durante sus máximas avenidas.
Art. 111: Riberas: Son las áreas de los ríos, arroyos, torrentes, lagos, lagunas, comprendidas entre el nivel mínimo de sus aguas y el que éste alcance en sus mayores avenidas o crecientes ordinarias.
Art. 113: Fajas Marginales: Son bienes de dominio público hidráulico. Están conformadas por las áreas inmediatas superiores a las riberas de las fuentes de agua natural y artificial.
1.4.2.5 Ordenanza Municipal 1146. Según Ordenanza tratada en Sesión Ordinaria del Consejo de fecha 5 de Junio del 2008 en el Dictamen Nº 119-2008-MMl-CMDUVN., de la Comisión Metropolitana de Desarrollo Urbano, Vivienda y Nomenclatura, se acordó : La Aprobación de la Zonificación del Sector Faltante de la Cuenca Baja del Río Lurín que forma parte del Área de Tratamiento Normativo IV de Lima Metropolitana. En dicha Ordenanza se presenta la Zonificación que compromete al Área de Estudio con el Tipo de Zona “ZRP-PM”, la Ubicación Referencial es de Parque Metropolitano Río Lurín y que corresponde a la denominación de Recreación Pública y Protección Ambiental. II.- CARACTERÌSTICAS DE LA CUENCA Y DE LA ZONA DESTUDIO. 2.1 UBICACIÒN GEOGRÀFICA, POLÌTICA E HIDROGRÀFICA DE LA CUENCA.
La Cuenca del Río Lurín, se ubica geográficamente entre los meridianos 76º 17’ 11” y 76º 54’ 33” de Longitud Oeste y los paralelos 11º 50’ 31” y 12º16`34” de Latitud Sur. Políticamente, la Cuenca comprende las Provincias de Lima y Huarochirí del Departamento de Lima.
Ubicación Política de la Cuenca del Río Lurín
Hidrográficamente,
la
Cuenca del Río Lurín pertenece a la Vertiente del Pacífico y tiene una Dirección Sur – Oeste, limitando por el Norte con la Cuenca del Río Rímac, por el Este con la Cuenca del Río Mala, por el Sur con la Cuenca del Río Chilca y, por el Sur – Oeste con el Océano Pacífico.
Ubicación Hidrográfica de la Cuenca del Río Lurín
2.2.- UBICACIÒN DEL ÀREA DE ESTUDIO.
2.2.1 Ubicación Geográfica Latitud Norte Longitud Sur
: :
8650281 296652
2.2.2 Ubicación Política Región Departamento Provincia Distrito
: : : :
Lima Lima Lima Lurín
2.2.3 Ubicación dentro del Distrito de Riego. Distrito de Riego : Sector de Riego : Organización de Usuarios :
Chillón – Rímac – Lurín Lurín Junta de Usuarios Lurín
2.3 ACCESIBILIDAD Y VÌAS DE COMUNICACIÒN. La vía de acceso a la zona de estudio es por transporte terrestre a través de la Carretera de la Panamericana Sur en aproximadamente 1:15 horas desde Lima. 2.4 SISTEMA HIDROGRÀFICO DE LA CUENCA. Según
estudios
realizados
por
el
Ministerio de Agricultura, la Cuenca del Río Lurín presenta la forma general de un
cuerpo
alargado,
ligeramente
ensanchado en su parte superior, cuyo patrón de drenaje es de tipo dendrítica. El área total de drenaje hasta su desembocadura es de 1,658.19 Km2, el perímetro de la cuenca es 257.53 Km, contando con una longitud máxima de recorrido
desde
sus
nacientes
de
111.24 Km; y presenta una pendiente promedio de 4.76%. Se ha determinado que la superficie de la cuenca
colectora húmeda o “Cuenca Embrífera” es de 791.89 Km2., estando fijado su limite por la cota 2,500 m.s.n.m., lo cual permite afirmar que el 47.76 % del área total de la cuenca contribuye sensiblemente al escurrimiento superficial. El Río Lurín tiene su origen en los deshielos del Nevado Surococha a 5,300 m.s.n.m., adoptando su primera denominación como, río Chalilla y al juntarse éste con la quebrada Taquia cambia de nombre al de Río Lurín, el cual conserva hasta su desembocadura en el Océano Pacífico. El relieve general de la cuenca es el que caracteriza a la mayoría de los ríos de la vertiente occidental, es decir, el de una hoya hidrográfica alargada, de fondo profundo y quebrado y de pendiente fuerte, presenta una fisiografía escarpada cortada por quebradas de fuerte
pendiente
y
estrechas
gargantas, la cuenca se encuentra limitada por cadenas de cerros que en dirección hacia aguas abajo muestran un descenso sostenido del nivel de cumbres. La parte superior de la cuenca alta presenta un gran número de lagunas, originadas por la reducida pendiente, lo que ha permitido el represamiento parcial del escurrimiento superficial favorecido además por la presencia de nevados. El río Lurín, recibe en su recorrido el aporte de numerosos ríos o quebradas, siendo las más importantes: Taquia, Lahuaytambo, Langa, Sunicancha y Tinajas, por la margen izquierda y Chamacha, por la margen derecha. Así mismo, presenta un total de 10 subcuencas de acuerdo a sus características fisiográficas e hidrológicas. 2.5 CARACTERÍSTICAS FISIOGRÁFICAS DE LA CUENCA Las características fisiográficas de la Cuenca, según estudios del Ministerio de Agricultura son descritas en términos de las siguientes parámetros : área, formas, relieve, medidas lineales y curvas y patrones de drenaje.
2.5.1 Área de Cuenca Área de cuenca o área de drenaje, es quizás la propiedad de la cuenca más importante, ésta determina el potencial del volumen de escorrentía, proporcionado por la tormenta que cubre el área completa.
La cuenca Lurín, tiene un área de drenaje de 1,658.19 Km2. por lo que podría mencionarse que es una cuenca grande; de las cuales 791.89 km2 pertenece a la cuenca húmeda o también conocida como zona imbrìfera. En general, a mayor área de cuenca, mayor cantidad de escorrentía superficial y, consecuentemente mayor flujo superficial.
2.5.2 Forma de la Cuenca y Factor de Forma La forma de la cuenca es el contorno descrito por la proyección horizontal de una cuenca. Horton describió el contorno de una cuenca normal como un ovoide en forma de pera, por lo que, podría mencionarse que la cuenca Lurín es una cuenca normal. Cuencas grandes, sin embargo, varían ampliamente en forma. La Cuenca Lurín presenta un factor de forma de 0.13 y un coeficiente de compacidad de 1.78, concluyéndose que es una cuenca con una respuesta lenta o retardada a la escorrentía.
2.5.3 Relieve de la Cuenca Relieve es la diferencia de elevación entre dos puntos referenciales. El relieve máximo de la cuenca es la diferencia de elevación entre el punto más alto en la divisoria de cuenca y la salida de la cuenca. La razón de relieve es la razón del relieve máximo de la cuenca a la distancia recta horizontal más larga de la cuenca medida en una dirección paralela a aquella del curso de agua principal. La razón de relieve es una medida de la intensidad del proceso erosional activo en la cuenca.
2.5.4 Curva Hipsométrica El relieve total de una cuenca es descrito por el análisis hipsométrico. Esto se refiere a una curva adimensional que muestra la variación con la elevación del subàrea de cuenca sobre aquella elevación. La curva hipsométrica de la cuenca
presenta una relación casi lineal del área con la elevación,
evidenciando una cuenca alargada de respuesta hidrológica lenta. La elevación media de la cuenca es obtenida del porcentaje de altura correspondiente al 50 por ciento del área. Para la cuenca del río Lurín es 2,385.0 msnm.
2.5.5 Longitud de Cuenca La longitud de cuenca (o longitud hidráulica) es la longitud medida a lo largo del curso de agua principal. El curso de agua principal (o corriente principal) es el curso de agua central y más largo de la cuenca y la única que conduce escorrentía hacia la salida. La longitud de cuenca del río Lurín es de 111.24 Km.
2.5.6 Densidad de Drenaje Las longitudes de todas las corrientes pueden ser sumadas para determinar la longitud total de la corriente. La densidad de drenaje de la cuenca es la razón de la longitud total de corriente al área de cuenca. Una densidad de drenaje alta refleja una respuesta de escorrentía rápida y empinada, mientras que una densidad de drenaje baja es característica de una respuesta de escorrentía tardía. Según estudios para el caso de la cuenca del río Lurín, se determinó un valor del índice de drenaje de 0.81 km/km2. Podría decirse que de acuerdo con el valor indicado, que el relieve de la cuenca Lurín favorece una buena retención del agua. 2.6 ESTADO ACTUAL DE LA FAJA RIBEREÑA Y CAUCE DE RIO EN EL ÀREA DE ESTUDIO. En general la franja o espacio ribereño en el tramo de estudio que comprende aproximadamente un kilómetro, se encuentra en regular estado de conservación, esta condición en razón y como fuera descrito en capítulos anteriores por ser esta una zona casi en abandono, un indicador claro es por el estado desordenado de materiales de piedras que en algún tiempo se utilizaron para la construcción de las defensas ribereñas del cauce, así mismo se aprecia el estado de las especies silvestres y sembradas sin mantenimiento. En la margen izquierda próxima al cauce se observa la presencia de la vegetación ribereña y en algunos tramos se han convertido en botaderos de
desmontes que hacen vulnerables a la desaparición de la vegetación ribereña natural existente como la caña brava y carrizo principalmente. En la margen derecha próximo a la franja ribereña existen espacios de desmontes y de residuos sólidos y una mayor diversidad de población de árboles como de especies arbustivas y herbáceas
como huaranguillo,
lantana, sauce, eucalipto, pájaro bobo y carrizo principalmente. En esta zona se observan también rocas de piedras aisladas y en abandono que en algún tiempo se podrían haber utilizado para defensas ribereñas, como se observa en la vista fotográfica adjunta. En el cauce se aprecian algunas especies herbáceas silvestres, lo que determina orillas ausentes en algunas lugares de cauce, el ancho promedio llega a 25 metros, con profundidad de nivel de agua de aproximadamente 25 cm. a 30 cm., en el fondo hay presencia de piedras de canto rodado, grava y arena, y poca vegetación acuática. En la actual temporada (junio) el caudal es mínimo, entre los meses de diciembre y marzo cuando las lluvias de la vertiente occidental incrementan, el caudal tiende a cambiar significativamente. En Anexo, se presenta un panel de vistas fotográficas con la descripción del Recurso
Flora
(especies
forestales,
establecidas en el área de estudio),
arbustos,
plantas
ornamentales
así como también se describen las
especies adaptables a la zona y que se podrían utilizar a futuro. III.- INFORMACIÓN HIDROLÓGICA La información básica para la ejecución del estudio hidrológico y obtención de los caudales de diseño para diferentes tiempos de retorno, ha correspondido a los datos de caudales máximos medios mensuales del río Lurín de la Estación Manchay, obtenidos para el período 1945-1980, del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrografía - SENAMHI. En el
siguiente Cuadro, se presentan las características de la Ubicación y Período de Registro de la Estación Manchay. Cuadro: Características de Ubicación y Período de Registro de la Estación Manchay. Estaciòn
Manchay
Cuenca
Lurín
Altitud
Latitud
Longitud
Perìodo/
Tipo de
m.s.n.m
Sur
Oeste
Registro
Estaciòn
229
12º08’31”
76º49’46”
1945-
Hidrométrica
1980 En Anexo, se presenta los registros de los datos de caudales máximos medios mensuales del río Lurín de la Estación Manchay, obtenidos para el período 1945-1980 del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrografía SENAMHI. IV.- INFORMACIÓN DE CAMPO La información de campo se ha obtenido del reconocimiento efectuado en la
zona
de
estudio,
comprendiendo
las
siguientes
informaciones:
características físicas e hidrográficas de la cuenca y zona de estudio, cobertura vegetal y de reforestación, ubicación de la fuente natural de agua, infraestructuras de riego y lugares de los futuros emplazamientos de estructurales recreasionales y de las obras de conservación como son los gaviones. V.-
ANÁLISIS DE MÁXIMAS AVENIDAS
5.1 Determinación de Máximas Avenidas por Métodos Estadísticos. El objetivo principal, es la determinación de los caudales máximos de diseño para el Río Lurín y para diferentes períodos de retorno, que va servir de base para el diseño y dimensionamiento de las Obras de Defensa Ribereña a ejecutarse en la ribera del cauce del Río Lurín. La información hidrológica utilizada corresponde a la estación de Aforo de Manchay, que por su ubicación y control de caudales de la Cuenca del Río Lurín, es utilizada para la determinación de las máximas avenidas mediante métodos probabilísticos. La serie correspondió al periodo 1945-1980 existente
en los registros del Senamhi, es decir 25 años de descargas máximas anuales, considerada como suficiente longitud muestral. Las
series
de
descargas
máximas
anuales
corresponden
a
datos
independientes y aleatorios y no proveen una comparación entre las estaciones de las cuencas vecinas, debido a la independencia en el tiempo. Dentro de las funciones teóricas de probabilidad, se hace un resumen de las siguientes distribuciones que se utilizaron para el análisis de los caudales máximos de diseños: -
Distribución Normal de 2 Parámetros.
-
Distribución Log-Normal de 2 Parámetros.
-
Distribución Log-Normal de 3 Parámetros.
-
Distribución Extremo Tipo I – Gumbel.
-Distribución Pearson Tipo III. -Distribución Log-Pearson Tipo III. A continuación se menciona brevemente las aplicaciones de cada distribución. 5.1.1 Distribución Normal de 2 Parámetros. Llamada también Gausiana, es el modelo probabilístico más utilizado y tiene gran importancia en estadística y probabilidades. Aplicaciones: -Ajuste de distribuciones empíricas: datos hidrológicos para períodos largos de 2 años, 5 años, etc. -Análisis de errores aleatorios en las observaciones ó mediciones hidrológicas. -Referencia para comparar varias distribuciones. -Para hacer procesos de inferencia estadística. -Generación de datos (Método de Montecarlo). 5.1.2 Distribución Log-Normal de 2 Parámetros. Se le conoce también como la ley de Galtón, por haber sido él quien primero la estudio en 1,875. Se creé que Allen Hazen( 1914) fue quien lo aplico en el
campo de la hidrología, observando que los logaritmos de las crecidas se ajustan mejor a la distribución normal. Aplicaciones: -En el ajuste de distribuciones empíricas de escorrentía y precipitaciones anuales, mensuales y diarias así mismo en el transporte de sedimentos. -Es utilizado para valores entre de 0 a + infinito de variables hidrológicas.
5.1.3 Distribución Log-Normal de 3 Parámetros. La función de distribución Log-Normal de 3 Parámetros tiene gran utilidad en series hidrológicas con un límite inferior finito. Se tiene para:
X = Xo → F ( x ) = 0 X − Xo = +∞ → Fx = 1
Aplicaciones:
-Para ajustar variables hidrológicas, como por ejemplo descargas mensuales, anuales, precipitaciones mensuales anuales, etc. -Como una comparación entre otras distribuciones. 5.1.4 Distribución Extremo Tipo I – Gumbel También conocido como Gumbel, esta distribución es adecuada para valores extremos de series anuales y permite ajustar dicha distribución por el método de los mínimos cuadrados. La distribución Tipo I (Gumbel), es usado para series máximas. Esta distribución de límite inferior mayor de n, valores de Xi, a medida que n crece indefinidamente. Esta distribución supone también que los valores de Xi son independientes
e
idénticamente distribuidos
con una distribución
exponencial. La función de probabilidad acumulada, es la siguiente:
P( X ) = e
− e −α ( x − β )
tipo
Su función de densidad de probabilidad se expresa como:
P( X ) = α .e[ −α ( X − β ) − e
α ( X −β )
]
y la probabilidad de excedencia es: Pt =[ 1 - F(x) ]
Aplicaciones: -Para valores extremos máximos. -Para valores extremos mínimos. -Se ajusta bien a los extremos máximos anuales de escorrentía. 5.1.5 Distribución Pearson Tipo III Pearson desarrolló una familia de distribuciones probabilísticas que pueden ajustarse a cualquier distribución empírica, la más usada es la Tipo III. Esta distribución coincide con el logaritmo normal cuando el coeficiente de asimetría es cero. Aplicaciones: -Ajuste de distribución empírica de escorrentía y precipitación anual -Como una comparación entre otras distribuciones. 5.1.6 Distribución Log-Pearson Tipo III La U.S. Federal Water Resources Council, recomendó en 1967 que se adoptará para todas las agencias de U.S. Benson (Uniform Flood Frecuencia Estimating Methods for Federal Agencies, 1968), explica que no existe un criterio estadístico riguroso en la comparación con otras distribuciones. Aplicaciones: -Ajuste de distribuciones empíricas a datos hidrológicos (series de caudales, precipitaciones máximas anuales).
5.2.- Prueba de Bondad de Ajuste de Funciones de Distribución de Probabilidad. Las pruebas de bondad de ajuste consisten en comparar gráfica y estadísticamente si la frecuencia empírica de la serie analizada se ajusta a una determina función de probabilidades teórica seleccionada a priori, conociendo sus parámetros muéstrales. Se ha utilizado el Test del Error Standard de los Estimados, Kite (Frequency and Risk Analysis in Hydrology.Water Resources Publications For Collins, Colorado USA), que menciona la manera de obtener el error standard, esta no es sino la diferencia entre los eventos calculados y los registrados de la serie analizada, el cual se ha utilizado para seleccionar la distribución de frecuencias.
5.2.1 Factor de Frecuencia Se ha demostrado que la mayoría de los modelos probabilísticos aplicables al análisis hidrológico, pueden resolverse de la forma generalizada, Chow (Vent te. Handbook of Applied Hydrology. Mc Graw Hill Company, N.Y.), propuso la siguiente ecuación general:
Xt = U + K .σ
ó
Xt = m1 + K .( m2 )
Xt
= Magnitud del evento para un período de retorno dado
U
= Media poblacional estimado por momento muestral, m1
σ
= Desviación Standard estimado por momento muestral, m2
K
1/ 2
= Factor de frecuencia, que es función del período de retorno y los parámetros de la distribución.
5.2.2 Ajuste de Funciones de Distribución de Probabilidad de los datos de Caudales Máximos. Las funciones teóricas de probabilidad, que se utilizaron para el análisis de caudales máximos fueron la Distribución Normal de 2 Parámetros, Distribución Log-Normal de 2 Parámetros, Distribución Log-Normal de 3 Parámetros,
Distribución Extremo Tipo I – Gumbel, Distribución Pearson Tipo III y Distribución Log Pearson Tipo III La información utilizada correspondió a la estación de aforos Manchay, para el periodo 1945-1980, es decir 25 años de descargas máximas anuales, cuya información se muestra en el Cuadro N°1. La información fue procesada mediante el Programa FLFREQ que analiza las distribuciones de frecuencias: Gumbel Tipo I, Log-Normal, Log-Normal III parámetros, Log-Pearson Tipo III.
Cuadro Nº : 1 ESTACION MANCHAY (m RÍO LURIN MÁX AÑO 1945 23.60 1946 63.42 1947 23.02 1948 18.00 1949 60.00 1950 30.00 1951 45.00 1952 68.00 1953 60.80 1954 30.50 1955 52.50 1956 38.90 1957 39.10 1958 38.10 1959 100.00 1960 23.20 1972 48.44 1973 51.52 1974 45.03 1975 34.17 1976 33.85 1977 38.47 1978 24.90 1979 37.18 1980 29.82 PROM. 42.30 D. STD. 18.23 C. VAR. 0.43 MAX. 100.00 MIN. 18.00
3
/s)
Fuente: Elaboración propia
La distribución seleccionada fue la Distribución Gumbel Tipo I, por presentar menor error standard. Según Manuel Paulet en su publicación “Análisis de Frecuencia de Fenómenos en Hidrología”, Lima-Perú.1974, demuestra que una de las distribuciones que mejor se ajusta a las descargas máximas anuales de
los ríos de la costa Peruana, es la de Gumbel. En la Figura 1, se presenta el Gráfico de la Distribución Gumbel, con un intervalo de confianza al 95%.
Figura 1 GRÁFICO DE LA DISTRIBUCION GUMBEL DESCARGAS MÁXIMAS DEL RIO LURIN
5.2.3 Resultados Obtenidos La información procesada y los resultados obtenidos se muestran en los Cuadros N° 02 al 04, así el Cuadro N° 02 presenta el análisis de distribución de frecuencias de descargas máximas, el Cuadro N° 03 los parámetros obtenidos para cada distribución de probabilidad, mientras que el Cuadro N° 04 los caudales máximos anuales para diferentes períodos de retorno. En el Cuadro N° 04, se muestran los diferentes caudales para periodos de retorno de 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500 y 1000 años y distribución de frecuencias (Distribución Log-Normal de 2 Parámetros, Distribución Log-Normal de 3 Parámetros, Distribución Extremo Tipo I – Gumbel, Distribución Pearson Tipo III y Distribución Log-Pearson Tipo III), habiéndose seleccionado aquella cuyo error standard es el menor y que corresponde a la Distribución Extremo Tipo I – Gumbel, de la cual resulta un caudal máximo de diseño de 85 m3/s para un tiempo de retorno de 50 años, tiempo que se recomienda para estos tipos de Infraestructuras.
Cuadro Nº 02
ANALISIS DE FRECUENCIAS DE DESCARGAS MAXIMAS ANUALES ESTACION MANCHAY
YEAR
DATA
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
23.60 63.40 23.00 18.00 60.00 30.00 45.00 68.00 60.80 30.50 52.50 38.90 39.10 38.10 100.00 23.20 48.40 51.50 45.00 34.20 33.90 38.50 24.90 37.20 29.80
ORDERED RANK PROB. 100 68 63 61 60 53 52 48 45 45 39 39 39 38 37 34 34 31 30 30 25 24 23 23 18
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
0.02 0.06 0.10 0.14 0.18 0.22 0.26 0.30 0.34 0.38 0.42 0.46 0.50 0.54 0.58 0.62 0.66 0.70 0.74 0.78 0.82 0.86 0.90 0.94 0.98
Cuadro Nº 03
RET. PERIOD 42.00 15.75 9.69 7.00 5.48 4.50 3.82 3.32 2.93 2.63 2.38 2.17 2.00 1.85 1.73 1.62 1.52 1.43 1.36 1.29 1.22 1.17 1.12 1.07 1.02
P A R A M E T R O S D E D IS T R IB U C IO N D E F R E C U E N C IA S D E S C A R G A S M A X IM A S A N U A L E S - E S T A C IÓ N M A N C H A Y - R IO L U R ÍN
S A M P L E S T A T IS T IC S M EAN = 42. S .D . = 1 8 .2 C .S . = 1 .3 8 5 1 C .K . = 6 .2 3 7 8 S A M P L E S T A T IS T IC S (L O G S ) M E A N = 3 .6 6 4 8 S .D . = .4 0 3 6 C .S . = .2 1 5 9 C .K . = 3 .3 3 3 1 S A M P L E M IN = 18. S A M P LE M AX = 100. N = 25 P A R A M E T E R S F O R G U M B E L I A = .0 7 7 2 7 7 U = 34. PARAM ETERS FO R LO GNO RM AL M = 3 .6 6 4 8 S = .4 0 3 6 P A R AM E T E R S F O R T H R EE P AR AM E T E R LO G N O R M A L A = 8 . M = 3 .4 0 5 4 S = .5 1 9 4 S T A T IS T IC S O F L O G (X -A ) M E A N = 3 .4 0 5 4 S .D . = .5 1 9 4 C .S . = -.0 6 9 7 C .K . = 3 .2 9 4 6 P A R A M E T E R S F O R L O G P E A R S O N III B Y M O M E N T S A = .0 4 3 6 B = .8 5 7 8 E + 0 2 L O G (M ) = -.0 7 3 2 M = .9 2 9 4 E + 0 0 P A R A M E T E R S F O R L O G P E A R S O N III B Y M A X IM U M L IK E L IH O O D A = .0 5 7 2 B = .4 8 0 8 E + 0 2 L O G (M ) = .9 1 7 0 M = .2 5 D IS T R IB U T IO N S T A T IS T IC S M E A N = 3 .6 6 4 8 S .D . = .3 9 6 3 C .S . = .2 8 8 4
F u e n te : L fre q
Cuadro Nº 04 C A U D A L E S M Á X IM O S A N U A L E S P A R A D IF E R E N T E S P E R IO D O S D E R E T O R N O E S T A C IÓ N M A N C H A Y - R IO L U R IN RETURN P E R IO D
G U M B E L T IP O I
LOG NO RM AL
T H R EE PAR AM E TE R L O G P E A R S O N III LO G NO RM AL M A X . L IK E L IH O O D M O M ENTS
FLO O D ST. ER R O R FLO O D ST . ER R O R FLO O D ST. ER R O R FLO O D ST. ER R O R FLO O D ST . E R R O R E S T IM A T E P E R C E N TE S T IM A T E P E R C E N T E S T IM A T E P E R C E N T E S T IM A T E P E R C E N T E S T IM A T E P E R C E N T
1 .0 1 .1 1 .3 2 .0 5 .0 1 0 .0 2 0 .0 5 0 .0 10 0 .0 20 0 .0 50 0 .0 1,0 0 0 .0 2,0 0 0 .0 5,0 0 0 .0 1 0 ,00 0 .0
1 2 .9 2 0 .1 2 8 .3 3 9 .2 5 3 .9 6 3 .6 7 2 .9 8 5 .0 9 4 .0 1 0 3 .0 1 1 5 .0 1 2 4 .0 1 3 3 .0 1 4 5 .0 1 5 4 .0
8 .6 5 9 .4 1 10 .0 0 10 .7 0 11 .1 0 11 .5 0 11 .9 0 12 .1 0 12 .3 0 12 .6 0 12 .8 0
1 3 .8 2 0 .1 2 7 .8 3 9 .0 5 4 .9 6 5 .5 7 5 .8 8 9 .5 9 9 .8 1 1 0 .0 1 2 5 .0 1 3 6 .0 1 4 8 .0 1 6 3 .0 1 7 5 .0
9 .3 9 1 0 .9 1 2 .4 1 4 .2 1 5 .5 1 6 .8 1 8 .3 1 9 .4 2 0 .5 2 1 .8 2 2 .7
1 6 .0 2 0 .9 2 7 .5 3 8 .2 5 4 .7 6 6 .7 7 8 .9 9 5 .6 1 0 9 .0 1 2 3 .0 1 4 3 .0 1 5 9 .0 1 7 5 .0 1 9 8 .0 2 1 6 .0
1 0 .3 1 2 .7 1 5 .5 1 9 .5 2 2 .5 2 5 .5 2 9 .4 3 2 .4 3 5 .1 3 8 .6 4 1 .2
1 5 .7 2 1 .1 2 7 .9 3 8 .3 5 4 .1 6 5 .6 7 7 .3 9 3 .6 1 0 7 .0 1 2 1 .0 1 4 1 .0 1 5 7 .0 1 7 5 .0 1 9 9 .0 2 2 0 .0
1 0 .0 1 2 .3 1 5 .4 2 0 .4 2 4 .6 2 9 .0 3 5 .0 3 9 .9 4 4 .7 5 1 .0 5 6 .0
1 5 .0 2 0 .6 2 7 .7 3 8 .5 5 4 .6 6 6 .1 7 7 .7 9 3 .7 1 0 6 .0 1 2 0 .0 1 3 9 .0 1 5 5 .0 1 7 1 .0 1 9 3 .0 2 1 2 .0
1 0 .0 1 2 .2 1 5 .3 2 0 .4 2 4 .6 2 9 .1 3 5 .4 4 0 .3 4 5 .3 5 1 .7 5 6 .8
F u e n te : L fre q
Un resúmen de las determinaciones de los caudales máximos de diseño por el Método de Gumbell – Tipo I y para períodos comprendidos entre 1 y 10000 años de periodos de retorno se presentan en el Cuadro Nº 5. Los valores obtenidos fluctúan entre 12,9 y 154 m3/s, no siendo significativa la variación entre periodos de retorno comprendidos de 50 y 100 años.
Cuadro Nº 5
CAUDALES MÁXIMOS ANUALES PARA DIFERENTES PERIODOS DE RETORNO ESTACIÓN MANCHAY - RIO LURIN RETURN PERIOD
GUMBEL TIPO I
1.0 1.1 1.3 2.0 5.0 10.0 20.0 50.0 100.0 200.0 500.0 1,000.0 2,000.0 5,000.0 10,000.0
12.9 20.1 28.3 39.2 53.9 63.6 72.9 85.0 94.0 103.0 115.0 124.0 133.0 145.0 154.0
Fuente: Lfreq
VI. DEFENSA RIBEREÑA CON DISEÑO DE GAVIONES. 6.1 GENERALIDADES
Para la elaboración del diseño de la defensa ribereña con Gaviones, se realizo con datos básicos de topografía, estudio de suelos así como los parámetros hidrológicos e hidráulicos característicos de la zona de estudio. Que se utilizarán como línea base en el proyecto :”CONSTRUCCION DE SERVICIOS RECREATIVOS CULTURALES Y DEPORTIVOS DEL PARQUE ZONAL DEL RIO LURIN EN EL DISTRITO DE PACHACAMAC”. En la vista fotográfica, se
presenta un modelo típico de construcción de gaviones.
“Modelo Típico de
construcción de un Gavión”.
6.2
DISEÑO DE GAVIONES
6.2.1
PARAMETROS DE DISEÑO
Los parámetros de diseño utilizado para realizar los cálculos hidráulicos y de estabilidad corresponden al estudio hidrológico del Río Lurìn y del estudio de suelos con fines de construcción. En el mismo, se especifica los valores hidráulicos del río Lurin, tales como caudal máximos de avenidas, pendiente y
profundidad de socavación, así como características geotécnicas del material del lecho del río. - Parámetros Geotécnicos •
Densidad Humedad inicial : 1.9 gr/cm3
•
Angulo de Fricción interna : 32º
•
Cohesión: 0.00 kg/cm2
•
Capacidad Portante Admisible: 3.38 kg/cm2
- Datos Hidrológicos
6.2.2
•
Caudal de Diseño: 85 m3/seg
•
Profundidad de Socavación: 1.22 metros
•
Pendiente Promedio: 1.57%
CALCULO HIDRAULICO
Teniendo en consideración la avenida de diseño del proyecto, la pendiente promedio de la zona del proyecto, el coeficiente de rugosidad de Manning y la sección estable del río, se determina el tirante máximo. Según la Ecuación de Manning Strickler se presenta la siguiente relaciòn :
(
)
[ (
)]
Q = bo t Ks t 2 / 3 S 1/ 2 t = Q / Ks bo S 1 / 2
3/5
Donde: Ks = Coeficiente de rugosidad bo = Sección estable determinada (m) S = Pendiente t
= tirante normal (m)
Se considera un ancho torrente con fuerte transporte y acarreo: Ks = 28 S = 0.0157 bo = 30 m
Q diseño = 85 m3/seg Reemplazando valores en la ecuación, se tiene
[ (
t = Q / Ks bo S 1 / 2
)]
3/5
t = 0.88 m
Borde Libre (e) e = 0.5 t e = 0.44 m Altura total del muro del gavion = 0.88+0.44 = 1.32 m => 2.00 m 6.2.3
PROFUNDIDAD DE SOCAVACION
Para determinar la socavación se estima por la Ecuación de L.L. List Van Lebediev, es el que mas se ajusta a los trabajos ejecutados en cauces naturales definidos. Para suelo no cohesivo: 1/x+1
a t5/ 3 ts = 0.28 0.68 Dm B
Donde: x = exponente para material no cohesivo en función del diámetro característico. D m = diámetro medio (m) B = coeficiente que depende de la frecuencia con que se repite la avenida que se estudia según el efecto de erosión. a =
5/3 Q / ( t x bo )
t = tirante normal ts = tirante de socavación
Reemplazando valores en la Ecuación x = 0.365 B = 0.97 Dm = 5 mm a = 3.056 t = 0.88 m ts = 2.10 m Profundidad de socavacion = ts – t = 1.22 m 6.2.4
CALCULO DE LA ESTABILIDAD DE LOS GAVIONES
Para el cálculo de la estabilidad en muro de contención en gaviones se ha utilizado el Método de Equilibrio Limite en forma bi-dimensional, aproximando el problema a un estado de deformación plana. Para los análisis de estabilidad y determinación de los factores de seguridad del muro en gaviones se ha empleado el Software GawacWin. Este Software de Ingeniería emplea el Método de Equilibrio, teorías de Ranking, Coulomb, Meyerhof, Hansen, Bishop (método simplificado), para el cálculo de los respectivos factores de seguridad. Los Factores de seguridad mínimos empleados para el diseño son los siguientes: Estáticos F.S. deslizamiento
= > 1.5
F.S. volteo
= > 1.5
F.S. presiones en la fundación
= > 1.3
Se considera también que los gaviones tienen medidas estándar, diseñados por las compañías especializadas en la fabricación de estas estructuras. Para el diseño hidráulico fluvial se ha utilizado el software MACRA1 2002 que permite realizar análisis de flujos uniformes de cursos de agua. El software permite verificar una sección típica genérica, verificando que la fuerza tractiva resistente de la estructura de gavión o colchón Reno para cada segmento de
la sección sea mayor que los esfuerzos generados por el flujo. Cuando esta condición ocurre la estabilidad es garantizada. 6.2.5 ANALISIS DE ESTABILIDAD
El análisis de estabilidad ha sido elaborado para la sección típica de muro, conformada por dos camadas de gaviones con una altura de 2.0 m a lo largo de toda la margen derecho del río Lurin donde va a proteger zonas vulnerables. En los dos tramos donde paisajisticamente se han ubicado zonas de espejos de agua o “playa” la sección típica del muro esta conformada por una camada de gaviones. Estos muros están conformados por gaviones caja 3.4 mm Galfan+PVC y colchones Reno 3.4 mm+PVC. Se seleccionaran los gaviones de las dimensiones disponibles en el mercado para la estructura principal del muro con gaviones, el tipo de sección se detalla en el Plano correspondiente que se presenta en Anexo. Gaviones Caja tipo: TIPO A
5 x 1.0 x 1.0 m
TIPO B
5 x 1.5 x 1.0 m
Modelo de Análisis Para evaluar la estabilidad del muro de contención se ha empleado el programa GawacWin para la determinación del empuje y la obtención de los factores de seguridad al Deslizamiento, Volteo y Presión en la Fundación. Se ha empleado un modelo idealizado de la situación real en campo. Fig.Nº1 : Modelo de Análisis GawacWin
Resultados
Obtenidos
En la Tabla 1,
se
presentan
las
salidas del programa GawacWin las cuales ilustran los análisis de estabilidad efectuados. Dicho cálculo contienen información de la sección transversal, propiedades de los materiales y ubicación de la superficie de falla crítica con el factor seguridad mínimo. En la siguiente tabla se presenta un resumen de los resultados obtenidos: Tabla N° 1 Resultados obtenidos de los análisis de estabilidad Análisis de Estabilidad
Tipo de Falla
F.S. Estático
Deslizamiento
Circular
1.75
Volteo
Circular
4.69
Estabilidad Global
Circular
1.50
Los resultados obtenidos indican que para las condiciones de diseño proyectadas los factores de seguridad cumplen con los mínimos requeridos para asegurar la estabilidad de la estructura en gaviones. 6.2.6 ANALISÌS HIDRAULICO.
El análisis hidráulico ha sido elaborado para el tramo: 0+000 – 1+000, con la pendiente longitudinal del fondo del canal y los anchos de base corroborados en la data topográfica. En el análisis se reviste el talud de la margen derecha del río con gaviones caja 3.40 mm Galfan+PVC y colchones Reno 3.40 mm Galfan+PVC de altura 0.30 m para proteger los efectos de socavación al fondo del río. El diseño contempla una longitud de recubrimiento con Colchón igual a 2.5 veces la longitud de socavación, resultando una longitud de 3.05 m; por el proceso constructivo se determina una longitud de 4.0 m.
Para el modelamiento hidráulico se ha utilizado el software MACRA1.
6.2.7 CALCULO DE COLCHÒN ANTISOCAVANTE (COLCHÒN TIPO RENO)
Se analizan las tensiones tangenciales relativas al fondo del canal, para lo cual es necesario calcular las características geométricas e hidráulicas del canal con el fin de conocer el nivel del tirante máximo en época de avenidas. Se utiliza la Ecuación de Manning para el cálculo del tirante y la velocidad:
V=
Rh
2/3
× S 1/ 2 n
Donde: V = Velocidad (m/s) Rh = Radio Hidráulico de la sección (m) S = Pendiente longitudinal del cauce (m/m) n = coeficiente de rugosidad de Manning Los valores del n de Manning, se encuentran tabulados para las diferentes superficies de recubrimiento del cauce, para el caso del análisis se toma un “n” equivalente para el fondo del cauce que incluye el revestimiento natural y el revestimiento con gaviones caja y colchones reno, correspondiendo a un “n” equivalente estimado de 0.022. Mediante un análisis iterativo se estima un tirante para obtener un caudal que debe ser igualado al de diseño. Los resultados se presentan en la Tabla 2. Tabla N°2: Resultados Hidráulicos del Canal Progresiva Q(m3/s) n b (m) S* z y (m) 0+0001+000 85.00 0.022 30.00 0.015 1.5 0.65
Rh
A (m2) Qcalc V(m/seg)
0.63 20.34 85.00
4.17
*Las pendientes longitudinales son estimadas del relieve topográfico en base a los planos.
Donde: Q : Caudal m3/seg. n : Coeficiente de manning b : Ancho de la base promedio en el tramo (m) S : Pendiente longitudinal Z : talud Y : Tirante (m) Rh : Radio Hidráulico A : Área hidráulica (m2) V : Velocidad (m/seg) Análisis de Tensiones Con el cálculo del tirante, se procede a realizar el análisis de las tensiones tangenciales al fondo del canal. La condición de inicio del movimiento de las piedras que conforman el revestimiento define el límite de estabilidad del mismo. Para un canal en régimen de flujo permanente y uniforme, la tensión ejercitada por el flujo de agua sobre el fondo del canal es dada por:
τ o = γ w × y× i Donde: γ w= Peso específico del agua (10 KN/m3) y = tirante del canal (m) i = Pendiente longitudinal del fondo del canal (m/m) Por otra parte, la tensión crítica cerca del fondo, es decir, la tensión que puede ser alcanzada sin que ocurran movimientos del material del revestimiento está dada por:
τ o c = C * × (γ s − γ w ) × d m
Donde: C*= Parámetro de Shields γs= Peso específico de las piedras (26 KN/m3) dm = diámetro medio del material del colchón (0.15 m) El parámetro o coeficiente Shields para el enrocado rip-rap vale C*=0.047; en el caso de colchones Reno, donde las piedras son contenidas por red metálica, el valor del parámetro de Shields obtenido experimentalmente pasa a ser de C*=0.14. Por lo tanto, para que el revestimiento resulte estable es necesario que la tensión tangente aplicada por el flujo en el revestimiento del fondo sea menor o igual a la tensión tangente crítica soportada por el revestimiento. O sea:
τ o ≤ τ oc Los resultados de este análisis se presentan en la tabla 3. Tabla N°3: Resultados de las tensiones tangenciales Progresiva
y (m)*
S (m/m)
To (N/m2)
Toc (N/m2)
0+000 al 1+000
0.88
0.0157
13.2
54.32
*Los tirantes son los obtenidos del modelamiento con el Software MACRA1.
Se afirma entonces que el valor de la tensión tangente aplicada por el flujo en el revestimiento es menor a la tensión que los colchones Reno, que pueden soportar en toda la seccion del análisis. 6.2.8
SECCION TIPICA DE LA DEFENSA RIBEREÑA CON GAVIONES
La sección típica de la Defensa Ribereña con uso de gaviones, se detalla en el Plano Nº 2 que se presenta Anexo, esta conformada por los siguientes elementos: - TIPO A: 01 Gaviones caja 3.4 mm galfan+pvc, la abertura de la malla de 10 x 12 cm., con una sección de 5.0 x 1.0 x 1.0 m. - TIPO B: 01 Gaviones caja 3.4 mm galfan+pvc, la abertura de la malla de 10 x 12 cm., con una sección de 5.0 x 1.50 x 1.0 m
6.2.9
CONTRAFUERTES CON GAVION CAJA
La función de los contrafuertes es predominantemente como elemento de arriostre vertical, pero al mismo tiempo, desarrollan una función estática, contribuyendo para el enrobustecimiento y estabilidad de la estructura, reduciendo los eventuales desplazamientos del tope. Las estructuras de defensa ribereña con gaviones provistas de tales elementos presentan, normalmente, los siguientes beneficios •
Los contrafuertes proporcionan mejores condiciones de drenaje al macizo contenido, especialmente dentro de la zona sujeta al mecanismo de falla; esto se debe al echo de que los mismos crean caminos preferenciales para el rápido flujo de las aguas de precolación, sean estas originadas por la infiltración o elevación del nivel freático. Tales efectos se reflejan, de manera positiva, en las condiciones de estabilidad del conjunto sueloestructura, al permitir el alivio de las presiones hidrostáticas y minimizar la posibilidad de plastificación del suelo.
•
Actúan como elementos de anclaje, siendo que su presencia aumenta el área de contacto con el suelo (tanto en la base cuanto en el macizo a ser contenido) mejorando la estabilidad en lo que se refiere al deslizamiento, vuelco y presiones en la fundación.
•
Los gaviones, aun si son suministrados en piezas separadas y posteriormente unidos entre si a través de costura, trabajan de forma solidaria, como una estructura monolítica, de tal forma que esta, cuando provistas de contrafuertes, ganan mayor rigidez. De esta forma, frente a eventuales problemas de asentamientos o en presencia de suelos de baja capacidad de soporte, condiciones estas que generarían deformaciones acentuadas, parte de estas solicitaciones son absorbidas por los contrafuertes, disminuyendo así, tales problemas.
Con relación a la posición de estos elementos a lo largo de las estructuras, podemos decir que para su definición no existe una metodología para el dimensionamiento de la sección, posición y cantidad de los contrafuertes en los muros de gaviones, por otro lado, tales elementos son normalmente utilizados en estructuras de este tipo con el objetivo de mejorar su desempeño, su resolución es hecha de forma empírica y esta basada en experiencias realizadas por las empresas especializadas en sistemas de gaviones, también se toma en cuenta una serie de factores que relacionan las características de la obra con su ubicación y situación de construcción de la misma, tales factores son: •
Posibilidad de la variación de la cota de la superficie freática.
•
Capacidad de soporte del suelo de la base.
•
Heterogeneidad del suelo de apoyo.
•
Susceptibilidad a la mudanza de las características de resistencia del terreno del relleno
•
Solicitaciones hidráulicas
•
Geometría de la sección de la estructura (altura y esbeltez).
•
Situación en planta de la estructura.
•
Interferencias (galerías, descargas hidráulicas, etc.) En base a lo anteriormente expuesto y debido a que se trata de una obra de Defensa Ribereña longitudinal con gaviones, de aproximadamente 960 m, de longitud, con una altura promedio de 2.0 metros, es necesario arriostrar el muro mediante la colocación de contrafuertes con uso de gaviones caja de 2.0 x 1.0 x 1.0 m y 2 x 1.5 x 1.0 m, cada 50 metros o de acuerdo como se indique en los planos, que estarán unidos mediante
alambres de amarre a la estructura típica del gavión en la cara seca del talud de tierra de la margen derecha. Los contrafuertes estarán conformados por los siguientes Gaviones caja: - TIPO D: 01 Gavión caja de 3.4 mm galfan + pvc, la abertura de la malla de 10 x 12 cm., con una sección de 2.0 x 1.5 x 1.0 m. - TIPO E: 01 Gaviones caja de 3.4 mm galfan + pvc, la abertura de la malla de 10 x 12 cm., con una sección de 2.0 x 1.0 x 1.0 m. 6.2.10 COLCHON ANTISOCAVANTE Para la protección contra la socavación de la estructura de defensa ribereña longitudinal con uso de gaviones, se va ha utilizar plataformas de deformación denominados Colchones antisocavante, estos elementos son de forma de prisma rectangular, producidos con malla hexagonal de doble torsión, que se caracteriza por su gran superficie, pequeño espesor y gran flexibilidad, se va ha construir directamente sobre el terreno perfilado y a lo largo de la estructura de la defensa ribereña con gaviones, a ser protegida.
Los
Colchones antisocavantes estará conformado por lo siguiente: - TIPO C: 02 Colchón Reno de 3.4 mm galfan + pvc, la abertura de la malla de 10 x 12 cm., con una sección de 5.0 x 2.0 x 0.3 m 6.3
GEOTEXTIL
Con la finalidad de proteger la estructura del muro de gaviones y de los colchones antisocavantes, se va ha colocar geotextiles no tejidos elaborado con fibras de polipropileno el cual es resistente a la degradación debido a la luz ultravioleta y a ataques químicos y biológicos producidos dentro de los suelos, dichos geotextiles se van ha colocar en la base de los colchones, para lo cual la superficie del terreno debe estar nivelada, compactada y libre de materiales inertes. En el muro de gaviones, se colocara en la cara del muro que da hacia el talud de tierra de la margen derecha. El geotextil de filtro no tejido ha utilizar presenta una densidad de 200 gr/m2.
6.4
REQUERIMIENTO DE GAVIONES PARA EL MURO, COLCHONES ANTISOCAVANTES Y GEOTEXTIL En la siguiente Cuadro, se presenta las características de los requerimientos de gaviones Cuadro Nº 6 CARACTERISTICAS
DIMENSION
CANTIDAD
MURO DE GAVIONES Gavión Caja de 3.4mm,G+PVC,10x12 cm.
5x1x1 m
130 unid.
Gavión Caja de 3.4mm,G+PVC,10x12 cm.
5x1.5x1 m
192 unid.
Gavión Caja de 3.4mm,G+PVC,10x12 cm.
2x 1. x 1 m
15 unid.
Gavión Caja de 3.4mm,G+PVC,10x12 cm.
2x1.5x1 m
15 unid.
5x2x0.3 m
384 unid
200 gr/m2
8810 m2
MURO DE CONTRAFUERTE
COLCHON ANTISOCAVANTE Colchón Caja 3.4mm,G+PVC,10x12 cm. GEOTEXTIL
Geotextil de filtro no tejido
6.5
CARACTERISTICAS TECNICAS
6.5.1 GEOTEXTILES NO TEJIDO MACTEX MT200
El Geotextil no tejido, es un geosintético plano que esta elaborado con fibras de polipropileno 100% virgen, mediante un proceso de punzonado por agujas. El geotextil es resistente a la degradación debido a la luz ultravioleta y a ataques químicos y biológicos producidos dentro de los suelos. Con determinadas características de resistencia y porosidad para utilizarlos en la solución de diversos problemas geotécnicos relacionados con la filtración, drenaje, estabilización y refuerzo de suelos. Los geotextiles son utilizados como filtros en reemplazo de arenas o agregados de graduación completa por varios motivos. Entre ellos, se pueden nombrar su permeabilidad controlada, que permite el paso de agua y partículas en suspensión, pero evita el paso de granos de suelo más grande; su mayor uniformidad y permeabilidad respecto de los materiales graduados que se ocupan normalmente como filtros; su método constructivo, simple y rápido, y su posibilidad de uso inmediato bajo una diversidad de condiciones. a.
Características técnicas específicas mínimas que debe cumplir el geotextil.
Se recomienda que los geotextiles a ser empleados en obras alternativas de defensa ribereña satisfagan las características técnicas mínimas de fabricación y resistencia que se mencionan a continuación. - Fabricación. La fabricación del geotextil es importante al momento de decidir su uso. Para ello es necesario que el geotextil que se utilizará cumpla con las siguientes condiciones: •
Será de material polipropileno
•
No tejido
•
Termo unido
•
De alto módulo inicial
•
De fibra continua
- Resistencia. Para otros casos el proyectista establecerá claramente las características recomendables según las necesidades del proyecto, o por último se tendrá que adoptar el proyecto a las posibilidades que el mercado de geotextiles ofrece, tomando entonces en consideración las recomendaciones del fabricante de la tela geotextil para el uso particular. - Permeabilidad. Cuando se empleen para funcionar como filtro en obras de infiltración deberá emplearse un geotextil con permeabilidad superior a 10 veces la permeabilidad del suelo. b. Instalación de telas geotextiles. La instalación de telas geotextiles se deberá realizar de acuerdo al procedimiento que se describe a continuación, en cuanto no se oponga a las especificaciones que entregue el fabricante. Existirán algunas diferencias de instalación dependiendo de la obra en la cual se realice. - En el caso del uso en Gaviones: Cuando se usan soluciones permeables como los gaviones y los colchones antisocavantes en cursos de agua, es práctico el uso de un Geotextil debajo de ellos, el geotextil limitara la fuga de finos y mejorara la instalación. Actúan como filtro evitando la contaminación de los gaviones con los finos del talud, por causa de las exfiltraciones. -Disipan las presiones hidrostáticas sobre el espaldón de los gaviones asegurando su estabilidad. -Impiden la socavación de los materiales del talud. Como se trata de obras longitudinales, en las cuales la tela se colocará preferentemente siguiendo la dirección principal si su ancho lo permite. En estos casos se deben adoptar las medidas siguientes: -Preparar el suelo de la base y el lado del talud de acuerdo a las
dimensiones indicadas en el proyecto. -Cuidar el suelo natural de una compactación excesiva evitando el tránsito de vehículos o maquinarias. -Despejar la zona de colocación del geotextil de todo material sobrante de la obra que pueda dañar la tela (palos, piedras grandes, etc.) -Extender la tela geotextil sobre el lugar a lo largo del eje de la obra, sin arrugas y considerando en sus dimensiones los traslapes correspondientes. Este traslapo debe ser por lo menos 30 cm. y debe quedar siempre en la parte horizontal superior. -Sujetar la tela en el exterior de manera de evitar que se desplace una vez que se comience el relleno de los gaviones. -Depositar el material de relleno a un costado de la obra. Se debe tener cuidado de no almacenar el material directamente sobre la tela. -Distribuir el material granular sobre el geotextil en forma manual, para evitar la destrucción de la tela geotextil, con especial cuidado al colocar las primeras capas. - Precauciones a tomarse -
Las telas geotextiles no pueden ser expuestas al sol permanentemente
debido a que los rayos ultravioleta producen problemas de cristalización del polímero. Por lo tanto, se deben adoptar las medidas que correspondan en la obra para la protección de las telas. - Debajo y sobre el geotextil no podrá haber residuos de petróleo ni desechos industriales ya que estos elementos pueden debilitar el material constituyente de la tela. Se debe escoger un ancho de tela de geotextil apropiado para evitar problemas derivados de un mal traslape, es decir, la pérdida de propiedades mecánicas. - Hay que evitar la instalación de geotextiles en condiciones extremas de temperatura. - Control de calidad. El contratista adjudicatario deberá entregar a la Inspección Técnica de la Obra un certificado de calidad extendido por la empresa que suministre las telas geotextiles que se utilicen, donde se certifique que las telas cumplen a lo
menos con las exigencias solicitadas por las presentes especificaciones técnicas generales.
6.5.2 El GAVIÓN CAJA
El Gavión Caja es un elemento de forma prismática rectangular, constituido por piedras confinadas exteriormente por una red de alambre de acero protegido con un recubrimiento de Zinc 95% / Aluminio 5% + Tierras Raras (ASTM 856) y revestido adicionalmente con PVC. El Gavión Caja estará dividido en celdas mediante diafragmas intermedios. Todos los bordes libres del gavión, inclusive el lado superior de los diafragmas, deberán estar reforzados con alambre de mayor diámetro al empleado para la red, alambre de borde. Todos los bordes libres de la malla deberán ser enrollados mecánicamente al alambre de borde de manera que las mallas no se desaten, como se observa en el siguiente detalle.
-Red Metálica Las características indispensables que deberá tener el tipo de red a utilizar son las siguientes:
- No ser fácil de destejer o desmallar. - Poseer una elevada resistencia mecánica y contra fenómenos de corrosión. - Facilidad de colocación. La red será de malla hexagonal a doble torsión, obtenidas entrelazando los alambres por tres medios giros. De esta manera se impedirá que la malla se desteja por rotura accidental de los alambres que la conforman. La abertura de la malla será de 10 x 12 cm para los Gaviones Caja. El alambre usado en la fabricación de las mallas y para las operaciones de amarre y atirantamiento durante la colocación en obra, deberá ser de acero dulce recocido con carga de rotura media superior a 3,800 Kg/cm 2 y un estiramiento no inferior al 12%. El alambre deberá tener un recubrimiento de Zinc 95% / Aluminio 5% + Tierras Raras, de acuerdo a la Norma ASTM A856 Mishmetal Alloy Coated Carbón Steel, cuyo espesor y adherencia garantice la durabilidad del revestimiento. Adicionalmente al recubrimiento con Zinc 95% / Aluminio 5% + Tierras Raras, el alambre usado para la fabricación de la malla tendrá un revestimiento por extrusión con PVC (polivinil cloruro), de manera de garantizar su durabilidad en el tiempo, y que no sea afectado por sustancias químicamente agresivas y corrosiones extremas. - Peso específico entre 1,300 y 1,350 Kg/m3, de acuerdo con la ASTM D 79266 (79). - Dureza entre 50 y 60 shore D, de acuerdo con la ASTM D 2240-75 (ISO 8681978). -Pérdida de peso por volatilidad a 105°C por 24 horas no mayor a 2% y a 105°C por 240 horas no mayor a 6%, de acuerdo con la ASTM D 1203-67 (74) (ISO 176-1976) y la ASTM D 2287-78. - Carga de rotura mayor a 210 Kg/cm2 de acuerdo con la ASTM D 412-75. -Estiramiento mayor que 200% y menor que 280%, de acuerdo con la ASTM D 412-75.
-Módulo de elasticidad al 100% de estiramiento mayor que 190 Kg/cm2, de acuerdo con la ASTM D 412-75. -Pérdida de peso por abrasión menor que 190 mg, según la ASTM D 1242-56 (75). -Temperatura de fragilidad, Cold Bend Temperature, menor que -30°C, de acuerdo con la BS 2782-104 A (1970), y Cold Flex Temperature menor que +15°C, de acuerdo con la BS 2782-150 B (1976). -La máxima penetración de la corrosión desde una extremidad del hilo cortado, deberá ser menor de 25 mm cuando la muestra fuera sumergida por 2,000 horas en una solución con 5% de HCl (ácido clorhídrico 12 Be). El diámetro del alambre de la malla será de 2.40 mm. para los Gaviones Caja. El diámetro del alambre de amarre y atirantamiento será de 3.20 mm (incluido PVC). La especificación final para los Gaviones Caja será la siguiente: -Abertura de la malla
: 10 x 12 cm
-Diámetro del alambre de la malla
: 2.40 mm
-Diámetro del alambre de borde
: 3.00 mm
-Recubrimiento del alambre
: Zn – 5 Al – MM (ASTM A856)
-Revestimiento adicional
: PVC
-Diámetro total del alambre de la malla
: 3.40 mm (incluido PVC)
-Diámetro total del alambre de borde
: 4.00 mm (incluido PVC)
El alambre para amarre y atirantamiento se proveerá en cantidad suficiente para asegurar la correcta unión entre los gaviones, el cierre de las mallas y la colocación del número adecuado de tirantes. La cantidad estimada de alambre es de 9% para los gaviones de 1.0 m de altura, en relación a su peso y 7% para los de 0.5 m. - Piedra para el llenado de los Gaviones La piedra será de buena calidad, densa, tenaz, durable, sana, sin defectos que afecten su estructura, libre de grietas y sustancias extrañas adheridas e incrustaciones cuya posterior alteración pudiera afectar la estabilidad de la obra.
El tamaño de la piedra deberá ser lo más regular posible, y tal que sus medidas estén comprendidas entre la mayor dimensión de la abertura de la malla y 2 veces dicho valor. Podrá aceptarse, como máximo, el 5% del volumen de la celda del gavión con piedras del tamaño menor al indicado. El tamaño de piedra deseable estará entre 6” y 10” para el Gavión Caja. Antes de su colocación en obra, la piedra deberá ser aprobada por el Ingeniero Inspector. 6.4.3 COLCHON ANTISOCAVANTE
Los Colchones antisocavantes plastificados el cual se colocara al pie de la estructura principal del muro con gaviones, para protegerlo de la socavación se realizara de acuerdo a las presentes especificaciones con los requisitos indicados en los planos. El Colchón antisocavante es un elemento de forma prismática rectangular, constituido por piedras confinadas exteriormente por una red de alambre de acero dulce recocido de acuerdo con las especificaciones NBR 8964, ASTM A641M-98 y NB 709-00, el alambre deberá tener una tensión de ruptura media de 38 a 48 kg/mm2. El alambre utilizado en la fabricación del colchón y en las operaciones de amarre y atirantamiento durante su construcción debe ser revestido con aleación zinc-5% aluminio (Zn 5 AlMM) de acuerdo con las especificaciones de la ASTM A856M-98, clase 80, esto es la cantidad mínima de revestimiento Galfan en la superficie de los alambres es de 244 gr/m2. La elongación del alambre no deberá ser menor que el 12% de acuerdo con las especificaciones de la NBR 8964 y de la ASTM A641M-98 - Red Metálica Las características indispensables que deberá tener el tipo de red a utilizar son las siguientes: •
No ser fácil de destejer o desmallar.
•
Poseer una elevada resistencia mecánica y contra fenómenos de corrosión.
•
Facilidad de colocación.
La red será de malla hexagonal a doble torsión, obtenida entrelazando los alambres por tres medios giros. De acuerdo con las especificaciones de la NBR 10514, NB 710-00 y NP 17 055 00. De esta manera se impedirá que la malla se desteja por rotura accidental de los alambres que la conforman. La abertura de la malla será de 10 x 12 cm. para los Colchones El diámetro del alambre utilizado en la fabricación de la red debe ser de 2.4 mm y de 3.0 mm para los bordes. Todos los bordes libres del gavión caja incluso el lado superior de las laterales y de los diafragmas deben ser enrollados mecánicamente en vuelta de un alambre de diámetro mayor en este caso de 3.0 mm para que la red no se desarme y adquiera mayor resistencia. La conexión entre el alambre del borde enrollado y la red debe tener una resistencia de mínima de 9.9 kN/m. Características del Colchón antisocavante. El colchón estará dividido en celdas mediante diafragmas intermedios colocados a cada metro. El lado inferior de las laterales debe ser fijado al paño de base, durante la fabricación, a través del entrelazamiento de sus puntas libres alrededor del alambre de borde. El lado inferior de los diafragmas debe ser cosido al paño de base, durante la fabricación con una espiral de alambre de diámetro de 2.2 mm. Dimensiones estándar: Largo :
5.00 m
Ancho :
2.00 m
Altura :
0.3 m – 0.5 m
Los Colchones deben ser provistos con una cantidad suficiente de alambre de amarre y atirantamiento. El alambre debe tener un diámetro de 2.2 mm. y su cantidad en relación al peso de los gaviones caja provistos es de 5%. Todos los bordes libres de la malla deberán ser enrollados mecánicamente al alambre de borde de manera que las mallas no se desaten, como se observa en el detalle siguiente:
Tolerancias: -Se admite una tolerancia en el diámetro del alambre zincado de +/- 2.5%, largo del gavión caja +/- 3% y en el ancho y altura de +/- 5%. -Recubrimiento Plástico -El alambre deberá ser recubierto con una camada de compuesto termoplástico a base de PVC de acuerdo a las especificaciones de la NBR 10514 y de la ASTM 975. -Espesor mínimo 0.4 mm -Masa especifica 1.3 a 1.35 Kg/dm3 -Dureza 50 a 60 Shore D -Resistencia a tracción mayor que 210 kg/cm2 -Elongación de ruptura mayor que 250% -Temp. de fragilidad menor que -9ºC.
-La especificación final para los Colchones antisocavantes será la siguiente: -Abertura de la malla
: 10 x 12 cm
-Diámetro del alambre de la malla : 2.40 mm (PVC) -Diámetro del alambre de borde -Recubrimiento del alambre
: 3.00 mm (PVC)
: Zn – 5 Al – MM (ASTM A856)
-Colchón antisocavante
: 5.0 x 2.0 x 0.30 m.
6.4.3.1 LLENADO MANUAL DE PIEDRAS EN LOS COLCHONES
Antes de proceder a la ejecución de obras con gaviones el Contratista deberá obtener la autorización escrita del Ingeniero Inspector, previa aprobación del tipo de red a utilizar. Cualquier modificación en las dimensiones o en la disposición de los gaviones a utilizar deberá contar con la aprobación del Ingeniero Inspector. No podrán aprobarse aquellas modificaciones que afecten la forma o la funcionalidad de la estructura. La base donde los colchones serán colocados deberá ser nivelada hasta obtener un terreno con la pendiente prevista. Los niveles de excavación deberán ser verificados por el Ingeniero Inspector antes de proceder a la colocación de los colchones; se constatará que el material de asiento sea el adecuado para soportar las cargas a que estará sometido y si el Inspector lo cree conveniente, las cotas podrán ser cambiadas hasta encontrar las condiciones adecuadas. El armado y colocación de los colchones se realizará respetando las especificaciones del fabricante. Cada unidad será desdoblada sobre una superficie rígida y plana, levantados los paneles de lado y colocados los diafragmas en su posición vertical. Luego se amarrarán las cuatro aristas en contacto y los diafragmas con las paredes laterales. Antes de proceder al relleno deberá amarrarse cada colchón a los adyacentes, a lo largo de las aristas en contacto, tanto horizontal como vertical. El amarre se efectuará utilizando el alambre provisto junto con los gaviones y se realizará de forma continua atravesando todas las mallas cada 10 cm. con una y dos vueltas, en forma alternada.
Para obtener un mejor acabado los colchones podrán ser traccionados antes de ser llenados, según disponga el Ingeniero Inspector. Como alternativa podrá usarse un encofrado de madera. El relleno de los colchones será efectuado con piedra seleccionada. El relleno debe permitir la máxima deformabilidad de la estructura, dejar el mínimo porcentaje de vacíos, asegurando así un mayor peso. Durante la operación de relleno de los colchones, deberán colocarse los tirantes en el nivel medio de las cajas. Después de completar el relleno de los gaviones, se procederá a cerrar el gavión bajando la tapa, la que será cosida firmemente a los bordes de las paredes verticales. Se deberá cuidar que el relleno del gavión sea el suficiente, de manera tal que la tapa quede tensada confinando la piedra. 6.5
PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO EN OBRAS DE GAVIONES
Antes de proceder a la ejecución de obras con gaviones el ejecutor deberá obtener la autorización escrita del Ingeniero Inspector, previa aprobación del tipo de red a utilizar. Cualquier modificación en las dimensiones o en la disposición de los gaviones a utilizar deberá contar con la aprobación del Ingeniero Inspector. No podrán aprobarse aquellas modificaciones que afecten la forma o la funcionalidad de la estructura. La base donde los gaviones serán colocados deberá ser nivelada hasta obtener un terreno con la pendiente prevista. Los niveles de excavación deberán ser verificados por el Ingeniero Inspector antes de proceder a la colocación de los gaviones; se constatará que el material de asiento sea el adecuado para soportar las cargas a que estará sometido y si el Inspector lo cree conveniente, las cotas podrán ser cambiadas hasta encontrar las condiciones adecuadas. El armado y colocación de los gaviones se realizará respetando las especificaciones técnicas del fabricante de los gaviones. Cada unidad será desdoblada sobre una superficie rígida y plana, levantados los paneles de
lado y colocados los diafragmas en su posición vertical. Luego se amarrarán las cuatro aristas en contacto y los diafragmas con las paredes laterales. Antes de proceder al relleno deberá amarrarse cada gavión a los adyacentes, a lo largo de las aristas en contacto, tanto horizontal como vertical. El amarre se efectuará utilizando el alambre provisto junto con los gaviones y se realizará de forma continua atravesando todas las mallas cada 10 cm. con una y dos vueltas, en forma alternada. Para obtener un mejor acabado los gaviones podrán ser fraccionados antes de ser llenados, según disponga el Ingeniero Inspector. Como alternativa podrá usarse un encofrado de madera. El relleno de los gaviones será efectuado con piedra que será de buena calidad, densa, tenaz, durable, sana, sin defectos que afecten su estructura, libre de grietas y sustancias extrañas adheridas e incrustaciones cuya posterior alteración pudiera afectar la estabilidad de la obra. El tamaño de la piedra deberá ser lo mas regular posible y tal que sus medidas estén comprendidas entre la mayor dimensión de la abertura de la malla y 12 veces dicho valor. Podrá aceptarse, como máximo, el 55% del volumen de la celda del gavión con piedras del tamaño menor al indicado. El tamaño de piedra deseable debe estar entre 6” y 12”. El relleno debe permitir la máxima deformabilidad de la estructura, dejar el mínimo porcentaje de vacíos, asegurando así un mayor peso. La cantidad de piedra indicada en el metrado será igual al volumen de los gaviones más un 7% de desperdicio. Durante la operación de relleno de los gaviones, deberán colocarse dos o más tirantes de alambre a cada tercio de la altura del gavión de 1.00 m. Estos tirantes unirán paredes opuestas con sus extremos atados alrededor de dos nudos de la malla. Para gaviones de 0.50 m de alto bastará colocar los tirantes en el nivel medio de las cajas. En caso de que los gaviones sean llenados previamente e izados para su colocación, deberán colocarse tirantes verticales.
Después de completar el relleno de los gaviones, se procederá a cerrar el gavión bajando la tapa, la que será cosida firmemente a los bordes de las paredes verticales. Se deberá cuidar que el relleno del gavión sea el suficiente, de manera tal que la tapa quede tensada confinando la piedra. Los gaviones vacíos, colocados arriba de una camada ya terminada, deberán coserse a lo largo de las aristas en contacto con la camada inferior de gaviones ya llenos, para lograr un contacto continúo entre los mismos que asegure la monoliticidad de la estructura. 6.6
CERTIFICACIÓN DEL FABRICANTE
Para asegurar la calidad de la materia prima, los procesos de fabricante y el producto final, se deberá exigir que el proveedor, así como el fabricante de los gaviones a instalarse, posean la Certificación ISO 9002. Los materiales despachados a obra serán acompañados por un Certificado de Calidad original del fabricante. VII.
COMPONENTE AMBIENTAL
Los gaviones son estructuras
de defensas ribereñas, de fácil instalación,
flexibles y permeables, son resistentes en el tiempo y en el transcurrir de los años se integran fácilmente al ambiente y forman parte del paisaje ribereño. Esta obra nos permitirá estabilizar los taludes de la margen derecha del río Lurin de la cuenca baja, en el Sector Quebrada Verde del Distrito de Pachacamac. Dichas obras brindarán una protección efectiva a las áreas agrícolas y los terrenos donde se proyecta la construcción del Parque Zonal del Río Lurin, principalmente en las épocas de crecida de caudal del río; en los espacios generados entre la estructura de los gaviones y de la corona del talud del borde externo se implementara una arborización para integrar la obra al sistema natural y mejorar su aspecto paisajístico de la ribera del río. El desarrollo de las actividades de la obra se realizará en la época de estiaje del río, aprovechando que en esa temporada el caudal del río es mínimo. Se proporcionaran las condiciones adecuadas de seguridad a los obreros durante el desarrollo de sus labores,
para evitar incidentes que pudieran
perturbar el normal desarrollo de las actividades; así mismo se les proveerá de instalaciones sanitarias para cubrir las necesidades de aseo personal. Los materiales inertes generados durante la limpieza del cauce, el material de corte del movimiento de tierra y los sobrantes serán dispuestos en lugares establecidos por la municipalidad según su disposición y necesidades de la misma. El impacto ambiental será positivo de incidencia directa e indirecta en su mayor parte, puesto que mejorará el aspecto paisajístico del lugar con la implementación de áreas verdes y espacios recreativos, brindando además una protección efectiva a la población y fomentando hacia ellos un turismo responsable y sostenible, además de preveer los posibles desbordes del río Lurin en épocas de descarga máxima.
VIII. PRESUPUESTO. 8.1
PRESUPUESTO DE OBRA
El Presupuesto de acuerdo a las partidas e insumos que comprende la obra, asciende a S/. 1`317,889.64 Nuevos Soles.
(un millón trescientos diecisiete
mil ochocientos ochenta y nueve con 64/100 n. s.), a precio del mes de Junio del 2012. El Presupuesto incluye los impuestos generales de ley.
8.2
PLANOS
En Anexos, se presentan los planos correspondientes al Plano de Planta de Distribución General del Área de Estudio, el Plano de Faja Marginal, el Plano Topográfico, el Plano de Secciones Transversales del Cauce y el Plano de Diseño del Gavión.
ANEXOS -
ANEXO I
: PLANO DE PLANTA DE DISTRIBUCIÒN GENERAL DEL ÁREA DE ESTUDIO.
-
ANEXO II
: PLANO DE FAJA MARGINAL.
-
ANEXO III
: PLANO TOPOGRÁFICO Y DISEÑO DEL GAVION
-
ANEXO IV
: PLANO DE SECCIONES TRANSVERSALES DEL CAUCE.
-
ANEXO V
: REGISTRO DE CAUDALES MAXIMOS DE LA ESTACIÓN MANCHAY.
-
ANEXO VI
-
ANEXO VII : PANEL FOTOGRÁFICO DEL AREA DEL PROYECTO.
-
ANEXO VIII : PANEL FOTOGRÁFICO DEL RECURSO FLORA EN EL ÀREA DE ESTUDIO.
-
ANEXO
IX
: PRESUPUESTO DEL PROYECTO.
:
PANEL FOTOGRÁFICO Y DESCRIPCIÓN DE PLANTAS FORESTALES DAPTABLES EN EL AREA DE ESTUDIO.
ORNAMENTALES
Anexo v
Anexo VI PRESUPUESTO DEL PROYECTO
ANEXO VII: PANEL FOTOGRAFICO DEL AREA DEL PROYECTO.
VISTA FOTOGRÀFICA DEL PUENTE HUAYABO, UBICADA AGUAS ARRIBA DEL RIO LURÌN Y DONDE SE INICIA EL ÀREA DE ESTUDIO.
VISTA FOTOGRÀFICA DEL PUENTE QUEBRARA VERDE, UBICADA AGUAS ABAJO DEL RIO LURÌN Y DONDE SE FINALIZA EL ÀREA DE ESTUDIO.
VISTA FOTOGRÀFICA DE LA PARTE MEDIA DEL AREA DE ESTUDIO Y DEL CAUCE COLMATADO CON PIEDRAS DE CANTOS RODADOS. AL FONDO SE OBSERVA UN BOSQUE CON PLANTACIONES DE EUCALIPTOS.
VISTA FOTOGRÀFICA DE LA PARTE BAJA DEL ÀREA DE ESTUDIO Y EN LA CUAL SE UBICARAN LOS GAVIONES ADYACENTE AL CAUCE DEL RIO.
VISTA FOTOGRÀFICA DE LA PARTE BAJA DEL AREA DE ESTUDIO Y DEL CAUCE CON TRABAJOS DE DESCOLMATACIÒN. EXISTENCIA DE PROTECCIÒN CON ESPECIES VEGETALES EN AMBAS MARGENES.
VISTA FOTOGRÀFICA DE LA ZONA DE ESTUDIO, AREA VULNERABLE DE DESMONTES Y AÙN SIN CONTROL.
VISTA FOTOGRÀFICA DE LA PARTE MEDIA DEL AREA DE ESTUDIO SE OBSERVA LA UBICACIÒN DE UN POZO PARA EXTRACCIÒN DE AGUA SUBTERRANEA.
VISTA FOTOGRÀFICA DE LA PARTE MEDIA DEL AREA DE ESTUDIO Y DEL CAUCE COLMATADO CON PIEDRAS DE CANTOS RODADOS. AL FONDO SE OBSERVA UN BOSQUE CON PLANTACIONES DE EUCALIPTOS.
ANEXO VIII: PANEL FOTOGRÀFICO DE LAS ESPECIES DE FLORA EN LA ZONA DE ESTUDIO
Esta vista fotográfica muestra una cobertura vegetal que se ubica aproximadamente a 20 metros del lecho del rio. Son especies características de un bosque ribereño se combina con árboles de sauce, caña brava y chilco.
Nombre científico :Baccharis lanceolada Familia: Asteraceae Nombre común :chilco Esta especie se encuentra en mayor cantidad en el área de estudio, protege contra la erosiòn en época de crecidas principalmente.
Nombre científico:Eucaliptos sp Nombre común :eucalipto Familia :Mirtaceae Es un rodal de esta especie es de rápido crecimiento, compiten por la luz el suelo y el agua se encuentra esta al lado derecho del canal aproximadamente a 100 mts del lecho del río.
En esta vista se puede apreciar las especies como huaranguillo y lantana uña de gato compitiendo por la luz y el suelo formando microclimas aptas para los insectos, aves reptiles.
Nombre científico: Salix chilensis Nombre común : sauce. Controla la erosión de las zonas laterales de los ríos y frena los desbordamientos del río en la época de crecida.
Nombre científico : Tessaria integrifolia Nombre común :pájaro bobo Familia: asteraceae Especie que se encuentra a la orilla del lecho del rió.
Nombre científico: Lantana cámara Nombre común : lantana. Esta especie es adaptable para la zona, se observa en cantidad en zonas de pendientes que cubren los suelos. Es una especie que soporta la sequía.
Nombre científico: Acacia Horrida Nombre común: Huaranguillo Esta vista nos muestra la especie arbustiva huaranguillo. Especie que soporta la sequía y suelos de baja calidad, controla la erosión se usa como cerco vivo.
Nombre Científico: Pragmites communis Nombre común: Carrizo Familia: Poaceae Es un indicador del agua y refugio de muchas aves en la cual construyen sus nidos.
Margen Derecha del Cauce. Vista fotogràfica donde se aprecia cultivo de alfafa. Área apta para un biohuerto.
ANEXO IX: PANEL FOTOGRÀFICO Y DESCRIPCIÒN DE PLANTAS ORNAMENTALES Y FORESTALES ADAPTABLES EN EL ÀREA DE ESTUDIO DROSANTHEMUM FLORIBUNDUM - Nombre Comùn (nc): Drosantemo, Rocío rosa - Familia: Aizoáceas. - Origen: Sudáfrica. CARACTERÍSTICAS
- Flores rosa pálido a finales de primavera-
verano que la cubren por completo.
- Excelente alfombrarte, no pasable, de rápido crecimiento y espectacular floración. - Temperaturas: resiste hasta -5ºC. - Tolera suelos secos, áridos y pobres. - Después de florecer, se recomienda su recorte para hacerlas compactas. - Multiplicación: fácil mediante esquejes, a principios de otoño .
CARPOBROTUS EDULIS -nc. diente de león.- planta crasa de hojas suculentas CARACTERÍSTICAS
- Flores grandes - Su porte rastrero - Con tendencia a expandirse vegetativamente por grandes superficies. - Tolera muy bien la salinidad.
APTENIA CARDIFOLIA
- Familia: Aizoáceas CARACTERÍSTICAS
- planta rastrera - tallos y hojas carnosas - las hojas son verdes o manchadas - las flores sonde color rojizo o púrpura - florece de abril a octubre - soporta la salinidad.
SCHINUS MOLLE
nc. : Molle serrano CARACTERÍSTICAS
- Árbol adaptable, a veces arbusto, frondoso, siempre verde. - Tamaño: Hasta de 15 m. de alto. - Tallo: El tronco generalmente robusto, muy ramificado.
SCHINUS TEREBINTHIFOLIUS nc. : Molle costeño CARACTERÍSTICAS
-Árbol, generalmente, adaptable a las zonas áridas y riberas de los ríos.
-Tamaño: Hasta de 10 m de alto. -Tallo: Torcido y ramificado, copa achaparrada.
PROSOPIS PALLIDA nc. : Algarrobo CARACTERÍSTICAS
- Hábitat: costa, zonas áridas. - Árbol de buena madera y frutos comestibles. - Madera se usa en la producción de carbón (con alto poder calorífico).
- Fruto usado en la elaboración de algarrobita. - Uso conveniente en la reforestación.
TECOMA STANS nc.: huaranguay CARACTERÍSTICAS
- Hábitat: Suele aparecer aislada en áreas alteradas, a orilla de carreteras y sitios pedregosos. - Suelos: negro, café-arcilloso, rojizo, somero, calizo, arenoso, pedregoso, bien drenado. - Flores amarillas y llamativas en forma de trompeta, perfume suave y melífera.
CAESALPINIA TINCTORIA
nc. :tara CARACTERÍSTICAS
- Hábitat: Crece en suelos pobres y pedregosos. - Altura: de 2 a 3 metros en costa. - Frutos: de vainas naranjas, usado en la obtención de taninos. - Uso conveniente en la reforestación.
ACACIA HORRIDA Nc. :Acacia horrida nc. : huaranguillo CARACTERÍSTICAS
-Hábitat: Costa y Valles interandinos. -Usos: Linderos y cortinas rompevientos en caminos y carreteras.
