I, INTRODUCCION

El presente documento trata específicamente del diseño para el sistema de

detención de aguas lluvias, que garanlizará mantener un lmpacto hidrológicoCero (lHC) respecio al incremento de la escorrenlía del inmueble.

Por tanto, se propone que la mayor parte de las aguas lluvias a generarse en lapropiedad sea ¡ncorporada al Sistema de Retención de Aguas Lluvias, para que

en forma controlada se descarguen las aguas lluvias al punto de descargaseleccionado.

El procedimiento consiste en la determinación de los caudales de diseñ0, para

las condiciones naturales y futuras y poder definir el volumen de retenciónrequerido, por el incremento de esconentía; esto a través de la aplicación del

Método Racional y la fórmula de Abt y Grigg respectivamente.

En Anexos se mostrará la ubicación propuesta del Sistema de Retención de

Aguas Lluvias, así como los detalles construclivos de la infraestructura en

cuestión.

Por el análisis de lluvia para el cálculo de los caudales de diseño, es adecuadoconsiderar la estación de lluvia más representativa, en éste caso, Ia estación

Santa Tecla.

II. OBJETIVO

. Proponer Ia estructura del Sistema de Detención que almacene el volumen' a generar pro el exceso de aguas lluvias a generarse con la implementación

de proyecto, teniendo en cuenta la descarga máxima permisible.

Página 3

I)tlIIIII]lIItIIlI)It)¡

',II)))

III. DETERMINACION DE CAUDALES DE DISENO

Los caudales de diseño para la propiedad se realizarán a través de la ecuación

del Método Racional. el cual se expresa como sigue

Q = 16BC|A

Q = Caudal de diseño en lVseg

C = Coeficiente de escorrentía, adimensional

I = lntensidad de diseñ0, en mm/min

A = Supedicie de la propiedad en Ha

A continuación se sustenta la selección de los parámetros de coeficiente de

escorrentía C y la intensidad de diseño l, para el cálculo de los caudales de

diseñ0. La superficie de la propiedad es de 3,973.93 mz según información

proporcionada por el interesado.

Coeficiente de Escorrentía

El coeficiente de esconentía representa un factor de agua infiltrada o escunida

en función de la coberlura de los suelos. Es un valor adimensional que se

encuentra entre un rango de 0.1 - 1.0; mientras más cercano se encuenlra a 1

significa que existe un escurrimiento directo de Ia precipitación sin contar con

infiltráción al subsuelo, y cao contrario, cercano a 0.1, refleja que la mayor parte'de precipitación se infiltra. Existen tablas que diferentes autores que delerminan

dichos valores en función del tipo de recubrimiento, como la tabla que sigue:

Página 4

?

,IIür,

Coeficict¡tcs dt tscorrentia p¡ra ser usados fn cl mótodo racional'

Per¡odú de retorlo (años)

!ot)s0 floC.r¡cte¡¡sliM da l. s{Pcrllcir

dÉserrúllád¡s

.i,sfáh¡co 0.73

Co!}c¡era: t.€ho $.r-i

20 ar !erd.'r (j¡rdi.les. pirqu.s- elc- I(br,rr. ¡ór ¡or¡¡ I cubien3 de F¡sto n¡¡nor d.l Sl) % da! ár.a ¡

I'Lulir.0-¡/oItürtdio- 2'ii6I'r:ndr{¡¡e. s$ltrior 3 79;

{:\ñlit ióü !,'aüe.lio\c'}bi*ra de pasio dci S0 31 75 9; dcl ár'¿)

ü.?l 0.3¡ l).st'

0"!o 0.81 tl.tllt

o.t2 0.i{ o.-r? 0.4s

o.3? o.Jo 0.43 0-{ó

0.{} t}Jl 0-¡5 t¡..¡9

0.15 0.?8 0.10 O.itl).lj {t.-b $.38 0.{:o i? 0.¡0 0.{l 0.!{'

t.90 0-95 l.!x)

o-q2 0,9: :.!)t)

0.u {,.¿? o.5$

0_{r.¡ ü5_i o.{'l

0.5: o.s5 0.61

0-l? 0.1¡ 0.i-l

ü.¡5 U,¡9 0.55

0-{9 Ojj $r'{)

0.-il u.li{' 0-{9

o.J: ü.J{' 1!.5ó

{i.4? o.5l t}.jlt

0.J.3 l).{? l}.i7

0.Js 0-,sl o.ld)

0.51 o.i.l 0.61

o.-il 0-,1! o.i-i

0.,1J O.-19 0.illo Jq o.tl 0.ll)

Plano.0-¡!Pr¡ntediD. :-f/ol'.ndi.trr.- su¡trior ¡ i9ú

('or¡.tt.id, br.'¡¡r¡ (cub¡i:ri¡ de p¡.(o ¡r3y$r dcl 75 !'e ¡ld óre3)

lh o,0-:9{,Pron:¡dio. l- i96

P.rdicn¡e. suPedor :r 7¡3

.í.cis ¡o d¿$rrol¡¡dás

^re¡ de culrilos

?la¡o, 0-29á

Itom.dio. 2 -;Y6

Pcndie¡t¡¿, sü¡rtrior e l!i'Itastiz3let

l)l¡¡o. {,-2Ó'ó

Promedio. 2 -¿i,Pcndicn¡.. so0erior a i¡./'

o:t o.ll o.:5 0.19

ú:9 0.3: o.iJ o.i9

0j.¡ 0.,i? 0.lo 0.*

oil 0.31 0.3ó 0.{0

0-15 o.-!fl {}-Ji {,-JJ

0.¡9 0.^u o.J,r 0.-t$

ü25 $,28 0.10 0.:4

0.$ 0.3ó 0.18 0J20J7 0.J0 0.{2 0.{'

Bov.¡uas

I'l8no. $-:,o/o

Promedic.:-?1!

!'cndi.nre, suPeri{tr a ?t;

{i.21 o.2i 0.2t 0.31 0.i5 0 -i9 0.1$

oil 0.3J ü.16 ülo 0..1i 0.+: 0.5(,

O.ji üi9 0.41 0..1i 0..11t 0.s2 0.i¡i

,lorrr Los ralorss de l¡ s{!¡ s .'sránd¡res utili¿ados . l¿ciud¿d dc Auslin.l üI\qüga¡119:l

cuadro 1. Valores de coef¡ciente de Escorrentía Para el Método Racional

En el caso de la propiedad, para las condiciones naturales se tomará un c igual

a 0.36, para Áreas No Desanolladas, Pastizales, Plano, 0 - 2% y perlodo de

retorno áe 10 años; y para las condiciones con proyecto tomar un valor de 0 83,

Áreas desanolladas, Concreto / Techo y un periodo de retorno de 10 años'

Página 5

lntensidad de Diseño

La intensidad de diseño

Estación Santa Tecla, y

de dicha estación.

está relacionada a los valores de la Curva IDF de la

revisando la Tabla siguiente se muestra la información

T¿bla 1. Datos de Precip;tación Estación Santa Tecla. Fuente SNET 2oo5

Por el tamaño de la parcela en análisis y la longitud de desanollo de las

pendienles, es aceptable considerar el valor menor de tiempo de concenlración

de 5 min, y para un periodo de retorno de 10 años, Ia intensidad de diseño es

I = 3.30 mmimin

'Caudales de Diseño

Teniendo las variables definidas y con una superficie del terreno igual a

0.397393 Ha, se procede a delerminar los caudales de diseño respectivos

Para lás Condiciones Actuales

é = loa x 0.36 x 3,30 x 0.397393 Ha = 79.31 ltiseg

ESTACTON SAr'iTA IECLA (t-08)

lntensidades lmm/mini para diferentes períodos de retotno

Página 6

Para las Condiclones Futuras

Q = 168 x 0.83 x 3.30 x 0.397393 Ha = 1 82.80 lvseg

El lncrementodeCaudal es Q = (182.86-79.31) = 103.55 lt/seg

IV. DISENO SISTEMA DE RETENCION

Volumen de Sistema de Retención

Para la determinación del volumen de retención necesario, dado el incremento

de escorrentía del proyecto, se utilizará la fórmula del Método de Abt y Grigg, la

cual se presenta a continuación

Figura 1. Hldrogramas del Método de Abt y Grlgg Este método es una estimación de

los volúmenes de retención odetención requeridos, porque mide

la diferencia entre el volurnen de

escurrimiento que resulla de la

ocurrencia de la lluvia y la

capacidad de descarga del drenajepluvial, o en su defecto la descarga

a controlar, Como se observa en lafigura, se supone que el hidrogramadel afluente sigue al hidrograma de

descarga hasta que se alcanza la

capacidad de la salida. La

diferencia en el área mostrada en

sombreado color rojo es igual al

volumen del almacenamientorequerido.

Este volumen de almacenamiento puede delerminarse mediante la ecuación

siguienté:

3 co¡D"

tl*mxVsr = 6o (-;l QpoL,o(I- a)2

MéIodo de Abi y Grigg

Tiempo

Página 7

Vst = Volumen de almacenamiento en ltm = Relación entre la recesión del hidrograma al tiempo máximo (usualmente 1)

Lu - Tiempo de concentración después del desarrollo (min)qp¡ = Descarga máxima después del desarrollo (lt/seg) (Caudal condicionesfuturas)qpb = Descarga máxima del efluente o descarga máxima a controlar (lVseg)(Caudal condiciones actuales)

0 = Qpb/Qpu

En tal sentido, y conocidas las variables de la ecuación anterior yadeterminadas, se procede a sustitu¡r éstas variables para obtener el volumende retención Vst tal como sigue:

11 * 'tr t 79.3I ',2v,t = 601 , ) 182.86 x Sx (r - ,**) _ 17 ,5er.4e tL

Vst : 'J.7.59m3

Es adecuado considerar una obra de retención de aguas lluvias de 18.00 m3para implementar la condición de impacto hidrológico cero, y tener en cuentaque el caudal máximo a descargar deberá ser igual o menor al caudalgenerado en las condiciones actuales, es decir 79.31 llseg

Dimensionamiento de Sistema de Detención

El sistema de detención de aguas lluvias deberá manejar un volumen út¡l de18.0 m3, para lo cual se planlea una proyección en planta de 3.0x3.0 mls, y laprofundidad viene dado por

V=aibxh h=V/(axb) h=18.0/(3.0x3.0)=20m

Debe considerarse al menos 50cms de espacio libre entre el espejo de agua yla parte inferior de la losa del Sistema de Retención para Aguas Lluvias, portanto, la altura total interior será de

H=2.00m +0.40m=2.40m

Página 8

a. Tubería de Control

Por el método de orificios se determina el diámetro necesario de la tubería conIa restricción del caudal de salida, que no debe ser mayor al caudal inicial,para el caso, un caudal de 79.31 lVseg

La ecuación para el caudal viene dado por Q= CdAo ./2grh

Q=Caudal en m3/seg

Cd= Coeficiente de descarga, igual a 0.61Ao= Area del tubo de salida en m2

g= Gravedad, 9.81 m/s2

H=altura medida desde el nivel de agua hasta el Di2 del tubo o centro.

lniciando el cálculo con un tubo de A6" (0.1524 m) se tiene:

e=0.6r x 0.01824m2 f,zro.aue.zr - (q#)l

Q= 0.068357 m3/seg = 68.36 lVseg

68.36 lUseg I 79.31 lVseg OK

Este caudal es menor al caudal actual para las condiciones naturales delterreno, por tanto es aceptable el diámetro de la tuberÍa que controlará ladescarga final de las aguas lluvias dei interior del sistema de retención deaguas lluvias hacia el sistema público.

Página 9

V. CONCLUSIONES

El proyecto considera un incremento de caudal que será manejado a través

de un Sistema de Retención propuesto cerca del esquinero surponienle del

terreno, y que controlará el exceso de volumen de aguas lluvias que se

generará con la construcción del proyecto. Dicho voiumen es de 18.0 m3.

El volumen del Sistema de Detención está dimensionado para unas

condic¡ones de desarrollo del proyecto del 83% de la propiedad, lo cual

cubre cualquier intervención a futuro en el proyecto, pero dado las

proyecciones de tenazas y taludes, ya no se considera mayor área de

impermeabilización.

El mantenimiento del Sistema de Detención será responsabilidad directa del

propietario del proyecto.

El diámetro máximo de salida de las aguas lluvias deberá ser una tubería de

6" PVC hacia el sislema público existente en la zona.

VI. BIBLIOGRAFIA

Hidráulica de Canales Abiertos, Ven Te Chow, Editorial McGraw Hill, Santa

Fé de Bogotá, Colombia. 1998

lngeniería Hidrológica, Autores Leonardo S. y Gómez Valentín, Manuel,

Grupo Editorial Universitario, Granada, España. 2005

Página 10