I. ASPECTOS INFORMATIVOS

1.1 TITULO: ENCAUZAMIENTO Y DEFENSAS RIBEREAS EN EL RIO REQUE PARA EVITAR LA SOCAVACION

1.2EQUIPO INVESTIGADOR: DAVILA ROJAS, ESTHEFANY POLO ALFARO, RONALD

1.3ASESOR PROPUESTO: ING. SAGASTEGUI PLASCENCIA

1.4TIPO DE INVESTIGACION: INVESTIGACION APLICADA

1.5LINEA DE INVESTIGACION:

1.6INSTITUCION A LA QUE PERTENECE EL PROYECTO: UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

1.7LUGAR DE DESARROLLO DEL PROYECTO: PANAMERICANA NORTE KM 772 + 789.33 PROVINCIA DE CHICLAYO, DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE.1.8 DURACION DEL PROYECTO:

1.9UNIDAD ACADEMICA: ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

1.10CRONOGRAMA DE TRABAJO:

1.11 RECURSOS Y FACILIDADES DISPONIBLES:1.11.1. HUMANOSDAVILA ROJAS, ESTHEFANYPOLO ALFARO, RONALD

1.11.2. FISICOS

Materiales de escritorio:Tinta para impresora, papel bond.1.12FINANCIAMIENTOS:

II. DISEO DE LA INVESTIGACIN

2.1. FORMULACIN DEL PROBLEMA:Cmo realizar el encauzamiento y defensas ribereas en el rio Reque para evitar la socavacin?

2.2 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIN Los desastres naturales han sido, son y sern una de las principales causas de la prdida de vidas y de grandes cantidades de recursos econmicos. Estos fenmenos bien conocidos por nosotros como terremotos, lluvias extraordinarias. son eventos naturales de inevitable ocurrencia. .Los desastres detienen el desarrollo socio - econmico de la poblacin, afectan vidas humanas y destruyen obras vitales para su subsistencia, haciendo retroceder el desarrollo de sus economas.En el ao 1972 se produjo el Fenmeno El Nio, ocasionando daos considerables en toda la infraestructura de riego de la costa peruana, debindose realizar grandes inversiones para llevar a cabo la rehabilitacin.

En el ao 1983, se repite el Fenmeno con mayores efectos devastadores, para lo cual se tuvieron que realizar esfuerzos conjuntos entre las diversas instituciones del gobierno con apoyo financiero de organismos internacionales para realizar la rehabilitacin y reconstruccin necesaria.

El rio reque se encuentra ubicado en la provincia de Chiclayo, Departamento de Lambayeque, presenta un rgimen hidrolgico muy irregular, la ocurrencia de avenidas extraordinarias siempre han dejado serios daos.

En la zona del Departamento de Lambayeque las primeras manifestaciones se han dado en el mes de Diciembre de 1997( 16), las mismas que han sido asociadas al evento "EL NIO OSCILACIN SUR" o ENOS 1997, arrojando informacin de lluvias para Lambayeque de tipo fuerte; as Reque report 29 Its/m2,

La mayor manifestacin se dio por iniciado el da 14 de Febrero de 1998 aproximadamente a las 5 de la tarde con una lluvia moderada la que se fue intensificando hasta llegar a magnitudes torrenciales con manifestaciones de tormentas elctricas en todo la Costa del Departamento Lambayecano por un periodo que fue mas all de las 12 horas. En este episodio se registr en Reque 38.8lts/m2

La tensin por la ocurrencia de este fenmeno puso en alerta y aprieto a toda la poblacin del Departamento, generando prdidas materiales en infraestructura habitacional, vial, agrcola y dificultad de aprovisionarse de alimentos por la intransitabilidad de sus carreteras en especial en los lugares mas alejados del Departamento.

Uno de los ltimos episodios lluviosos de apreciable magnitud se dio el domingo 22 de Febrero de 1998, registrndose en Reque 9.0 ltslm2.

A nivel de la evaluacin de las mximas avenidas, puede sealarse lo siguiente: En el evento del Nio 1997-1998, en los das 14 y 18 de Marzo de 1998, se presentaron caudales de 1940 y 2100 m3/seg. Respectivamente. Estas descargas ocasionaron inestabilidad al Puente de Reque, generando en diversos tramos del Ro problemas de erosin; ante ello, debe proyectarse defensas ribereas en ambos mrgenes del Ro Reque priorizando la zona donde se ubica el actual puente dado las caractersticas puntuales de la zona que es un cuello de botella que puede dejar aislado a la Zona Norte si no se prevee de una solucin adecuada y a corto plazo, de igual forma las parte bajas en la margen izquierda del cauce en las proximidades de la parte Norte de la Ciudad de Eten.

Esta descarga produjo lo siguiente - Erosin de ms de 5000 ha de suelos agrcolas, ubicados en ambas mrgenes del cauce del rio. - Destruccin de importante infraestructura de captacin y riego. - Destruccin de hitos que delimitaban la faja marginal.

En los aos 2002 y 2005 se volvieron a presentar significativas descargas, ocasionando considerables daos en el cauce, infraestructura hidrulica y terrenos de cultivo, lo que motivo que se continuara con la elaboracin y ejecucin de proyectos de defensas ribereas a travs del PERPEC.

2.3. JUSTIFICACIN DE LA INVESTIGACIN

La importancia del proyecto es encausar las avenidas de flujo de agua en su eje principal, para evitar que afecte los pilares el puente Reque, ya que si fallan, afectara nuestra economa ya que esta va une la libertad Lambayeque, muchos pueblos quedaran aislados con sus productos generando un gran desbalance en el sector economa,

Con el estudio se va a determinar las presencia de avenidas extraordinarias que afectan los mrgenes del rio Reque ya que estos se estn erosionando, para evitar se le colocara defensas rivereas a los mrgenes que no las prximas avenidas no destruyan las reas agrcolas, afectado la economa de las mas de 200 familias del pueblo de Reque, Al colocar las defensas rivereas proteger a los pobladores que estn expuesto al desborde y la inundacin del flujo de agua cuando se presenten grandes caudales en tiempos de lluvia

2.4. OBJETIVOS GENERALES Y ESPECFICOS

2.4.1. Objetivos generales: Estudiar y disear el encauzamiento y defensas ribereas en el rio Reque para evitar la socavacin.

2.4.2. Objetivos especficos:

Establecer mediante el encauzamiento el nuevo eje del cauce del rio Reque.

Establecer las defensas de proteccin adecuadas en las riberas de ambas mrgenes del rio evitando la erosin y destruccin de zonas agrcolas, mediante defensas con enrocado pesado en zonas definidas y en el puente Reque.

2.5. FORMULACIN DE LA HIPTESIS Un eficiente estudio y diseo ENCAUZAMIENTO Y DEFENSAS RIBEREAS EN EL RIO REQUE PARA EVITAR LA SOCAVACION, permitir que el Puente Reque no falle, y que nuestra economa no se vea afectada.

2.6. METODOLOGA

3.2METODOS.

Conlainformacinexistente,serealizvisitasdereconocimientopreliminaralazonaenestudio,paratenermayorconocimientoin-situ,delasituacinrealencuantoadaos,suelos,vegetacin,caractersticasdelcauceyubicacindetramoscrticos,esdecir,seutilizelmtododeobservacindirectacomoprimerpaso.

3.2.1AnlisisHidrolgico.

Dadoquelaplaneacinyeldiseoserefierenaeventosdelfuturo,cuyotiempodeocurrenciaomagnitudnopuedenpredecirserecurrindosealestudiodelaprobabilidadconlacualundeterminadocaudalovolumendeflujopuedeserigualadooexcedido.

Enlaseleccindelniveldeprobabilidadapropiadoparaundiseo,elriesgoqueseconsidera,dependedelascondicioneseconmicas.

LainformacinexistenteparadeterminaruncaudalmximodediseodelrioChancay,correspondealosregistrosdedescargasmximasanualesapartirdelao1914hastaelao2005considerndosecomodatossuficientesparaelpresenteestudio.

LosmtodosestadsticosconsideradosparadeterminarlamximaavenidaprobabledelrioChancayenlasinmediacionesdelcentropobladoRinconazoyPuenteSalturson:

1.LafuncintericadedistribucinbinomialdeGumbel.

2.LafuncintericaLogartmicaPearsonTipoIII.

3.2.1.1DescripcindelosMtodosEstadsticos.

Losmtodosutilizadosestimanlaavenidamximaquepuedentenerlosrosapartirdeunaseriededatosdecaudalesmximosconocidosenunperiododetiempo,queparanuestrocasoesde92aos(1914-2005),lograndoextrapolarlaserieconocidadedatosmedianteunacurvadefrecuenciaconlasdiferentesprobabilidades.

Lasexpresionesprobabilsticaspropuestasparaelanlisisdefrecuenciadeavenidasseexpresanenfuncindelosparmetrosestadsticosqueseindican:

A.ParmetrosEstadsticosaUtilizar.

1.MtododeGumbel.

ElmtododeGumbelseutilizaparapredecirmagnitudesmximasdevariableshidrolgicasasumiendoqueestosvalores

sonindependientesentresi.Ademsseconocequeestemtodoesadecuadocuandoseutilizacomodatoslasdescargasmximasanualesenunpuntodecontroldeunavertienteounrio.Elprocedimientoeselsiguiente:a)Setomanlasdescargasmximasenlasmismasunidadesdemedida(m3/s).b)CalcularlaMediaYylaDesviacinStandarddelasobservacionesS.donde:

Y=Y/NY:descargaanual(m3/s)N:Longitudderegistro(aos)S=(y-(y)/N)(N1)

c)DeterminardelaTablaN01lamediaesperadaYnyladesviacinStandardesperadaNenfuncindelnmerodeaosregistroN.d)Calcular1/=S/Ne)CalcularlamodaU=YYn(1/)f)LaecuacindeprediccindeGumbeles:Y=U+1/(W)DelaqueconocemosU,1/;Weslavariablereducida.g)Paraplotear,seleccionarvariosvaloresdeWcorrespondienteavariosperiodosderetornoT,calcularYyplotearYvsW.LosvaloresseleccionadosdelavariablereducidaWson:-5,0,0.5.1.1.5,2.02.MtododeLog.PearsonIII.

Estdadoporlafuncindedensidad:-ax-1F(x)=aexr

ylafuncindedistribucindadapor:

x-ax-1F(x)=aexdxro

Simplificandolafuncindensidadtenemos:-xaF(x)=Yoe(1+x/a)

=Constanteconocida,dadaapartirdeladerivadar(),conocidacomo:(x-1)a=Constante,calculadaapartirde:a=/X

Existenmtodosquesimplificantodoelprocedimientodeclculodeestosparmetros,porlacomplejidaddedesarrollarestasecuaciones;unamanerarpidaesutilizandounaformasimplificada(),yutilizandotablasespecialmenteelaboradas,puedeverseenlaTablaN02,lacualrelacionaelcoeficientedeasimetraconlaprobabilidadyperiododeretorno,entablndoselasiguienteecuacin:

X=X+S(K)LogY=LogY+logY(K)

Elprocedimientoparaladeterminacindedescargasmximases:a)Seprocedeadeterminarloslogaritmosdelasdescargas.b)Secalculalamedia(X=LogY)yladesviacinStandardS(logY)deloslogaritmosdelasdescargas.c)Sedeterminaelcoeficientedesesgo(g):

g=N(logY-LogY)(N-1)(N-2)(logY)

d)ConayudadelaTablaN02encontramoslosvaloresdeK(variablereducidaparacadaniveldeprobabilidaddeseadaotambinenfuncinalintervaloderecurrencia).e)Enlaecuacindeprediccin:

X=X+S(K)LogY=LogY+logY(K)

Tomandoantilogaritmosencontramoselvalordeladescarga.

3.2.1.2DeterminacindelRiesgoyelPeriododeRetorno.

Eldiseodeestructurasparaelcontroldeaguaincluyeladeterminacinderiesgos.UnaestructurapuedefallarsilamagnitudcorrespondientealperiododeretornodediseoTrseexcededurantelavidatildelaestructura.Esteriesgonaturaldefallasecalculamediantelasiguientefrmula:

1/nT=1/1(1-R)P=11/TnR=1(11/T)Sehaestablecidoquelasestructurasseproyectenparaunperiododeretornode50aos.

Donde:R:Riesgopermisiblequeelsucesoocurraencualquierperiodo.P:Probabilidaddequeuneventoocurraalmenosunavez.n:Vidatildelaestructura.Tr:Periododeretorno.

Paraunavidatildelaestructuraden=20aosyunperiododeretornode50aos,setiene:LaprobabilidadP=98%yelRiesgoR=33%

CUADRON04VALORESDEPERIODODERETORNOTASOCIADOALRIESGOR

RIESGO(R)

VidaUtildelaObra(n)enaos

1.001020501002000.01100995199049759950199000.1109519047595018990.33325501252505000.521529731452890.751.37.714.936.672.6144.80.991.02.74.911.422.243.9

Fuente:ElaboracinPropia.

Datosdelestudioqueseutilizanparadeterminarelperiododeretornode50aos,laprobabilidadde0.98ylasdescargasmximasparaunavidatildeobrade20aosyunriesgodefalladelaestructurade0.33.(CuadroN04).

3.2.1.3SeleccindelaFrecuenciadeDiseo.Elperiododeretorno(Tr)establecidoconelanlisisdefrecuenciasdescrito,indicasolamenteelintervalopromedioentreeventosdeigualomayormagnitudqueuneventodemagnituddadaolaprobabilidadPdequeeleventonoocurraencualquierao.

Enconsecuenciasisedeseaseleccionarunadescargadediseoqueprobablementenoocurradurantelavidadelasestructuras,esnecesarioutilizarunintervaloderetornomayorquelavidatilestimadadelaestructura.

SilaprobabilidaddenoocurrenciadeuneventoesP=(y)=P(Y2Moqueproducenelvolteo

B)FallaporAsentamiento.Paradeterminarlafallaporasentamientodelterreno,sehaconsideradocalcularlacapacidadportantedelterreno,lacualnodebesermenorquelasreaccionesdelsuelomedianteelMtododeTerzaghiconloscriteriosdefallalocalparasuelosfinoscompuestosporarcilla,arena,gravaylimosdebajacompresibilidad,considerandoadems,laestructuracomocimientocorrido.Losesfuerzosdelsueloseencontraranubicandolaposicindelaresultantedadoporlasiguientefrmula:

b=Mv-MhWCuandobtomavaloresqueseencuentranubicadosenelterciocentral(bL/2),dondeLeselanchodelabasedelaestructura;seutilizarnlassiguientesfrmulasparaelclculodelosesfuerzos:

e1=W(4L6b)L

e2=W(6b2L)L

Debiendocumplirsequee1.5Fuerzasqueproduceneldeslizamiento

F.D.=fFv>2Fh

Donde:Fh:Sumatoriadefuerzashorizontales(EmpujeActivo)3.2.6ImpactoAmbiental.Laejecucindelproyectonocausarningnimpactoambientalnegativo,alcontrariolostrabajosengeneralgarantizancomoprimerefectolaentregadeaguaderiego,porcuantoconlasmedidasdeencauzamientoyconstruccindedefensascondiqueslongitudinalespermitirdarproteccinalasestructurasdecaptacinyvasdecomunicacinChiclayo-SalturyCentroPobladoRinconazo.Conellosetratardegarantizarlasiembrayproteccindecultivosdecaadeazcar,asicomoloscultivosmenoresdelosusuariosagrcolasmanteniendosuniveldeingresoseconmicos.Asimismolasmedidasproyectadasaejecutar,tiendenaevitargravesdaosalpobladodeRinconazoyterrenosagrcolasadyacentesalrio,cuandoporefectosdedesbordesoriginadosporgrandesdescargasdelrioproducenerosinydestruccinydarmayorseguridadalaestructuravialquecomunicaChiclayoconSaltur,Pomalca,etc.yfinalmentelostrabajosproyectadosdarnmayortranquilidadalospobladoresdeRinconazo.Laejecucindelasmedidasdeencauzamientoparamejorarlacapacidaddeconduccinydefinirelverdaderocaucedelrioquesepresentamuysinuosoeirregulartiendeadarmayorseguridadalazonaderiberas,disminuyendolosriesgosdeerosineinundacindelaszonasaledaas.Eltrabajodeencauzamientoydescolmatacindelrioquecausarlaeliminacindearbustospequeossercompensadaconlasmedidasdemitigacinqueconsisteenreforestarlazonaconreasdevegetacincomosauce,carrizoycaabrava,quesecolocaparalelamentealejedelrioyeneltaluddeldiqueyenlaszonasdondeelrionotienecoberturavegetalquepermitirnestabilizarlostrabajosdeproteccinproyectados.Enresumen,lostrabajosarealizarnoproducirnimpactoambientalnegativo,perosiproducirnunimpactosocialpositivoporlasconsideracionesexpuestasdeproteccindeRinconazo.

CONCLUSIONESYRECOMENDACIONES

6.1CONCLUSIONES.

Delaapreciacindelestudiorealizadosehallegadoalassiguientesconclusiones:-Desdeelpuntodevistahidrolgico,elmtododeGumbelydePearsonIIIsonlosquemsseajustanalainformacinhidromtrica,habindoseobtenidouncaudalpromediodediseode600m3/s.LaubicacindelazonadelapoblacindelcentropobladodeRinconazoconrespectoalrio,esfavorableteniendoencuentaquesusuperficiedeterrenoseencuentraconunacotasuperioralacotaexistentedelasriberasdelriolacualesinferior,sinembargo,poreltipodesueloarcilloarenosoyporlaerosinexistentehastaellmitedelapoblacin,lahacemuyvulnerableteniendounaltoriesgodecolapsarencasodepresentarseunaavenidaextraordinaria.Lacapacidadadmisibledelterrenoencontradaesde1.77kg/cm2.Enloquecorrespondealascaractersticashidrulicasseobtuvounapendientedediseodelriouniformede1.95%o,queesunapendientesuaveypermitelaprobabilidaddequeelriovaredecursoensurecorridohacialamargenderechadondeseubicalazonadelcentropobladoyreasagrcolasconcultivosdecaadeazcar.Porestarazn,sehaoptadoladefensaribereademurolongitudinalconenchapadoderocaensutaludinterior.Elcaucedelrioenlazonadeestudioessinuosoysuanchoestcolmatadodesedimentos,gravasyvegetacinarbrea,porloquesehacenecesariosuatencindelimpieza,encauzamientoycolocacindedefensasribereas,teniendoencuentacomodiseounanchodecaucede60m.

-Eltipodedefensaseleccionado(murolongitudinalenrocado)sehaejecutadoteniendoencuentaelcriteriotcnicoeconmicoylaexperienciarecientededefensasribereasejecutadasporelPERPEC(ProgramadeEncauzamientodeRiosyProteccindeEstructurasdeCaptacin)delMinisteriodeAgriculturaquehandadobuenosresultadosreferenteaestructurasdeencauzamientoydefensasdemrgenesderio;paralocualsehaconsideradosuejecucinenlostramosconcurvasloscualessonpuntoscrticos.

-Elcaucedelrioenlazonaestudiadanohatenidomantenimientodeningntipodesdeelao1998hastalaactualidad,porloquedepresentarseunaavenidaextraordinariaseoriginaralaerosindelosbordosdelamargenderechadelriojuntoalcentropobladodeRinconazoconelconsiguientepeligroparasushabitantes.

-Elnmerodediquesconenrocadoconsideradosenelpresenteestudioesdecincodiquesconunalongitudtotalde954.09ml.,unaalturade4.00m.ylautilizacinderocadecanteradedimetro0.60a1.00m.

-ElcostototaldelaobraesdeS/.2048,811.58concostosdemanodeobra,maquinariaycombustiblealmesdenoviembredel2010.EltipodecambioalafechadeldlaresdeS/.2.80.6.2RECOMENDACIONES.

-Efectuarenelmscortoplazolaejecucindelpresenteestudioporlasconsideracionestcnicasexpuestasenlasconclusiones.

-Priorizarcomomedidaacortoplazoelencauzamientodelrioyconstruccindelosdiquesenrocadosenlazonacrtica,queconstituyeladefensadelcentropobladoRinconazo,lacualcorreelpeligrodecolapsaranteunanuevaavenidaextraordinaria.

-Fomentaryejecutarlalabordereforestacinenlascercanasdelasestructurasdedefensayaquellasmrgenesdesprovistasdevegetacin.

-Educaralcampesinoypobladordelazona,conlafinalidaddequeevitenlautilizacindelosterrenosadyacentesalariberadelrioparafinesagrcolasydecrianzadeganado.

-EstablecerquelaejecucindelpresenteestudioseefecteatravsdelGobiernoRegionalyelMinisteriodeAgriculturaenformaplanificadayoportunatratandodeevitarqueseansloencasodeemergencia.

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