Revisión y Actualización del Plan Maestro de drenaje para la Ciudad de La Paz

Transcripción

1 Revisión y Actualización del Plan Maestro de drenaje para la Ciudad de La Paz

2 ESTUDIO HIDROLÓGICO -DETERMINAR CAUDALES DE CRECIDA, QUE PERMITIRÁN POSTERIORMENTE LA VERIFICACIÓN DE LA CAPACIDAD OBJETIVO HIDRÁULICA DE LAS ESTRUCTURAS EXISTENTES, TALES COMO EMBOVEDADOS Y CANALES ABIERTOS, CORRESPONDIENTES AL SISTEMA PRIMARIO Y SECUNDARIO DE DRENAJE DE LA CIUDAD DE LA PAZ.

3 Caudal (m3/s) RED HÍDRICA MAPA DE VEGETACIÓN MAPA DE SUELOS MAPA DE COMPLEJOS HIDROLÓGICOS PRECIPITACIÓN HIDROGRAMA Tiempo (min)

4 ALCANCE DEL ESTUDIO: RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA DEL RÍO LA PAZ HÍDRICA CLIMÁTICA ANÁLISIS DE INFORMACIÓN HIDROMÉTRICA TRATAMIENTO DE INFORMACIÓN DE PRECIPITACIÓN DETERMINACIÓN DE CAUDALES DE CRECIDA DET. DE CARACTERÍSTICAS MORFOMÉTRICAS DETERMINACIÓN DE NÚMEROS DE CURVA APLICACIÓN DEL MODELO HEC-HMS CÁLCULO DE CAUDALES EN LA CUENCA Y SUBCUENCAS CÁLCULO DE CAUDALES EN MICROCUENCAS ANÁLISIS DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS CONCLUSIONES

5 ALTITUD (msnm) CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA DEL RIO LA PAZ CHOQUEYAPU (c) ORKOJAHUIRA (o) A. CARACTERIZACIÓN HÍDRICA La cuenca tiene una forma oval redonda, con una pendiente media típica de un terreno accidentado a accidentado medio, características a través de las cuales se infiere que la respuesta de la cuenca a las precipitaciones es de rápida a media. (u) Los perfiles muestran flujo torrentoso en las nacientes, y la tendencia a deposición de material de arrastre en la parte baja. IRPAVI (i) CURVA HIPSOMÉTRICA: CUENCA DEL RÍO LA PAZ ACHUMANI (a) PORCENTAJE DE ÁREA POR ENCIMA DE LA ELEVACIÓN INDICADA (%) HUAYÑAJAHUIRA(h)

6 PRECIPITACIÓN MENSUAL (m PRECIPITACIONES EN LA CUENCA DEL RÍO LA PAZ Bosquecillo Aeropuerto A Achocalla B C D Aranjuez Rio La Paz E Variabilidad de las precipitaciones en función a la topografía: Estaciones ubicadas en puntos cercanos a la cordillera registran una precipitación anual más alta que otras ubicadas a cotas inferiores. Precipitaciones anuales: alrededor de los 500 y 600 mm (A) (B) (C) (D) (E) Cuenca del Río Choqueyapu Cuenca del Río Orkho Jahuira Cuenca del Río Irpavi Cuenca del Río Achumani Cuenca del Río Lakha Khollu Precipitaciones mensuales: tienen carácter estacional. PRECIPITACIÓN MENSUAL: CUENCA DEL RÍO LA PAZ Eventos de baja intensidad: Las masas de aire que ingresan por la abertura Choqueyapu-Orkojahuira (A-B) y la abertura Irpavi-Achumani-Huayñajahuira (C-D-E), producen precipitaciones independientes, raras veces simultáneas Eventos extremos: Son generalmente de origen convectivo, se caracterizan por su corta duración y elevada intensidad ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC MES SAN CALIXTO ACHACHICALA VINO TINTO CHUQUIAGUILLO VILLA COPACABANA PALCOM A M ILLIPUNKU OVEJUYO

7 B. ANÁLISIS DE PRECIPITACIONES INFORMACIÓN METEOROLÓGICA DISPONIBLE ESTACIONES: ACHACHICALA ACHOCALLA ACHUMANI ALTO ACHACHICALA MAGISTERIO CHUQUIAGUILLO EL ALTO LAIKACOTA PUENTE NEGRO SAN CALIXTO SENAMHI VILLA ADELA VILLA COPACABANA PASANKERI VINO TINTO PALCOMA MILLIPUNKU OVEJUYO

8 C. DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS MORFOMÉTRICOS BASE: CARTOGRAFÍA DIGITALIZADA A ESCALA 1:50,000 DEFINICIÓN DE LA CUENCA Y 70 SUBCUENCAS (Red primaria y secundaria hasta Aranjuez) DEFINICIÓN DE PARÁMETROS MORFOMÉTRICOS: - Area - Longitud del curso más largo - Longitud de canales de traslado - Altura máxima y altura mínima - Pendiente del curso - Tiempo de concentración DEFINICIÓN DE 228 MICROCUENCAS EN EL ÁREA URBANA (Superficie de aporte)

9 E. CÁLCULO DE CAUDALES DE DISEÑO E.1 CÁLCULO DE CAUDALES EN LA CUENCA Y SUS SUBCUENCAS OBJETIVO DETERMINAR CAUDALES DE CRECIDA EN LAS 70 SUBCUENCAS CONSIDERADAS Y 42 PUNTOS DE CONTROL DEFINIDOS A TRAVÉS DEL MODELO HEC-HMS 1. CALCULA HIDROGRAMAS EN TODAS LAS SUBCUENCAS MODELO HEC-HMS 2. TRASLADA HIDROGRAMAS DE UN PUNTO DE CONTROL A OTRO 3. SUMA HIDROGRAMAS EN PUNTOS DE CONTROL, DE ACUERDO A LA ESTRUCTURA DE LA CUENCA

10 ESTRUCTURA DEL MODELO HEC-HMS S PARA LA CUENCA DEL RÍO LA PAZ

11 MODELO DE SIMULACIÓN DE CRECIDAS HEC-HMS (ALGUNOS RESULTADOS) HIDROGRAMA DEL RÍO ACHACHICALA AL INGRESO A LA ZONA URBANA (res) HIDROGRAMA A LA SALIDA DEL EMBALSE INCACHACA HIDROGRAMA DEL RÍO IRPAVI AL INGRESO DE LA ZONA URBANA HIDROGRAMA EN EL PUNTO DE CONFLUENCIA DE LOS RÍOS IRPAVI Y ACHUMANI HIDROGRAMA DEL RÍO LA PAZ EN ARANJUEZ

12 RESULTADOS MÁS IMPORTANTES (s) (SUBCUENCAS DEL RÍO LA PAZ): CAUDALES (m3/s) CÓDIGO DESCRIPCIÓN Q10 Q25 Q50 Q100 C10 Choqueyapu / Río Apumalla C12 Choqueyapu / Río Carahuinchinca C14 Choqueyapu / Río San Pedro C16 Choqueyapu / Río Zoqueri C18 Choqueyapu / Río Cotahuma CP11-CP12+C19 Choqueyapu / Río Choqueyapu antes de confluir con el río Orkojahuira C24 Orkojahuira / Río Minasa C28 Orkojahuira / Río Chapuma CP19+CP12+C31 Orkojahuira / Río Orkojahuira antes de confluir con el río Choqueyapu CP12 Choqueyapu / Confluencia ríos Choqueyapu y Orkojahuira C33 Choqueyapu / Río Herrerías C36 Choqueyapu / Río Aguarani C37 Choqueyapu / Río.Collpajahuira CP31-CP32+C52 Irpavi / Río Irpavi antes de confluir con el río Achumani CP34 Achumani / Confluencia de los ríos Kellumani y Huayllani CP38-CP37+C61 Achumani / Río Jillusaya (antes puente de Achumani c12) CP37 Achumani / Confluencia de los ríos Achumani y Jillusaya CP39-CP32+C64 Achumani / Río Achumani antes de confluir con el río Irpavi CP32 Irpavi / Confluencia de los ríos Irpavi y Achumani CP32-CP23+C65 Irpavi / Río Irpavi antes de confluir con el río Choqueyapu CP23 La Paz / Confluencia de los ríos Choqueyapu e Irpavi (Puente del Encuentro) CP41-CP40+C68 Huayñajahuira / Río Huayñajahuira antes de confluir con el río La Paz CP42 La Paz / Río La Paz en el punto de control de Aranjuez

13 E.2 CAUDALES DE DISEÑO EN MICROCUENCAS: Se determinaron caudales en 228 microcuencas, coincidentes con el inicio de canalizaciones, confluencias y puntos importantes, a través de ponderaciones de áreas, en función a los caudales definidos en cada subcuenca con el modelo HEC-HMS.

14 RESULTADOS MÁS IMPORTANTES OBTENIDOS EN LAS MICROCUENCAS DEL ÁREA URBANA: CAUDALES (m3/s) CÓDIGO DESCRIPCIÓN Q10 Q25 Q50 Q A Choqueyapu / Río Jacha Choqueyapu / Río Calle Choqueyapu / Río Matadero A Choqueyapu / Río Zarzuela Choqueyapu / Río 7 Enanos Choqueyapu / Río Viscachani Choqueyapu / Río Humahuaca Choqueyapu / Río Utapulpera (Afluente río Apumalla) Choqueyapu / Río Chaqueri (Afluente río Carahuinchinca) Choqueyapu / Río Jancocollo (Afluente río San Pedro) Orkojahuira / Río Rosasani (Afluente río Fábrica de Fósforo Orkojahuira / Río Guitarrani Huayñajahuira / Río Auquisamaña

15 CONCLUSIONES La información meteorológica en las partes altas de la cuenca es insuficiente; se requiere ampliar a la brevedad la red hidrometeorológica existente. El análisis de precipitaciones muestra el predominio de tormentas de corta duración y alta intensidad. Con relación a los parámetros que condicionan el escurrimiento, uno de los más sensibles es el CN, que sumado a tiempos de concentración reducidos por la topografía de la cuenca y el tipo de precipitaciones que se producen, provocan crecidas con picos altos aunque de poca duración.

16 CONCLUSIONES En la parte alta de las cuencas (zona rural), la vegetación característica retiene en cierto grado el agua precipitada; los ríos Orkojahuira e Irpavi se encuentran regulados por embalses. En el área urbana la retención es mínima, principalmente en las laderas Oeste y Este de las subcuencas de los ríos Choqueyapu y Orkojahuira, debido a que en gran parte se hallan urbanizadas desde sus cabeceras, por lo que dichas superficies son prácticamente impermeables, asimismo presentan pendientes escarpadas, provocando que la respuesta a las precipitaciones sea rápida.

17 CONCLUSIONES Respecto a la sedimentología de la cuenca, el problema se presenta principalmente en las cuencas de la zona Sur donde existe gran producción de material y poca capacidad de arrastre de los cauces, en este caso es manifiesta la necesidad de implementar programas de control y manejo de la cuenca.

18 Revisión y Actualización del Plan Maestro de drenaje para la Ciudad de La Paz

19 PLAN MAESTRO DE DRENAJE PLUVIAL PARA LA CIUDAD DE LA PAZ INTRODUCCION Objetivo Planteamiento Red Seleccionada METODOLOGIA CRITERIOS DE DISEÑO Coeficientes de pérdida de energía Consideraciones para velocidad y tirante Esquema del Modelo RESULTADOS Resultados por Cuencas Fotografías Conclusiones

20 Planteamiento Objetivo Estudio del comportamiento hidráulico de la red de drenaje pluvial de la Ciudad de La Paz para condiciones de flujo persistente y de flujo de diseño (crecidas). Programa HEC RAS (Mayo 2005) (USACE) Armado de un plan de simulación Análisis de resultados y posterior presentación Condiciones: - Flujo Persistente (Q 10 ) - Flujo de Diseño (Q 25 y Q 50 ) - Régimen de flujo mixto - Flujo permanente

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22 Cursos embovedados Cursos canalizados Cursos libres

23 Información Geométrica Administración y Almacenamiento Análisis Hidráulico Reporte: Tablas y Gráficos Evaluación

24 Choqueyapu

25 Orkojahuira

26 Zona Sur

27 Velocidades elevadas

28 Conclusiones Cuenca Choqueyapu Velocidades max. (Q persistente ) = [m/s] Velocidades prom. (Q persistente ) = 5 9 [m/s] Rio Choqueyapu: Incapacidad hidráulica en algunos sitios Cursos Secundarios: En general: capacidad hidráulica suficiente Tramos cortos con caídas elevadas: h < 2.0 m = 40 % h [2 m 2.5 m] = 40 % h > 2.5 m = 20 % Cuenca Orkojahuira Velocidades máx. (Q persistente ) = 12 [m/s] Velocidades prom. (Q persistente ) = [m/s] Rio Orkojahuira: Capacidad hidráulica suficiente Cursos Secundarios: Capacidad hidráulica suficiente

29 Conclusiones Cuencas Zona Sur Las cuencas son similares hidráulicamente Cuencas semi-urbanas, gran cantidad de sedimentos Cuencas Irpavi y Huayñajahuira - Velocidades máx. (Q persistente ) = 7 [m/s] - Velocidades prom. (Q persistente ) = [m/s] - Insuficiencia hidráulica en algunos tramos Cuenca Achumani - Velocidades máx. (Q persistente ) = 7 [m/s] - Velocidades prom. (Q persistente ) = [m/s] - Insuficiencia hidráulica entre Col. Franco-Bol / Col Mil - Parte media: acumulación sedimentos: => se recomienda estudio mediante modelo físico - Formación Ondas Pulsantes Todas las Cuencas: predomina flujo supercrítico.

30 Fin