ANEJO Nº 2: CÁLCULOS DRENAJE

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1 REF PROYECTO DE LAS ACTUACIONES A REALIZAR EN EL BARRIO DE ZARIMUTZ (ESKORIATZA) PARA COMPLETAR EL TRAMO: ARLABAN ESKORIATZA DE LA AUTOPISTA VITORIA/GASTEIZ - EIBAR ANEJO Nº 2: CÁLCULOS DRENAJE BIDEGI N-S3#MEMORIA 23

2 ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN OBJETO DRENAJE SUPERFICIAL ACTUACIÓN 3.1- DRENAJE DEL RELLENO ACTUACIÓN 4.4 DRENAJE DEL EMBOQUILLE DEL TÚNEL ZARIMUTZ ACTUACIÓN 4.6 SISTEMA DE DRENAJE EN EL CAMINO A LA LADERA DEL TÚNEL ZARIMUTZ ESTUDIO HIDRÓLOGICO. OBTENCIÓN DE CAUDALES DELIMITACIÓN DE LA CUENCA VERTIENTE OBTENCIÓN DE TIEMPO DE CONCENTRACIÓN CÁLCULO DE INTENSIDAD MEDIA DE PRECIPITACIÓN DETERMINACIÓN DE COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA, C DETERMINACIÓN DE CAUDALES DE CÁLCULO DIMENSIONAMIENTO HIDRÁULICO CUNETAS BAJANTES TABLA RESUMEN ELEMENTOS DE DRENAJE APÉNDICES APÉNDICE Nº 1. PLANOS DE CUENCAS VERTIENTES. APÉNDICE Nº 2. SALIDA DE RESULTADOS.

3 1. INTRODUCCIÓN OBJETO. El tramo Arlaban - Eskoriatza de la autopista AP1 Vitoria/Gasteiz - Eibar, se inicia en la base Sur del túnel de Arlaban y finaliza en el Municipio de Eskoriatza (Gipuzkoa). Las obras de ese tramo finalizaron en el año 2008 y fueron ejecutadas por la UTE FERROVIAL-AGROMAN-SOBRINO; en el Proyecto Constructivo se incluía la reposición de todos los caminos y carreteras locales afectados por las obras de la autopista. Una vez acabadas las obras, se detectaron actuaciones complementarias que no fueron ejecutadas o que no fueron rematadas correctamente. Con el fin de mejorar las actuaciones complementarias que no fueron finalizadas correctamente, se procede a definirlas y valorarlas para llevar a cabo su adecuada ejecución. Por lo tanto, el objeto de este apartado, es el dimensionamiento y la definición de los elementos de drenaje que se deben modificar o corregir para garantizar el correcto desagüe de las escorrentías interceptadas por las distintas actuaciones: DEPÓSITO DE SOBRANTES NÚMERO 3. Actuación 3.1 Drenaje del relleno. El depósito de sobrantes número 3 situado a 400 m al Norte del viaducto de Zarimutz (P.K ), se encuentra con problemas de estabilidad, obras de drenaje insuficientes y una restauración inacabada. Con el objeto de garantizar el correcto desagüe de la escorrentía interceptada por el Depósito de Sobrantes Nº3 de la autopista Vitoria/Gasteiz-Eibar. Tramo Arlaban-Eskoriatza Norte se definen obras de drenaje superficial para las escorrentías superficiales. BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 1

4 ACTUACIONES ZARIMUTZ. Actuación 4.4 Drenaje del emboquille del túnel Zarimutz. En el P.K , el talud sur del emboquille del túnel Zarimutz sufre problemas de erosión debido a que no se ejecutó la bajante definida en proyecto. Se requiere un nuevo esquema de drenaje para la recogida de las aguas del talud del emboquille y su correcta evacuación a pie del talud. Actuación 4.6 Sistema de drenaje en el camino a la salida del túnel Zarimutz. La obra de drenaje ejecutada no posee unas buenas características para un correcto comportamiento. Por lo que se realizará la reconstrucción de un nuevo sistema conformado por: una arqueta de conexión, dos tuberías de PVC de Ø 350 mm y una cuneta. BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 2

5 Las obras de drenaje a completar se corresponden a obras de drenaje superficial. El dimensionamiento hidráulico de las obras de drenaje se ha realizado teniendo en cuenta lo establecido en la Instrucción de Carreteras 5.2-IC, los criterios para la redacción y ejecución de Proyectos de rellenos de tierras de URA y los criterios para la redacción del Proyecto de Construcción de la Autopista Vitoria/Gasteiz-Eibar, tramo Arlaban-Eskoriatza Norte Denominación Periodo de retorno Obras de drenaje temporales para años rellenos de tierra. Elementos de drenaje superficial de la plataforma y márgenes años Intensidades medias. Elementos de drenaje superficial de la plataforma y márgenes años Obras de drenaje para rellenos de tierra años A continuación se definen los elementos de drenaje y los correspondientes cálculos hidráulicos. BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 3

6 1.2. DRENAJE SUPERFICIAL ACTUACIÓN 3.1- DRENAJE DEL RELLENO. El relleno se ubica en el barrio de Zarimutz (P.K ). Con objeto de captar el caudal de escorrentía circulante por las laderas y las regatas interceptadas, se dimensionan los elementos de drenaje superficial en el perímetro del depósito. El esquema de drenaje estará compuesto por un sistema de drenaje perimetral: ODL1, ODL2 y ODL3. No se han requerido bajantes escalonadas, ya que las aguas no han superado los 6 m/s en obras de hormigón Cuneta ODL 1. Con el objeto de que las aguas superficiales no penetren en el relleno por el perímetro suroeste del relleno se ejecutará una cuneta perimetral, tras atravesar un paso sobre la pista, recorre una distancia de 127,35 m para soltar las aguas en la ODL3. Se compone de dos tipos con sección trapezoidal de escollera hormigonada, con taludes 1,5H : 1V y una pendiente mínima del 1,8 % y una pendiente máxima del 34,5 % Cuneta ODL 2. Se desarrolla a lo largo de 262,91 m recoge las aguas del perímetro Noreste del relleno. ODL2 está compuesta por un tipo de cuneta con sección trapezoidal de escollera hormigonada, con taludes 1,5H : 1V y pendientes entre el 3,56 y el 32,79% Cuneta ODL 3. Recoge de las aguas de la ODL 1 y se compone de una sección trapezoidal de escollera hormigonada con taludes 1,5H : 1V, con pendientes del orden de 8,54 31,67 %. BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 4

7 ACTUACIÓN 4.4 DRENAJE DEL EMBOQUILLE DEL TÚNEL ZARIMUTZ. Con el objeto de evitar los problemas de erosión que causan las escorrentías por el talud del emboquille del túnel Zarimutz. Se ejecutará: - Cuneta : Cuneta tipo C1, se desarrolla desde la berma intermedia hasta su conexión con la cuneta tipo C3 a pie de el muro de escollera (Actuación 4.8.). Debido a la morfología del terreno la actuación está compuesta por dos tipos de obra: o Canal trapezoidal de escollera hormigonada. Con el objeto de no interrumpir la posibilidad de paso de vehículos agrícolas-ganaderos se instalará un paso salvacunetas (Ø = 300 mm). o Bajante escalonada en escollera hormigonada para salvar el fuerte desnivel del 80% de pendiente, hasta la cuneta tipo C3. - Cuneta : Consiste en la reparación de la antigua cuneta fracturada por el deslizamiento de la ladera. La cuneta tipo C2, conecta la tubería que desagua las aguas de la autopista con el pie de la escollera. La mejora de la obra consiste en un canal trapezoidal en escollera hormigonada. - Cuneta : Cuneta tipo C3 canal trapezoidal de hormigón, recoge todas las aguas del talud, por el borde del camino (antigua línea del ferrocarril) hasta la obra de drenaje transversal, tubería Ø 800 mm de hormigón existente ACTUACIÓN 4.6 SISTEMA DE DRENAJE EN EL CAMINO A LA LADERA DEL TÚNEL ZARIMUTZ. Se dará continuidad a la cuneta de la pista mediante caño de Ø 350 mm hasta la arqueta, para desviar las aguas hacia la vaguada mediante tubería de Ø 350 mm, la cual, evacuará sus aguas a la Cuneta 04.6 de sección triangular de hormigón que finalizará su recorrido en la vaguada natural. BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 5

8 2. ESTUDIO HIDRÓLOGICO. OBTENCIÓN DE CAUDALES. Para el Cálculo de los caudales de escorrentía se emplea el método hidrometeorológico, determinando los caudales según la instrucción 5.2-IC Drenaje, en su apartado 4. Hidrología. Así para la obtención del caudal que desagua una cuenca o superficie, se obtendrá mediante la siguiente fórmula: Siendo: I S C Q T K IT. Intensidad media de precipitación correspondiente al periodo de retorno considerado y a un intervalo correspondiente al tiempo de concentración. S. Superficie de la cuenca. C. Coeficiente de escorrentía (adimensional). Q. Caudal en m 3 /s. K. Coeficiente que depende de las unidades en que se expresen Q y A, y que incluye un aumento del 20% en Q para tener en cuenta el efecto de las puntas de la precipitación. Su valor esta dado por la tabla 2.1 de la instrucción. BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 6

9 2.1. DELIMITACIÓN DE LA CUENCA VERTIENTE. En el Apéndice I, que se adjunta a este anexo quedan reflejadas las cuencas correspondientes a las diferentes actuaciones. Se procede a la determinación de los parámetros físicos que servirán para la delimitación de los caudales en las cuencas. Superficie de la cuenca. Desnivel, por diferencia entre la cota máxima y mínima. Longitud de la cuenca con cauce definido. Pendiente, por cociente entre el desnivel y la longitud. Las características de las cuencas se indican en la siguiente tabla: ACTUACIÓN DENOMINACIÓN SUPERFICIE (Km 2 ) ODL1 ODL1 ODL2 ODL2 ODL3 CUNETA CUNETA LONGITUD (Km) DESNIVEL (m) PENDIENTE (m/m) 0,156 0, ,00 0,256 I I CUNETA RELLENO C-1 C-1 I 0,156 0, ,00 0,264 0,152 0,90 240,00 0,267 0,172 1,00 270,00 0,270 0,300 0,99 250,00 0,253 0,023 0,21 54,08 0,258 0,028 0,30 77,0 0,257 CUNETA C-2 CUNETA C-3 CUNETA C-3 I 0,010 0,27 72,00 0,270 0,028 0,30 77,0 0,257 0,039 0,34 79,00 0,234 CUNETA 04.6 CUNETA VAGUADA 0,015 0,24 35,00 0,146 BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 7

10 2.2. OBTENCIÓN DE TIEMPO DE CONCENTRACIÓN. Se obtendrá de acuerdo a la siguiente formula. T C L 0,30 J 0,25 0,76 Siendo: L. Longitud de recorrido, en Km. J. Pendiente media. TC. Tiempo de concentración, en horas. Para cada una de las cuencas consideradas, se obtiene el siguiente valor de tiempo de concentración: ACTUACIÓN DENOMINACIÓN TIEMPO DE CONCENTRACIÓN (h) ODL1 ODL1 ODL2 ODL2 ODL3 CUNETA I I CUNETA RELLENO C-1 0,33 0,35 0,36 0,38 0,39 0,12 0,16 CUNETA C-1 I CUNETA C-2 0,14 CUNETA CUNETA C-3 C-3 I 0,16 0,17 CUNETA 04.6 CUNETA VAGUADA 0,15 BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 8

11 2.3. CÁLCULO DE INTENSIDAD MEDIA DE PRECIPITACIÓN. La intensidad media I T se obtiene por medio de la siguiente fórmula: I T I D I I 1 D 0,1 3,52872,5287T Siendo: ID. Intensidad media diaria de precipitación, correspondiente al periodo de retorno considerado. Es igual a PD/24. PD. Precipitación total diaria correspondiente al periodo de retorno, que se tomara de los mapas contenidos en la publicación Isolíneas de precipitaciones máximas previsibles en un día de la Dirección General de Carreteras. I1. Intensidad horaria de precipitación correspondiente a dicho periodo de retorno. El valor de la razón I1/ID se toma de la figura 2.2. de la instrucción. T. Duración del intervalo al que se refiere I, que se toma el tiempo de concentración. Se sigue el proceso operativo descrito en la publicación Máximas lluvias diarias en la España Peninsular, indicado a continuación: Localización en los planos del punto geográfico. Estimación del coeficiente de variación Cv y el valor medio P de la máxima precipitación diaria anual. En el mapa se obtiene P = 60 y Cv = 0,38. BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 9

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13 Para cada uno de los valores de periodo de retorno T y con el valor de Cv, se obtiene el valor de amplificación KT, resultando un valor para las distintas actuaciones: ACTUACIÓN DENOMINACIÓN Cv T KT ODL1 ODL1 ODL2 ODL2 ODL3 CUNETA CUNETA I I CUNETA RELLENO C-1 C-1 I CUNETA C-2 CUNETA CUNETA CUNETA 04.6 C-3 C-3 I CUNETA VAGUADA 0, años 3,014 0, años 3,014 0, años 3,014 0, años 3,014 0, años 3,014 0,38 25 años 1,793 0,38 25 años 1,793 0,38 25 años 1,793 0,38 25 años 1,793 0,38 25 años 1,793 0,38 10 años 1,469 BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 11

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15 Se obtiene el valor medio de la precipitación diaria máxima, mediante el producto del factor de amplificación KV por el valor medio P de la máxima precipitación diaria anual, que resulta: ACTUACIÓN DENOMINACIÓN PD (mm / día) ODL1 180,84 180,84 ODL1 I 180,84 ODL2 180,84 ODL2 I CUNETA RELLENO 180,84 ODL3 107,58 CUNETA C-1 107,58 CUNETA C-1 I CUNETA C-2 107,58 107,58 CUNETA C-3 107,58 CUNETA C-3 I CUNETA 04.6 CUNETA VAGUADA 88,14 Evaluación de un coeficiente reductor por área. (ARF). Este factor corrige el hecho que la distribución de la precipitación no es uniforme geográficamente, esto es, no toda la cuenca contribuye con la misma precipitación. Se evalúa con la siguiente fórmula: Siendo: ARF 1 log(s) 15 S. Superficie de la cuenca, en Km 2. BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 13

16 Aplicando los valores de la superficie de cada una de las cuencas en la fórmula, se obtiene los siguientes valores para el coeficiente reductor de área. ACTUACIÓN DENOMINACIÓN COEF. REDUCTOR DE AREA ODL1 ODL1 ODL2 ODL2 ODL3 CUNETA CUNETA I I CUNETA RELLENO C-1 C-1 I 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 CUNETA C-2 1,00 CUNETA CUNETA C-3 C-3 I 1,00 1,00 CUNETA 04.6 CUNETA VAGUADA 1,00 BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 14

17 Aplicando este coeficiente a los valores de la precipitación diaria anteriormente obtenidos, resulta: ACTUACIÓN DENOMINACIÓN PRECIPITACIÓN DIARIA CORREGIDA ODL1 ODL1 ODL2 ODL2 ODL3 CUNETA CUNETA I I CUNETA RELLENO C-1 C-1 I CUNETA C-2 CUNETA CUNETA CUNETA 04.6 C-3 C-3 I 180,84 180,84 180,84 180,84 180,84 107,58 107,58 107,58 107,58 107,58 CUNETA VAGUADA 88,14 BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 15

18 Valor de la relación I 1 /I D. Entrando en la instrucción 5.2. IC, el valor de la razón I1/ID correspondiente a la zona estudiada es 9. BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 16

19 Valor de la intensidad media diaria de precipitación. Con lo cual para cada uno de los periodos de retorno, los valores de la intensidad media diaria de precipitación es el que se indica en la siguiente tabla: ACTUACIÓN DENOMINACIÓN INTENSIDAD MEDIA DIARIA ODL1 ODL1 ODL2 ODL2 ODL3 CUNETA CUNETA I I CUNETA RELLENO C-1 C-1 I 120,73 118,40 116,98 112,50 112,21 117,25 103,62 CUNETA C-2 108,38 CUNETA CUNETA C-3 C-3 I 103,62 98,66 CUNETA 04.6 CUNETA VAGUADA 87,36 BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 17

20 2.4. DETERMINACIÓN DE COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA, C. El coeficiente de escorrentía, C, se obtiene mediante la siguiente expresión: Siendo: C PD / PO 1 PD / PO ( P / P ) 11 2 D O 23 P D. Precipitación total diaria correspondiente ha dicho periodo de retorno. P O. Umbral de escorrentía. Umbral de escorrentía La estimación del umbral de escorrentía se ha realizado considerando la pendiente de cada cuenca, el aprovechamiento de su suelo y el tipo del mismo a este efecto, según las pautas establecidas en la Instrucción 5.2-IC de Drenaje Superficial y que se encuentran recogidas como los siguientes cuadros. De esta forma, y ponderando para cada cuenca, el umbral de escorrentía estimado en función de las características de los terrenos que ocupa y de la superficie de los mismos, se obtiene el umbral de escorrentía de cada una, que se muestra en el cuadro que se presenta a continuación. BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 18

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22 Para la zona de las obras se adopta un coeficiente corrector de valor 2 que refleja la variación regional de la humedad habitual en el suelo al comienzo de los aguaceros significativos. Como resultado final el umbral de escorrentía adoptado para la determinación del coeficiente de escorrentía C, resulta de multiplicar ambos parámetros y el resultado se muestra en el siguiente cuadro: BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 20

23 CUENCA USOS DEL SUELO (%) PENDIENTE GRUPO ESTIMACIÓN DE P 0, inicial (mm) P 0 (mm) ACT B Ch Cerin Rcp Rcd P Af Mf Rp Ri F DEL SUELO B Ch Cerin Rcp Rcd P Af Mf Rp Ri F Po,i F.Reg Po,f >3 C , >3 C > , TI >3 C TII > , >3 C Leyenda: B = Barbecho Ch = Cultivos en hilera Cerin = Cereales de Invierno Rcp = Rotación de cultivos pobres Rcd = Rotación de cultivos densos P = Praderas Af = Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal Mf = Masas forestales (bosques, monte bajo, etc) Rp = Rocas permeables Ri= Rocas impermeables F = Firmes granulares sin pavimento, adoquinados y pavimento bituminoso o de hormigón. Po,i = Media ponderada del umbral de escorrentía inicial F.Reg = Factor regional resultado de multiplicar 0,75 por el cociente corrector extraido del mapa de la figura 2.5 de la Instrucción 5.2.I.C. Po,f= Umbral de escorrentía final adoptado, resultado de multiplicar Po,i x F.Reg. BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 21

24 Con lo cual el valor del coeficiente de escorrentía para cada periodo de retorno y para cada una de las cuencas, es el que se indica en la siguiente tabla: ACTUACIÓN DENOMINACIÓN COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA ODL1 0,47 ODL1 I 0,47 ODL2 0,47 ODL2 I 0,47 CUNETA RELLENO ODL3 0,47 CUNETA C-1 0,26 CUNETA C-1 I 0,26 CUNETA C-2 0,29 CUNETA C-3 0,26 CUNETA C-3 I 0,29 CUNETA 04.6 CUNETA VAGUADA 0,20 BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 22

25 2.5. DETERMINACIÓN DE CAUDALES DE CÁLCULO. A los caudales obtenidos mediante el método hidrometeorológico, se les aplica un coeficiente de uniformidad, para tener en cuenta que la precipitación neta no es uniforme en el tiempo (a lo largo del tiempo de concentración de la cuenca) que se obtiene con la siguiente expresión: 1,25 tc K 1 1, 25 tc 14 Aplicando estos coeficientes de uniformidad a los valores anteriormente obtenidos, resultan los valores de caudal de cálculo que se indican en la siguiente tabla. ACTUACIÓN DENOMINACIÓN CAUDALES DE CÁLCULO (m 3 /s) ODL1 3,00 2,95 * = 3,00 ODL1 I 2,84 ODL2 3,09 ODL2 I CUNETA RELLENO 5,38 ODL3 0,24 CUNETA C-1 0,26 CUNETA C-1 I CUNETA C-2 0,10 0,26 CUNETA C-3 0,38 CUNETA C-3 I CUNETA 04.6 CUNETA VAGUADA 0,09 BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 23

26 3. DIMENSIONAMIENTO HIDRÁULICO CUNETAS. El dimensionamiento hidráulico de las obras de drenaje se ha realizado aplicando la fórmula de Manning, que tiene la siguiente expresión: Siendo: 1 Q ARH 2 / 3 I 1/ 2. Coeficiente de rugosidad de Manning. A. Área de la sección (en m 2 ). A RH RH. Radio hidráulico. P, donde P es el perímetro mojado. I Pendiente mínima, en tanto por uno. Los coeficientes de Manning adoptados son los siguientes: CONDUCTO COEFICIENTE DE MANNING ESCOLLERA HORMIGONADA 0,038 ESCOLLERA HORMIGONADA CON OBSTACULOS DE PERDIDA DE ENERGIA 0,045 CUNETAS DE HORMIGÓN 0,013 TUBERÍA HORMIGONADA 0,013 TUBERÍAS DE PVC 0,009 Además se comprobará que para el caudal máximo no supere la velocidad de 6 m/s en las obras de hormigón del relleno, actuación 3.1. En las obras de drenaje de la actuación 4.4 la velocidad máxima admisible será de 4,5 m/s (valor más conservador), dado que en el trazado de las cunetas (C-1) y (C-2) finalizan perpendicularmente con el camino de acceso a la zona, desaguando en la cuneta C , en el borde de la antigua línea del ferrocarril. BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 24

27 Se indica en la siguiente tabla las características principales de cálculo de las obras de drenaje diseñadas. ACTUACIÓN DENOMINACIÓN Q 5 (m 3 /s) Q 10 (m 3 /s) Q 25 (m 3 /s) Q 500 (m 3 /s) Pendiente (%) Anchura inferior (m) Taludes Profundidad (m) Anchura superior (m) Velocidad (m/s) ODL1 ODL1 ODL2 ODL2 ODL3 CUNETA CUNETA CUNETA CUNETA CUNETA PERIMETRAL CUNETA PERIMETRAL I CUNETA PERIMETRAL CUNETA PERIMETRAL I CUNETA RELLENO CUNETA TIPO C-1 CUNETA TIPO C-1 I C-2 CUNETA TIPO C ,00 1,8 0,038 1,00 1,50 0,73 3,18 1, ,00 32,3 0,038 1,00 1,50 0,35 2,03 5, ,84 4,0 0,038 1,00 1,50 0,47 2,40 3, ,09 9,8 0,038 1,00 1,50 0,35 2,45 3, ,38 8,5 0,038 1,00 1,50 0,66 2,98 4, ,24-2,5 0,038 0,25 1,50 0,29 1,12 1, ,26-13,5 0,038 0,25 1,50 0,20 0,86 2, ,10-21,6 0,038 1,30 1,00 0,10 1,50 2, ,26-1,0 0,038 0,50 1,50 0,31 1,43 0,86 BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 25

28 ACTUACIÓN DENOMINACIÓN Q 5 (m 3 /s) CUNETA CUNETA 04.6 CUNETA TIPO C-3 I CUNETA VAGUADA Q 10 (m 3 /s) Q 25 (m 3 /s) Q 500 (m 3 /s) Pendiente (%) Anchura inferior (m) Taludes Profundidad (m) Anchura superior (m) Velocidad (m/s) - - 0,38-4,6 0,038 0,50 1,50 0,26 1,27 1,66-0, ,0 0,013-1,50 0,12 0,35 2,94 BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 26

29 Las secciones reales de las obras de drenaje son las siguientes: ACTUACIÓN DENOMINACIÓN Anchura inferior (m) Taludes Profundidad (m) Anchura superior (m) ODL1 ODL1 ODL2 ODL3 CUNETA CUNETA TIPO I TIPO II TIPO I CUNETA RELLENO TIPO I C-1 C-2 1,00 1,50 0,95 3,84 1,00 1,50 0,41 2,23 1,00 1,50 0,50 2,49 1,00 1,50 0,95 3,84 0,25 1,50 0,30 1,15 1,30 1,00 0,30 1,90 CUNETA ,50 1,50 0,35 1,55 C-3 CUNETA 06.6 CUNETA VAGUADA - 1,50 0,15 0,45 BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 27

30 3.2. BAJANTES. Para el dimensionamiento de las bajantes se aplican las determinaciones recogidas en las normas B.A.T. de la Diputación Foral de Bizkaia, en su apartado Cuencos amortiguadores dentro de los anexos a la norma de hidrología y drenaje. Adaptaciones prácticas de los disipadores de energía experimentados por el U.S.B.R. mediante una sucesión de saltos verticales, se forma la bajante escalonada que se emplea para que una corriente de agua pueda superar, bajo control, un desnivel relevante. Se restringe la altura del salto de agua a 2,40 m, aunque intenta que su valor no supere los 1,80 m de cara a permitir la absorción de la caída por el lecho de hormigón. La ecuación principal que controla el salto es la siguiente: Siendo: hc L h 3 hc 0.7 h h h c hc. Altura crítica; para un canal rectangular su valor es el siguiente: 3 2 hc q / g, siendo q el caudal específico o por unidad de ancho del canal. h. Diferencia de cota entre las superficies horizontales de los escalones. L. Longitud de la superficie horizontal del escalón o cuenco. Para el dimensionamiento de la altura h correspondiente a la pestaña sobre la superficie horizontal se adopta el valor recomendado de hc/2. El procedimiento de cálculo es el siguiente: Determinación de la altura crítica en función del caudal y anchura inicialmente propuesta para la bajante. Resolución del sistema de las dos incógnitas L y h con la ejecución del salto y la que las relaciona con la geometría del talud 1/T. En el caso de que el valor del salto sea inaceptable, aumento del ancho de la bajante y nuevo cálculo. BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 28

31 Los parámetros de las bajantes así calculadas se indican en la siguiente tabla: ACTUACIÓN DENOMINACIÓN Q (m 3 /s) ANCHO (m) TALUD (1:V T:H) ALTURA CRITICA (m) LONGITUD DE SALTO (m) ALTURA DE SALTO (m) PROFUNDIDAD DE SALTO (m) RESGUARDO (m) BAJANTE BAJANTE B1 0,26 1,15 1,24 0,17 1,11 0,89 0,09 0,30 BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 29

32 4. TABLA RESUMEN ELEMENTOS DE DRENAJE. ACTUACIÓN DENOMINACIÓN CAUDAL (m 3 /s) MANNING PENDIENTE (%) TIPO Y DIMENSIONES DE SECCIÓN (m) ODL1 CUNETA PERIMETRAL TIPO I 3,00 0,038 1,8 6,3 H = 0,95; B SUP = 3,84; B INF = 1,00 Plano 04 ODL1 ODL2 ODL3 CUNETA PERIMETRAL TIPO II CUNETA PERIMETRAL TIPO I CUNETA RELLENO TIPO I 3,00 0,038 32,3-34,4 H = 0,41; B SUP = 2,23; B INF = 1,00 Plano 04 2,84-3,09 0,038 4,0-9,5 9,8-32,0 H = 0,50; B SUP = 2,49; B INF = 1,00 Plano 04 5,38 0,038 8,5-31,6 H = 0,95; B SUP = 3,84; B INF = 1,00 Plano 04 CUNETA C-1 0,24-0,26 0,038 2,5-14,1 H = 0,30; B SUP = 1,15; B INF = 0,25 Plano TUBO SALVACUNETAS 0,24 0,013 12,0 TUBO Ø 0,30 m Plano 11 BAJANTE BAJANTE B-1 0,26-0,8 A = 1,15; L y H variables según Plano 11 CUNETA C-2 0,10 0,038 21,6-43,2 H = 0,30; B SUP = 1,90; B INF = 1,30 Plano 11 CUNETA C-3 0,26-0,38 0,038 1,0-36,0 H = 0,35; B SUP = 1,55; B INF = 0,50 Plano TUBO TUBERÍA 0,43 0,013 2,0 TUBO Ø 0,8 m Plano 11 BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 30

33 ACTUACIÓN DENOMINACIÓN CAUDAL (m 3 /s) MANNING PENDIENTE (%) TIPO Y DIMENSIONES DE SECCIÓN (m) CUNETA 04.6 CUNETA VAGUADA 0,09 0,013 19,0-33,0 H = 0,15; B SUP = 0,45 Plano TUBO TUBERÍA 0,09 0,009 2,00 TUBO Ø 0,35 m Plano TUBO TUBERÍA 0,09 0,009 2,00 TUBO Ø 0,35 m Plano 12 BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE 31

34 APÉNDICES BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE

35 APÉNDICES Nº1 BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE

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39 APÉNDICES Nº2 BIDEGI N-S3#ANEJO Nº 2 CÁLCULOS DRENAJE

40 PROYECTO CODIGO ANEJO. ESTUDIO HIDROLÓGICO E HIDRÁULICO. AUTOR. OBJETO. OBTENCIÓN DE CAUDALES Y DIMENSIONAMIENTO HIDRÁULICO. FECHA. jul-13 OBTENCION DE CAUDALES POR METODO HIDROMETEOROLOGICO. ELEMENTO DE DRENAJE. SUPERFICIE. LONGITUD. DESNIVEL. PENDIENTE. TIEMPO DE CONCENTRACION. VALOR MEDIO DE P MAX DIARIA ANUAL. COEFICIENTE DE VARIACION. FACTOR DE AMPLIFICACION. P MAX DIARIA PARA TR. COEFICIENTE REDUCTOR DE AREA. P MAX DIARIA CORREGIDA. I1/ID INT. MEDIA DIARIA DE PRECIP. (TR) INTENSIDAD MEDIA DE PRECIP. (TR y TC) UMBRAL DE ESCORRENTIA. COEFICIENTE DE ESCORRENTIA. CAUDAL. COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD. CAUDAL CORREGIDO. S L H J T C P CV KV P ARF PD* I1/ID ID IT p0 C Q K Q* IDENT. DESCRIPCION. [ KM2 ] [ KM ] [ M ] [ --- ] [ H ] [ MM/D ] [ ---- ] [ ---- ] [ MM/D ] [ ---- ] [ MM/D ] [ ---- ] [ MM/H ] [ MM/H ] [ MM ] [ ---- ] [ M3/S ] [ ---- ] [ M3/S ] ODL1 TRAMO 1 0,156 0, ,00 0,256 0,33 60,00 0,38 3, ,84 1,00 180,84 9 7,54 120,73 33,00 0,47 2,95 1,02 3,00 ODL1 TRAMO 1I 0,156 0, ,00 0,264 0,35 60,00 0,38 3, ,84 1,00 180,84 9 7,54 118,40 33,00 0,47 2,89 1,02 2,95 * = 3,00 ODL2 TRAMO 1 0,152 0,90 240,00 0,267 0,36 60,00 0,38 3, ,84 1,00 180,84 9 7,54 116,98 33,00 0,47 2,78 1,02 2,84 ODL2 TRAMO 1I 0,172 1,00 270,00 0,270 0,38 60,00 0,38 3, ,84 1,00 180,84 9 7,54 112,50 33,00 0,47 3,03 1,02 3,09 ODL3 TRAMO 1 0,300 0,99 250,00 0,253 0,39 60,00 0,38 3, ,84 1,00 180,84 9 7,54 112,21 33,00 0,47 5,27 1,02 5,38 CUNETA C-1 TRAMO 1 0,023 0,21 54,08 0,258 0,12 60,00 0,38 1, ,58 1,00 107,58 9 4,48 117,25 36,00 0,26 0,24 1,00 0,24 CUNETA C-1 I 0,028 0,30 77,00 0,257 0,16 60,00 0,38 1, ,58 1,00 107,58 9 4,48 103,62 36,00 0,26 0,26 1,01 0,26 CUNETA C-2 0,010 0,27 72,00 0,270 0,14 60,00 0,38 1, ,58 1,00 107,58 9 4,48 108,38 33,00 0,29 0,10 1,01 0,10 CUNETA C-3 0,028 0,30 77,00 0,257 0,16 60,00 0,38 1, ,58 1,00 107,58 9 4,48 103,62 36,00 0,26 0,26 1,01 0,26 CUNETA C-3 I 0,039 0,34 79,00 0,234 0,17 60,00 0,38 1, ,58 1,00 107,58 9 4,48 98,66 33,00 0,29 0,37 1,01 0,38 CUNETA 04.6 CUNETA VAGUADA 0,015 0,24 35,00 0,146 0,15 60,00 0,38 1,469 88,14 1,00 88,14 9 3,67 87,36 36,00 0,20 0,09 1,01 0, #ANEJO 02_ZARIMUTZ-CAL_DREN-R03.xls 1/

41 PROYECTO CODIGO ANEJO. ESTUDIO HIDROLÓGICO E HIDRÁULICO. AUTOR. OBJETO. OBTENCIÓN DE CAUDALES Y DIMENSIONAMIENTO HIDRÁULICO. FECHA. jul-13 DIMENSIONAMIENTO HIDRÁULICO DE ELEMENTOS DE DRENAJE SUPERFICIAL. ELEMENTO DE DRENAJE. CUNETA TRAPECIAL. CUNETA TRIANGULAR. TUBO. Q I η IDENT. DESCRIPCION. B INF T IZ T DE HW B SUP V T IZ T DE HW B SUP V DIAM. HW V [ M3/S ] [ --- ] [ --- ] [ M ] [ --- ] [ --- ] [ M ] [ M ] [ M/S ] [ --- ] [ --- ] [ M ] [ M ] [ M/S ] [ M ] [ --- ] [ --- ] ODL1 TRAMO 1 3,00 0,018 0,038 1,00 1,50 1,50 0,73 3,18 1, ODL1 TRAMO 1 3,00 0,063 0,038 1,00 1,50 1,50 0,53 2,60 3, ODL1 TRAMO 1I 3,00 0,323 0,038 1,00 1,50 1,50 0,35 2,04 5, ODL1 TRAMO 1I 3,00 0,344 0,038 1,00 1,50 1,50 0,34 2,02 5, ODL2 TRAMO 1 2,84 0,095 0,038 1,00 1,50 1,50 0,47 2,40 3, ODL2 TRAMO 1 2,84 0,095 0,038 1,00 1,50 1,50 0,47 2,40 3, ODL2 TRAMO 1I 3,09 0,098 0,038 1,00 1,50 1,50 0,48 2,45 3, ODL2 TRAMO 1I 3,09 0,320 0,038 1,00 1,50 1,50 0,35 2,06 5, ODL3 TRAMO 1 5,38 0,085 0,038 1,00 1,50 1,50 0,66 2,98 4, ODL3 TRAMO 1 5,38 0,316 0,045 1,00 1,50 1,50 0,52 2,55 5, CUNETA C-1 TRAMO 1 0,24 0,025 0,038 0,25 1,50 1,50 0,29 1,12 1, CUNETA C-1 TRAMO 1 0,24 0,141 0,038 0,25 1,50 1,50 0,19 0,83 2, CUNETA C-1 I 0,26 0,135 0,038 0,25 1,50 1,50 0,20 0,86 2, CUNETA C-1 I 0,26 0,800 0,038 0,25 1,50 1,50 0,13 0,64 4, CUNETA C-2 0,10 0,216 0,038 1,30 1,00 1,00 0,10 1,50 2, CUNETA C-2 0,10 0,432 0,038 1,30 1,00 1,00 0,10 1,50 3, CUNETA C-3 0,26 0,010 0,038 0,50 1,50 1,50 0,31 1,43 0, CUNETA C-3 0,26 0,027 0,038 0,50 1,50 1,50 0,24 1,23 1, CUNETA C-3 I 0,38 0,046 0,038 0,50 1,50 1,50 0,26 1,27 1, CUNETA C-3 I 0,38 0,360 0,038 0,50 1,50 1,50 0,15 0,95 3, CUNETA 04.6 CUNETA VAGUADA 0,09 0,190 0, ,50 1,50 0,12 0,35 2, CUNETA 04.6 CUNETA VAGUADA 0,09 0,330 0, ,50 1,50 0,10 0,31 3, DIMENSIONAMIENTO DE BAJANTE ESCALONADA. IDENT. BAJANTE. CAUDAL TOTAL. ANCHURA. CAUDAL POR UD. LONGITUD. TALUD. ( 1:V T:H) ALTURA CRITICA. LONGITUD DE SALTO. ALTURA DE SALTO. PROF. DE SALTO. RESGUARDO. ALTURA CRITICA Y ALTURA. LONGITUD DE CUENCO. PENDIENTE. CONDICIÓN. Q B q T HC L+0.30 H H` RESG. HC+H L (Cuenco) PENDIENTE) hc < h +0,6 hc CUENCA DESCRIPCION. [ M3/S/M ] [ M ] [ M3/S/M ] [ --- ] [ M ] [ M ] [ M ] [ M ] [ M ] [ M ] [ M ] [ % ] BAJANTE BAJANTE B1 0,26 1,15 0,22 1,24 0,17 1,11 0,89 0,09 0,30 1,06 0,81 80,43 CUMPLE #ANEJO 02_ZARIMUTZ-CAL_DREN-R03.xls 2/

42 PROYECTO CODIGO ANEJO. ESTUDIO HIDROLÓGICO E HIDRÁULICO. AUTOR. OBJETO. FECHA. ago-13 TUBO SECCIÓN CIRCULAR CAUDAL DESAGUADO POR TUBO CIRCULAR PARA ALTURA DADA. DIAMETRO. = 0,30 [ M ] PENDIENTE LONGITUDINAL. I = 0,12 [ M/M ] COEFICIENTE DE MANNING. N = 0,013 [ ] ALTURA DE LAMINA DE AGUA. HW = 0,188 [ M ] 63% SUPERFICIE MOJADA. SM = 0,047 [ M2 ] PERIMETRO MOJADO. PM = 0,548 [ M ] VELOCIDAD. V = 5,15 [ M/S ] CAUDAL. Q = 0,24 [ M3/S ] Nº DE FROUDE. F = 4,11 [ ] REGIMEN RAPIDO OBTENCION DE LÁMINA DE AGUA PARA CAUDAL A DESAGUAR Y SECCION DADA. CAUDAL A DESAGUAR. Q = 0,24 [ M3/S ] DIAMETRO. = 0,30 [ M ] PENDIENTE LONGITUDINAL. I = 0,12 [ M/M ] COEFICIENTE DE MANNING. N = 0,013 [ ] ALTURA DE LAMINA DE AGUA. HW = 0,188 [ M ] 63% SUPERFICIE MOJADA. SM = 0,047 [ M2 ] PERIMETRO MOJADO. PM = 0,548 [ M ] VELOCIDAD. V = 5,154 [ M/S ] CAUDAL. Q = 0,240 [ M3/S ] Nº DE FROUDE. F = 4,106 [ ] REGIMEN RAPIDO FICHERO #ANEJO 02_ZARIMUTZ-CAL_DREN-R03.xls HOJA. HIDRAULICA-T.CIRCULAR /1

43 PROYECTO CODIGO ANEJO. ESTUDIO HIDROLÓGICO E HIDRÁULICO. AUTOR. OBJETO. FECHA. jul-13 TUBO SECCIÓN CIRCULAR CAUDAL DESAGUADO POR TUBO CIRCULAR PARA ALTURA DADA. DIAMETRO. = 0,80 [ M ] PENDIENTE LONGITUDINAL. I = 0,02 [ M/M ] COEFICIENTE DE MANNING. N = 0,013 [ ] ALTURA DE LAMINA DE AGUA. HW = 0,245 [ M ] 31% SUPERFICIE MOJADA. SM = 0,131 [ M2 ] PERIMETRO MOJADO. PM = 0,938 [ M ] VELOCIDAD. V = 2,92 [ M/S ] CAUDAL. Q = 0,38 [ M3/S ] Nº DE FROUDE. F = 2,22 [ ] REGIMEN RAPIDO OBTENCION DE LÁMINA DE AGUA PARA CAUDAL A DESAGUAR Y SECCION DADA. CAUDAL A DESAGUAR. Q = 0,38 [ M3/S ] DIAMETRO. = 0,80 [ M ] PENDIENTE LONGITUDINAL. I = 0,02 [ M/M ] COEFICIENTE DE MANNING. N = 0,013 [ ] ALTURA DE LAMINA DE AGUA. HW = 0,245 [ M ] 31% SUPERFICIE MOJADA. SM = 0,130 [ M2 ] PERIMETRO MOJADO. PM = 0,938 [ M ] VELOCIDAD. V = 2,919 [ M/S ] CAUDAL. Q = 0,381 [ M3/S ] Nº DE FROUDE. F = 2,216 [ ] REGIMEN RAPIDO FICHERO #ANEJO 02_ZARIMUTZ-CAL_DREN-R03.xls HOJA. HIDRAULICA-T.CIRCULAR /1

44 PROYECTO CODIGO ANEJO. ESTUDIO HIDROLÓGICO E HIDRÁULICO. AUTOR. OBJETO. FECHA. jul-13 TUBO SECCIÓN CIRCULAR CAUDAL DESAGUADO POR TUBO CIRCULAR PARA ALTURA DADA. DIAMETRO. = 0,35 [ M ] PENDIENTE LONGITUDINAL. I = 0,02 [ M/M ] COEFICIENTE DE MANNING. N = 0,009 [ ] ALTURA DE LAMINA DE AGUA. HW = 0,140 [ M ] 40% SUPERFICIE MOJADA. SM = 0,036 [ M2 ] PERIMETRO MOJADO. PM = 0,479 [ M ] VELOCIDAD. V = 2,79 [ M/S ] CAUDAL. Q = 0,10 [ M3/S ] Nº DE FROUDE. F = 2,76 [ ] REGIMEN RAPIDO OBTENCION DE LÁMINA DE AGUA PARA CAUDAL A DESAGUAR Y SECCION DADA. CAUDAL A DESAGUAR. Q = 0,10 [ M3/S ] DIAMETRO. = 0,35 [ M ] PENDIENTE LONGITUDINAL. I = 0,02 [ M/M ] COEFICIENTE DE MANNING. N = 0,009 [ ] ALTURA DE LAMINA DE AGUA. HW = 0,140 [ M ] 40% SUPERFICIE MOJADA. SM = 0,036 [ M2 ] PERIMETRO MOJADO. PM = 0,479 [ M ] VELOCIDAD. V = 2,792 [ M/S ] CAUDAL. Q = 0,100 [ M3/S ] Nº DE FROUDE. F = 2,756 [ ] REGIMEN RAPIDO FICHERO #ANEJO 02_ZARIMUTZ-CAL_DREN-R03.xls HOJA. HIDRAULICA-T.CIRCULAR /1