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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.
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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:
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Coeficict¡tcs dt tscorrentia p¡ra ser usados fn cl mótodo racional'
Per¡odú de retorlo (años)
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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.!{'
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0.-il u.li{' 0-{9
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P.rdicn¡e. suPedor :r 7¡3
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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'
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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
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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
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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
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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.
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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
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