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UNIVERSIDAD NACIONAL“PEDRO RUIZ GALLO”

FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA

T E S I S

PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE:

INGENIERO AGRICOLA

ESTUDIO DE ENCAUZAMIENTO Y DEFENSAS

RIBEREÑAS EN EL RIO CHANCAY-LAMBAYEQUE

SECTOR CENTRO POBLADO “RINCONAZO”

TUMAN

PRESENTADO POR:

BACH. BUSTAMANTE HERNANDEZ, Juan Manuel.

LAMBAYEQUE – PERU


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I N D I C E

CAPITULO I: GENERALIDADES. PAG.

1.1 Introducción …………………………………………………………….. 01

1.2 Antecedentes …………………………………………………………….. 01

1.3 Importancia del Proyecto ………………………………………………… 03

1.4 Justificación del Proyecto ………………………………………………… 04

1.5 Objetivos ………………………………………………………………..... 04

CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA.

2.1 Bibliografía General ……………………………………………………… 05

2.1.1 Referente a medidas de Encauzamiento y Defensas ……………… 05

2.1.1.1 Medidas de Mejoramiento de Cauces ……………………… 05

2.1.1.2 Obras de Protección contra Inundaciones…………………. 06

2.1.1.3 Obras de Defensa en Márgenes de los Rios ………………... 07

2.1.2 Referente a Tipos de Defensa ……………………………………… 10

2.1.2.1 Defensas Rústicas ………………………………………….. 10

2.1.2.2 Defensas Planificadas ……………………………………… 11

2,1.2.3 Sistemas de Defensas con Gaviones ……………………….. 12

2.2 Bibliografía Especifica …………………………………………………… 13

CAPITULO III: MATERIALES Y METODOS.

3.1 MATERIALES.

3.1.1 Descripción de la Zona en Estudio ………………………………… 19

3.1.1.1 Ubicación del Proyecto ……………………………………. 19


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3.1.1.2 Uso Actual de la Tierra.……………………………………. 20

3.1.1.3 Características del Cauce del Rio….………………………. 22

3.1.1.4 Vias de Acceso……………………..……………………… 24

3.1.2 Descripción de la Cuenca del Rio Chancay………………………… 24

3.1.2.1 Hidrografía………………………………………………… 24

3.1.2.2 Hidrometría………………………………………………... 25

3.1.2.3 Sedimentación……………………………………………... 29

3.1.2.4 Meteorología………………………………………………. 30

3.1.2.5 Ecología……………………………………………………. 32

3.1.2.6 Geología…………………………………………………… 33

3.1.3 Cantera a Explotar…………………………………………………... 34

3.1.4 Documentación Existente Utilizada……………………………….. 35

3.2. METODOS.

3.2.1 Análisis Hidrológico……………………………………………….. 35

3.2.1.1 Descripción de los Métodos Estadísticos………………… 36

3.2.1.2 Determinación del Riesgo y Periodo de Retorno………… 39

3.2.1.3 Selección de la Frecuencia de Diseño……………………. 41

3.2.1.4 Determinación del Caudal de Diseño……………………. 41

3.2.2 Análisis Topográfico……………………………………………….. 44

3.2.2.1 Reconocimiento Preliminar de la Zona…………………... 44

3.2.2.2 Planimetría……………………………………………….. 44

3.2.2.3 Altimetría………………………………………………… 44

3.2.2.4 Perfiles del Tramo en Estudio…………………………… 45

3.2.3 Análisis de Mecánica de Suelos…………………………………… 45


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3.2.3.1 Análisis Granulométrico…………………………………. 47

3.2.3.2 Ensayos de Plasticidad: Limites de Atterberg…………… 47

3.2.3.3 Clasificación de Suelos SUCS…………………………… 49

3.2.3.4 Ensayos de Corte Directo……………………………….. 53

3.2.3.5 Capacidad Portante del Suelo…………………………… 53

3.2.4 Análisis Hidráulico de Encauzamiento…………………………… 56

3.2.4.1 Condiciones de Encauzamiento…………………………. 56

3.2.4.2 Características Estables del Cauce………………………. 59

3.2.5 Descripción de Alternativas de Medidas de Protección en Obra de

Encauzamiento y Defensa Ribereña…………………………….... 60

3.2.5.1 Obras de Encauzamiento y Defensa Ribereña………….. 61

3.2.5.2 Gaviones en Obras de Defensa Ribereña………………... 71

3.2.5.3 Análisis y Selección de Alternativas…………………….. 74

3.2.5.4 Análisis de Estabilidad del Dique……………………….. 75

3.2.6 Impacto Ambiental..………………………………………………. 79

CAPITULO IV: RESULTADOS.

4.1 Cálculos Hidrológicos…………………………………………………… 80

4.1.1 Cálculo de las Máximas Descargas del Rio Chancay con Funciones

Teóricas…………………………………………………………… 80

4.1.1.1 Cálculo de los Parámetros Estadísticos…………………… 80

4.1.1.2 Cálculo de la Máxima Avenida - Método Gumbel-Tipo I.. 83

4.1.1.3 Selección de la Frecuencia de Diseño…………………….. 86

4.1.1.4 Cálculo de la Máxima Avenida – Método Logaritmo

Pearson Tipo III………………………………………….. 86


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4.1.2 Resultados obtenidos mediante el análisis de las funciones teóricas

Gumbel Tipo I y Logaritmo Pearson Tipo III…………………….. 94

4.1.3 Cálculo de las Descargas Máximas de Diseño……………………. 94

4.1.4 Selección de la Descarga de Diseño y Frecuencia de Diseño.……. 96

4.2 Cálculo Topográfico………………………………………………………. 98

4.2.1 Levantamiento Planimétrico………………………………………. 98

4.2.2 Levantamiento Altimétrico……………………………………….. 98

4.2.3 Perfil Longitudinal……………………………………………….. 99

4.2.4 Secciones Transversales…………………………………………... 99

4.3 Cálculo de Mecánica de Suelos………………………………………….. 100

4.4 Cálculo Hidráulico de Encauzamiento…………………………………… 104

4.4.1 Condiciones de Encauzamiento…………………………………. 104

4.4.1.1 Coeficiente de Rugosidad……………………………….. 104

4.4.1.2 Talud…………………………………………………….. 106

4.4.1.3 Pendiente Hidráulica…………………………………….. 106

4.4.1.4 Ancho o Sección Estable del Cauce…………………….. 107

4.4.1.5 Tirante Hidraulico………………………………………… 109

4.4.1.6 Borde Libre ………………………………………………. 109

4.4.1.7 Fuerza Tractiva …………………………………………. 110

4.4.1.8 Transporte de Sólidos de Fondo ………………………… 112

4.5 Análisis de Alternativas de las Estructuras Definitivas………………….. 114

4.5.1 Mejoramiento del Cauce………………………………………… 115

4.5.2 Diseño de Muro Longitudinal y Dique Enrocado………………. 115

4.5.2.1 Localización en Planta………………………………….. 115


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4.5.2.2 Longitud del Dique Longitudinal enchapado con roca...... 117

4.5.2.3 Longitud del Dique Longitudinal con material de rio…… 117

4.5.2.4 Material empleado en construcción de Dique Enrocado... 117

4.5.2.5 Profundidad de Socavación……………………………. 118

4.5.2.6 Análisis de Estabilidad del Dique…………….………… 123

4.6 Elementos de Curva en Trazo y Longitud del nuevo cauce…………….. 127

4.7 Número Total de Diques Enrocados……………………………………. 129

CAPITULO V: METRADOS Y PRESUPUESTO DE LA OBRA.

5.1 Metrados………………………………………………………………. 130

5.1.1 Movimiento de Tierras…………………………………………. 130

5.1.2 Material de Relleno para los Diques....................……………… 130

5.2 Presupuesto de Obra……………………………………………………. 137

5.3 Costos Horarios de Mano de Obra y Alquiler de Maquinaria…………. 138

5.3.1 Costo Horario de Mano de Obra………………………………. 138

5.3.2 Costo Horario de Alquiler de Equipo y Maquinaria…………… 139

5.3.3 Consumo de Combustible por Hora de Maquinaria………….... 139

5.4 Requerimiento de Maquinaria, Precios y Cantidades de Insumos……. 140

5.5 Costo para la Construcción de Estructuras.

5.5.1 Costo de Dique Enrocado ……………………………………… 141

5.5.2 Costo de Dique con Material de Rio…………………………… 141

5.6 Costo de Encauzamiento de Rio……………………………………….. 142

5.7 Análisis de Costos Unitarios…………………………………………… 143

5.8 Cronograma de Ejecución de Obra…………………………………….. 164


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CAPITULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

6.1 Conclusiones…………………………………………………………… 166

6.2 Recomendaciones……………………………………………………… 168

CAPITULO VII: BIBLIOGRAFIA.


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INDICE DE CUADROS

Pag.

CUADRO Nº 01 : Información de Descargas Máximas para 92 años 27

Estación Bocatoma Raca Rumi – Rio Chancay.

CUADRO Nº 02 : Precipitación Promedio Mensual en mm/mes. 31

CUADRO Nº 03 : Temperatura Media Mensual en ºC. 31

CUADRO Nº 04 : Valores de Periodo de Retorno “T” Asociado al 40

Riesgo ”.

CUADRO Nº 05 : Valores W vs Y de la ecuación de predicción. 84

CUADRO Nº 06 : Descargas Máximas de Diseño para diferentes 95

Valores de “J” y “N”.

CUADRO Nº 07 : Valores de “n” para usos en la Fórmula de Manning.

105

CUADRO Nº 08 : Coeficiente Ø en función de la Máxima Descarga109


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y Pendiente.

CUADRO Nº 09 : Elemento de Curva Trazo Definitivo del128

Rio Chancay Sector Centro Poblado Rinconazo.

CUADRO Nº 10 : Número Total de Diques Enrocados.

129

CUADRO Nº 11 : Areas y Volúmenes de Corte y Relleno.

131

CUADRO Nº 12 : Volumen de Roca para Dique en Talud.

133

CUADRO Nº 13 : Volumen de Roca para Cimiento (Uña) de Dique.

134


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INDICE DE TABLAS

Pag.

TABLA Nº 01 : Valores de YN y σn para diferentes tamaños de 42

muestras.

TABLA Nº 02 : Valores del Factor de Frecuencia K para la Distribución 43

Logaritmo Pearson III.

TABLA Nº 03 : Clasificación de Suelos S.U.C.S 52

TABLA Nº 04 : Valores del Coeficiente B para Periodos de Retorno 70

para un caudal.

TABLA Nº 05 : Valores del Coeficiente X para Suelos No Cohesivos. 70

TABLA Nº 06 : Periodo de Retorno de Avenidas Anuales. 81

TABLA Nº 07 : Parámetros Estadísticos para la Distribución de Pearson III. 88

TABLA Nº 08 : Valores de K para cada nivel de Probabilidad Deseada o 92

también en función del Intervalo de Recurrencia.

TABLA Nº 09 : Propiedades Mecánicas de los Materiales. 104

TABLA Nº 10 : Taludes Recomendados según el Tipo de Material.106


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TABLA Nº 11: Valores de Fb y Fs según el material del cauce del rio.107

TABLA Nº 12: Valor Critico de Arrastre Necesario para Materiales112

depositados en el lecho del rio.

TABLA Nº 13: Valores del Coeficiente de Fricción “ f ”. 123


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INDICE DE FIGURAS

Pag.

FIGURA Nº 01 : Relación entre Ø y los Factores de Capacidad de Carga 55

FIGURA Nº 02 : Trazo de Espigones en Márgenes Rectos. 65

FIGURA Nº 03 : Trazo de Espigones en una Curva. 66

FIGURA Nº 04 : Proyecto de los Primeros Espigones de Aguas Arriba. 67

FIGURA Nº 05 : Curva de Descargas para el Método de Gumbel Tipo I. 85

FIGURA Nº 06 : Curva de Descargas para el Método de Pearson Tipo III. 93

FIGURA Nº 07 : Carta de Plasticidad. 101

FIGURA Nº 08 : Dique Enrocado.135


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INDICE DE PLANOS

PLANO Nº 01: Plano de Ubicación del Proyecto.

PLANO Nº 02: Plano de Ubicación de Canteras.

PLANO Nº 03: Plano en Planta.

PLANO Nº 04: Plano de Trazo Definitivo y Ubicación de Diques.

PLANO Nº 05: Plano del Perfil Longitudinal

Km. 0 + 000 - 1 + 500

PLANO Nº 06: Plano de Secciones Transversales.

Km. 0 + 000 - 0 + 820

PLANO Nº 07: Plano de Secciones Transversales.

Km. 0 + 840 - 1 + 500


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INDICE DE ANEXOS

ANEXO Nº 01: Resultado de Mecánica de Suelos.

ANEXO Nº 02: Areas de Cultivo Ejecutadas a nivel de sector y

Subsector de Riego del Distrito de Riego Chancay

Lambayeque. Campaña 1999-2000.

ANEXO Nº 03: Superficie Agrícola y Usuarios del Distrito de

Riego Chancay-Lambayeque.


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AGRADECIMIENTO

Un agradecimiento muy especial al Ing. Juan Hernández Alcántara, por sus

conocimientos transmitidos y apoyo brindado para llevar adelante el presente

proyecto.

A los amigos del Departamento de Construcción de la E.A.I. Tumán y a todos

los que me apoyaron en la realización del presente proyecto de tesis.

Al Ing. Manuel Bustamante Miñope y a todos nuestros compañeros y

amigos que de alguna forma nos ayudaron en la culminación de este trabajo.

Juan Bustamante Hernández.


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CAPITULO I

GENERALIDADES

1.1 INTRODUCCION.

Debido a la ocurrencia del Fenómeno El Niño en el año 1998 y con las ocurridas

posteriormente aunque con menor intensidad en los años 1999, 2000 y 2001, el valle

Chancay fue muy afectado, cuyos efectos negativos se reflejaron en inundaciones,

que en algunos casos llegaron a destruir áreas de cultivo, asi como el colapso de la

infraestructura de riego, vías de comunicación, etc. afectando de esta manera,

principalmente la actividad agropecuaria, y en especial la actividad agrícola en

todos los sectores del valle, lo que significó el incremento de la crisis económica de

sus pobladores, especialmente de los que basan sus medios de vida en las tareas

agrícolas.

Teniendo en cuenta las características del rio Chancay en la parte media a baja del

valle, es que de año en año sus riberas vienen siendo afectadas por las grandes

descargas, teniendo que realizarse posteriormente tareas de rehabilitación para

garantizar la protección de las áreas agrícolas y asentamientos poblacionales

colindantes a través del Ministerio de Agricultura dentro del Programa deEncauzamiento de Ríos y Protección de Estructuras de Captación (PERPEC) y

Programa de Prevención de Desastres por el Fenómeno El Niño, ejecutando obras

de defensas ribereñas y protección de estructuras de captación.

El presente estudio se hace con el fin de mitigar los posibles daños que se pueden

presentar en el futuro, garantizar el riego de los cultivos de la zona, infraestructura

hidráulica y protección del centro poblado de Rinconazo.

1.2 ANTECEDENTES.

En el año 1972 se produjo el Fenómeno El Niño, ocasionando daños considerables

en toda la infraestructura de riego de la costa peruana, debiéndose realizar grandes

inversiones para llevar a cabo la rehabilitación.


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En el año 1983, se repite el Fenómeno 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

rehabilitación y reconstrucción necesaria.

El rio Chancay se encuentra ubicado en las regiones de Lambayeque y Cajamarca,

presenta un régimen hidrológico muy irregular, la ocurrencia de avenidas

extraordinarias siempre han dejado serios daños, alterando en muchos casos la

geomorfología de la cuenca. Durante la presencia del Fenómeno El Niño del año

1998, se observó según la Empresa Técnica de Conservación, Operación y

Mantenimiento S.A. (ETECOMSA), el dia 14 de febrero, una descarga de 662 m3/s

en la Bocatoma Racarrumi. Esta descarga originó cuantiosos daños como:

- Erosión de más de 5000 ha de suelos agrícolas, ubicados en ambas márgenes delcauce del rio.

- Destrucción de importante infraestructura de captación y riego.

- Destrucción de hitos que delimitaban la faja marginal.

En los años 2002 y 2005 se volvieron a presentar significativas descargas,

ocasionando considerables daños en el cauce, infraestructura hidráulica y terrenos

de cultivo, lo que motivo que se continuara con la elaboración y ejecución de

proyectos de defensas ribereñas a través del PERPEC.

La propuesta de Política y Estrategias Nacionales de Riego en el Perú, formula

dentro de sus objetivos, incrementar la eficiencia de la gestión del agua,

consolidando y mejorando la infraestructura hidráulica, promoviendo su adecuada

operación y mantenimiento. Mitigar su vulnerabilidad a eventos extraordinarios e

incrementando la tecnificación del riego y los programas de investigación,

capacitación y sensibilización con la participación de los usuarios y beneficiarios,

asi como, con el cofinanciamiento de la ejecución de las obras de inversión pública,

a través del PERPEC. En tal sentido el presente estudio es un aporte para la

mitigación de daños que son ocasionados por el Fenómeno El Niño.


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1.3 IMPORTANCIA DEL PROYECTO.

Realizar el presente estudio es de vital importancia para el centro poblado de

Rinconazo, por cuanto facilitará la ejecución de una obra que trata de solucionar en

parte, el problema de inseguridad y riesgo alto, tanto física como humana, frente a

una avenida extraordinaria del rio Reque.

Desde el punto de vista físico, existen riesgos de destrucción de los cultivos de caña

de azúcar y sembríos menores, vías de comunicación y obras adyacentes al centro

poblado, situación que coloca a los pobladores en un estado crítico y grave debido a

las consecuencias económicas.

Desde el punto de vista humano, los habitantes del centro poblado Rinconazo están

poniendo en riesgo sus vidas, dado a que la erosión de la margen derecha del rio hallegado al filo de las viviendas por no contar con una protección adecuada.

Esta situación ha originado que el cauce del rio en el sector comprendido entre el

puente Saltur y el centro poblado de Rinconazo, presente un ensanchamiento

significativo, habiendo destruido áreas agrícolas y con ello el bordo de la ribera

derecha del rio, quedando por efecto de la erosión las defensas existentes

(espigones) aisladas, estando el centro poblado de Rinconazo expuesto al peligro y

como un punto crítico vulnerable, por estar actualmente al pie del borde del cauce

ensanchado del rio, lo que constituye una amenaza de destrucción para todos los

habitantes y áreas agrícolas adyacentes de la zona estudiada, ya que de producirse

una nueva avenida extraordinaria como la ocurrida en el año 1998 con el Fenómeno

El Niño, podría arrasar con todo el pueblo; incluso actualmente hay zonas donde se

aprecian viviendas que se encuentran al borde de la ribera del rio y que serian las

primeras en colapsar si no se toman las medidas de seguridad y prevención que

evitaría futuros desastres.

El diagnóstico de esta actual situación ha motivado la ejecución del presente estudio

para la protección del centro poblado, ubicado en la margen derecha del cauce del

rio Chancay en la zona que comprende el puente Saltur y el centro poblado

Rinconazo, mediante el encauzamiento y construcción de defensas ribereñas

adecuados en un tramo de 1.50 km.


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1.4 JUSTIFICACION DEL PROYECTO.

La presencia de avenidas extraordinarias ensancharon significativamente el cauce

del rio Chancay en la margen derecha de la zona estudiada, erosionando esta

margen, destruyendo áreas agrícolas y con ello el bordo de la ribera derecha,

quedando el centro poblado de Rinconazo, terrenos de cultivo y via de

comunicación Chiclayo-Saltur expuesto al desborde y la inundación del flujo de

agua cuando se presenten caudales extraordinarios, obligando a la participación de

los organismos encargados a velar por el Agro, dentro de ellos el Ministerio de

Agricultura (MINAG), el Proyecto Especial Olmos-Tinajones (PEOT) y la Junta del

distrito de Riego Chancay-Lambayeque, quienes con sus escasos recursos

económicos aplican planes de contingencia, que son insuficientes para evitar que elrio cambie su curso.

Por lo tanto, según lo descrito se justifica el aporte de este estudio a fin de evitar

destrucciones futuras.

1.5 OBJETIVOS.

- Establecer mediante el encauzamiento el nuevo eje del cauce del rio Chancay-

Lambayeque

- Establecer las defensas de protección adecuadas en las riberas de ambas

márgenes del rio evitando la erosión y destrucción de zonas agrícolas, mediante

defensas con enrocado pesado en zonas definidas y en el puente Saltur.

- Proteger el área de influencia del centro poblado Rinconazo en peligro de

colapsar de ser afectado por la erosión de la margen derecha del rio Reque.

- Diseñar estructuras adecuadas: diques y enrocados, que permitan darle mayor

seguridad al centro poblado Rinconazo y áreas agrícolas con cultivos de caña de

azúcar.

- Cálculo del Presupuesto de la Obra.


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CAPITULO II

REVISION BIBLIOGRAFICA

2.1 BIBLIOGRAFIA GENERAL.

2.1.1 Referente a medidas de Encauzamiento y Defensas.

El control de una avenida extraordinaria debe entenderse fundamentalmente

como una acción preventiva para evitar daños mayores, y que es imposible

evitarla.

2.1.1.1 Medidas de Mejoramiento de Cauces.

A.- Rectificación de Cauces.Una forma de disminuir los desbordamientos en una zona limitada, es

la de aumentar la capacidad hidráulica del cauce principal de un rio,

lo cual es posible lograr rectificando un tramo de él.

La rectificación del cauce de un rio, se podrá hacer construyendo

inicialmente un cauce piloto, el cual se ampliará posteriormente

debido a la capacidad de arrastre y erosión que tenga el agua que pase

por él. Las dimensiones del cauce piloto dependerán del gasto y de

las propiedades físicas del material que forman las paredes y fondo

de dicho cauce.

Cuando se tiene un tramo en el que existen meandros, se puede hacer

una canalización que de tener la misma sección transversal del rio, su

capacidad hidráulica será mayor.

B.- Limpieza de Cauces.

Consiste en retirar toda la vegetación dentro del cauce principal y

también en la zona de inundaciones donde se tiene bordes

longitudinales, con ellos se disminuye la rugosidad y a la vez se


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aumenta la capacidad del cauce. Esta labor debe hacerse antes de

iniciarse la época de lluvias.

2.1.1.2 Obras de Protección contra Inundaciones.

Cuando se desee evitar que las zonas adyacentes a los ríos sean

inundadas año tras año durante la época de lluvias, se construyen y

ejecutan obras que permitan evitar dichas inundaciones, pudiendo ser

éstas como se explica a continuación:

A.- Bordes Perimetrales.

Cuando una zona alcanza cierto grado de desarrollo que requiere

proteger poblados u obras de importancia que se vean amenazados por inundaciones frecuentes, la tendencia natural es que los centros

poblados se establezcan cerca de los ríos. La solución más común y

explicita es rodearlos parcial o completamente por un borde

perimetral. Este tipo de obras se utiliza cuando los medios

económicos son escasos o en el caso de no haber estudios de una

zona de un rio, ya que no afecta su escurrimiento.

B.- Obras de Desviación de Flujo.

Se consideran los siguientes:

1. Desvíos Permanentes o Cauces de Alivio.

Esta solución consiste en desviar cierto volumen de agua del

cauce principal y conducirlo mediante un canal hacia otro rio o

directamente hacia el mar, teniendo en cuenta que el agua

desviada no retorne al rio.


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2. Desvíos Temporales.

Los desvíos temporales se pueden hacer cuando en los lados o

márgenes del cauce en estudio, existen zonas bajas o lagunas que

pueden ser inundadas mientras dure una avenida.

Los daños que se ocasionan en esas zonas que pueden tener

aprovechamiento agrícola o ganadera son pequeños, porque de

antemano han sido destinados para ese propósito.

C.- Presas de Almacenamiento.

Son obras que constan de un dique principal o cortina que se

construyen en el rio para cerrar el paso del agua y almacenarla, asicomo de diques secundarios que evitan su salida, con ello se

configura el vaso donde se almacena el agua.

En el vaso se controla o regula el agua a través de la ecuación de

continuidad, que anuncia que el volumen de agua que entra en un

intervalo de tiempo es igual al volumen de agua que sale en el mismo

intervalo, más el volumen que queda almacenado en el vaso.

2.1.1.3 Obras de Defensa en Márgenes de los Rios.

Para evitar totalmente o reducir la erosión lateral que se presenta en

los márgenes de los ríos y con mayor frecuencia en las orillas

exteriores de las curvas, se emplean espigones, muros y diques

longitudinales.

A.- Espigones.

Son estructuras en forma de diques o pantallas interpuestas a la

corriente y empotradas en uno de sus extremos a la orilla.

Estas estructuras son usadas para encauzar ríos restableciendo anchos

normales de cauce.


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El trabajo de los espigones consiste en alejar de la orilla, las líneas de

corriente de un rio que llevan una velocidad fuerte. De esta manera se

crean zonas de calma relativa entre espigón y espigón, los cuales se

llenan poco a poco de sedimentos, hasta que forman una nueva orilla

estable.

Estas obras tienen la ventaja de que en conjunto continúe trabajando,

aun cuando uno o dos de los espigones hayan sido socavados en sus

extremos o destruidos y separados de la margen. De igual forma el

costo de mantenimiento disminuye con el tiempo, aunque también

tiene la desventaja de que disminuyen el área hidráulica, aumenta la

rugosidad de las orillas y no se pueden utilizar en curvas de radio

muy reducida.

TIPOS DE ESPIGONES.

1. Espigones Convergentes.

Son estructuras que se construyen con dirección hacia aguas

abajo con respecto al eje y flujo del rio.

Son usados cuando se requiere alejar la corriente de agua de unaorilla o curva fuertemente erosionada, o para desviar la corriente

hacia la orilla opuesta. (Figura 1.a).

2. Espigones Perpendiculares.

Son estructuras perpendiculares al eje del rio y son usados en

tramos rectos y de cauce muy ancho.

Tienen la finalidad de disminuir la energía cinética del rio con laconsecuente sedimentación de finos y consolidación de una nueva

ribera. Su uso es conveniente solo en cauces con pendientes y

velocidades no muy pronunciadas, debido al impacto de los


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sólidos de arrastre y la fuerte erosión que podría producirse.

(Figura 1.b).

3. Espigones Divergentes.

Son estructuras que se construyen con dirección hacia aguasarriba con respecto al flujo y eje del rio.

Su uso es para lograr que se depositen los materiales que arrastra

el agua, debido a que la fuerza de la corriente sobre el espigón se

ve frenada por la descomposición de velocidades provocadas por

la ubicación de dicho espigón. (Figura 1.c).

B.- Muros y Diques Longitudinales.Son estructuras que sirven para proteger las riberas o márgenes de los

ríos de la erosión y del empuje de tierras, de igual forma para

sedimentar acarreos en corrientes de lecho ancho, asi como para

establecer canales dentro del cauce mismo.

Los procedimientos de construcción varían de acuerdo con el

material, equipo de construcción disponible, lugar y estudio del rio en

la zona. Los muros longitudinales pueden hacerse con material dellecho del rio, gaviones o enrocamiento pesado.

Este tipo de obras permiten evitar por completo los corrimientos

laterales de los márgenes, tanto en tramos rectos como en las curvas

más forzadas.

Tienen la desventaja de falla al arranque o inicio de la obra, por el

peligro de destrucción que se presenta al pie del talud por efecto de la

socavación, por lo que es necesario diseñar un enrocamiento (uña) al

pie del talud del muro, que no permitirá su deslizamiento.

Los muros deben revisarse periódicamente, sobre todo después de la

época de avenidas para reparar cualquier parte socavada o


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erosionada. Se debe tener en cuenta que si falla una parte del muro,

se pone en peligro toda la obra.

En muchas obras de defensa de ríos conviene combinar espigones y

muros longitudinales.

2.1.2 Referente a Tipos de Defensa.

Podemos considerar dos tipos: Defensas Rústicas y Defensas Planificadas.

2.1.2.1 Defensas Rústicas.

Son defensas construidas con material de la zona y generalmente en

casos de emergencia.

A.- Bolsas de Malla de Alambre con Piedras.

Son obras construidas con alambre galvanizado Nº 8 en forma de

mallas de variadas dimensiones como de 2”x4”, 2”x6”, 3”x10”, de

1.00 a 1.50 m. de altura, los cuales son rellenados con piedras de

canto rodado de diámetros que varían de 10” a 14” adoptando

generalmente la forma trapezoidal, colocadas paralelamente entre si y

formando un ángulo de 30º a 45º con respecto al margen. Su pesovaría entre 1.2 y 2 ton.

B.- Mancarrones.

En su construcción se utilizan palos, piedras y alambres. Los palos a

usarse son sauce o huarango que tienen de 8” a 10” de diámetro,

piedras de canto rodado y alambre Nº 8. Lo forman tres palos

abiertos amarrados con alambre y con mallas de alambre que se

rellena con piedras cerca a su base de fundación, bajando al centro de

gravedad y dándole estabilidad a la estructura. Su forma es la de un

trípode.


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2.1.2.2 Defensas Planificadas.

Son aquellos que se construyen en base a la planificación o diseño, su

duración es prolongada actúa con mayor eficacia.

A.- Muros de Concreto.

Pueden ser de concreto armado o concreto ciclópeo.

Los muros de concreto armado se construyen con reforzamiento de

fierro de ´” , 3/8” y amarre de µ”. Se emplea generalmente en

puentes, zonas urbanas, etc.

Los muros de concreto ciclópeo se construyen con dosificaciones de

1:3:6 y 30% de piedra grande con dimensiones de 0.50 a 1.00 m. en

su base mayor, y de 0.30 a 0.70 m. en su base menor, con una altura

1.80 a 3.00 m. Su costo es alto y su diseño debe ser cuidadoso.

B.- Muro de Material de Lecho de Rio.

Construido con material extraído del lecho del rio, sus dimensiones

varían de 10.00 a 14.00 m. en su base mayor, de 3.00 a 4.00 m. en su

base menor (corona) y de 3.50 a 4.50 m. de altura. Son obrascostosas.

C.- Muro de Material de Rio Enchapado con Roca.

Es un muro con material del lecho del rio, reforzado con roca pesada

de cantera en su talud mojado (interior). Este tipo de defensa también

puede llevar en su conformación material de afirmado, el cual le da

mayor consistencia y están protegidos para la socavación al pie del

talud interior y a una profundidad aproximada hasta 2.00 m. de una

base de roca pesada comúnmente llamada uña. De igual forma son

obras costosas.


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D.- Enrocado Pesado.

Son obras construidas con roca pesada de cantera de buena calidad,

las rocas están entre diámetros de 0.70 a 1.20 m. y con un peso de

hasta de 2.50 ton/m3. Generalmente su forma es trapezoidal.

2.1.2.3 Sistema de Defensa con Gaviones.

Los gaviones son estructuras en forma de prisma rectangular hechas

con mallas electro-soldadas de alambre galvanizado de alta

resistencia.

Estas estructuras una vez rellenadas con piedras y amarrados entre

sí, adquieren las características de unidades consistentes, continuos yflexibles.

Los gaviones se adecuan perfectamente a todas las situaciones que

una obra de defensa hidráulica requiere. Actualmente su uso en

nuestro país está diversificado debido a sus variadas características de

adaptación a cada caso.


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2.2. BIBLIOGRAFIA ESPECIFICA.

BARBOZA, S.C. (01), en su informe: “Defensa Ribereña y Encauzamiento del rio

Chaman – Sector Huacablanca”, ejecutó la limpieza y deforestación del cauce con

tractores de oruga. El cauce del rio ha sido conformada con una sección hidráulicaque permita conducir caudales de hasta 250 m3/s. Asimismo, consideró diques con

un ancho de corona de 3.50 m. y una altura mínima de 2 m. construyéndose

espigones en la margen derecha e izquierda del rio.

CISNEROS, CH. y PRADO, R.L. TESIS: “ESTUDIO DE

ENCAUZAMIENTO Y DISEÑO DE DEFENSAS RIBEREÑAS EN EL RIO

REQUE” (04). Proponen que es conveniente el empleo de los métodos de Gumbley Log-Pearson III para determinar el caudal máximo promedio en la zona de

Carhuaquero. De igual forma, el tipo de estructuras empleadas en el diseño del

encauzamiento y defensa de márgenes han sido seleccionados en base a criterios

técnicos y económicos, mediante el uso de espigones por las siguientes razones:

a) Son más comunes ya que se trata de fijar las orillas al menor costo posible.

b) Son construidos sobre todo en aquellos lugares donde por razones especiales no

es posible el uso de diques continuos a lo largo de las márgenes.c) Por las condiciones desfavorables que presenta el material del cauce para el

empleo de diques de tierra, ya que se trata de suelos arenosos.

CUEVA, M.E. y PANTA, M.J. TESIS: “DISEÑO DE ENCAUZAMIENTO Y

DEFENSAS RIBEREÑAS EN EL RIO MOTUPE-SECTOR PUEBLO JOVEN

EL SALVADOR” (05), proponen una estructura de encauzamiento y defensa de

márgenes mediante espigones, teniendo en cuenta los aspectos técnicos económicos;empleando para su construcción roca de cantera y siendo 14 el número de espigones

necesarios, de los cuales 12 son de formación y 2 de lanzamiento. Calcularon una

descarga máxima instantánea de Q=1350 m3/s , pero debido a que el cauce del rio

Motupe no puede evacuar todo ese caudal, la Dirección Ejecutiva del Proyecto

Olmos-Tinajones (Depolti) realiza trabajos para derivar el rio Motupe por su cauce


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antiguo y evacuar un caudal de 800 a 1000 m3/s. el caudal remanente (250 – 350

m3/s) podrá ser evacuado por el cauce actual del rio por lo que las defensas

ribereñas de la ciudad de Jayanca fueron construidas con un caudal de 350 m3/s.

LINSLEY, KOHLER Y PAULUS (08). En su publicación: “Hidrología para

Ingenieros”. Afirman que los procesos de socavación y el flujo superficial son

responsables de la erosión en las capas de suelo de poco espesor, una degradación

relativamente uniforme de la superficie del suelo. Las fuertes tormentas también son

causantes de la mayor parte de la erosión de una cuenca, debido al poder erosivo de

las gotas de lluvia, aumentado el flujo superficial. Para esto, hay un gran número de

factores que controlan las tasas de erosión en el cauce de un rio, siendo los más

importantes el régimen de lluvias, la cobertura vegetal, el tipo de suelos y la

pendiente del terreno.

LINSLEY, R.K. y FRANZINI, B.J. (07). En su publicación: “Ingeniería de

Recursos Hidráulicos”, sostiene que los cauces de alivio en el control de

inundaciones sirven a dos funciones. Primero, ellos forman grandes

almacenamientos poco profundos que acumulan una porción de las aguas de

avenida y por tanto disminuyen el gasto en el cauce principal agua debajo de la

derivación. Y en segundo lugar, que estos cauces proporcionan una salida adicional

para el agua desde la zona de aguas arriba, aumentando la velocidad y

disminuyendo el tirante en cierta distancia arriba del punto de derivación. Además,

las oportunidades para la construcción de cauces de alivio está limitado por la

topografía del valle y la disponibilidad de terrenos de poco valor que pueden

utilizarse para alojar el cauce de alivio.

MACCAFERRI (09). En su publicación: “Gaviones y Revestimientos”.

Manifiesta que las defensas de las orillas que se tienen que construir bajo el nivel

del agua deben ser realizadas generalmente con pedrisco colocado sin resguardo o

con elementos construidos por un forro de ramas, un núcleo de piedras arrojadas


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sobre el talud inmergido; debido a esto las operaciones puesta en marcha presentan

fuertes incertidumbres siendo difícil obtener una distribución uniforme del material

sobre la entera superficie a proteger. A fin de reducir el riego en que parte de la

orilla resulta escasamente defendía es necesario aumentar la cantidad de pedrisco

puesta en obra.

PAULET, I.M. (11). En su publicación: “ Análisis de Frecuencias de Fenómenos en

Hidrología”. Sostiene que el Método de Gumble es utilizado para predecir

magnitudes máximas de variables hidrológicas asumiendo que estos valores son

independientes entre si. Este método es adecuado cuando se utiliza como datos las

descargas máximas anuales en un punto de control de una vertiente o un rio. El

periodo de retorno establecido con el análisis de frecuencias indica solamente elintervalo promedio entre eventos de igual o mayor magnitud que un evento de

magnitud dada, o la probabilidad P que el evento no ocurra en cualquier año. Sin

embargo, los intervalos de retorno para un evento dado pueden ser menores que el

promedio. Por lo tanto, si se desea seleccionar una descarga de diseño que

posiblemente no ocurra durante la vida de la estructura es necesario usar un

intervalo de retorno mayor que la vida útil estimada de la estructura.

PROGRAMA DE ENCAUZAMIENTO DE RIOS Y PROTECCION DE

ESTRUCTURAS DE CAPTACION (PERPEC). (12). Entre los trabajos

realizados por el PERPEC tenemos el encauzamiento del rio Chancay-Sector

Tabacal Las Minas, donde se consideró medidas de encauzamiento y la protección

con estructuras fijas tipo enrocado, teniendo en cuenta factores que afectan la

estabilidad como la velocidad, dirección de la corriente, la acción de los remolinos y

las olas.

De igual forma, tenemos los trabajos de encauzamiento del rio Chancay-Sector

Puente Saltar-Reque, donde se ha considerado la protección con estructuras fijas

tipo enrocado y/o espigones con gaviones de formación o autosocavantes.


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ROCHA, A.F. (14). En su publicación: “ Introducción a la Hidráulica Fluvial”,

sostiene que al enfrentarnos al estudio de los ríos debemos tener en cuenta tres

grandes ideas, si se quiere comprender la mejor manera de controlarlos. En primer

lugar, que debemos ver a los ríos como riqueza, como recursos naturales, como

fuentes de vida; es decir, como posibilidades de aprovechamiento en beneficio de la

humanidad. En segundo lugar, tenemos que mirar a los ríos como elementos

naturales de los cuales tenemos que defendernos, tanto de las avenidas que son

producto de la aparición de determinadas condiciones hidrometeorológicas, como

de las inundaciones, debido al desbordamiento de un río por la incapacidad del

cauce para contener el caudal que se presentan. Y la tercera idea que debemos tener

presente es la protección de un rio contra la agresión humana.

Estas tres características señaladas en el estudio de los ríos nos hacen ver que lahidráulica fluvial tiene que ubicarse dentro del estudio y tratamiento integral de la

cuenca.

ROCHA, A. (16) en su libro: “Recursos Hidráulicos”, sostiene que es muy

importante la selección del ancho de encauzamiento. Si el encauzamiento es muy

estrecho se puede producir erosión (degradaron del cauce), por el contrario si el

encauzamiento es muy ancho, puede dar lugar a que el rio divague (formemeandros) dentro del gran cauce que tiene a su disposición y ataque, durante una

súbita crecida, los diques de encauzamiento.

REYES, S.J. (15). En el Curso: “Diseño de Obras Hidráulicas Menores”.

Conceptualiza y define:

Gavión.- El gavión es una cesta formada con malla metálica hexagonal tejida con

doble torsión. Al ser rellenado con canto rodado, piedra de cantera o rocas establesforma un elemento constructivo continuo con gran estabilidad y comportamiento

estructural, permeable al agua y relativamente flexible.

El Geoweb Celular.- Consiste en una carpeta flexible con celdas polietilénicas que

pueden ser rellenadas con asfalto, arena, grava, concreto u otro material. Este


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sistema se usa para proteger taludes y canales contra la erosión, soportar cargas en

pavimentación y para contener tierras.

El “Cable Concrete System”.- Es un sistema articulado que consiste en unos

bloques de concreto fragmentados con forma piramidal de varios tamaños, los

cuales están unidos con un cable de acero inoxidable galvanizado y pegados en la

parte inferior con una tela geotextil durante la fabricación. Estas características le

dan flexibilidad y facilidad de instalación.

Dique.- Los diques son obras geotécnicas lineales de gran longitud a modo de

pequeñas presas, construidas con materiales como arcilla, arena o materiales

pétreos. Definen un territorio contra la inundación y definen un cauce de avenidas.

Espigones.- Son estructuras impuestas a la corriente, uno de cuyos extremos está

unido a la margen. El propósito de estas estructuras consiste en alejar de la orilla las

líneas de corriente con alta velocidad, y evitar así que el material de la margen

pueda ser transportado y ella se erosione. Los espigones generalmente son

construidos con enrocado o gaviones. Estas estructuras son aplicadas generalmente

en ríos cuyo cauce principal tiene orillas bajas y se pretende proteger contra la

inundación, erosión y con metas de fijación del cauce principal. Se pueden lograr

alturas de más de cuatro metros trabajando con dos o tres cuerpos.

UNITED STATES DEPARTMENT OF THE INTERIOR (18). Define como

máxima avenida probable a la mayor avenida que puede esperarse razonablemente

en una corriente determinada en un punto que se elija y cuya determinación se basa

en la consideración racional de las probabilidades de la ocurrencia simultanea de los

diferentes elementos o condiciones que contribuyen a la formación de la avenida

siendo importantes los análisis hidrometeorológicos.

VASQUEZ, V.A. (19). En su libro: “Manejo de Cuencas Altoandinas”. Pone en

claro los términos Gestión y Manejo de cuencas. Considera como “Manejo”, al uso

racional de los recursos naturales con un sesgo exclusivamente técnico. Mientras

que “Gestión”, viene a ser la forma como los grupos humanos administran sus


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recursos naturales. Además considera que es importante realizar un análisis de

frecuencia de caudales, porque nos permite predecir la disponibilidad de agua de un

rio a partir de datos históricos de caudales. De esta manera se puede saber con que

frecuencia se va a presentar un caudal de cierta magnitud. En el análisis de los datos

hidrológicos puede presentarse el caso de que se tenga a disposición registros

históricos de caudales; entonces dependiendo del problema a resolver, puede ser

conveniente un análisis probabilístico. Estudios realizados en la Sierra del Perú han

demostrado que la distribución Log-Pearson Tipo III da buenos resultados en la

predicción de caudales máximos, siendo su fórmula : Log Q = X + KS

donde:

Q : caudal máximo X = ΣXi / n

X : media de los Log Q S = √ΣXi² - (ΣXi)²/n / (n-1)S : desviación standard de los Log Q

K : factor de frecuencia.


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CAPITULO III

MATERIALES Y METODOS

3.1 MATERIALES.

3.1.1 Descripción de la Zona en Estudio.

El cauce del rio Reque, denominado asi en este sector, con el transcurso del

tiempo y debido a la presencia de descargas extraordinarias, ha sufrido serios

daños por la erosión de las riberas. Asi mismo, por inundaciones se han

destruido importantes zonas agrícolas y se han desestabilizado. En algunos

casos las estructuras hidráulicas de captación han sido destruidas, dejando

sin riego extensas áreas agrícolas.

Para restablecer el servicio de riego a través de las estructuras de captación y

proteger zonas agrícolas, se tuvieron que realizar trabajos de emergencia, los

mismos que son necesarios complementar y en otros casos es necesario

iniciar medidas de protección. En este contexto se ha establecido como

necesidad prioritaria la elaboración del presente proyecto, para dar mayor

seguridad a la zona comprendida entre el sector del Puente Saltur y la zona

del centro poblado Rinconazo.

La problemática que le evidencia está referida a la necesidad de

encauzamiento y protección del cauce del rio, definiendo y diseñando una

sección hidráulica que garantice el normal flujo del agua durante periodos de

precipitaciones fluviales.

3.1.1.1 Ubicación del Proyecto.

Región Agraria : Lambayeque.

Departamento : Lambayeque.

Provincia : Chiclayo.

Distrito Político : Tumán – Pomalca.


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Valle : Chancay – Lambayeque.

Comisión de Regantes : Reque.

Centro Poblado : Rinconazo.

Políticamente el área del presente proyecto pertenece a la provincia

de Chiclayo en el departamento de Lambayeque y geográficamente a

la cuenca del rio Chancay-Lambayeque. Limita con:

Por el Norte y Nor Oeste : Cuenca del rio La Leche.

Por el Sur : Cuenca del rio Zaña.

Por el Oeste : Océano Pacifico.

Por el Este : Cuenca del rio Chotano.

El proyecto y las obras proyectadas se encuentran entre las

coordenadas UTM de 6º 48’ 40’’ latitud sur y 79º 40’ 51’’ longitud

oeste.

La distancia promedio a la zona del proyecto desde la ciudad de

Chiclayo es de 30 km.

El tramo en estudio comprende 1.50 km. desde el puente Saltur hasta

aguas abajo del centro poblado Rinconazo.

3.1.1.2 Uso Actual de la Tierra.

En el sector de Puente Saltur-Reque fueron destruidas áreasagrícolas de casi 1500 ha. con cultivos de caña de azúcar, hortalizas y

frutales. Asi mismo, existe el peligro para otras importantes áreas

agrícolas de casi 1000 ha. que se ubican a ambos márgenes del rio,

que están en riesgo de destrucción.


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El área a proteger con riesgo potencial de ser destruida, está referida

principalmente a la que está colindante con la zona del proyecto y

que constituyen un área total de casi 1000 ha. donde se siembran

cultivos de caña de azúcar. Y además, el riesgo alto de la destrucción

del centro poblado Rinconazo.

Este centro poblado está conformado por 350 familias que hacen una

población estimada de 1800 habitantes que se dedican a la agricultura

y ganadería.

Los cultivos predominantes en esta zona son: caña de azúcar, alfalfa,

maíz, camote entre otros productos.


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3.1.1.3 Características del Cauce en el Rio.

En esta zona, el rio ha ocasionado una ampliación de su cauce,

originando la pérdida de tierras agrícolas, por efectos erosivos y la

invasión de áreas de cultivo por las inundaciones que se producen en

épocas de máximas avenidas, llegando inclusive a dejar aislados a los

espigones que sirven de defensa al pueblo ubicado en la margen

derecha, estando el borde erosionado en el límite de las viviendas del

centro poblado Rinconazo.

La margen derecha del rio no está bien definida debido a que el cauce

se ha ampliado. Tiene un lecho inestable de arena y material aluvial

afectado por la erosión que es muy fuerte durante a las avenidas,

debido a la velocidad de arrastre, observándose que las riberas que

forman parte del cauce son usados como terrenos de cultivo.

Asi mismo, este lugar presenta una vegetación natural ubicada en

algunas partes dentro del cauce, y en otras cercanas a las márgenes

conformada por árboles, arbustos y plantas herbáceas como caña

brava (Bynerius scittatun), sauce ( Salix huboldtiona), pájaro bobo

(Tessoria integrifolie), faique (Acacia maeracantha), etc.

Condiciones en que se encuentra la zona en estudio:

A. Estado del Cauce.

El cauce del rio presenta el siguiente estado:

Erosión constante en ambas márgenes, llegando a afectar las

zonas agrícolas, produciendo arenamiento, la pérdida de áreas

cultivables y poniendo en riesgo de destrucción al centro

poblado de Rinconazo.

Infraestructura vial existente (carretera asfaltada a Rinconazo

y Puente Saltur), que requiere protección para evitar mayores

daños.


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Colmatación del cauce del rio y extensa área arborizada que

necesitan su limpieza y la definición de ancho de cauce.

B. Estado de Infraestructura Hidráulica.

En cuanto al estado de infraestructura hidráulica se indica que:

Existen canales de riego del cultivo de caña de azúcar que han

sido destruidos por la erosión de las riberas por lo que para

restablecer su funcionamiento y conducción del agua de

riego, se pretende realizar encauzamiento del cauce y

protección con enrocados.

C. Características.

El ancho del cauce del rio en la zona de estudio es muy

explayada e irregular con secciones amplios y angostos, con

pequeños tramos rectos y sinuosos debido a las inundaciones

que ocasionó la descarga extraordinaria por el Fenómeno El

Niño del año 1983. Hay anchos de cauce que van desde los 50

m. hasta los 250 m.

La profundidad promedio del cauce a consecuencia del poder

erosivo del agua, ha formado barrancos que llegan a alcanzar

alturas desde la superficie del terreno hasta el nivel superficial

del agua de 11 m. aumentando el peligro para el centro

poblado de Rinconazo por efecto de la erosión y socavación.

La pendiente de la zona de estudio oscila entre 1.30 %o y

2.0%o, ya que se tiene una topografía casi plana.


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3.1.1.4 Vías de Acceso.

El transporte de maquinaria y equipos a la zona de la obra se realiza

siguiendo la carretera principal asfaltada Chiclayo-Saltur, cruzando el

centro poblado Rinconazo hasta el puente Saltur en una longitud promedio de 20 km. Existiendo la via alterna de Chiclayo-Tumán-

Calupe-Rinconazo-Puente Saltur con una longitud de 23 km.

3.1.2 Descripción de la Cuenca del Rio Chancay.

3.1.2.1 Hidrografía.

La cuenca del rio Chancay pertenecen a la Hoya Hidrográfica de la

Vertiente del Pacífico. Tiene un área total hasta la desembocadura en

el océano Pacifico de 4,836 km2.

Tiene una longitud máxima desde su naciente hasta el Océano

Pacifico de este a oeste de 180 km. y de norte a sur de 52 km.

La pendiente de la cuenca varía entre 113%o en la zona de serranía y

de 2.00%o en el cono de deyección, de la siguiente manera:

- Nacientes hasta el rio Perla Mayo 113%o

- Serranías de Catache 21%o

- Desfiladero de Carhuaquero 25%o

- Llanura de la Puntilla 8%o

- Cono de Deyección 2%o

El curso del rio Chancay tiene una longitud de 200 km. y las zonas

más bajas de Llama, Santa Cruz y el pueblo de Chancay presenta una

vegetación sub tropical que influye muy fuertemente en la formación

de caudales extremos.


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El principal objetivo del análisis hidrológico es la determinación de

los caudales extremos o caudales máximos anuales e instantáneos

para el rio Chacay-Lambayeque y en el caso del puente Saltur y

centro poblado Rinconazo, el del rio Reque, utilizando la información

hidrométrica de la estación Racarrumi y/o La Puntilla, luego

efectuando el análisis estadístico y considerando un periodo de

retorno de 50 años, se determinó el caudal con fines de prevención y

planificación hidrológica, el mismo que será utilizado para el

dimensionamiento de la infraestructura hidráulica y las estructuras de

protección de desastres.

El rio Chancay cuenta con registros desde el año 1914. La primera

estación de aforos fue La Puntilla destruida por las avenidas

extraordinarias de 1925, construyéndose en su reemplazo la de

Carhuaquero ubicada a 320 m.s.n.m. y a 42.50 km aguas arriba de La

Puntilla. Posteriormente para una mejor atención, la estación de

aforos se trasladó a la Bocatoma Raca Rumi ubicada a 283 m.s.n.m. y

a unos 7.50 km aguas abajo de la estación Carhuaquero.

3.1.2.2 Hidrometría.

El rio Chancay tiene dos estaciones principales de aforo

limnimétricas ubicadas en la Bocatoma Raca Rumi y en el Partidor

La Puntilla.

Para determinar el comportamiento de la cuenca se utilizó los

registros de la estación Carhuaquero y Racarrumi, que controla los

recursos hídricos de la cuenca, correspondiendo a la cuenca húmeda

3150 km2. En esta área ocurren precipitaciones de hasta 1600 mm. al

año, lo que desde el punto de vista hidrológico hace que se convierta

en la parte más importante de la cuenca por su elevada pluviosidad.

El régimen de las descargas del rio Chancay es irregular y torrentoso

aportando un promedio aproximado de 800 MMC anuales de una


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cuenca de más de 5000 km2 con grandes fluctuaciones que están

entre los 460 y 3200 MMC al año.

Las más importantes precipitaciones se inician en el mes de

diciembre a enero y duran hasta abril originando grandes caudales.Entre junio y setiembre la oferta de agua más baja.

Para atender la irregularidad de las descargas del rio Chancay se

construyó el reservorio Tinajones, para almacenar los excedentes de

los meses de febrero hasta mayo, que permitan regular las demandas

de las cédulas de cultivo en los meses siguientes.

Los datos hidrométricos utilizados fueron proporcionados por el

Ministerio de Agricultura de Lambayeque a través del PERPEC

(Programa de Encauzamiento de Rios y Protección de Estructuras de

Captación) a partir del año 1914 al 2005 de las descargas máximas

anuales que fueron suficientes para determinar el caudal máximo de

diseño por el método de Gumbel y Pearson III.

En el Cuadro Nº 01, se presenta la información de descargas

máximas anuales para 92 años, obtenidas de la Estación de Aforos

Racarrumi-Rio Chancay.


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AÑODescargaMáxima Descarga Máxima m

Y (m3/s)Orden descendente

(m3/s)

1959 64.529 72.011 461960 54.719 71.494 471961 47.98 71.377 481962 77.583 71.331 491963 40.149 70.876 501964 63.851 69.598 511965 66.738 69.102 521966 39.617 68.737 531967 70.876 68.406 541968 39.115 66.738 551969 91.143 66.375 561970 71.331 65.774 57

1971 284.75 65.71 581972 125.048 64.529 591973 125.988 63.851 601974 68.737 62.378 611975 289.24 61.704 621976 75.104 61.447 631977 89.27 58.143 641978 43.754 56.756 651979 99.941 56.084 661980 36.436 56.068 671981 72.011 54.719 681982 72.032 53.777 691983 783.8 53.438 70

1984 121.169 52.546 711985 26.405 52.425 721986 95.905 51.563 731987 82.966 51.464 741988 68.406 50.336 751989 107.567 49.839 761990 37.385 49.69 771991 85.019 49.455 781992 61.704 47.98 791993 322.23 47.046 801994 98.491 44.903 811995 51.464 44.031 821996 98.663 43.754 831997 58.143 40.149 841998 662 39.617 851999 106.553 39.115 862000 110.527 37.385 872001 138.907 36.436 882002 315.72 35.772 892003 61.447 31.065 902004 49.839 27.948 91

2005 376.52 26.405 92


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3.1.2.3 Sedimentación.

El estudio del fenómeno hidrológico e hidráulico y del transporte de

sedimentos en los ríos es de mucha importancia para el diseño de la

vida útil de las estructuras hidráulicas y asi adoptar las previsionesnecesarias.

El conocimiento de la cantidad de sedimentos que transporta una

corriente es útil para determinar la frecuencia de mantenimiento o

limpieza del cauce de un rio, asi como los efectos erosivos que

puedan ocasionar en el fondo y riberas del cauce.

Transporte de Sólidos en Suspensión.

Son las partículas solidas y finas que la corriente transporta en

suspensión tales como: arenas, limos y arcillas.

No existe estación hidrométrica que realice la medición de

sólidos en suspensión que transporta el rio Chancay.

Transporte de Sólidos de Fondo.

Son partículas relativamente gruesas como gravas que transportala corriente por arrastre sobre la superficie del lecho del rio.

Permite conocer cuantitativamente la capacidad teórica máxima

de transporte de los ríos en un determinado periodo de tiempo,

cuya información servirá para efectuar los cálculos de diseño.

Cabe indicar, que el rio Reque solo tiene poder de arrastre en las

épocas de avenidas que duran de uno a tres meses durante el año,

por lo que no adquiere importancia o significación.


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CUADRO Nº 02PRECIPITACION PROMEDIO MENSUAL (mm/mes)

MES ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC P.P.A

AÑO

1998 - 2.0 8.0 - - - - - - - - - 10.0

1999 1.0 1.0 - - - - - - - - - - 2.0

2000 - - - - - - - - - - - - -

2001 - 5.0 13.0 - - - - - - - - - 18.0

2002 - - - - - - - - - - - 4.0 4.0

2003 17.0 12.0 23.0 12.0 6.0 8.0 - - - - - - 78.0

2004 - - - - - - - - - - - - -

2005 - - - - - - - - - - - - -

2006 1.0 - 7.0 2.0 - - - - - - - 1.0 11.0

2007 5.0 - - - - - - - - - - - 5.0

2008 4.0 - - 2.0 - - - - - - - 12.0 18.0

2009 - 3.70 - 1.8 - - - - - - - - 5.5

P.P.M. 2.33 1.56 4.25 1.48 0.5 0.75 - - - - - 1.33

FUENTE: SENAMHI - Dirección Regional, LAMBAYEQUE

CUADRO Nº 03TEMPERATURA MEDIA MENSUAL (ºC)

MES ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC

AÑO

2000 23.0 23.9 24.7 23.9 21.7 19.5 19.6 18.1 18.1 18.8 19.9 20.92001 21.6 24.2 23.6 21.4 20.9 19.7 17.9 18.0 18.0 19.3 20.1 21.22002 22.8 22.6 22.0 21.6 21.1 20.6 20.2 19.7 20.0 20.8 23.2 26.22003 27.6 27.6 27.6 27.5 26.4 26.4 23.4 21.5 20.5 20.6 20.6 21.72004 21.9 22.5 22.7 21.3 20.4 19.5 19.0 19.4 19.4 20.2 20.1 20.72005 21.6 22.0 22.5 23.4 19.4 19.2 18.5 17.9 17.9 18.9 18.9 20.6

2006 22.2 23.1 21.8 21.8 20.2 18.2 17.8 18.5 18.9 18.9 20.7 21.92007 24.3 25.8 26.7 25.5 22.4 21.7 21.2 19.7 19.6 20.4 21.1 21.82008 22.6 24.2 23.0 22.0 21.8 20.4 19.9 20.2 19.9 18.5 20.9 21.0

2009 22.0 23.8 23.5 20.6 18.8 19.3 18.4 18.8 18.3 19.4 19.2 23.0

T.P.M. 2.33 23.97 23.82 22.49 21.42 20.45 19.59 19.18 19.06 19.58 20.45 21.9

FUENTE: SENAMHI - Direccion Regional, LAMBAYEQUE


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B. Temperatura.

La temperatura media mensual varía desde 24.70 en el mes de

marzo hasta 18.1ºC en el mes de setiembre.

La temperatura máxima promedio mensual llegó a 23.82ºC en el

mes de marzo y de 19.06ºC en el mes de setiembre. (Cuadro Nº

03)

C. Evaporación.

Es una característica más frecuente dentro del ciclo hidrológico,

ya que existe evaporación en todo momento y en todas las

superficies, en la que la temperatura tiene una influencia directaen ella.

La evaporación máxima ocurre en el mes de marzo llegando

hasta 92 mm y la mínima en el mes de agosto con 62 mm. según

fuente SENAMHI Dirección Regional de Lambayeque.

D. Humedad Relativa.

La humedad relativa promedio máximo ocurre en el mes de mayocon el 81% y la mínima en el mes de marzo con el 77%.

3.1.2.5 Ecología.

Es la descripción ecológica del valle Chancay-Lambayeque según el

mapa de la zona de vida del Perú elaborado por J.A. Tossi y

empleando el sistema de Holdrico.

A. Desierto Subtropical.

Es la formación típica de la costa peruana y se debe a las

influencias de las corrientes masivas frías sobre la temperatura

del aire terrestre adyacente.


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En el valle Chancay la topografía es mayormente plana y se

observa de forma ondulada en los sectores de Eten y Reque.

B. Maleza Desértica Subtropical.

Es una formación que recorre la costa paralelamente al desierto

subtropical, se extiende por las vertientes accidentales de la

cordillera y está más al norte de Chiclayo, desciende y penetra en

la llanura y se une con la maleza desértica sub tropical al noroeste

de Olmos.

C. Bosque Espinoso Subtropical.

Es característico en la parte baja del valle Chancay. Se diferenciade la maleza desértica subtropical por su mayor altitud y por

temperaturas medias anuales más bajas. Al este de Chiclayo deja

la llanura costera y asciende por las laderas, continuando en

forma de franja angosta hacia al oeste de Chiclayo entre los 400 y

1200 m.s.n.m.

3.1.2.6 Geología.

A lo largo del rio Chancay, se diferencian cuatro sectores: la serranía,

el desfiladero, las llanuras y el cono de deyección. Este último es el

sector más importante para la agricultura y su superficie abarca unos

151,000 has.

El cono de deyección se extiende desde la bocatoma Racarumi, zona

del proyecto, hasta el océano Pacifico en una longitud de 80 km.

El tramo en estudio presenta un cauce angosto sinuoso y con alturasde bordo en sus márgenes de 10 a 12 m. de altura, que tiende a

aumentar la erosión en forma progresiva hacia la margen derecha,

existiendo un riesgo latente de inundación en terrenos de cultivo y en

el poblado de Rinconazo.


50/148

La historia geológica del valle Chancay es poca conocida, el cono de

deyección que en su parte central abarca un espesor de 200 m. está

compuesto de estratos de plio-pleistoceánicos con una manta

superficial de holoceno. El origen de los sedimentos es mayormente

fluviátil.

Las rocas que afloran en el lecho del rio son bolonería (GW), gravas

(GC), arenas y limos (SW, SP_SM).

Las características del lecho del rio Chancay se encuentran definidos

en su parte alta y media, está conformado por material de arena y

canto rodado o bolonería, desde su naciente hasta la bocatoma

Racarrumi.

A partir de esta zona hasta la confluencia con el Océano Pacífico, las

características del cauce y de las riberas del rio van cambiando,

llegando a predominar en los bordos la textura limo-arenosa, el cual

permite que el cauce del rio sea muy sinuosa con curvas muy

pronunciadas, y la existencia de material aluvial arcillo-arenoso con

presencia de cantos rodados y gravas de tamaños pequeños asentados

en islotes de material arenoso.

3.1.3 Canteras a Explotar.

La cantera a explotar es la cantera Cerro Rojo o Colorado, ubicada al

suroeste de la obra, cercana a la población de la Calerita y a una distancia de

la obra de 20 km.

La cantera descrita, si bien no tiene ensayos específicos, sin embargo los

materiales que la constituyen son de características similares a la de La

Puntilla, de acuer do a la información obtenida por la compañía “Servicios de

Ingeniería Cáceres” y cuyas características presentan a rocas con poca

descomposición superficial, poco fracturada y es muy compacta.

Esta cantera ya ha sido utilizada en los trabajos post-Niño del año 1999.


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Ensayos de granulometría por tamizado, límites de consistencia y ensayos

del proctor realizados en La Puntilla.

Características:

Límite líquido : 30.40% - 34.20%

Límite plástico : 15.40% - 16.00%

Índice plástico : 8.80% - 14.40%

Densidad Seca Optima : 2.04% -2.14%

Cantidad Optima de Agua : 8.90% - 11.70%

La explotación de la roca es sub superficial con máquina excavadora.

3.1.4 Documentación Existente Utilizada.

Planos catastrales de la zona en estudio a escala 1:10000 proporcionados por

la oficina del Ministerio de Agricultura.

Expedientes técnicos de obras ejecutadas proporcionados por el Programa de

Encauzamiento de Ríos y Protección de Estructuras de Captación –

PERPEC.

3.2 METODOS.

Con la información existente, se realizó visitas de reconocimiento preliminar a la

zona en estudio, para tener mayor conocimiento in-situ, de la situación real en

cuanto a daños, suelos, vegetación, características del cauce y ubicación de tramos

críticos, es decir, se utilizó el método de observación directa como primer paso.

3.2.1 Análisis Hidrológico.

Dado que la planeación y el diseño se refieren a eventos del futuro, cuyo

tiempo de ocurrencia o magnitud no pueden predecirse recurriéndose al


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estudio de la probabilidad con la cual un determinado caudal o volumen de

flujo puede ser igualado o excedido.

En la selección del nivel de probabilidad apropiado para un diseño, el riesgo

que se considera, depende de las condiciones económicas.

La información existente para determinar un caudal máximo de diseño del

rio Chancay, corresponde a los registros de descargas máximas anuales a

partir del año 1914 hasta el año 2005 considerándose como datos suficientes

para el presente estudio.

Los métodos estadísticos considerados para determinar la máxima avenida

probable del rio Chancay en las inmediaciones del centro poblado Rinconazo

y Puente Saltur son:

1. La función teórica de distribución binomial de Gumbel.

2. La función teórica Logarítmica Pearson Tipo III.

3.2.1.1 Descripción de los Métodos Estadísticos.

Los métodos utilizados estiman la avenida máxima que pueden tener

los ríos a partir de una serie de datos de caudales máximos conocidos

en un periodo de tiempo, que para nuestro caso es de 92 años (1914-

2005), logrando extrapolar la serie conocida de datos mediante una

curva de frecuencia con las diferentes probabilidades.

Las expresiones probabilísticas propuestas para el análisis de

frecuencia de avenidas se expresan en función de los parámetros

estadísticos que se indican:

A. Parámetros Estadísticos a Utilizar.

1. Método de Gumbel.

El método de Gumbel se utiliza para predecir magnitudes

máximas de variables hidrológicas asumiendo que estos valores


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son independientes entre si. Además se conoce que este método

es adecuado cuando se utiliza como datos las descargas máximas

anuales en un punto de control de una vertiente o un rio.

El procedimiento es el siguiente:

a) Se toman las descargas máximas en las mismas unidades de

medida (m3/s).

b) Calcular la Media Y y la Desviación Standard de las

observaciones S. donde :

Y = ∑Y / N Y: descarga anual (m3/s) N: Longitud de registro (años)

½

S = ( ∑y² - (∑y)² / N )

(N – 1)

c) Determinar de la Tabla Nº 01 la media esperada Yn y la

desviación Standard esperada σN en función del número de años

registro N.

d) Calcular 1/α = S / σN

e) Calcular la moda U = Y – Yn (1/α)

f) La ecuación de predicción de Gumbel es:

Y = U + 1/α (W)

De la que conocemos U, 1/α ; W es la variable reducida.

g) Para plotear, seleccionar varios valores de W correspondiente a

varios periodos de retorno T, calcular Y y plotear Y vs W.

Los valores seleccionados de la variable reducida W son: -5, 0,

0.5. 1. 1.5, 2.0


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2. Método de Log. Pearson III.

Está dado por la función de densidad:

-ax γ - 1F(x) = a γ e x

r γ

y la función de distribución dada por:

x -ax γ - 1F(x) = a γ e x dx

r γ o

Simplificando la función densidad tenemos:

-γx γa F(x) = Yo e (1+x/a)

γ = Constante conocida, dada a partir de la derivada r(γ), conocida

como: ψ (x-1)

a = Constante, calculada a partir de: a = γ / X

Existen métodos que simplifican todo el procedimiento de cálculo

de estos parámetros, por la complejidad de desarrollar estas

ecuaciones; una manera rápida es utilizando una forma

simplificada ( º ), y utilizando tablas especialmente elaboradas,

puede verse en la Tabla Nº 02, la cual relaciona el coeficiente de

asimetría con la probabilidad y periodo de retorno, entablándose la

siguiente ecuación:

X = X + S (K)

Log Y = Log Y + σ log Y ( K )

El procedimiento para la determinación de descargas máximas es:

a) Se procede a determinar los logaritmos de las descargas.


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b) Se calcula la media (X= Log Y ) y la desviación Standard S (σ log

Y) de los logaritmos de las descargas.

c) Se determina el coeficiente de sesgo (g):

g = N ∑ ( log Y - Log Y )³

(N-1) (N-2) (σ log Y)³

d) Con ayuda de la Tabla Nº 02 encontramos los valores de K

(variable reducida para cada nivel de probabilidad deseada o

también en función al intervalo de recurrencia).

e) En la ecuación de predicción:

X = X + S (K)

Log Y = Log Y + σ log Y ( K )

Tomando antilogaritmos encontramos el valor de la descarga.

3.2.1.2 Determinación del Riesgo y el Periodo de Retorno.

El diseño de estructuras para el control de agua incluye la determinación

de riesgos. Una estructura puede fallar si la magnitud correspondiente al

periodo de retorno de diseño Tr se excede durante la vida útil de la

estructura. Este riesgo natural de falla se calcula mediante la siguiente

fórmula:

1/nT = 1 / 1 – (1-R) P = 1 – 1/T

nR = 1 – (1 – 1/T)


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57/148

3.2.1.3 Selección de la Frecuencia de Diseño.

El periodo de retorno (Tr) establecido con el análisis de frecuencias

descrito, indica solamente el intervalo promedio entre eventos de

igual o mayor magnitud que un evento de magnitud dada o la

probabilidad “P” de que el evento no ocurra en cualquier año.

En consecuencia si se desea seleccionar una descarga de diseño que

probablemente no ocurra durante la vida de las estructuras, es

necesario utilizar un intervalo de retorno mayor que la vida útil

estimada de la estructura.

Si la probabilidad de no ocurrencia de un evento es P = Φ (y) = P

(Y


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TABLA Nº 01

VALORES DE YN Y σn PARA DIFERENTES TAMAÑOS DE MUESTRAS

N YN σN N YN σN N YN σN

8 0.48430 0.90430 36 0.54100 1.13130 68 0.55430 1.28340

9 0.49020 0.92880 37 0.54180 1.13391 70 0.55477 1.18536

10 0.49520 0.94970 38 0.54240 1.13630 72 0.55520 1.18730

11 0.49960 0.96760 39 0.54300 1.13880 74 0.55570 1.18900

12 0.50350 0.98330 40 0.54362 1.14132 76 0.55610 1.19060

13 0.50700 0.99720 41 0.54420 1.14360 78 0.55650 1.19230

14 0.51000 1.00950 42 0.54480 1.14580 80 0.55688 1.19382

15 0.51280 1.02057 43 0.54530 1.14800 82 0.55720 1.19530

16 0.51570 1.03160 44 0.54580 1.14990 84 0.55760 1.19670

17 0.51810 1.04110 45 0.54630 1.15185 86 0.55800 1.1980018 0.52020 1.04930 46 0.54680 1.15380 88 0.55830 1.19940

19 0.52200 1.05660 47 0.54730 1.15570 90 0.55860 1.20073

20 0.52355 1.10628 48 0.54770 1.15740 92 0.55890 1.20200

21 0.52520 1.06960 49 0.54810 1.15900 94 0.55920 1.20320

22 0.52680 1.07540 50 0.54854 1.16066 96 0.55950 1.20440

23 0.52830 1.08110 51 0.54890 1.16230 98 0.55980 1.20550

24 0.52960 1.08640 52 0.54930 1.16380 100 0.56002 1.20649

25 0.53086 1.09145 53 0.54970 1.16530 150 0.56461 1.22534

26 0.53200 1.09610 54 0.55010 1.16670 200 0.56715 1.23598

27 0.53320 1.00400 55 0.55040 1.16810 250 0.56878 1.24292

28 0.53430 1.10470 56 0.55080 1.16960 300 0.56993 1.24786

29 0.53530 1.10860 57 0.55110 1.17080 400 0.57144 1.2545030 0.53622 1.11238 58 0.55150 1.17210 500 0.57240 1.25880

31 0.53710 1.11590 59 0.55180 1.17340 750 0.57577 1.26506

32 0.53800 1.11930 60 0.55208 1.17467 1000 0.57450 1.26851

33 0.53880 1.12260 62 0.55270 1.17700 α 0.57722 1.28255

34 0.53960 1.12550 64 0.55330 1.17930 ------ ------ -------

35 0.54034 1.12847 66 0.55380 1.18140 ------ ------ -------

FUENTE: Hidrología para Ingenieros – Linsley, Kohler, Paulus.


59/148

3.2.2 Análisis Topográfico.

3.2.2.1 Reconocimiento Preliminar de la Zona.

Al no haberse encontrado planos de la topografía actualizada del rio

Chancay en la zona de estudio, se ha efectuado el levantamiento

topográfico del cauce en una longitud de 1.50 km. consistente en:

Plano en planta a escala 1:2000, perfil longitudinal a escala

horizontal 1: 2000 y escala vertical 1:50; y plano de secciones

transversales que presenta el rio después de grandes avenidas a escala

horizontal 1:1250 y escala vertical 1:125.

3.2.2.2 Planimetría.

Para realizar el levantamiento se utilizó el siguiente equipo

topográfico proporcionado por el Departamento de Ingeniería

Agrícola de la Empresa Agroindustrial Tumán, tales como:

- Plancheta Marca Wild

- Teodolito Marca Wild.

- Nivel Marca Wild.

- Miras.

- Wincha de 30 m.

- Brújula.

- Altímetro.

El levantamiento se inició arrastrando un BM conocido, hallado en

una compuerta, hasta un extremo de la losa del puente Saltur (BM

62.65 m.s.n.m.).

3.2.2.3 Altimetría.

Para el levantamiento del plano de planta se utilizó la plancheta en

combinación con el nivel, efectuando una poligonal abierta.


60/148

3.2.2.4 Perfiles en Tramo de Estudio.

Para el perfil longitudinal se trazó el eje del rio con ayuda del

teodolito, efectuándose el levantamiento perimétrico-altimétrico.

El perfil de las secciones transversales fueron construidas en base al

levantamiento altimétrico y son normales al eje definitivo proyectado

en planta que se obtiene cada 20 m. siguiendo el kilometraje, del cual

se obtuvo la configuración del terreno que sirvió para el cálculo de

las áreas y volúmenes de corte a remover entre dos secciones.

3.2.3 Análisis de Mecánica de Suelos.

El análisis de suelos tiene como finalidad determinar el comportamiento y lacapacidad de resistencia a la acción erosiva del flujo de agua sobre el cauce

del rio y sus riberas, asi como también determinar la capacidad de carga del

terreno.

El análisis se realizó con la finalidad de analizar y determinar las

características del suelo, sobre el cual se proyectaran las distintas obras de

defensas ribereñas.

El estudio de campo consistió en realizar la perforación directa mediante

calicatas a cielo abierto, siendo 6 el número total de estas.

Muestreo.

El muestreo consiste en obtener una porción del material del suelo para su

investigación, debiendo ser de los más representativos y adecuados para la

realización de los ensayos y pruebas de laboratorio.

- Muestras Alteradas.

Son aquellas en las que no se conservan las condiciones naturales o la

estructura misma del suelo. En nuestro estudio se han obtenido 16


61/148

muestras alteradas, los mismos que han servido para determinar las

propiedades físicas del suelo asi como su respectiva clasificación.

- Muestras Inalteradas.

Son aquellas que cuando son extraídas trata de conservar sus

características naturales, con estas muestras se determinan las

propiedades mecánicas del suelo. En el presente estudio se tomaron 2

muestras para el ensayo de corte directo.

Para la selección y ubicación de los puntos de muestreo se han realizado seis

calicatas de 1.00 x 1.00 m. de ancho y de 0.90 m. de profundidad.

La toma de muestras se realizó tomando como base una separación de hasta100 m. entre perforaciones, que es lo que algunos autores recomiendan.

Para el presente estudio, los ensayos de laboratorio se llevaron a cabo en el

Laboratorio de Mecánica de Suelos de la Facultad de Ingeniería Civil de la

Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo, siendo los siguientes:

A. Para la Clasificación General de Suelos

- Análisis Granulométrico.

- Ensayo de Plasticidad ( Límite Líquido y Límite Plástico ).

B. Para Determinar la Resistencia del Suelo.

- Ensayo de Corte Directo.


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3.2.3.1 Análisis Granulométrico.

Según la hidráulica fluvial, es indispensable contar con la

distribución granulométrica del material que forma el fondo y las

orillas del cauce.El análisis granulométrico es un proceso para determinar la

proporción en que participan los granos del suelo, en función de sus

tamaños. Esa proporción se llama gradación del suelo. La gradación

por tamaños es diferente al término geológico en el cual se alude a

los procesos de construcción (agradación) y la destrucción

(degradación) del relieve, por fuerzas y procesos tales como

tectonismo, vulcanismo, erosión, sedimentación, etc.

La distribución de tamaños de las partículas en una masa de suelo se

representa usualmente con la curva de gradación o curva de

distribución de tamaños de las partículas, en la cual el porcentaje de

las partículas inferiores a un tamaño en particular se representa en

función de ese tamaño en escala logarítmica.

La curva de gradación se obtiene midiendo la distribución de tamaño

de las partículas de una muestra de suelo representativa, la cual serealiza con un análisis por tamizado.

3.2.3.2 Ensayo de Plasticidad: Límites de Atterberg.

Los límites de consistencia propuestos por Atterberg, son

ampliamente conocidos y utilizados en todas las regiones del mundo,

principalmente con fines de identificación y clasificación de suelos y

son: limite de contracción, limite plástico y limite líquido.

Se les denomina límites de consistencia porque indican el grado de

cohesión de las partículas de un suelo y el poder de resistencia a

aquellas fuerzas exteriores que tienden a deformar su estructura.


63/148

a) Límite de Retracción o Contracción (LC).- se define como la

humedad máxima de un suelo para la cual una reducción de la

humedad no produce disminución de volumen del suelo.

También se define como el cambio del estado sólido al estado

semisólido o estado no plástico.

b) Limite Plástico (LP).- se ha definido arbitrariamente como el

contenido de humedad del suelo al cual un cilindro de éste, se rompe

o resquebraja al amasado presentando un diámetro de

aproximadamente 3 mm.

También se define como el cambio entre el estado no plástico y el

estado plástico. Esta prueba es bastante subjetiva, es decir, depende

del operador, el cual debe ayudarse con un alambre u otro material de

3 mm. de diámetro para hacer la comparación y establecer el

momento en que el suelo se resquebraja y presenta el diámetro

especificado.

c) Límite Líquido (LL).- se define como el cambio del estado plástico al

estado líquido. Es el contenido de humedad con el cual una masa de

suelo colocada en un recipiente en forma de cuchara (aparato de

Casagrande), se separa con una herramienta patrón (ranurador), se

deja caer desde una altura de 1 cm. y sufre el cierre de esa ranura en

1 cm. después de 25 golpes de la cuchara contra una base de caucho

dura o similar.

El rango de variación de contenidos de humedad en el que la arcilla

presenta plasticidad se denomina Indice de Plasticidad (Ip) y está

dado por:

Ip = LL - LP


64/148

Las muestras de suelo que se tomarán en la zona, serán obtenidas

mediante perforaciones con pala y pico hasta una profundidad de

1.00 m. realizadas en distintos puntos de los perfiles longitudinales y

transversales del tramo en estudio.

El ensayo de laboratorio de las muestras obtenidas se realizará

mediante el análisis granulométrico y límites de Atterberg, para luego

determinar su clasificación por el Método de S.U.C.S. (Sistema

Unificado de Clasificación de Suelos).

3.2.3.3 Clasificación de Suelos S.U.C.S.

El Sistema Unificado de Clasificación de Suelos, SUCS (IRAM

10509 y ASTM D 2487 y 2488) es el

calculo de maximas avenidas.pdf

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