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Revisión y Actualización del
Plan Maestro de drenaje
para la Ciudad de La Paz
ESTUDIO HIDROLÓGICO
OBJETIVO
-DETERMINAR CAUDALES DE CRECIDA, QUE PERMITIRÁN
POSTERIORMENTE LA VERIFICACIÓN DE LA CAPACIDAD
HIDRÁULICA DE LAS ESTRUCTURAS EXISTENTES, TALES
COMO EMBOVEDADOS Y CANALES ABIERTOS,
CORRESPONDIENTES AL SISTEMA PRIMARIO
Y SECUNDARIO DE DRENAJE DE LA CIUDAD DE LA PAZ.
PRECIPITACIÓN
HIDROGRAMA
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Tiempo (min)
Ca
ud
al (
m3
/s)
RED HÍDRICA
MAPA DE SUELOS
MAPA DE VEGETACIÓN
MAPA DE
COMPLEJOS
HIDROLÓGICOS
ALCANCE DEL ESTUDIO:
RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN
CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA DEL RÍO LA PAZ
HÍDRICA
CLIMÁTICA
DETERMINACIÓN
DE CAUDALES
DE CRECIDA
TRATAMIENTO DE INFORMACIÓN DE PRECIPITACIÓN
ANÁLISIS DE INFORMACIÓN HIDROMÉTRICA
DET. DE CARACTERÍSTICAS MORFOMÉTRICAS
DETERMINACIÓN DE NÚMEROS DE CURVA
APLICACIÓN DEL MODELO HEC-HMS
CÁLCULO DE CAUDALES EN LA CUENCA Y SUBCUENCAS
CÁLCULO DE CAUDALES EN MICROCUENCAS
ANÁLISIS DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS
CONCLUSIONES
CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA DEL RIO LA PAZ
A. CARACTERIZACIÓN
HÍDRICA
La cuenca tiene una forma oval redonda, con una pendiente media típica de un terreno accidentado a accidentado medio, características a través de las cuales se infiere que la respuesta de la cuenca a las precipitaciones es de rápida a media. (u)
Los perfiles muestran flujo torrentoso en las nacientes, y la tendencia a deposición de material de arrastre en la parte baja.
HUAYÑAJAHUIRA(h)
CURVA HIPSOMÉTRICA: CUENCA DEL RÍO LA PAZ
3000
3500
4000
4500
5000
5500
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
PORCENTAJE DE ÁREA POR ENCIMA DE LA ELEVACIÓN INDICADA (%)
AL
TIT
UD
(m
sn
m)
CHOQUEYAPU (c) ORKOJAHUIRA (o)
ACHUMANI (a)
IRPAVI (i)
PRECIPITACIONES EN LA CUENCA DEL RÍO LA PAZ
Eventos de baja intensidad: Las masas
de aire que ingresan por la abertura
Choqueyapu-Orkojahuira (A-B) y la
abertura Irpavi-Achumani-Huayñajahuira
(C-D-E), producen precipitaciones
independientes, raras veces simultáneas.
Eventos extremos: Son generalmente de
origen convectivo, se caracterizan por su
corta duración y elevada intensidad.
Aeropuerto
Achocalla
Aranjuez
Rio La Paz
Bosquecillo
A
B
C
D
E
(A) Cuenca del Río Choqueyapu (B) Cuenca del Río Orkho Jahuira (C) Cuenca del Río Irpavi (D) Cuenca del Río Achumani (E) Cuenca del Río Lakha Khollu
PRECIPITACIÓN MENSUAL: CUENCA DEL RÍO LA PAZ
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
MES
PR
EC
IPIT
AC
IÓN
ME
NS
UA
L (
mm
)
SAN CALIXTO ACHACHICALA VINO TINTO CHUQUIAGUILLO VILLA COPACABANA PALCOM A M ILLIPUNKU OVEJUYO
Variabilidad de las precipitaciones en
función a la topografía: Estaciones
ubicadas en puntos cercanos a la
cordillera registran una precipitación
anual más alta que otras ubicadas a
cotas inferiores.
Precipitaciones anuales: alrededor de los
500 y 600 mm
Precipitaciones mensuales: tienen
carácter estacional.
B. ANÁLISIS DE PRECIPITACIONES
INFORMACIÓN
METEOROLÓGICA
DISPONIBLE
ESTACIONES:
• ACHACHICALA
• ACHOCALLA
• ACHUMANI
• ALTO
ACHACHICALA
• MAGISTERIO
• CHUQUIAGUILLO
• EL ALTO
• LAIKACOTA
• PUENTE NEGRO
• SAN CALIXTO
• SENAMHI
• VILLA ADELA
• VILLA
COPACABANA
• PASANKERI
• VINO TINTO
• PALCOMA
• MILLIPUNKU
• OVEJUYO
C. DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS MORFOMÉTRICOS
BASE: CARTOGRAFÍA DIGITALIZADA A ESCALA 1:50,000
DEFINICIÓN DE LA CUENCA Y
70 SUBCUENCAS (Red primaria
y secundaria hasta Aranjuez)
DEFINICIÓN DE PARÁMETROS
MORFOMÉTRICOS:
- Area
- Longitud del curso más largo
- Longitud de canales de traslado
- Altura máxima y altura mínima
- Pendiente del curso
- Tiempo de concentración
DEFINICIÓN DE 228
MICROCUENCAS EN EL ÁREA
URBANA (Superficie de aporte)
E. CÁLCULO DE CAUDALES DE DISEÑO
E.1 CÁLCULO DE CAUDALES EN LA CUENCA Y SUS SUBCUENCAS
OBJETIVO
2. TRASLADA HIDROGRAMAS
DE UN PUNTO DE CONTROL
A OTRO
1. CALCULA HIDROGRAMAS
EN TODAS LAS SUBCUENCAS
MODELO
HEC-HMS
DETERMINAR CAUDALES DE CRECIDA EN LAS 70 SUBCUENCAS
CONSIDERADAS Y 42 PUNTOS DE CONTROL DEFINIDOS
A TRAVÉS DEL MODELO HEC-HMS
3. SUMA HIDROGRAMAS EN
PUNTOS DE CONTROL, DE
ACUERDO A LA ESTRUCTURA
DE LA CUENCA
ESTRUCTURA DEL MODELO HEC-HMS S PARA LA CUENCA DEL RÍO LA PAZ
MODELO DE SIMULACIÓN DE CRECIDAS HEC-HMS
(ALGUNOS RESULTADOS)
HIDROGRAMA A LA SALIDA
DEL EMBALSE INCACHACA
HIDROGRAMA DEL RÍO
ACHACHICALA AL INGRESO
A LA ZONA URBANA (res)
HIDROGRAMA EN EL PUNTO
DE CONFLUENCIA DE LOS
RÍOS IRPAVI Y ACHUMANI
HIDROGRAMA DEL RÍO
LA PAZ EN ARANJUEZ
HIDROGRAMA DEL RÍO
IRPAVI AL INGRESO DE
LA ZONA URBANA
RESULTADOS MÁS IMPORTANTES (s) (SUBCUENCAS DEL RÍO LA PAZ):
Q10 Q25 Q50 Q100
C10 Choqueyapu / Río Apumalla 13.185 18.358 23.086 27.082
C12 Choqueyapu / Río Carahuinchinca 6.418 8.712 11.003 12.935
C14 Choqueyapu / Río San Pedro 7.627 10.635 13.453 16.061
C16 Choqueyapu / Río Zoqueri 4.708 6.542 7.87 9.208
C18 Choqueyapu / Río Cotahuma 11.738 17.946 23.542 29.214
CP11-CP12+C19 Choqueyapu / Río Choqueyapu antes de confluir con el río Orkojahuira 84.714 125.319 161.042 195.34
C24 Orkojahuira / Río Minasa 7.105 10.581 13.61 16.447
C28 Orkojahuira / Río Chapuma 3.95 6.048 8.113 9.972
CP19+CP12+C31 Orkojahuira / Río Orkojahuira antes de confluir con el río Choqueyapu 51.506 74.769 95.8 114.589
CP12 Choqueyapu / Confluencia ríos Choqueyapu y Orkojahuira 130.22 191.44 240.75 283.23
C33 Choqueyapu / Río Herrerías 3.848 6.016 8.423 11.107
C36 Choqueyapu / Río Aguarani 3.619 6.688 9.8 13.425
C37 Choqueyapu / Río.Collpajahuira 5.362 8.639 11.803 15.513
CP31-CP32+C52 Irpavi / Río Irpavi antes de confluir con el río Achumani 72.326 102.519 122.672 168.381
CP34 Achumani / Confluencia de los ríos Kellumani y Huayllani 38.011 62.514 87.016 113.65
CP38-CP37+C61 Achumani / Río Jillusaya (antes puente de Achumani c12) 13.084 19.138 23.876 27.787
CP37 Achumani / Confluencia de los ríos Achumani y Jillusaya 58.855 93.973 127.13 161.57
CP39-CP32+C64 Achumani / Río Achumani antes de confluir con el río Irpavi 67.169 105.993 142.652 180.291
CP32 Irpavi / Confluencia de los ríos Irpavi y Achumani 124.85 180.74 223.12 281.75
CP32-CP23+C65 Irpavi / Río Irpavi antes de confluir con el río Choqueyapu 129.453 183.487 226.372 284.2
CP23 La Paz / Confluencia de los ríos Choqueyapu e Irpavi (Puente del Encuentro) 269.78 393.11 491.4 577.04
CP41-CP40+C68 Huayñajahuira / Río Huayñajahuira antes de confluir con el río La Paz 21.552 30.574 38.576 45.318
CP42 La Paz / Río La Paz en el punto de control de Aranjuez 290.62 419.73 523.7 611.36
CÓDIGO DESCRIPCIÓN
CAUDALES (m3/s)
E.2 CAUDALES DE DISEÑO EN MICROCUENCAS:
Se determinaron caudales en 228 microcuencas, coincidentes con el inicio de
canalizaciones, confluencias y puntos importantes, a través de ponderaciones de
áreas, en función a los caudales definidos en cada subcuenca con el modelo
HEC-HMS.
RESULTADOS MÁS IMPORTANTES OBTENIDOS EN LAS
MICROCUENCAS
DEL ÁREA URBANA:
Q10 Q25 Q50 Q100
9.4-A Choqueyapu / Río Jacha 1.675 2.596 3.382 4.214
9.5 Choqueyapu / Río Calle 8 0.947 1.468 1.913 2.386
9.12 Choqueyapu / Río Matadero 2.773 4.297 5.599 6.982
9.15-A Choqueyapu / Río Zarzuela 1.326 2.056 2.678 3.34
9.18 Choqueyapu / Río 7 Enanos 1.655 2.565 3.342 4.168
9.23 Choqueyapu / Río Viscachani 1.761 2.729 3.556 4.435
9.28 Choqueyapu / Río Humahuaca 1.123 1.74 2.268 2.828
10.1 Choqueyapu / Río Utapulpera (Afluente río Apumalla) 3.744 5.213 6.555 7.69
12.11 Choqueyapu / Río Chaqueri (Afluente río Carahuinchinca) 1.456 1.977 2.497 2.935
14.8-14.9-14.10 Choqueyapu / Río Jancocollo (Afluente río San Pedro) 4.609 6.427 8.13 9.706
26.1 Orkojahuira / Río Rosasani (Afluente río Fábrica de Fósforos) 1.739 2.536 3.482 4.451
29.7 Orkojahuira / Río Guitarrani 1.257 1.872 2.633 3.303
68.11 Huayñajahuira / Río Auquisamaña 2.07 2.951 3.678 4.304
CAUDALES (m3/s)
CÓDIGO DESCRIPCIÓN
La información meteorológica en las partes altas de la cuenca
es insuficiente; se requiere ampliar a la brevedad la red
hidrometeorológica existente.
El análisis de precipitaciones muestra el predominio de
tormentas de corta duración y alta intensidad.
Con relación a los parámetros que condicionan el
escurrimiento, uno de los más sensibles es el CN, que sumado a
tiempos de concentración reducidos por la topografía de la
cuenca y el tipo de precipitaciones que se producen, provocan
crecidas con picos altos aunque de poca duración.
CONCLUSIONES
CONCLUSIONES
En la parte alta de las cuencas (zona rural), la vegetación
característica retiene en cierto grado el agua
precipitada; los ríos Orkojahuira e Irpavi se encuentran
regulados por embalses.
En el área urbana la retención es mínima, principalmente
en las laderas Oeste y Este de las subcuencas de los ríos
Choqueyapu y Orkojahuira, debido a que en gran parte se
hallan urbanizadas desde sus cabeceras, por lo que dichas
superficies son prácticamente impermeables, asimismo
presentan pendientes escarpadas, provocando que la respuesta
a las precipitaciones sea rápida.
Respecto a la sedimentología de la cuenca, el problema se
presenta principalmente en las cuencas de la zona Sur
donde existe gran producción de material y poca capacidad
de arrastre de los cauces, en este caso es manifiesta la
necesidad de implementar programas de control y manejo
de la cuenca.
CONCLUSIONES
Revisión y Actualización del
Plan Maestro de drenaje
para la Ciudad de La Paz
PLAN MAESTRO DE DRENAJE PLUVIAL PARA LA CIUDAD DE LA PAZ
Consideraciones para
velocidad y tirante
Coeficientes de
pérdida de energíaCRITERIOSDE DISEÑO
Fotografías
Resultados por Cuencas
INTRODUCCION
Objetivo
Planteamiento
Red Seleccionada
METODOLOGIA
RESULTADOS
Conclusiones
Esquema del Modelo
Estudio del comportamiento hidráulico de
la red de drenaje pluvial de la Ciudad de
La Paz para condiciones de flujo persis-
tente y de flujo de diseño (crecidas).
Objetivo
Planteamiento
Programa HEC – RAS 3.1.3 (Mayo 2005) (USACE)
• Armado de un plan de simulación
• Análisis de resultados y posterior presentación
Condiciones: - Flujo Persistente (Q10)
- Flujo de Diseño (Q25 y Q50)
- Régimen de flujo mixto
- Flujo permanente
•Cursos embovedados
•Cursos canalizados
•Cursos libres
Información Geométrica
Administración y Almacenamiento
Análisis Hidráulico
Reporte: Tablas y Gráficos
Evaluación
Choqueyapu
Orkojahuira
Velocidades elevadas
Conclusiones
Cuenca Choqueyapu
• Velocidades max. (Qpersistente) = 10 – 15 [m/s]
• Velocidades prom. (Qpersistente) = 5 – 9 [m/s]
• Rio Choqueyapu: Incapacidad hidráulica en algunos sitios
• Cursos Secundarios: En general: capacidad hidráulica suficiente
• Tramos cortos con caídas elevadas: h < 2.0 m = 40 %
h [2 m – 2.5 m] = 40 %
h > 2.5 m = 20 %
Cuenca Orkojahuira
• Velocidades máx. (Qpersistente) = 12 [m/s]
• Velocidades prom. (Qpersistente) = 4.8 – 5.4 [m/s]
• Rio Orkojahuira: Capacidad hidráulica suficiente
• Cursos Secundarios: Capacidad hidráulica suficiente
Conclusiones Cuencas Zona Sur
• Las cuencas son similares hidráulicamente
• Cuencas semi-urbanas, gran cantidad de sedimentos
• Cuencas Irpavi y Huayñajahuira
- Velocidades máx. (Qpersistente) = 7 [m/s]
- Velocidades prom. (Qpersistente) = 2.3 – 4 [m/s]
- Insuficiencia hidráulica en algunos tramos
• Cuenca Achumani
- Velocidades máx. (Qpersistente) = 7 [m/s]
- Velocidades prom. (Qpersistente) = 3.9 – 5.5 [m/s]
- Insuficiencia hidráulica entre Col. Franco-Bol / Col Mil
- Parte media: acumulación sedimentos:
=> se recomienda estudio mediante
modelo físico
- Formación Ondas Pulsantes
Todas las Cuencas: predomina flujo supercrítico.
Fin