Estudio y diseno_drenaje

CEPIA INGENIEROS CONSULTORES LTDA.
Estudio Drenaje
FUNDO SANTA MARIA DE TRAPICHE
AGRÍCOLA SANTA MARIA LTDA.
SAGRADA FAMILIA
VII Región
Noviembre 2008

Longitudinal Sur Nº 90 - Fono: (071)262532 Fax: (071)260065 – E-mail: cepia@cepia.cl - Talca
2
1. INTRODUCCIÓN
El siguiente informe presenta los resultados del estudio de drenaje realizado
durante el año 2008 en el Fundo Santa Maria de Trapiche Rol N° 122-22
propiedad de Agrícola Santa María de Trapiche Ltda., Comuna de Sagrada
Familia, VII Región.
Forma parte de este informe el estudio de suelo que se realizó en el predio y el
plano de fases de series de suelo resultante. El estudio de suelos abarcó una
superficie de 35,05 hás, de las cuales se reconocieron 35,05 hás con clases de
drenaje que varían de imperfecto a pobremente drenado. Estos resultados
confirman la necesidad de un sistema artificial de evacuación de aguas para
mejorar el potencial agrícola de los suelos.
Para definir la dinámica temporal y espacial de la napa se instalaron pozos de
observación distribuidos en forma regular sobre la superficie a drenar. La
mediciones se realizaron durante el periodo comprendido entre la temporada de
otoño-primavera del 2008.
Adicionalmente se detalla la metodología utilizada para la determinación de la
precipitación anual máxima de 3 días, la conductividad hidráulica de diseño y la
porosidad drenable, factores que definen las características del sistema de drenaje
propuesto. De igual forma se adjunta el plano de planta de los drenes y el detalle
constructivo de cada uno de estos.

3
2. RESULTADOS
2.1. RECARGA
2.1.1. Precipitación máxima para 1, 2 y 3 días
Para determinar la lluvia anual máxima para la zona se utilizó la información
disponible para la zona de Curico, perteneciente a la red de estaciones
meteorológicas de la Dirección General de Aguas. Los datos de lluvia máxima de
1, 2 y 3 días disponibles desde 1976 hasta el año 2006 fueron utilizados para el
análisis de frecuencia y se presentan en el siguiente cuadro.
Lluvia anual máxima [mm]
Años
1 día 2 días 3 días
1976 82,9 83,4 99,1
1977 59,0 105,0 132,0
1978 56,0 94,0 122,5
1979 47,0 69,0 83,0
1980 64,0 96,0 102,5
1981 34,0 57,5 71,0
1982 78,0 110,5 116,0
1983 66,0 81,5 96,5
1984 90,0 134,5 168,0
1985 57,5 63,5 63,5
1986 153,0 173,0 232,0
1987 88,0 94,0 150,0
1988 62,5 63,0 85,0
1989 77,0 103,5 103,5
1990 43,5 45,0 52,0
1991 54,5 86,0 86,0
1992 62,0 114,0 161,0
1993 49,6 49,6 52,5
1994 66,5 66,5 70,5
1995 87,0 88,3 124,3
1996 29,0 55,5 72,0
1997 56,5 93,0 98,0
1998 35,5 50,0 50,0
1999 62,5 71,0 86,5
2000 65,5 110,5 118,0
2001 50,5 76,0 90,5
2002 110,0 170,0 178,5
2003 50,0 76,5 79,
2004 44,5 59,0 61,0
2005 55,0 84,0 93,0
2006 97,8 113,8 178,8

4
El análisis de frecuencia para un período de retorno T = 5 años, basado en una
distribución log-normal, permitió determinar que la precipitación máxima para 1, 2
y 3 días equivale a:
Tiempo
[d]
Precipitación
[mm]
1 83,6
2 111,2
3 136,3
Con la información de lluvia máxima para 1, 2 y 3 días, se construyó el siguiente
gráfico, Altura – Duración – Frecuencia (ADF).
Curva Altura-Frecuencia-Duración para periodo de
retorno T= 5 años
0
60
120
180
0 1 2 3
Tiempo
[Días]
Precipitaciones
[mm]
Esta información fue combinada con los datos de los análisis físicos de suelos, los
que fueron cotejados con los valores de retención de agua y densidad aparente
(δb) descritos en el estudio de CIREN para la VII región. Utilizando los datos
físicos de suelo de la serie más limitante (Lontué; Fa; δb = 1,5 Mg/m3
) se
determinó que para una profundidad de 0,5 m, la humedad aprovechable del suelo
es de 60 mm. La retención de agua fue calculada utilizando la siguiente fórmula:

5
Ha: Capacidad de almacenamiento del suelo [mm]
wCCi: Contenido gravimétrico de agua a 33 kPa (CC) en el horizonte i [fracción]
wPMPi: Contenido gravimétrico de agua a 1500 kPa (PMP) en el horizonte i
[fracción]
δbi: Densidad aparente del suelo en el horizonte i [Mg/m3
]
δa: Densidad del agua [Mg/m3
]
Zi: Espesor del horizonte i [mm]
Pi:Pedregosidad del horizonte i [fracción]
Se consideró que al momento de la recarga, el suelo se encontraría con un
contenido de agua equivalente al 60% de su capacidad de almacenamiento, con lo
que la capacidad de almacenamiento disponible equivale a un 40% de la
capacidad de almacenamiento del suelo.
Con este valor como punto de inicio se trazó una tangente a la curva ADF, para
calcular la recarga por lluvia. El procedimiento de cálculo se presenta en el
siguiente gráfico.
( ) ( )ii
a
bi
n
1i
PMPCCa P1ZwwH ii
−⋅⋅
δ
δ
⋅−= ∑
=
mm24604,0H4,0H ad =⋅=⋅=

6
La tangente trazada a la curva ADF, desde el eje de las ordenadas adoptando una
capacidad de almacenamiento disponible de 24 mm (0,4Ha) permite definir la
percolación profunda que en este caso equivale a: 52,19 mm/d
Se ha considerado a la lluvia como el principal factor de recarga, ya que en el
predio los mas graves problemas de drenaje se producen en la epoca de lluvias,
consecuentemente la recarga por riego es considerablemente inferior a la recarga
por lluvia.
mm19,52
21,1
2415,87
tg =
−
=α

7
2.2. PARÁMETROS HIDRODINÁMICOS DEL SUELO
2.2.1. Conductividad hidráulica
La conductividad hidráulica saturada (K) se intento obtener en terreno utilizando el
método del pozo – barreno, propuesto por Hooghoudt. El valor de K se obtiene
mediante la siguiente fórmula, que considera una distancia distinta de 0 entre el
fondo del pozo de medición y el estrato impermeable.
en que:
K: Conductividad hidráulica [m/día]
r: Radio del pozo de observación [m]
ho: Distancia entre el NF estabilizado y el nivel de agua en el pozo al tiempo to [m]
h1: Distancia entre el NF estabilizado y el nivel del agua en el pozo al tiempo t1 [m]
H: Distancia entre el NF estabilizado y el fondo del pozo de medición [m]
∆t: Tiempo transcurrido entre to y t1 [s]
Sin embargo las características del terreno no permitieron obtener mediciones
confiables. Los problemas más comunes fueron la baja o no estabilidad del pozo-
barreno (suelos con texturas que van de francas a areno francosas), presencia de
gravas en profundidad no permitiendo una mayor profundización, y una rapidísima
recuperación de la napa una vez deprimida no dejando tiempo a la toma de
mediciones. De la suma de estos escenarios y en especial de las texturas
involucradas se desprende que la adopción de una conductividad hidráulica
saturada de 10 m/día, esta dentro de los valores esperados.
2.2.2. Conductividad hidráulica de diseño
Se utilizo un valor de 10 m/día por las razones vertidas en 2.2.1
( ) 1
0
h
h
ln
trH2
Sr
K
∆+
⋅
=
19,0
Hr
S
⋅
=⇒

8
2.2.3. Porosidad drenable µ
Para determinar la porosidad drenable se utilizo la relación de Van Beers, que
permite derivarla directamente a partir de la conductividad hidráulica, según la
siguiente relación,
en que:
µ:porosidad drenable [%]
K: conductividad hidráulica [m/día]
2.3. PARÁMETROS FÍSICOS DE SUELO
2.3.1. Profundidad al estrato impermeable D
La información disponible para la zona permitió definir que el estrato impermeable
se encuentra una profundidad aproximada de 8 m. La información fue obtenida
algunas norias vecinas.
Debido a que los drenes no alcanzan el estrato impermeable se utilizó el valor de
estrato equivalente d, para realizar los cálculos de distancia entre drenes.
2.3.2. Estrato equivalente d
Basado en la información de profundidad al estrato impermeable disponible para el
área, se indujo a partir de la conductividad hidráulica que la distancia D entre la
base de los drenes y el estrato impermeable es menor a ¼ de la distancia entre
drenes, por lo que el valor de distancia al estrato equivalente d se calculó
utilizando la siguiente ecuación propuesta por Hooghoudt.
100K ⋅=µ
%62,3110010 =⋅=µ
L
4
1D ⋅<
u
D
ln
L
D8
1
D
d
⋅
⋅π
⋅
+
=

9
en que:
d: distancia equivalente entre la base de los drenes y el estrato impermeable [m]
D: distancia entre la base de los drenes y el estrato impermeable [m]
L: distancia entre drenes [m]
u: Perímetro mojado [m]
b: Base de la zanja de excavación [m]
ro: Radio interior de la tubería [m]
Considerando una base de zanja de excavación de 0,6 m y un radio de tubería
promedio de 0,1 m el perímetro mojado resulta:
Consecuentemente el estrato equivalente para D = 6 m se estima en:
2.4. OTROS PARÁMETROS DE DISEÑO
2.4.1. Profundidad efectiva (Pe) y tiempo de máximo de drenaje t
El predio a ser drenado está plantado con frutales específicamente vid vinífera, se
consideró como criterio de drenaje el mantener 1,0 m libre de agua abarcando la
zona de mayor actividad radical. Dadas las texturas de los suelos en estudio, se
ha estimado el ascenso capilar en 0,17 m debido a la recarga por percolación
profunda. Como criterio adicional se desea que luego de una recarga la
profundidad efectiva no se vea afectada por una elevación del nivel freático. Para
esto se considero un máximo de 3,3 días para que el agua libre bajo la
profundidad efectiva se retire del perfil, es decir, que el nivel freático alcance 1,0
m.
or2bu ⋅+=
m8,01,026,0u =⋅+=
=
⋅
⋅π
⋅
+
=
u
D
ln
L
D8
1
D
d m89,4
8,0
6
ln
135
68
1
6
=
⋅
⋅π
⋅
+

10
2.4.2. Profundidad de drenes Pd
Dadas las características de profundidad de suelos, conductividad hidráulica,
pendiente superficial y disposición de puntos de desagüe, se optó por instalar los
drenes a una profundidad de 2,0 m.
4.3. Recarga hidráulica ∆h
La recarga hidráulica esta dada por:
en que:
∆h Recarga hidráulica [m]
R : Recarga [m]
µ : Porosidad drenable [fracción]
2.4.4. Espesor de la región de flujo Do
Para calcular el espesor de la región de flujo se consideró que el valor de
profundidad al estrato equivalente es de 4,89 m y que la altura media del nivel
freático será:
en que:
h: Altura media del nivel freático [m]
ho: Carga hidráulica inicial [m]
ht: Carga hidráulica final [m]
con esto el espesor de la región de flujo queda definido como:
µ
R
∆h =
m17,0
3126,0
05219,0
h ==∆
to hhh ⋅=
hdDo +=
m80,591,089,4Do =+=

11
2.5. DISTANCIA ENTRE DRENES
Por tratarse de recarga instantánea por lluvia y drenes que serán instalados por
sobre el estrato impermeable, la distancia entre drenes fue calculada en base a un
equilibrio dinámico utilizando la ecuación de Glover y Dumm, que se presenta a
continuación:
en que:
L: Distancia entre drenes [m]
Do: Espesor región de flujo [m]
t: Tiempo máximo de drenaje para alcanzar ht [día]
µ: Porosidad drenable [francción]
ho: Carga hidráulica inicial [m/día]
ht: Carga hidráulica final [m]
Luego de resolver en forma iterativa la ecuación para satisfacer las condiciones de
drenaje impuestas, el distanciamiento entre drenes es de:
2.6. CAUDALES DE DISEÑO
2.6.1 CAUDAL DISEÑO DRENES
El sistema de drenaje a construir corresponde a un sistema subsuperficial con
drenes entubados. El caudal máximo de diseño estará dado por:
en que:
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⋅µ
⋅⋅⋅π
=
t
o
o
2
2
h
h
16,1ln
tDK
L
2
2
2
617.18
83,0
0,1
16,1ln3162,0
3,380,510
L =
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⋅
⋅⋅⋅π
=
m135L =
AqQ omáx ⋅=

12
Qmáx: Caudal máximo [m3
/día]
qo: Caudal específico [m/día]
A: Área drenada por un dren especifico [m2
]
L: Espaciamiento entre drenes [m]
Ld: Longitud del dren [m]
Como se ha utilizado la ecuación de Glover y Dumm, el caudal específico resulta:
en que:
qo: Caudal especifico [m/día]
d:Profundidad estrato equivalente[m]
L: Distancia entre drenes [m]
ho: Carga hidráulica inicial [m]
La disposición de los drenes de alivio en terreno respondió a fines de eficiencia en
drenaje y costos. En el punto 2.5 se menciona que la distancia de drenes que
cumple con los requerimientos impuestos al sistema de drenaje es de 135 m, gran
parte del diseño aquí propuesto cumple estas requerimientos, con los drenes
dispuestos de manera de interceptar la dirección de flujo del nivel freático.
Para el caso de los colectores, el caudal de diseño está dado por la sumatoria de
los drenes laterales que desaguan al colector. Su caudal será incrementa al irse
sumando más drenes quedando expresado por:
LdLA ⋅=
2
o
o
L
hdK48,6
q
⋅⋅⋅
=
día/m0174,0
135
189,41048,6
q 2o =
⋅⋅⋅
=
∑
=
=
n
1i
io qq

13
en que:
Q: Caudal del colector [m3
/día]
qo: Caudal máximo del dren lateral [m/día]
Con estos parámetros se calculó el caudal máximo de cada dren lateral y colector,
lo que se informa en la memoria de cálculo adjunta.
2.6.2 CAUDAL DE DISEÑO INTERCEPTORES
El sistema de drenes debe contemplar la intersección del riego extrapredial para lo
cual se debe disponer de interceptores paralelos al flujo subterráneo existente en
el predio. Para el caso de este proyecto se consideran como tales los drenes A-1 y
B-1, a los cuales para su dimensionamiento debe sumárseles el caudal
interceptado por del acuífero interceptado.
Primero se calcula el caudal por metro lineal que posee el acuífero, mediante la
expresión:
en que:
q: Caudal por Unitario del Acuífero [m3
/día/m]
H: Espesor de la región de flujo, este alcanza 8 metros según lo observado en
norias vecinas [m]
S: Gradiente hidráulico de la napa freática es 0,005 según plano de isohypsas
[m/m]
Ahora reemplazando los valores el caudal unitario del acuífero es:
Ahora para determinar el caudal interceptado por un interceptor ubicado a 2 m de
profundidad, se utiliza la siguiente expresión:
en que:
qi: Caudal por metro interceptado por el dren [L/s/m]
q: Caudal por Unitario del Acuifero [m3
/día/m]
SHKq ⋅⋅=
m/s/L005,0m/aíd/m40,0005,0810q 3
==⋅⋅=
( )
H
hH
qqi
−
⋅=

14
H: Espesor de la región de flujo, este alcanza 8 metros según lo observado en
norias vecinas [m]
h: Espesor de la lámina saturada sobre la capa impermeable aguas abajo del dren
interceptor, que corresponde a la diferencia entre el espesro del acuífero y la
profundidad de los drenes [m/día]
Finalmente, reemplazando los valores el caudal por metro interceptado por los
drenes dispuesto a 2 m de profundidad:
Este caudal corresponde a la intercepción de los riegos extraprediales que se
realizan en la zona.
2.7. DISPOSICIÓN ESPACIAL DE LOS DRENES EN TERRENO
Por tratarse de drenes de alivio cuya función principal es evacuar el exceso de
agua acumulado por la recarga por lluvia, los drenes fueron distribuidos en el
terreno siguiendo dos criterios. El primero dice relación con la interceptación de la
napa freática que se estima se mueve con dirección nor-poniente con un curso
similar la disposición de las cotas superficiales. Para conocer la dirección de
movimiento de a napa se utilizaron las mediciones del nivel freático durante la
temporada invernal y se generaron las isohypsas como se muestra en el plano
que forma parte de este informe.
El segundo criterio dice relación con la dirección de plantación del predio, el cual
ya se encuentra cultivado, por lo tanto, los drenes dispusieron según la orientación
de la plantación existente. Basado en lo anterior ambos criterios se combinaron y
se definieron redes en forma paralela, con la finalidad de maximizar la intercepción
del flujo de agua y a la vez reducir el volumen total de excavación.
Por la pendiente que presenta el terreno los drenes fueron diseñados siguiendo en
lo posible las pendientes naturales del terreno, de modo tal que la pendiente de
drenes no fuese en lo posible inferior al (0,2%) y su profundidad mínima en la
mayoría de los casos no fuera inferior a 2,0 m.
El sistema principal de drenes desemboca en un canal de regadío, denominado
Canal Trapiche Bajo que pasa por la parte nor-oriente del predio. Además en este
canal se deberán ejecutar obras de descargas para tres colectores distintos ,ya
que debido a la forma del predio y a problemas de cota no pueden descargar los
tres en un solo punto.
( ) m/s/L00125,0
8
68
005,0qi =
−
⋅=

15
2.8. CÁMARAS DE INSPECCIÓN Y TUBERÍAS DE DRENAJE
Para los drenes, la tubería seleccionada correspondió a tubos perforados
corrugados del tipo Flexadren y Top-Dren producidos por la empresa Petroflex o
ADS Pipes Chile S.A. Se ha estimado un ancho de excavación de 0,5 m para los
drenes laterales con un talud mínimo de 1/10 para su construcción. Estos drenes
se han considerado encamados con gravilla, sobre la cual se incluye el uso de una
lámina de plástico de 20 a 30 micrones (manga de riego), la que actuará como
barrera para impedir el paso de partículas de suelo hacia los drenes. Los tubos
seleccionados para los drenes correspondieron a tubos de polietileno de alta
densidad en diámetros 100, 160 y 2x160mm. La debilidad estructural de los tubos
de 200 mm llevo a descartar su uso en tramos de drenes en donde era
hidráulicamente recomendada y ser reemplazada por tubería dos tuberías de 160
mm.
Se contemplaron solo colectores cerrados. Para los colectores cerrados la
excavación se ha considerado de 0,6 m de ancho con un talud de 1/10 para
mantener la estabilidad de los drenes durante la construcción. En el caso de doble
tubería se considero una base de 0,6 m respetando el talud anterior. Para los
colectores se consideraron tubos de PVC, corrugados sin perforaciones, modelos
Top-San de 250 mm también producidos por Petroflex. En el caso de los
colectores se han considerado sin encamado de gravilla solo se considera material
procedente de la misma excavación sin contenido de piedras. A continuación se
presenta un diagrama de instalación de los drenes subsuperficiales.

16
Para la inspección y mantención de los drenes se ha contemplado el uso de
cámaras de inspección de 0,80 m de diámetro en cada intersección de drenes con
los colectores y en los cambios de dirección. Estas cámaras serán construidas en
tubo de PVC Top-San de 0,8 m según el esquema presentado en la siguiente
figura y la excavación para su instalación considera un talud de 1/5 y de un extra
al radio del tubo de 60 cm, por lo tanto se deberá hacer una excavación de 1,4m
con la finalidad de instalar el radier y la tubería Top-San que servirá de cámara de
inspección. Se ha estimado que la tubería colectora, dentro de la cámara de
inspección, se encuentre como mínimo a 10 cm bajo la llegada de la tubería de
drenaje, así como la base de la cámara se encuentre a 30 cm de profundidad de la
base del tubo colector. Además se contempla un radier en la parte baja de la
cámara ejecutado con hormigón grado H15 o superior de un espesor de 15 cm.

17
Para determinar el diámetro de los drenes laterales y colectores tapados junto con
sus largos se utilizaron las siguientes ecuaciones:
2.8.1. Ecuación de Manning.
Considerando la tubería completamente llena entonces
de lo que se desprende que
donde:
21
32
35
máx S
2
R
Q ⋅
⋅η
⋅π
=
1875,0375,0
25,0375,0375,0
máx
S
2Q
R
⋅π
⋅η⋅
=

18
Qmáx : Caudal máximo [m3
/s]
R : Radio de la tubería [m]
S : Pendiente [m/m]
η : Factor de rugosidad de Manning.
2.8.2. Volumen de excavación
Para determinar el volumen de excavación tanto de drenes laterales como
colectores
se utilizó la siguiente fórmula:
donde:
V : Volumen a excavar [m3]
Ld : Largo de dren [m]
p: Profundidad promedio del dren [m]
b = Ancho de la base de la zanja excavada
z = Talud de construcción para evitar desmoronamiento
Para el caso de los drenes el ancho de la base excavada es de 0.6m y para los
colectores cerrados es de 0.7 m. El talud de construcción se fijó en 1/5 para los
drenes y colectores. La profundidad media de excavación se determinó como el
promedio de la profundidad inicial y final de los drenes. Para el tapado de los
drenes se consideró un 20% de esponjamiento sobre el volumen inicial excavado.
Para el caso del volumen de excavación para las cámaras de inspección se utilizo
la siguiente formula:
donde:
V : Volumen a excavar [m3
]
D : diámetro tubo para cámara [m]
pc: profundidad de la cámara [m]
[ ]zpbLdpV +⋅=
2
pp
p finalinicial +
=
( )
cp
D
CamarasNV ⋅⋅⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡ ⋅+
⋅°= π
2
2
5,02

19
2.8.3. Volumen de material envolvente de gravas
Para determinar el volumen de material envolvente se consideró una altura
promedio de 0,50 m de gravilla por dren. De esta se estima que 0,1m irán a
estabilizar el fondo de los drenes, ya que debido a las bajas pendientes se debe
trabajar con una cama estable y pareja para la instalación de los tubos. Los 0,30
adicionales serán utilizados en recubrir la tubería que servirá como material
filtrante y de estabilización. El ancho de las zanjas de los drenes es de 0,5 m y de
0,6 m la tubería colectora como se indicó anteriormente.
2.8.4. Superficie de filtro de plástico
Para determinar la superficie del filtro de plástico que se colocara sobre la cama
de gravilla o material envolvente se consideró el ancho de la base de las zanjas
para los drenes (0,5 m) más 10 cm a cada lado. Se considera una lámina plástica
sobre todos los drenes.
2.9. MEMORIA DE CÁLCULO
La memoria de cálculo resume los valores de diseño que se reflejan en el plano de
planta del sistema de drenaje. La memoria de cálculo incluye:
Código del dren sobre el plano de planta
Tipo
Largo
Cota inicio terreno proyectado
Cota fin terreno proyectado
Pendiente diseño dren
Profundidad inicio dren
Profundidad final dren
Cota inicio dren
Cota final dren
Caudal
Drenaflex 100mm en el dren
Drenaflex 160mm en el dren
Drenaflex 2x160mm en el dren
Topsan 250mm en el colector
Excavación colector
Excavación dren
Envolvente dren
Cámara de inspección Topsan de 0,8 m.
: Permite identificar el dren
: Dren, Dren/Colector o Colector
: Largo de los drenes [m]
: Cota de inicio del dren [m]
: Cota del final del dren [m]
: Pendiente de diseño del dren [m/m]
: Profundidad al inicio del dren [m]
: Profundidad en la cota del dren [m]
: Cota al inicio del dren [m]
: Cota en la cola del dren [m]
: Caudal del dren [m3
/s]
: Largo de Drenaflex de 100 [m]
: Largo de Drenaflex de 160 [m]
: Largo de Drenaflex de 2x160 [m]
: Largo de Topsan de 250 [m]
: Volumen de excavación [m3
]
: Volumen de excavación [m3
]
: Volumen gravilla envolvente [m3
]
: Cámara inspección en tubo

CALCULO DE CAUDAL DE DRENES
Como se trata de un régimen variable, se aplicará el metodo de cálculo deducido por Glover
y Dumm, considerando que la recarga es la generada por la lluvia de diseño.
L
2
= π
2
⋅K⋅Do⋅t
µ⋅ln(1,16⋅ho/ht)
Calculando con:
K= 10 m/d Conductividad hidráulica
R= 52,19 mm/d Deducida del gráfico Altura-frecuencia-duración
t= 3,3 días
µ= 32 % µ = (K*100)^0,5
P= 2 m Profundidad drenes
Pe= 1 m Profundidad efectiva libre de agua
d= 4,89 m Profundidad estrato equivalente
Eq= 8,0 m Profundidad estrato impermeable
D= 6,0 m Región de flujo bajo los drenes
L= 135,0 m Distancia entre drenes Iterada
u= 0,80 m u=(ancho zanja)+2*(radio dren)
∆h= 0,17 m ∆h = R/µ Recarga hidráulica
ho= 1,00 m ho = P-Pe Carga hidráulica inicial
ht= 0,83 m ht = ho-∆h Carga hidráulica final
h= 0,91 m h=raíz(ho*ht) Altura media del nivel freático
Do= 5,80 m Espesor region de flujo
L2
= 18.167
L = 134,79 m Se adopta 135 m Distancia entre drenes
Se adopta en definitiva un espaciamiento de 135 metros, y se instalarán a 2,0 metros de
profundidad.
Considerando el distanciamiento y la recarga por lluvia, se tiene que los drenes se captarán:
qo= (6,48*K*d*ho)/L2
con K = 10 m/d Conductividad hidráulica
d = 4,89 m Profundidad estrato equivalente
ho = 1,00 m Carga hidráulica inicial
L= 135 m Distancia entre drenes
qo = 0,0174 m/d

CALCULO DE CAUDAL DE DISEÑO INTERCEPTORES
El caudal total por metro lineal que aporta un acuifero se calcula con la siguiente relación:
q = K * H * S
donde :
q = flujo de agua por ml (m3/d/m)
K = conductividad hidráulica (m/d)
H = Espesor del acuifero (m)
S = gradiente hidráulico de la napa freatica
Considerando los datos de nuestro caso se tiene :
K = 10 m/d Adoptado de Acuerdo a Bases
H = 8 m Adoptado de acuerdo observaciones en terreno
S = 0,005 Deducido del Plano de Isohipsas
El caudal del acuifero sería:
q = 0,40 m3/d/m 0,005 lt/s/m
qi = q (H-h) / H
qi = flujo de agua interceptada por metro de dren ( m3/d/m)
q = flujo de agua del acuifero por ml (m3/d/m)
Con:
H = 8 m Espesor del acuifero (m)
h = 6 m Espesor de la lámina saturada sobre la capa impermeable
aguas abajo del dren interceptor (m).
Se obtiene el caudal interceptado por metro lineal de dren.
qi = 0,0012 lt/s/m Correspondiente a riegos extraprediales

PROPIETARIO: AGRICOLA SANTA MARIA DE TRAPICHE LTDA. NUMERO CEPIA: 4109
Para el Calculo del Caudal del Dren: El diámetros de las tuberías corrugadas perforados de los drenes
se calculan con:
qo= (6,48*K*d*ho)/L2 Q = 24.2 D^2.667*S^0.5 (m3/s)
D = 0.303*Q^0.375*S^-0.1875 (m)
con K = 10 m/d Conductividad hidráulica
d = 4,89 m Profundidad estrato equivalente El diámetro de las tuberías lisas de los colectores entre los drenes
ho = 1,00 m Carga hidráulica inicial se calcula con :
L= 135 m Distancia entre drenes Q = 88.14 D^2.71 * S^0.571 (m3/s)
D = 0.192 Q^0.375 S^-0.211 (m)
qo = 0,0174 m/d
Para el Calculo del Caudal del Interceptor:
qi = 0,0012 L/s/m
Caudal Caudal Largo Largo Largo Largo Diámetro Diámetro Diámetro
Código Tipo Largo Pendiente Máximo Máximo Tub. Dren Tub. Dren Tub. Dren Tub. Dren Optimo Máx. Optimo Máx. Comercial
Dren Diseño Dren Colector 65 mm 100 mm 160 mm 2x160mm Dren Colector Colector
m m/m m3/s/m m3/s m m m m mm mm mm
A1 Dren/Inter. 285 0,002 0,0000283 25 50 210 159
A2 Colector 244 0,002 0,0080724 134 250
A3 Dren 390 0,0025 0,0000272 25 50 250 65 169
A4 Colector 132 0,005 0,0186674 145 250
A5 Dren 390 0,0025 0,0000272 25 50 250 65 169
A6 Colector 117 0,005 0,0292624 172 250
A7 Dren 80 0,001 0,0000272 50 30 111
A8 Dren/Colec. 71 0,001 0,0000272 0,0041022 71 141
A9 Colector 117 0,001 0,0333645 242 250
A10 Dren 120 0,0025 0,0000272 25 50 45 109
A11 Dren/Colec. 70 0,005 0,0000272 0,0051617 70 114
A12 Dren/Colec. 40 0,005 0,0000272 0,0062483 40 122
A13 Dren/Colec. 19 0,005 0,0000272 0,0067645 19 126
A14 Dren/Colec. 125 0,0025 0,0000272 0,0033958 25 50 50 111
A15 Dren/Colec. 265 0,0025 0,0000272 0,0173595 265 204
A16 Colector 132 0,001 0,0507240 270 300
DISEÑO DE DRENES Y COLECTORES

A17 Dren 390 0,001 0,0000272 50 175 165 201
A18 Colector 21 0,001 0,0613190 290 300
Código Tipo Largo Pendiente Máximo Máximo Tub. Dren Tub. Dren Tub. Dren Tub. Dren Optimo Máx. Estimado Comercial
B1 Dren/Inter. 390 0,0025 0,0000283 25 50 225 90 172
B2 Colector 130 0,002 0,0110464 145 250
B3 Dren 390 0,0025 0,0000272 25 50 250 65 169
B4 Colector 228 0,0015 0,0216414 198 250
Código Tipo Largo Pendiente Máximo Máximo Tub. Dren Tub. Dren Tub. Dren Tub. Dren Optimo Máx. Estimado Comercial
C1 Dren 160 0,0015 0,0000272 75 85 133
C2 Dren 220 0,0015 0,0000272 75 145 150
C3 Colector 73 0,001 0,0103233 163 250

Estudio y diseno_drenaje

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Was ist angesagt? (20)

Ähnlich wie Estudio y diseno_drenaje

Ähnlich wie Estudio y diseno_drenaje (20)

Estudio y diseno_drenaje