Evaluación de los efectos del flujo de escombros sobre un muro perimetral mediante el software HEC-RAS en la quebrada Rayos de Sol, distrito de Lurigancho-Chosica, Lima, Perú

Abstract

Los deslizamientos de lodo y piedras provenientes de las quebradas son eventos catastróficos frecuentes en el Perú. Por ello, esta investigación consiste en conocer los efectos que el flujo de escombro genera sobre un muro perimétrico ubicada en la zona baja de la quebrada Rayos de Sol en el distrito de Lurigancho-Chosica. Los procedimientos para esta investigación consistieron en determinar lo siguiente: características geomorfológicas de la quebrada, caudales máximos para los años 2015 y 2017, y periodos de retorno (Tr) de 25, 50, 100, 200 y 500 años mediante el HEC-HMS, coeficiente de Manning y parámetros reológicos. Luego, se procedió a la validación de los parámetros mencionados anteriormente mediante la comparación de la altura del flujo observado en campo con la altura simulada en HEC-RAS para el evento del 2017. Después, para el evento del año 2015 se analizó los efectos del flujo de escombros sobre un muro perimétrico de 6.00x2.50x0.13 m, ocasionado por un caudal de 1.30 m3/s, en el que una altura de 1.13 m, alcanzada por la mezcla sobre el muro, genero una fuerza de impacto de 3.45 kN y una fuerza de impacto de las rocas de 16.87 kN, lo que ocasiono el colapso del muro, puesto que se excede el límite de la distorsión con un desplazamiento de 45.52 mm. Asimismo, se establecido que las fuerzas de impacto de las rocas y la fuerzas del flujo están en función de la profundidad de la mezcla con un coeficiente de correlación de 0.9612 y 0.8593, respectivamente.

Mudslides and rockslides from gullys are frequent catastrophic events in Peru. Therefore, this research consists of knowing the effects of debris flow generates in a perimeter wall located in the lower area of Rayos de Sol gully in the district of Lurigancho-Chosica. The procedures for this investigation consisted of determining following: geomorphological characteristics of gully, maximum flows for the years 2015 and 2017, and return periods (Tr) of 25, 50, 100, 200 and 500 years using HEC-HMS, Manning's coefficient and rheological parameters. Then, the aforementioned parameters were validated by comparing the height of the flow observed in the field with the height simulated in HEC-RAS for the 2017 event. Later, for the 2015 event, the effects of debris flow in a perimeter wall (6.00x2.50x0.13 m) were analyzed, caused by a flow rate of 1.30 m3/s, in which a height of 1.13 m, reached by the mixture on the wall, generated an impact force of 3.45 kN and rock impact force of 16.87 kN, which caused collapse of the wall, since the distortion limit was exceeded with a displacement of 45.52 mm. It was also established that rock impact forces and flow forces are a function of mixing depth with a correlation coefficient of 0.9612 and 0.8593, respectively.