Modelación hidrológica e hidráulica del Río Chalaco, para el diseño de Puente Chalaco, cuenca Medio Alto Piura

Abstract

El presente trabajo tiene como finalidad dar a conocer los procedimientos realizados para la obtención del caudal de avenida máxima por medio de la modelación hidrológica en la cuenca del río Chalaco y posterior modelamiento hidráulico unidimensional del río en el tramo del puente Chalaco, el cual presenta daños estructurales ocasionados por El Niño Costero del 2017. Se determinó las características fisiográficas de la cuenca por medio de la obtención de parámetros geomorfológicos y la estimación del Número de Curva. Posteriormente se analizaron registro de precipitación máxima de 24 horas de la estación Chalaco, mediante los análisis de datos dudosos (Método Water Resources Council); Análisis de frecuencia por el método Smirnov Kolmogorov, siendo la distribución de Gumbel que mejor se ajustó a los datos; determinación de curva IDF y la estimación de hietograma de diseño. Para El modelamiento hidrológico se aplicó el método de Hidrograma Sintético de Snyder, que permitió estimar el caudal de diseño para un periodo de retorno de 175 años. La modelación hidráulica se realizó con el software Hec-ras, donde se aplicó un modelo unidimensional con el objetivo de estimar las dimensiones hidráulicas del cauce del río. Para ello se contó con información topográfica aguas arriba y aguas abajo del puente Chalaco. Para la calibración de ambos modelos se consideró la huella máxima observada en el estribo de puente existente. Finalmente se determinó las dimensiones hidráulicas del puente proyectado, para el caudal máximo 621.70 m3/s con un NAME estimado de 223.92 m.s.n.m., tirante de 2.18m y una altura de galibo de 2.5m. La luz hidráulica estimada fue de 70m.

The purpose of this paper is to present the procedures carried out to obtain the máximum flood flow by means of hydrological modeling in the Chalaco river basin and subsequent one-dimensional hydraulic modeling of the river in the Chalaco bridge section, which presents structural damage caused by El Niño Costero in 2017. The physiographic characteristics of the basin were determined by obtaining geomorphological parameters and estimating the Curve Number. Subsequently, the maximum 24-hour precipitation record of the Chalaco station was analyzed through the analysis of doubtful data (Water Resources Council Method); frequency analysis by the Smirnov Kolmogorov method, being the Gumbel distribution that best fit the data; determination of IDF curve and the estimation of design hyetogram. For the hydrological modeling, the Snyder's Synthetic Hydrograph method was applied, which allowed estimating the design flow for a return period of 175 years. The hydraulic modeling was carried out with Hec-ras software, where a one-dimensional model was applied to estimate the hydraulic dimensions of the riverbed. For this purpose, topographic information was available upstream and downstream of the Chalaco bridge. For the calibration of both models, the maximum footprint observed in the existing bridge abutment was considered. Finally, the hydraulic dimensions of the projected bridge were determined for a maximum flow of 621.70 m3/s with an estimated NAME of 223.92 m.a.s.l. ahead of 2.18m and a gauge height of 2.5m. The estimated hydraulic span was 70m.