Analisis de la vulnerabilidad hidrologica del tramo de la carretera interoceanica comprendido entre el km 12+000 al km 14+000 en la variante de Uchumayo Arequipa

• Autores: Caceres Callo, Kevin Arnaldo, Ataucuri Enriquez, Rene
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2018
• Institución: Universidad Nacional de San Agustín
• Repositorio: UNSA-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.unsa.edu.pe:UNSA/4712
• Enlace del recurso: http://repositorio.unsa.edu.pe/handle/UNSA/4712
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Vulnerabilidad; Máximas Avenidas; Tiempo de Retorno; Cuenca; Precipitación Máxima; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.01.01

En la carretera Interoceánica Sur, antes llamada “Panamericana Sur” ubicada a la salida del distrito de Uchumayo de la provincia de Arequipa en la ruta Arequipa La Joya, el 26 de enero del 2017, tuvo lugar un hecho sin precedentes, una tormenta extraordinaria provocó la inundación de un tramo de la carretera, ocasionando destrozos, pérdidas materiales y lamentables pérdidas humanas. Razón por la cual la presente investigación tiene como objetivo realizar el análisis de vulnerabilidad hidrológica del tramo de la carretera Interoceánica Sur comprendido entre el km 12+000 al km 14+000, siendo este el tramo afectado por este evento hidrológico extraordinario. Con el fin de evaluar la situación actual del tramo de la carretera, así como también los daños ocasionados por la inundación se llevaron a cabo visitas de campo a la zona en estudio, encontrándose que dicho tramo de la carretera se encuentra en funcionamiento, pero que no cuenta con un sistema de drenaje tanto longitudinal como son las cunetas o canales de drenaje, ni transversal como alcantarillas, pontones y badenes. En el estudio, se toman 3 puntos de control ubicados al inicio, en el centro y al final del tramo de la carretera, PC-1 con una cota de 2070 m.s.n.m. PC-2 con una cota de 2122 m.s.n.m. PC-3 con una cota de 2173 m.s.n.m.; esto con la finalidad de precisar y comparar el caudal que recorrió el tramo de la carretera. Con estos puntos definidos se procede a la delimitación de las cuencas hidrográficas correspondientes a cada uno de los puntos de control, así como también se determinan las características físicas y geomorfológicas de cada cuenca, esto con la ayuda de imágenes satelitales y el software Arc Map, que pertenece a la plataforma ArcGis. Las precipitaciones normalmente no son tan altas ni intensas en la zona donde se ubica el tramo de la carretera en estudio. Por lo que, es de mucha importancia encontrar una lluvia histórica que simule lo sucedido el día 26 de enero del 2017, esto para poder validar y elaborar un correcto modelo hidrológico. La lluvia histórica se encuentra a partir de los datos pluviométricos obtenidos de la estación meteorológica de una empresa privada que nos indica que los días 25 y 26 de enero se registraron precipitaciones de 10.9 mm y 16.3 mm respectivamente, lluvias que duran entre 2 a 4 horas según información recogida de algunos testigos que estuvieron presentes el día del incidente. Con estos datos pluviométricos se obtiene un hietograma de lluvia histórica que une las lluvias de los días 25 y 26 de enero, esto con la finalidad de simular una lluvia de dos días seguidos para así poder encontrar un caudal de salida y posteriormente una simulación de inundación que nos ayuda a comprender mejor lo sucedido el 26 de enero del 2017. El modelamiento hidrológico se realiza utilizando el software HEC-HMS 3.5, el modelo contiene las características físicas y geomorfológicas de las cuencas. Para la transformación de lluvia en escorrentía se emplea la metodología del Numero de la Curva de la Sociedad Conservadora de Suelos, para la obtención del hidrograma de salida se usa la metodología del hidrograma sintético de la Sociedad Conservadora de Suelos. El modelo fue validado a partir de realizar la corrida con la lluvia histórica, obteniendo un caudal de salida de 19.7 m3/s con el que se hace la simulación de inundación y el análisis de la vulnerabilidad de la carretera. La simulación de inundación y posterior análisis de vulnerabilidad se realiza con la ayuda de los softwares HEC-RAS y la plataforma ArcGis con su extensión HEC-Geo Ras, para lo cual es necesario realizar un levantamiento topográfico debido a que se requiere de mayor precisión de la que nos dan las cartas nacionales o las imágenes satelitales. El levantamiento topográfico es realizado haciendo uso de la foto interpretación, mediante el empleo de un dron. De esta manera se pudo realizar la simulación de la inundación y el análisis de vulnerabilidad hidrológica del tramo de la carretera en estudio. Por otro lado, también se determina el hietograma de la lluvia de diseño, esto utilizando los datos pluviométricos de precipitación máxima de 24 horas de la estación Huasacache ubicada en el distrito de Jacobo Hunter de la provincia de Arequipa con una altitud de 2207 m.s.n.m, con 23 años de registros obtenidos de SENAMHI. Con estos datos se realiza el análisis de frecuencia para encontrar la función de distribución que más se adecua a los datos y también se define el periodo de retorno de 75 años, esto a partir de las recomendaciones del Manual de Hidrología y Drenaje elaborado por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones, con este periodo de retorno se predice una lluvia y a partir de este valor un hietograma de diseño que se utiliza en el modelo hidrológico para encontrar un hidrograma de salida y a partir de este obtener el caudal para el diseño de la sección transversal, de la quebrada, recomendable para evacuar las aguas pluviales sin que afecten a la carretera. Con el modelo ya validado se hizo la corrida para la lluvia de diseño para un periodo de retorno de 75 años, obteniendo un caudal de salida de 28.7 m3/s, a partir del cual se plantea una alternativa de solución. Finalmente se propone el diseño de una sección de derivación de aguas pluviales, y se muestra su comportamiento en los planos SC-01, SC-02, SC-03, SC-04 y SC-05 demostrando de esta manera el correcto funcionamiento del diseño y además verificando que se eliminó la vulnerabilidad hidrológica de la carretera.