Estudio hidrológico e hidráulico en un tramo del río Santa Bárbara para la prevención de la socavación de las carreteras de Santa Bárbara de Santa Cruz, Costa Rica

Abstract

El presente proyecto consistió en elaborar un estudio hidrológico e hidráulico en un tramo del río Santa Bárbara para la generación de criterios de dimensionamiento y diseño de infraestructura que evite la erosión de las vías de la comunidad de Santa Bárbara en Santa Cruz, Guanacaste, Costa Rica. Para desarrollar el presente trabajo se utilizó la información de la Estación Meteorológica Hacienda Pinilla, la cual poseía 23 años de registro de datos de precipitaciones las cuales fueron procesadas mediante el uso de diversos métodos como Distribución Gumbel para la obtención de precipitación máxima en 24 horas, Modelo de Dick Peschke para la generación de Curvas de Intensidad-Duración-Frecuencia y el Método de Bloques Alternos para la obtención de hietogramas de precipitación. Una vez procesada la información meteorológica se ejecutó una modelación hidrológica con ayuda del software HEC-HMS en donde se obtuvieron caudales máximos para periodos de retorno de 5, 10, 25, 50, 100 y 500 años. Posteriormente se realizó un levantamiento topográfico en 796.97 metros del cauce fluvial del río Santa Bárbara, específicamente en el sector donde el río socavó la carretera de la comunidad de Santa Bárbara, echo esto se ejecutó una simulación hidráulica con ayuda del software HEC-RAS en donde se utilizó un periodo de retorno de 25 años. Dentro de los principales resultados obtenidos se determinó que el río presenta altas velocidades hidráulicas de hasta 4 m3/s, este es el principal factor que ha provocado la socavación de la carretera que se encuentra en la margen derecha del río y por lo cual se concluye que en el sector afectado se debe construir un muro de contención de escollera que tenga la capacidad de brindar soporte a la carretera y al mismo tiempo servir de obra hidráulica que proteja el margen derecho del río Santa Bárbara.

The present project consisted of preparing a hydrological and hydraulic study in a section of the Santa Bárbara river for the generation of dimensioning criteria and infrastructure design that prevents the erosion of the roads of the community of Santa Bárbara in Santa Cruz, Guanacaste, Costa Rica. . To develop this work, information from the Hacienda Pinilla Meteorological Station was used, which had 23 years of rainfall data records, which were processed through the use of various methods such as Gumbel Distribution to obtain maximum rainfall in 24 hours, Dick Peschke's model for the generation of Intensity-Duration-Frequency Curves and the Alternate Blocks Method for obtaining precipitation hyetograms. Once the meteorological information was processed, a hydrological modeling was carried out with the help of the HEC-HMS software, where maximum flows were obtained for return periods of 5, 10, 25, 50, 100 and 500 years. Subsequently, a topographical survey was carried out in 796.97 meters of the fluvial channel of the Santa Bárbara River, specifically in the sector where the river undermined the highway of the Santa Bárbara community, after which a hydraulic simulation was executed with the help of the HEC-RAS software where a return period of 25 years was used. Among the main results obtained, it was determined that the river has high hydraulic speeds of up to 4 m3/s, this is the main factor that has caused the undermining of the road that is on the right bank of the river and for which it is concluded that in the affected sector a breakwater retaining wall should be built that has the capacity to provide support to the road and at the same time serve as a hydraulic work that protects the right bank of the Santa Bárbara River.