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Disponibilidad Hídrica PDF
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7.2.
La cuenca del ro Cabanillas ocupa una superficie de 2,888.61 Km2 equivalente al 58.85% de la superficie total de la cuenca del ro Coata. En la cuenca del ro Cabanillas se ubica las mayores reas potenciales de riego, por consiguiente existen grandes demandas hdricas. Esta cuenca presenta grandes bondades hdricas, ya que pluviomtricamente su cuenca alta es la regin con mayor precipitacin (830 mm. Anual) de la cuenca Coata, adems aloja importantes reservas hdricas naturales como son las lagunas. Entre estas se encuentra la Laguna de Ananta (rea = 11.94 Km2) ubicada en la parte alta de la cuenca (4,828 msnm.) y en la parte media (4,168 msnm.) se encuentra el embalse Lagunillas (rea = 65.12 Km2), y cerca de esta la Laguna Saracocha. Dentro de esta cuenca se encuentra ubicado el Proyecto de Irrigacin Sistema Integral Lagunillas (SIL) con un rea total potencial de 33,850 Ha. y un rea total bajo riego de 27,450 Ha., compuesto por 11 bloques de riego (ver Figura N 7.1). Es el mayor sistema regulado de la Regin Puno. Segn el Esquema Topolgico (Figura N 7.1), el sistema hidrulico del SIL es un sistema regulado. Donde tiene dos fuentes hdricas: (1) La escorrenta natural del ro Verde, (2) La escorrenta regulada mediante el embalse Lagunillas del ro Cerrillos. La unin de estos dos cauces forma el ro Cabanillas. El ro Compuerta es un efluente de la Laguna Saracocha, es un cauce endorreico y de poca longitud, y no tiene mayor incidencia en la disponibilidad hdrica de la cuenca.
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Estudio de Hidrologa
25 25 23 20 18 15 13 10 8 5 3 0 Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun 23 20 18 15 13 10 8 5 3 0 Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun
Ro Ichocollo
Ro Verde
Ro Cabanillas
Laguna Saracocha
Q = 4 m3/s
Q = 3.5 m3/s
Ro Verde
Q = 10 m3/s
Q = 11 m3/s
Q = 5,5 m3/s
Cotaa A = 150 Ha. Q = 3,45 m /s Cabanillas A = 3,500 Ha. Cabanilla Bocatoma Yanarico
3
Bocatoma Cabanillas
25
Ro Lampa
23 20 18 15 13 10 8 5 3 0 Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun
Ro Coata
Lampa
Lago Titicaca
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Con fines de realizar el Balance Hdrico del SIL es necesario determinar la Disponibilidad Hdrica en la Cabecera de Riego de las reas de riego del SIL, el cual esta ubicado aguas arriba de la primera bocatoma de captacin del ro (actualmente Bocatoma Cayachira), localizado aguas debajo del Distrito de Santa Lucia. La disponibilidad hdrica en la cabecera de riego del SIL se determinar realizando una simulacin de operacin del embalse Lagunillas. Antes de determinar la disponibilidad hdrica, es necesario describir las caractersticas hidrolgicas e hidrulicas de los elementos fisiogrficos de la cuenca Cabanillas. Segn el esquema topolgico del sistema (Figura N 7.1), los elementos principales con respecto a las disponibilidades del sistema son el ro Ichocollo, el ro Verde y el embalse Lagunillas. La interaccin de estos tres elementos determina la disponibilidad hdrica del sistema. Por consiguiente a continuacin se describe las caractersticas hidrolgicas de cada uno de los elementos.
Tabla N 7.1 Mdulos de Caudal Promedio Mensual (m3/s) Ro Ichollo (Punto de Ingreso al Embalse Lagunillas)
Modulo Qm Q50 Q75 Q95 AGO 0.73 0.65 0.52 0.43 SEP 0.92 0.76 0.62 0.46 OCT 1.60 1.01 0.81 0.53 NOV 3.53 2.06 1.09 0.70 DIC 8.36 6.63 3.99 1.74 ENE 21.35 20.99 10.68 3.61 FEB 22.38 21.76 12.25 3.33 MAR 17.81 18.26 11.71 3.73 ABR 7.15 6.50 4.76 1.65 MAY 2.32 2.15 1.58 0.72 JUN 1.04 0.99 0.81 0.56 JUL 0.65 0.61 0.54 0.43 PROM 7.32 6.86 4.11 1.49
En la Tabla N 7.2 se presenta la misma informacin hidrolgica en mdulos de volumen promedio anual. Al volumen promedio anual le corresponde un mdulo medio total de 228.40 MMC (Millones de metros cubicos), y para un mdulo del 75% de persistencia le corresponde un valor total anual de 128.40 MMC.
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Tabla N 7.2 Mdulos de Volumen Promedio Mensual (MMC) Ro Ichollo (Punto de Ingreso al Embalse Lagunillas)
Modulo Vm V50 V75 V95 AGO 1.95 1.73 1.39 1.14 SEP 2.37 1.97 1.62 1.19 OCT 4.30 2.69 2.18 1.42 NOV DIC ENE 57.19 56.22 28.61 9.67 FEB 54.13 52.63 29.65 8.06 MAR 47.70 48.90 31.36 9.98 ABR 18.55 16.85 12.33 4.27 MAY 6.22 5.77 4.23 1.93 JUN JUL 2.69 2.55 2.09 1.44 1.75 1.63 1.45 1.16 TOTAL 228.40 214.05 128.40 46.74 9.16 22.40 5.34 17.75 2.82 10.68 1.81 4.66
En la Figura No 7.2 se presenta la distribucin del caudal promedio mensual en sus diferentes mdulos. La serie completa de caudales medios mensuales generados se presenta en el Anexo (Volumen II).
Figura N 7.2 Mdulos de Caudal Promedio Mensual (m3/s) Ro Ichollo (Punto de Ingreso al Embalse Lagunillas)
25 23 20 18
Caudal (m3/s)
15 13 10 8 5 3 0 AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY
JUN
JUL
Mes
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altitud de 4,096 msnm. Los registros histricos de esta estacin son continuas, a la fecha se encuentra operativa y esta administrada por el SENAMHI Puno. Con fines de validar la perfomance del modelo hidrolgico de transformacin precipitacin escorrenta, se ha generado caudales en este punto de aforo. Los resultados obtenidos son similares (ver item 6.3.2.2.). En la Tabla N 7.3 se presenta los mdulos de caudal del ro Verde, se podr apreciar que el caudal promedio anual le corresponde un modulo medio de 9.59 m3/s y para un modulo del 75% de persistencia un valor de 5.41 m3/s. en la Figura N 7.3 se presenta en forma grfica.
Tabla N 7.3 Mdulos de Caudal Promedio Mensual (m3/s) Ro Verde (Punto de Aforo)
Modulo Qm Q50 Q75 Q95 AGO 0.58 0.46 0.32 0.25 SEP 0.83 0.74 0.54 0.30 OCT 2.22 1.10 0.78 0.49 NOV 5.94 3.13 1.39 0.51 DIC 14.04 10.40 5.60 2.61 ENE 28.65 29.29 18.51 4.79 FEB 30.87 29.49 16.48 6.59 MAR 21.06 20.24 14.45 4.37 ABR 7.70 6.95 4.82 1.56 MAY 2.04 1.88 1.21 0.68 JUN 0.74 0.67 0.51 0.39 JUL 0.42 0.38 0.29 0.22 PROM 9.59 8.73 5.41 1.90
Figura N 7.3 Mdulos de Caudal Promedio Mensual (m3/s) Ro Verde (Punto de Aforo)
35 30
Qm
25 20 15 10 5 0
AGO SEP OCT NOV DIC ENE Mes FEB MAR ABR MAY
JUN
JUL
En la Tabla N 7.4 se presenta la misma informacin hidrolgica en mdulos de volumen promedio anual. Al volumen promedio anual le corresponde un mdulo medio total de 298.96 MMC (Millones de metros cbicos), y para un mdulo del 75% de persistencia le corresponde un valor total anual de 223.68 MMC.
Tabla N 7.4 Mdulos de Volumen Promedio Mensual (MMC) Ro Verde (Punto de Aforo)
Modulo Vm V50 V75 V95 AGO 1.57 1.23 1.08 0.66 SEP 2.16 1.93 1.65 0.77 OCT 5.94 2.96 2.86 1.32 NOV 15.40 8.12 6.10 1.32 DIC 37.61 27.86 20.85 6.99 ENE 76.72 78.45 68.02 12.83 FEB 74.67 71.35 53.29 15.93 MAR 56.42 54.21 48.10 11.72 ABR 19.96 18.02 15.19 4.03 MAY 5.47 5.04 4.05 1.82 JUN 1.93 1.73 1.61 1.01 JUL 1.13 1.02 0.88 0.60 TOTAL 298.96 271.91 223.68 59.00
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Tabla N 7.5
Presa Lagunillas
Volumen Util (aprox.) Capacidad mxima de descarga Cota mxima de operacin Cota mnima de operacin Ao de inicio de operacin Control de aforo Reglas de operacin Administracin Actual Demanda Actual rea espejo de agua actual rea espejo antes de embalse
: 500 MMC : 20 m3/s : 4168.80 msnm. : 4157.25 msnm. : 1999 : No funciona : No tiene : PELT : 10 m3/s : 65.12 Km2 : 25.31 Km2
No se ha conseguido informacin tcnica que describa las caractersticas hidrulicas del embalse Lagunillas. Es as que la operacin actual del embalse se realiza en forma emprica, sin reglas ni polticas de operacin definidas. En realidad no se tiene conocimiento de la capacidad real de almacenamiento del embalse, ya que no existe algn documento tcnico que sustente mediante estudios de batimetra la evaluacin de los volmenes y niveles de operacin del embalse. Para el presente reporte, se asume que la capacidad til del embalse es de 500 MMC. En vista de que este embalse ha iniciado su operacin en el ao 1999, el registro histrico de caudales de operacin, as como la informacin climatolgica registrada en el mismo lugar de la presa es de longitud corta; para el presente reporte no se ha tomado en cuenta esta informacin.
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7.2.3.1. CURVA ALTURA AREA - VOLUMEN Con fines de realizar la simulacin de operacin del embalse Lagunillas, y ante la falta de estudios de batimetra que permitan obtener la relacin altura rea volumen del embalse, se ha elaborado en forma aproximado la curva de la relacin altura rea volumen de la siguiente manera: 1. Utilizando las imgenes satelitales del espejo de agua del embalse Lagunillas en los dos escenarios, es decir antes y despus del embalse. Con estas imgenes procesadas en el entorno del Arc Gis se ha determinado las reas de ambos escenarios. 2. Con un trabajo de campo en el entorno del embalse Lagunillas se ha evaluado y estimado en forma aproximada el volumen ocupado por las islas existentes en el embalse, asimismo se ha evaluado las cotas, niveles de agua, y coordenadas de posicin geogrfica de la presa e islas. 3. Una vez determinado el rea del espejo de agua y altura mxima y mnima de almacenamiento del volumen til, el cual se asume en 500 MMC., se utiliz las herramientas digitales del Autocad Land, para estimar el volumen del embalse asemejando a una forma geomtrica de tipo tronco de pirmide. 4. Finalmente realizando interpolaciones se ha determinado el rango de las alturas, reas y volmenes respectivos del embalse. En la Figura N 7.4 se presenta la relacin altura rea volumen del embalse Lagunillas.
Figura N 7.4 Curva Altura Area - Volumen Embalse Lagunillas
CURVA ALTURA - AREA
4170 4169 4168 4167 4166 4165
57.81 55.31 52.81 65.1 3 62.81 60.31
Altitud (msnm)
Altitud (msnm)
50.31
50
55
60
65
70
75
50
100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 Volumen (MMC)
Area (Km2)
Haciendo una comparacin de alturas de operacin del reservorio, en la realidad la diferencia de altura existente de los niveles agua en la presa es de 11.55 m., y el valor obtenido de los clculos realizados se tiene un valor de 11.45 m.
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Con fines de evaluar el rendimiento volumtrico a nivel promedio anual de las reas de drenaje del ro Ichocollo y del ro Verde se ha planteado hacer un anlisis de la capacidad de embalse de las reas de drenaje indicado. Este anlisis comprende la superficie de drenaje de los ros hasta los puntos de control definidos en ambos lugares. Este anlisis tambin tiene por objetivo evaluar el dimensionamiento actual de la capacidad de almacenamiento del embalse Lagunillas. Hay muchos mtodos para estimar la capacidad de embalse de un rea de drenaje. Para el presente anlisis se ha utilizado el mtodo probabilstico, especficamente un modelo estocstico marcoviano de primer orden. En base al registro de caudales medios generados (periodo 1967 2006) para el ro Ichocollo y el ro Verde (ver Item 6.3.2.), se ha generado estocsticamente 25 series sintticas de la misma longitud cada una, para cada uno de los puntos de anlisis. Con
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la ayuda del software Stochastic Analysis, Modeling And Simulation Program (SAMS) Version 98, se ha elaborado el anlisis de capacidad de embalse de las dos reas de drenaje.
225 200 175 150 125 100 75 50 25 0 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00
Persistencia (%)
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De los resultados obtenidos se puede concluir que el rea de drenaje del ro Ichocollo hasta el punto de entrada al embalse Lagunillas tiene una capacidad de embalse de 159.97 MMC. para una persistencia del 75% de duracin. Esto quiere decir que en un ao promedio el rea de drenaje del ro Ichocollo tiene una capacidad promedio de aporte al embalse Lagunillas de solamente un volumen de 159.97 MMC. Este volumen de aportacin es mucho menor a la capacidad til (500 MMC) de almacenamiento del embalse Lagunillas. Por consiguiente, el volumen promedio anual disponible en el rea de drenaje del ro Ichocollo es de 159.97 MMC.
De los resultados obtenidos se puede concluir que el rea de drenaje del ro Verde hasta el punto localizado en la estacin de aforo existente en el ro Verde una capacidad de embalse de 201.38 MMC. para una persistencia del 75% de duracin. Esto quiere decir que en un ao promedio el rea de drenaje del ro Verde tiene una capacidad promedio de aporte al ro Cabanillas de solamente un volumen de 201.38 MMC.
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